在成功制备了二氧化钛基可见光催化剂后,为了更深一步了解二氧化钛可见光催化剂对光催化的影响,7月15日至17日,南京财经大学食品科学与工程学院“食品工业废水现状及处理”调研小队又进行了模拟食品工业废水光催化降解实验。
配置待降解污染液
7月15日,调研小队对食品工业废水中色素污染进行了模拟配置,选用刚果红、甲基橙、亚甲基蓝及双酚a作为污染物配置了待降解溶液。具体操作过程如下:称取500mg色素物质溶解于50ml超纯水,超声波震荡至混合均匀,配置10000mg/l的储备液,并用锡箔纸包好避光储存。取0.2ml储存液加入100ml超纯水,超声波震荡至混合均匀,作为a液;取0.2ml储存液加入100ml超纯水,超声波震荡至混合均匀,加入0.1gtio2催化剂制成b液,超声波震荡至混合均匀并避光搅拌30min。
图:称取团队制备的二氧化钛催化剂 拍摄:王嘉怡
图:配置亚甲基蓝溶液 拍摄:梁梓薇
模拟光照降解实验
将a、b液至于紫外光照下,每30min取样一次,并将样品置于离心机离心5min(转速7878),取上层清液测定吸光度(分光光度计、波长范围800~190nm)。
在8小时的紫外光照模拟降解实验中,调研小队多次进行取样,并进行吸光度测定。小队成员整理了实验数据,发现添加了二氧化钛催化剂的亚甲基蓝溶液吸光度峰值明显降低,证实了二氧化钛可见光催化剂可以提高光催化活性,有利于降解食品工业废水中的污染物。
图:紫外光照下催化降解实验 拍摄:梁梓薇
7月17日,调研小队又对可见光下待降解溶液的降解度进行了检测。调研小队配置了不同浓度的亚甲基蓝溶液,置于模拟可见光照设备下进行光催化降解,每30min取样一次测定其吸光度。由于模拟可见光照设备光强明显大于紫外光,5小时后,亚甲基蓝溶液透明度明显升高,根据吸光度测定结果再次证实了二氧化钛可见光催化剂有利于光催化效率的提高。
图:模拟可见光照下的降解实验 拍摄:王嘉怡
通过多次模拟光催化降解实验,调研小队证实了二氧化钛催化剂可以显著提高光催化降解效率,也在实验中验证了通过元素修饰改性后的催化剂的品质得到了进一步提升。但与此同时,小队在实验中发现催化剂的品质优劣受多种因素影响,如:催化剂制备中的滴加速度、煅烧温度、煅烧时间等等,因此调研小队仍在不断优化二氧化钛可见光催化剂的制备方案,并通过设定不同的实验条件,进一步探究二氧化钛可见光催化剂对光催化的影响,致力于制备最优催化剂,改进食品工业废水处理技术,进而缓解当前中国水污染严重的现状。