淺析PT/TiO₂復(fù)合粒子光催化降解有機(jī)污染物的性能

張勝渠

【摘 要】 近年來(lái)，隨著化工行業(yè)不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們的衣、食、住、行都與化工行業(yè)產(chǎn)生千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。本文先簡(jiǎn)單分析了PT/TiO2復(fù)合粒子，然后從材料制備、試驗(yàn)、結(jié)果分析三個(gè)方面重點(diǎn)探討了PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物中的性能。

【關(guān)鍵詞】 有機(jī)污染物 PT/TiO2復(fù)合粒子 性能

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們生活水平有了很大的提升。與此同時(shí)，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，逐漸成為社會(huì)一大難題，如何采取有力的措施將有機(jī)污染物進(jìn)行降解，已成為世界性的問題。下文主要探討PT/TiO2復(fù)合粒子光催化降解有機(jī)污染物的性能，為解決有機(jī)污染物提供參考。

1 PT/TiO2復(fù)合粒子概述

PT/TiO2復(fù)合粒子，即聚噻吩/二氧化鈦復(fù)合粒子。一直以來(lái)，人們都沒有重視TiO2這一化合物。直到1972年， Honda和Fujishima他們?cè)谘芯縩-型TiO2半導(dǎo)體電極時(shí)，經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)和總結(jié)，最終發(fā)現(xiàn)了水的光電催化分解作用，從而引起了人們對(duì)TiO2的廣泛關(guān)注

一方面，銳鈦型TiO2具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，比如光穩(wěn)定性強(qiáng)、同時(shí)擁有化學(xué)和生物惰性、無(wú)毒等，它在光催化解有機(jī)污染物方面具有良好的應(yīng)用價(jià)值。另一方面，由于其禁帶寬度比較大（為3.2eV），故而其只能吸收≤380mm波長(zhǎng)的光，從而產(chǎn)生光生電子-空穴（其復(fù)合幾率高），這就大大降低了TiO2的光催化活性。因此，必須要采取有力的措施，進(jìn)一步提高TiO2在光催化降解有機(jī)污染物方面的能力。

2 PT/TiO2復(fù)合粒子光催化降解有機(jī)污染物的性能分析

2.1 PT/TiO2復(fù)合粒子的制備

為了探討PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物方面的性能，首先需要將其制備出來(lái)。首先，在TiO2粒子使用前，將其置于100℃環(huán)境下進(jìn)行干燥處理，時(shí)間為2-4h，隨后將其分散在氯仿溶液中（容量：50mL），利用化學(xué)發(fā)生器（型號(hào)：DC-1；功率：200W；頻率：20kHz）超聲分散6min；其次，將一定量的噻吩加入其中，并且進(jìn)行攪拌（30min），然后加入0.02mol的無(wú)水三氧化鐵以及30mL的氯仿，然后在冰浴條件下進(jìn)行攪拌（時(shí)間為4h）；最后，待混合物從灰色變?yōu)樯詈谏?，利用甲醇?duì)其進(jìn)行抽提至甲醇無(wú)色，此時(shí)的混合物就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，隨后將其置于60-80℃環(huán)境下，做干燥處理（時(shí)間為2-3h），這樣就可以制備出PT/TiO2來(lái)。按照此種辦法，改變噻吩與TiO2粒子二者的比例，制備出PT含量不同的PT/TiO2復(fù)合粒子，具體情況如表1所示：

2.2試驗(yàn)過(guò)程

（1）試驗(yàn)方法。為了了解PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物方面的性能，需要對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，具體方法如下。首先，將苯酚溶液（容量：10mL）或者是40mg/L甲基橙倒入石英試管中，然后再加入PT/TiO2復(fù)合粒子（容量：10mg），對(duì)其進(jìn)行磁力攪拌。將其置于室溫環(huán)境下，在黑暗中攪拌1h，然后將其置于紫外燈的正下方進(jìn)行光照作用，過(guò)了一定時(shí)間后將其取出，然后對(duì)其進(jìn)行離心分離（時(shí)間：10min；轉(zhuǎn)速：5000r/min），將上層清液取出待用。

（2）測(cè)定方法。評(píng)價(jià)復(fù)合粒子光催化活性，主要是通過(guò)測(cè)定污染物濃度的變化情況。在苯酚的濃度變化監(jiān)測(cè)中，采用的是4-氨基安替比林比色法；在甲基橙溶液的吸光變化測(cè)定中，采用紫外-可見分光光度計(jì)（型號(hào)：UV-240；產(chǎn)地日本島津公司）。

2.3 PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物中的性能

（1）光催化降解甲基橙。在本測(cè)試中，主要有四種粒子，分別是PT（0%）/TiO2[即純TiO2粒子]、PT（0.5%）/TiO2、PT（1.0%）/TiO2、PT（2.0%）/TiO2。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示，在黑暗條件下，從粒子對(duì)甲基橙的吸附作用方面來(lái)看，PT/TiO2復(fù)合粒子比純TiO2的作用更強(qiáng)，并且其吸附作用隨PT含量的增加而不斷增加。究其原因，可能是PT/TiO2復(fù)合粒子的表面形成一種特殊的結(jié)構(gòu)，從而與甲基橙形成良好的相互作用。

隨著PT/TiO2復(fù)合粒子中PT含量的增加，在光催化反應(yīng)的速度方面呈現(xiàn)出“先增大，后減小”的特點(diǎn)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，可能是PT具有一定的導(dǎo)電性，這就使得光生電子和光生空穴的分離速度加快，從而有效加快其催化降解速度；但是，隨著PT含量的持續(xù)增加，促使TiO2粒子被PT包裹，從而降低了催化降解速度。

（2）光催化降解苯酚。在黑暗條件下，與甲基橙不同，這四種粒子對(duì)苯酚的吸附作用不是很明顯。但是在光的作用下，其降解速率與甲基橙一樣，都是隨著PT/TiO2復(fù)合粒子中PT含量的增加，在光催化反應(yīng)的速度方面呈現(xiàn)出“先增大，后減小”的特點(diǎn)。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，人們可以利用相應(yīng)的方法（本文是原位化學(xué)氧化法），制備出所需要的PT/TiO2復(fù)合粒子。根據(jù)文中的試驗(yàn)，結(jié)果顯示：在催化降解有機(jī)污染物時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)含量的PT，從而有效提高其催化降解作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬鳳霞，姜輝，王豐.POMs/TiO2復(fù)合催化劑光催化降解有機(jī)污染物的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（31）：19305-19306+19357.

[2]廖麗妃，董延茂，趙丹.介孔TiO2光催化降解有機(jī)污染物的研究[J].污染防治技術(shù)，2010（05）：4-7+13.

[3]胡俊，王濟(jì)奎，陳國(guó)松，徐炎華.TiO2光催化降解有機(jī)污染物的研究進(jìn)展[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2010（12）：54-55.

[4]張鵬會(huì)，孔愛平，韓迪.TiO2光催化降解有機(jī)污染物研究進(jìn)展[J].甘肅石油和化工，2009（02）：5-9.endprint

【摘 要】 近年來(lái)，隨著化工行業(yè)不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們的衣、食、住、行都與化工行業(yè)產(chǎn)生千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。本文先簡(jiǎn)單分析了PT/TiO2復(fù)合粒子，然后從材料制備、試驗(yàn)、結(jié)果分析三個(gè)方面重點(diǎn)探討了PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物中的性能。

【關(guān)鍵詞】 有機(jī)污染物 PT/TiO2復(fù)合粒子 性能

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們生活水平有了很大的提升。與此同時(shí)，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，逐漸成為社會(huì)一大難題，如何采取有力的措施將有機(jī)污染物進(jìn)行降解，已成為世界性的問題。下文主要探討PT/TiO2復(fù)合粒子光催化降解有機(jī)污染物的性能，為解決有機(jī)污染物提供參考。

1 PT/TiO2復(fù)合粒子概述

PT/TiO2復(fù)合粒子，即聚噻吩/二氧化鈦復(fù)合粒子。一直以來(lái)，人們都沒有重視TiO2這一化合物。直到1972年， Honda和Fujishima他們?cè)谘芯縩-型TiO2半導(dǎo)體電極時(shí)，經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)和總結(jié)，最終發(fā)現(xiàn)了水的光電催化分解作用，從而引起了人們對(duì)TiO2的廣泛關(guān)注

一方面，銳鈦型TiO2具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，比如光穩(wěn)定性強(qiáng)、同時(shí)擁有化學(xué)和生物惰性、無(wú)毒等，它在光催化解有機(jī)污染物方面具有良好的應(yīng)用價(jià)值。另一方面，由于其禁帶寬度比較大（為3.2eV），故而其只能吸收≤380mm波長(zhǎng)的光，從而產(chǎn)生光生電子-空穴（其復(fù)合幾率高），這就大大降低了TiO2的光催化活性。因此，必須要采取有力的措施，進(jìn)一步提高TiO2在光催化降解有機(jī)污染物方面的能力。

2 PT/TiO2復(fù)合粒子光催化降解有機(jī)污染物的性能分析

2.1 PT/TiO2復(fù)合粒子的制備

為了探討PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物方面的性能，首先需要將其制備出來(lái)。首先，在TiO2粒子使用前，將其置于100℃環(huán)境下進(jìn)行干燥處理，時(shí)間為2-4h，隨后將其分散在氯仿溶液中（容量：50mL），利用化學(xué)發(fā)生器（型號(hào)：DC-1；功率：200W；頻率：20kHz）超聲分散6min；其次，將一定量的噻吩加入其中，并且進(jìn)行攪拌（30min），然后加入0.02mol的無(wú)水三氧化鐵以及30mL的氯仿，然后在冰浴條件下進(jìn)行攪拌（時(shí)間為4h）；最后，待混合物從灰色變?yōu)樯詈谏?，利用甲醇?duì)其進(jìn)行抽提至甲醇無(wú)色，此時(shí)的混合物就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，隨后將其置于60-80℃環(huán)境下，做干燥處理（時(shí)間為2-3h），這樣就可以制備出PT/TiO2來(lái)。按照此種辦法，改變噻吩與TiO2粒子二者的比例，制備出PT含量不同的PT/TiO2復(fù)合粒子，具體情況如表1所示：

2.2試驗(yàn)過(guò)程

（1）試驗(yàn)方法。為了了解PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物方面的性能，需要對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，具體方法如下。首先，將苯酚溶液（容量：10mL）或者是40mg/L甲基橙倒入石英試管中，然后再加入PT/TiO2復(fù)合粒子（容量：10mg），對(duì)其進(jìn)行磁力攪拌。將其置于室溫環(huán)境下，在黑暗中攪拌1h，然后將其置于紫外燈的正下方進(jìn)行光照作用，過(guò)了一定時(shí)間后將其取出，然后對(duì)其進(jìn)行離心分離（時(shí)間：10min；轉(zhuǎn)速：5000r/min），將上層清液取出待用。

（2）測(cè)定方法。評(píng)價(jià)復(fù)合粒子光催化活性，主要是通過(guò)測(cè)定污染物濃度的變化情況。在苯酚的濃度變化監(jiān)測(cè)中，采用的是4-氨基安替比林比色法；在甲基橙溶液的吸光變化測(cè)定中，采用紫外-可見分光光度計(jì)（型號(hào)：UV-240；產(chǎn)地日本島津公司）。

2.3 PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物中的性能

（1）光催化降解甲基橙。在本測(cè)試中，主要有四種粒子，分別是PT（0%）/TiO2[即純TiO2粒子]、PT（0.5%）/TiO2、PT（1.0%）/TiO2、PT（2.0%）/TiO2。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示，在黑暗條件下，從粒子對(duì)甲基橙的吸附作用方面來(lái)看，PT/TiO2復(fù)合粒子比純TiO2的作用更強(qiáng)，并且其吸附作用隨PT含量的增加而不斷增加。究其原因，可能是PT/TiO2復(fù)合粒子的表面形成一種特殊的結(jié)構(gòu)，從而與甲基橙形成良好的相互作用。

隨著PT/TiO2復(fù)合粒子中PT含量的增加，在光催化反應(yīng)的速度方面呈現(xiàn)出“先增大，后減小”的特點(diǎn)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，可能是PT具有一定的導(dǎo)電性，這就使得光生電子和光生空穴的分離速度加快，從而有效加快其催化降解速度；但是，隨著PT含量的持續(xù)增加，促使TiO2粒子被PT包裹，從而降低了催化降解速度。

（2）光催化降解苯酚。在黑暗條件下，與甲基橙不同，這四種粒子對(duì)苯酚的吸附作用不是很明顯。但是在光的作用下，其降解速率與甲基橙一樣，都是隨著PT/TiO2復(fù)合粒子中PT含量的增加，在光催化反應(yīng)的速度方面呈現(xiàn)出“先增大，后減小”的特點(diǎn)。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，人們可以利用相應(yīng)的方法（本文是原位化學(xué)氧化法），制備出所需要的PT/TiO2復(fù)合粒子。根據(jù)文中的試驗(yàn)，結(jié)果顯示：在催化降解有機(jī)污染物時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)含量的PT，從而有效提高其催化降解作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬鳳霞，姜輝，王豐.POMs/TiO2復(fù)合催化劑光催化降解有機(jī)污染物的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（31）：19305-19306+19357.

[2]廖麗妃，董延茂，趙丹.介孔TiO2光催化降解有機(jī)污染物的研究[J].污染防治技術(shù)，2010（05）：4-7+13.

[3]胡俊，王濟(jì)奎，陳國(guó)松，徐炎華.TiO2光催化降解有機(jī)污染物的研究進(jìn)展[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2010（12）：54-55.

[4]張鵬會(huì)，孔愛平，韓迪.TiO2光催化降解有機(jī)污染物研究進(jìn)展[J].甘肅石油和化工，2009（02）：5-9.endprint

【摘 要】 近年來(lái)，隨著化工行業(yè)不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們的衣、食、住、行都與化工行業(yè)產(chǎn)生千絲萬(wàn)縷的關(guān)系。本文先簡(jiǎn)單分析了PT/TiO2復(fù)合粒子，然后從材料制備、試驗(yàn)、結(jié)果分析三個(gè)方面重點(diǎn)探討了PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物中的性能。

【關(guān)鍵詞】 有機(jī)污染物 PT/TiO2復(fù)合粒子 性能

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們生活水平有了很大的提升。與此同時(shí)，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，逐漸成為社會(huì)一大難題，如何采取有力的措施將有機(jī)污染物進(jìn)行降解，已成為世界性的問題。下文主要探討PT/TiO2復(fù)合粒子光催化降解有機(jī)污染物的性能，為解決有機(jī)污染物提供參考。

1 PT/TiO2復(fù)合粒子概述

PT/TiO2復(fù)合粒子，即聚噻吩/二氧化鈦復(fù)合粒子。一直以來(lái)，人們都沒有重視TiO2這一化合物。直到1972年， Honda和Fujishima他們?cè)谘芯縩-型TiO2半導(dǎo)體電極時(shí)，經(jīng)過(guò)不斷的試驗(yàn)和總結(jié)，最終發(fā)現(xiàn)了水的光電催化分解作用，從而引起了人們對(duì)TiO2的廣泛關(guān)注

一方面，銳鈦型TiO2具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，比如光穩(wěn)定性強(qiáng)、同時(shí)擁有化學(xué)和生物惰性、無(wú)毒等，它在光催化解有機(jī)污染物方面具有良好的應(yīng)用價(jià)值。另一方面，由于其禁帶寬度比較大（為3.2eV），故而其只能吸收≤380mm波長(zhǎng)的光，從而產(chǎn)生光生電子-空穴（其復(fù)合幾率高），這就大大降低了TiO2的光催化活性。因此，必須要采取有力的措施，進(jìn)一步提高TiO2在光催化降解有機(jī)污染物方面的能力。

2 PT/TiO2復(fù)合粒子光催化降解有機(jī)污染物的性能分析

2.1 PT/TiO2復(fù)合粒子的制備

為了探討PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物方面的性能，首先需要將其制備出來(lái)。首先，在TiO2粒子使用前，將其置于100℃環(huán)境下進(jìn)行干燥處理，時(shí)間為2-4h，隨后將其分散在氯仿溶液中（容量：50mL），利用化學(xué)發(fā)生器（型號(hào)：DC-1；功率：200W；頻率：20kHz）超聲分散6min；其次，將一定量的噻吩加入其中，并且進(jìn)行攪拌（30min），然后加入0.02mol的無(wú)水三氧化鐵以及30mL的氯仿，然后在冰浴條件下進(jìn)行攪拌（時(shí)間為4h）；最后，待混合物從灰色變?yōu)樯詈谏?，利用甲醇?duì)其進(jìn)行抽提至甲醇無(wú)色，此時(shí)的混合物就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，隨后將其置于60-80℃環(huán)境下，做干燥處理（時(shí)間為2-3h），這樣就可以制備出PT/TiO2來(lái)。按照此種辦法，改變噻吩與TiO2粒子二者的比例，制備出PT含量不同的PT/TiO2復(fù)合粒子，具體情況如表1所示：

2.2試驗(yàn)過(guò)程

（1）試驗(yàn)方法。為了了解PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物方面的性能，需要對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，具體方法如下。首先，將苯酚溶液（容量：10mL）或者是40mg/L甲基橙倒入石英試管中，然后再加入PT/TiO2復(fù)合粒子（容量：10mg），對(duì)其進(jìn)行磁力攪拌。將其置于室溫環(huán)境下，在黑暗中攪拌1h，然后將其置于紫外燈的正下方進(jìn)行光照作用，過(guò)了一定時(shí)間后將其取出，然后對(duì)其進(jìn)行離心分離（時(shí)間：10min；轉(zhuǎn)速：5000r/min），將上層清液取出待用。

（2）測(cè)定方法。評(píng)價(jià)復(fù)合粒子光催化活性，主要是通過(guò)測(cè)定污染物濃度的變化情況。在苯酚的濃度變化監(jiān)測(cè)中，采用的是4-氨基安替比林比色法；在甲基橙溶液的吸光變化測(cè)定中，采用紫外-可見分光光度計(jì)（型號(hào)：UV-240；產(chǎn)地日本島津公司）。

2.3 PT/TiO2復(fù)合粒子在光催化降解有機(jī)污染物中的性能

（1）光催化降解甲基橙。在本測(cè)試中，主要有四種粒子，分別是PT（0%）/TiO2[即純TiO2粒子]、PT（0.5%）/TiO2、PT（1.0%）/TiO2、PT（2.0%）/TiO2。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果顯示，在黑暗條件下，從粒子對(duì)甲基橙的吸附作用方面來(lái)看，PT/TiO2復(fù)合粒子比純TiO2的作用更強(qiáng)，并且其吸附作用隨PT含量的增加而不斷增加。究其原因，可能是PT/TiO2復(fù)合粒子的表面形成一種特殊的結(jié)構(gòu)，從而與甲基橙形成良好的相互作用。

隨著PT/TiO2復(fù)合粒子中PT含量的增加，在光催化反應(yīng)的速度方面呈現(xiàn)出“先增大，后減小”的特點(diǎn)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因，可能是PT具有一定的導(dǎo)電性，這就使得光生電子和光生空穴的分離速度加快，從而有效加快其催化降解速度；但是，隨著PT含量的持續(xù)增加，促使TiO2粒子被PT包裹，從而降低了催化降解速度。

（2）光催化降解苯酚。在黑暗條件下，與甲基橙不同，這四種粒子對(duì)苯酚的吸附作用不是很明顯。但是在光的作用下，其降解速率與甲基橙一樣，都是隨著PT/TiO2復(fù)合粒子中PT含量的增加，在光催化反應(yīng)的速度方面呈現(xiàn)出“先增大，后減小”的特點(diǎn)。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，人們可以利用相應(yīng)的方法（本文是原位化學(xué)氧化法），制備出所需要的PT/TiO2復(fù)合粒子。根據(jù)文中的試驗(yàn)，結(jié)果顯示：在催化降解有機(jī)污染物時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)含量的PT，從而有效提高其催化降解作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬鳳霞，姜輝，王豐.POMs/TiO2復(fù)合催化劑光催化降解有機(jī)污染物的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（31）：19305-19306+19357.

[2]廖麗妃，董延茂，趙丹.介孔TiO2光催化降解有機(jī)污染物的研究[J].污染防治技術(shù)，2010（05）：4-7+13.

[3]胡俊，王濟(jì)奎，陳國(guó)松，徐炎華.TiO2光催化降解有機(jī)污染物的研究進(jìn)展[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2010（12）：54-55.

[4]張鵬會(huì)，孔愛平，韓迪.TiO2光催化降解有機(jī)污染物研究進(jìn)展[J].甘肅石油和化工，2009（02）：5-9.endprint