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核心提示：把自制摻雜TiO2體系整理到織物上，以織物作為催化劑載體對亞甲基藍(lán)溶液進(jìn)行光催化降解(以高壓汞燈為光源)，探討了整理工藝對催化效果的影響．結(jié)果表明：1．0g／L碘摻雜TiO2整理液以及1．3g／L鈣摻雜TiO2整理液整理后的織物對亞甲基藍(lán)溶液有很好的光催化降解效果．有效解決了納米催化劑降解印染廢水后催化劑難以回收的問題．

目前，我國水體污染主要來自兩方面：(1)超標(biāo)排放工業(yè)廢水；(2)因城市污水排放和集中處理設(shè)施嚴(yán)重缺乏，大量生活污水未經(jīng)處理直接進(jìn)人水體造成環(huán)境污染．紡織印染行業(yè)排放的印染廢水是我國工業(yè)系統(tǒng)重點污染源之一．[1-2]當(dāng)前印染廢水處理方法主要有物理法、生物降解技術(shù)和化學(xué)法．應(yīng)用最多的是化學(xué)法，包括混凝法、氧化法、電化學(xué)法、光催化法等．[3-5]其中納米光催化降解因為高效、環(huán)保、易操作成為當(dāng)前最有發(fā)展前景的方法之一，但存在納米催化劑的回收問題．本文采用紡織品作為催化劑的載體，將催化劑預(yù)先整理到織物上，探討了不同整理工藝對催化劑催化降解效果的影響．

1試驗
1．1材料與儀器
藥品：鈦酸四丁酯、氯化鈣、碘化鉀、非離子表面活性劑J、無水乙醇(工業(yè)級)，亞甲基藍(lán)．
儀器：XQM-2L型行星式球磨機(jī)、TGL-16C臺式離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)，XPA系列光催化反應(yīng)儀器(南京胥江機(jī)電廠)，UV-2550紫外可見分光光度計(JL京普析通用儀器有限公司)，$4700冷場發(fā)射掃描電鏡(日本日立)．

1．2摻雜納米TiO2體系制備
在干燥燒杯中稱取一定量鈦酸四丁酯、氯化鈣或碘化鉀，加入150mL無水乙醇密封，用超聲波震蕩至完全溶解，然后把溶液移至攪拌儀上，一邊高速攪拌一邊通人干燥空氣，直到溶液成膠狀，最后將制備好的膠體取出用保鮮膜密封備用．

1.3催化劑整理棉織物
取一定量摻雜納米TiO2體系加入到無水乙醇中，超聲波震蕩配制成一定濃度的工作液；稱取2g干燥棉織物于工作液中浸漬30min

，將浸漬好的織物進(jìn)行軋壓(1．5～2．0kPa)，最后在熱定型機(jī)中烘干．

1．4亞甲基藍(lán)光催化降解
稱取1g載有納米材料的棉織物，剪成5mmx5mm的小塊，加入10mg／L亞甲基藍(lán)溶液200mL，攪拌均勻后放入光催化反應(yīng)儀器中進(jìn)行紫外光催化降解，降解過程中間隔開啟磁力攪拌，保持織物在溶液中分布均勻，反應(yīng)溫度控制在25°C左右，按規(guī)定的試驗操作方法進(jìn)行光降解，每隔10min取樣1次，催化總時間40min，將取出的降解液用高速離心機(jī)分離5min，分離出上清液后，即在可見光分光光度計上于最大吸收波長處測其吸光度A．利用可見光分光光度計在664nm(亞甲基藍(lán)最大吸收波長)處測試對應(yīng)染料上清液的吸光度值，表征染料脫色程度．根據(jù)公式計算降解率=(1-A1／Ao)X100％，A1表示降解后的吸光度，A。表示原液的吸光度．

1．5測試
纖維微觀形態(tài)由冷場發(fā)射掃描電鏡(SEM)放大3萬倍來表征．
2結(jié)果與討論

2．1納米TiO2光催化機(jī)理
納米TiO2的光催化機(jī)理：在一定波長的光激發(fā)后，納米TiO2價帶上的電子(e-)被激發(fā)，越過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶，同時在價帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴(h)．這些光生電子和空穴帶有一定能量可以自由遷移，當(dāng)它們遷移到催化劑表面時，就可以和吸附在其表面的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生大量的高活性自由基(?OH)，這些自由基能將有機(jī)化合物氧化分解[]．但是光生電子和空穴都不穩(wěn)定，極易復(fù)合，當(dāng)沒有俘獲劑存在的時候，光生電子和空穴便簡單地復(fù)合并釋放熱能．因此抑制光生載流子的復(fù)合，提高界面電子轉(zhuǎn)移速率常數(shù)，是改善光催化性能的有效方法牙0用離子摻雜引入中間能級，降低TiO2的帶隙，成為電子和空穴的淺勢捕獲陷阱，抑制光生電子和空穴復(fù)合，造成晶格缺陷，增加氧空位來提高TiO2的光催化性能．[8-9]

在光照射下，亞甲基藍(lán)的中心胺先得到一個H，N原子對位～S+一一的雙鍵發(fā)生斷裂，形成一個氧硫雙鍵，右邊變?yōu)橐粋€芳

烴環(huán)。接著N原子與芳烴環(huán)相連的一個鍵發(fā)生斷裂，形成伯胺，硫形成2個氧硫雙鍵，然后亞甲基藍(lán)被氧化為2個芳烴的衍生物，隨氧化程度的增加，碳鏈斷裂，接著被氧化為二氧化碳和水．