太阳光下Fenton试剂降解有机染料的研究
染料行业产生的污染物是全球性污染源之一。据不完全统计，我国污染行业每年排放废水量高达～78亿万吨，占纺织工业废水排放量的，是我国排放废水和污染物数量较大的行业之一。由于染料和印80%染工业的废水中含有的有机物具有含量高、成分复杂、色度深、难降解等特点，目前还没有比较有效的方法来处理此类废水。传统的处理方法如生化处理、混凝脱色、吸附脱色、膜技术等工艺对于染料污染物的矿化能力较差，而且容易引起二次污染。
世纪年代以来，以生成羟基自由基为标志的高级氧化技术引起了世界各国环境科技界的2080(AOPs)广泛重视，其中利用光氧化及光催化氧化处理难降解有机物是环境科学研究的热点问题之一，常见的光氧化与催化技术有UV-H 2体系O 2[1]
、体系
UV-Fenton [2-4]
以及UV-TiO 2体系
[5-6]
。而这些体系均需紫外光的照
射，不能很好地利用太阳光。试剂能有效分解有机污染物，甚至彻底地将有机污染物氧化分解为Fenton 二氧化碳、水和矿物盐等无害无机物，不会产生新污染。本文以甲基橙为研究对象，在太阳光照射下，利用试剂对甲基橙染料进行氧化处理，以色度去除率为检测指标，探索其最佳条件。
Fenton 实验部分
1 主要试剂与仪器
1.1试剂：H 2O 2； (30%)FeSO 4·7H 2分析纯；去离子水；甲基橙；结晶紫；孔雀石绿；碱性品红。O() 仪器：型紫外及可见分光光度计；型多功能光化学反应仪；恒温水槽。
752SGY-1 实验方法
1.2移取甲基橙溶液于的容量瓶中，依次加入100 mL FeSO 4和H 2O 2后稀释至，再快速转入100 mL 200 mL 烧杯中，在太阳光的照射下，每隔取样并测定其吸光度值。按下式计算脱色率5 min D 。
D =(A 0－A )/A 0
式中：A 0为光照前试液的吸光度；A 为光照一定时间后试液的吸光度。
结果与讨论
2 2.1FeSO 4浓度对甲基橙溶液降解的影响
在甲基橙浓度为，20 mg/L H 2O 2浓度为，太阳光的照射下，改变5.0 mmol/L FeSO 4用量，考察FeSO 4用量对甲基橙降解效果的影响，反应时间为，结果如图所示。
20 min 1太阳光下试剂降解有机染料的研究
Fenton 陈华军，万 琳，席晓晶
（洛阳理工学院环境工程与化学系，河南洛阳）
471023摘要： 研究了甲基橙等有机染料在太阳光和试剂联合作用下的降解动力学。采用单因子法考察了硫酸亚Fenton 铁用量、氧化剂双氧水用量和辐射光源等因素对降解效果的影响。结果表明：在优选实验条件下甲基橙的降解效果较好，有机染料的降解过程符合一级动力学。辐射光源对甲基橙的降解速率影响非常大，降解速率随紫外光强度的增强而加快。太阳光下甲基橙的降解速率常数是室内～倍，该反应体系在太阳光利用方面具有一定的应用34价值。
关键词：太阳光；试剂；有机染料；光降解Fenton DOI:10.3969/j.issn.1674-5043.2010.01.003
中图分类号: X71/799 文献标志码 : A 文章编号 : 1674-5043(2010)01-0008-03
由图可见，随着1Fe 2+
浓度的增加，甲基橙的降
解率逐渐地增大，当Fe 2+
浓度为时，继0.3 mmol/L 续增加Fe 2+
浓度，降解率无明显变化。考虑到过高的Fe 2+
浓度会使出水色度增大，由本实验结果可以确定硫酸亚铁投入量为。
0.3 mmol/L 2.2H 2O 2浓度对甲基橙溶液降解的影响
在选定的硫酸亚铁投量下，改变H 2O 2的加入量进行甲基橙溶液的降解实验，H 2O 2浓度对甲基橙溶液降解效果的影响如图所示。
2从图可以看出，随着2H 2O 2量的增加甲基橙的降解率逐渐地增大，当H 2O 2浓度为时，5.0 mmol/L 甲基橙降解的效果最佳，继续增加H 2O 2用量降解率反而下降。因为H 2O 2的量越多，产生的·就越OH 多，但是H 2O 2浓度达到后，·的浓5.0 mmol/L OH 度达到饱和[7]
。
甲基橙初始浓度对甲基橙溶液降解的2.3影响
固定其他反应条件不变，改变甲基橙的加入量，考察甲基橙初始浓度对降解效果的影响。不同甲基橙浓度的降解效果如图所示。
3图说明，随着甲基橙加入量的增加，甲基橙3的降解率逐渐地增加，当甲基橙的浓度为20 mg/L 时，甲基橙的降解效果最佳，继续增大甲基橙浓度会降低降解效果。
光源对甲基橙溶液降解的影响
2.4光是化学反应中不可少的条件，固定其他反应条件不变，采用不同光源进行辐射，考察光源对甲基橙降解效果的影响。其中，紫外光实验是在南京斯东柯型多功能光反应仪中进行。实验时将SGY-1甲基橙溶液加入到光反应仪中，开启磁力搅拌器，以高压汞灯照射，定时取样测量吸光度。实125 W 验结果如表所示。
1表 不同光源下甲基橙降解速率常数
1光源k / min
-1
r t 1/2 / min D / %光源k / min
-1
r t 1/2 /min
D / %无光照
0.01180.998958.720.7太阳光0.10850.9966 6.488.0室内光
0.0255
0.9991
27.2
42.0
紫外光
0.2376
0.9995
2.9
99.0
有机染料的降解过程符合一级动力学方程。光对甲基橙的降解速率影响非常大。在暗处和室内降解速度缓慢，放在太阳光下，甲基橙可以迅速降解，而在以紫外灯为光源的型多功能光化学反应仪中SGY-1降解速度最快。
首先，在太阳光，尤其是紫外光条件下，H 2O 2会分解产生·。其次，在弱酸性条件下，三价铁主
OH 图 1FeSO 4浓度对甲基橙溶液降解的影响
0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55
FeSO 4浓度· / mmol L -1
图 甲基橙的初始浓度对甲基橙降解的影响
3甲基橙初始浓度· / mg L -1
图
2
H 2O 2浓度对甲基橙溶液降解的影响
100 50
40
0.5 2.5 4.5 6.5 8.5 10.5
双氧水浓度· / mmol L -1
要以Fe(OH)2+粒子形式存在，三价铁的羟基络离子可以与紫外光反应生成·和OH Fe 2+
，前者可直接氧化有机物，后者又可作为催化剂重新参与反应。所以，太阳光包含紫外光和紫外光下甲基橙的降解较快。
() 该体系对多种水溶性有机染料的降解试验
2.5为了考察太阳光照射下试剂反应体系对其他水溶性有机染料降解的实用性，本次实验对结晶Fenton 紫、孔雀石绿、碱性品红等多种有机染料进行了光催化降解实验的研究。在用甲基橙选定的最佳实验条件下，对初始浓度均为的不同有机染料进行降解实验，结果如表所示。
20 mg/L 2表 对多种水溶性染料的处理结果
2染料名称k / min
-1
r t 1/2 / min D / %染料名称k / min
-1
r t 1/2 /min D / %碱性品红
0.05100.993213.666.6甲基橙0.10850.9966 6.488.0结晶紫
0.0719
0.9974
9.6
76.3
孔雀石绿
0.1303
0.9921
5.3
96.2
实验表明：在太阳光照射下，试剂反应体系对多种水溶性有机染料模拟废水有较好的处理效Fenton 果。这说明，在太阳光的照射下让试剂反应体系降解有机染料，是一种有效的染料降解的方法；Fenton 有机染料的降解过程符合一级动力学方程；染料的脱色效率因染料类型的不同而有所不同，这可能与有机染料的分子结构有关。
结 语
3）在太阳光的照射下，试剂氧化法对甲基橙等染料有良好的降解效果，当甲基橙初始浓度为1Fenton 、亚铁离子浓度为、20 mg/L 0.3 mmol/L H 2O 2浓度为时，降解效果较好。
5.0 mmol/L ）利用太阳光进行降解实验，能有效降低试剂处理有机染料废水的成本。
2Fenton ）光源对甲基橙的降解速率影响非常大，降解速率随紫外光强度的增强无光照→室内光→太阳光→3(紫外灯而加快。
)）在最佳的实验条件下，对多种有机染料模拟废水进行降解实验，效果较好。这说明在太阳光照射4下，试剂反应体系能有效地降解有机染料，在处理有机染料废水方面具有很好的发展前景。
Fenton 参考文献:
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Degradation of Organic Dye by Fenton Reagent under Sunlight
CHEN Hua-jun, WAN Lin, XI Xiao-jing
(Luoyang Institute of Science and Technology, Luoyang 471023, China )
Abstract: Degradation kinetics of methyl orange and other dyes by Fenton reagent under sunlight was studied. The effects of FeSO 4 and H 2O 2 concentration, radiation source are assessed by adopting the single factor method. Results show that the degradation effect of methyl orange is better under the optimum reaction conditions, and the degradation of methyl orange under sunlight follows the pseudo first-order kinetic model. It has found that radiation source has a great effect on the degradation of organic dye and the degradation will be quickened with the intensifying of the UV-light. The constant of ～degradation rate will be increased by 3 4 times under sunlight, which shows that the reaction system is useful to some degree in the exploitation of sunlight.
Key words: sunlight; Fenton reagent; organic dye; photodegradation
光催化降解甲基橙
光催化降解染料甲基橙 专业班次：应用化学3班学号： 姓名：日期： 2015年5月12日 1.实验目的 1、掌握确定反应级数的原理和方法； 2、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期； 3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。 2.实验原理 国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2 H2O,而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X-,SO42-,PO43-,PO43-,NH4+,NO3-等离子。因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。 光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。 光催化以半导体如TiO2,ZnO,CdS,Fe2O3,WO3,SnO2,ZnS,SrTiO3,CdSe,CdTe,In2O3,FeS2，GaAs,GaP,SiC,MoS2等作催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，帮TiO2是目前广泛研究、效果较好的光催化剂。 半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为 λg（nm）=1240/Eg(eV) 当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm的近紫外光）照射半导体光催化剂时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e-），在价带上产生带正电的光生空穴（h+）,形成光生电子-空穴对。空穴的能量为7.5 eV，具有强氧化性；电子则具有强还原性。 当光生电子和空穴到达表面时，可发生两类反应。第一类是简单的复合，如果光生电子与空穴没有被利用，则会重新复合，使光能以热能的形式散发掉 e-+h+==N+energy(hv’ 太阳能热水器的BLOG 正文太阳能的发展简史(2008-04-15 14:37:03) 45亿年前，太阳能开始辐射到地球。 公元前9世纪，中国人开始用“阳燧”（凹面镜）聚光取火。 公元7世纪，开始使用凸透境聚集太阳能取火。 公元前3世纪，希腊人和罗马人用“燃烧镜”（凹面镜）做武器聚焦太阳能点火并点燃敌方战船的船帆。 1世纪，意大利史学家普林尼修建了第一个保温隔热的被动式太阳能房。 1-500年，罗马人在欲室中修建了朝向南面的大窗户利用太阳光直射来吸热。 6世纪，东罗马帝国皇帝查丁尼颁布法律保护房屋和公共建筑的太阳能浴室，以使档板不再阻挡太阳光热的射入。 14世纪，居住在北美地区的印第安人的祖先，冬季时居住在悬崖的南侧以直接面对太阳方便取暖。 17世纪，有学识的人接受了太阳和其他恒星是相同的这一观念，1615年出现了一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功的抽水机。1643年~1715年法国国王路易十四统治时期是太阳能试验的一个时代。 18世纪，欧洲贵族利用太阳能墙储存成熟的水果，英国与荷兰利用倾斜的面向南的玻璃墙促进了太阳能温室的发展。1767年瑞士科学家贺瑞斯发明了第一台太阳能集热器。1774年，在法国巴黎有人举行了地场用透镜会聚阳光把金属熔化的表演。 19世纪，富有的欧洲人开始修建和使用太阳能温室和保温房，法国科学家用从太阳能集热器获得的热量产生蒸气为蒸汽机提供动力。1837年，英国天文学家赫胥黎在去非洲好望角的探险途中，把一个黑箱子埋入沙土中，箱上用双层玻璃保温，使箱内温度达到116度，于是他就用这种简易的太阳能装置烧饭。1839年，法国科学家Edmund Becquerel 观察到了太阳能的光伏效应。1861年，法国科学家Augustin Mouchot 取得了太阳能设备的专利权。1870年Augustin Mouchot利用太阳能炊具、太阳能水泵灌溉、太阳能蒸发器制酒和水蒸馏（广泛 N-TiO2的制备及可见光降解有机污染物的测定 一、目的要求 1、N掺杂TiO2光催化剂的简易液溶液制备； 2、测定甲基橙在可见光作用下的光催化降解反应速率常数； 3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。 二、实验原理 国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2, H2O。因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。 光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。 光催化以半导体如TiO2,ZnO,CdS,WO3,SnO2,ZnS,SrTiO3等作催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点。TiO2是目前广泛研究、效果较好的光催化剂之一。 半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为 （nm）=1240/E g(eV) 当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm的近紫外光）照射半导体光催化剂时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e-），在价带上产生带正电的光生空穴（h+）,形成光生电子-空穴对。空穴具有强氧化性；电子则具有强还原性。 当光生电子和空穴到达表面时，可发生两类反应。第一类是简单的复合，如果光生电子与空穴没有被利用，则会重新复合，使光能以热能的形式散发掉。 第二类是发生一系列光催化氧化还原反应，还原和氧化吸附在光催化剂表面上物质。 TiO2→e-+h+ OH-+h+→·OH 第三讲：光的色散及凸透镜基本性质 基本概念： 光的色散：一束白光（复色光）通过 三棱镜后会发生色散，形成由红、橙、黄、绿、 蓝、靛、紫各色组成的光带 透镜及分类 透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半径小的多。 分类：凸透镜：边缘薄，中央厚 凹透镜：边缘厚，中央薄 主光轴，光心、焦点、焦距 主光轴：通过两个球心的直线 光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示 虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。 焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。 每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。 透镜对光的作用 凸透镜：对光起会聚作用 凹透镜：对光起发散作用 7、凸透镜成像规律 【凸透镜成像规律口决记忆法】 “一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正, 物远像变大；实像异侧倒，物远像变小” 随堂练习： 一、选择题： 1、雨后的天空，有时会出现美丽的彩虹，关于“彩虹”下列说法错误的是（） A、是光的折射现象 B、是光的色散现象 C、是光的反射现象 D、是由于空气中悬浮有大量的小水珠而形成的 2、商场里的花布的图案是有无数种的颜色拼排而成，各种颜色均是由三种原颜料调和而成，这三种原颜料的颜色是（） A、红橙黄 B、红绿蓝 C、黄红蓝 D、红白蓝 3、下面是色光的混合，混合后的颜色正确的是（） A、红色和绿色混合，得到靛色 B、蓝色和红色混合，得到黄色 C、绿色和黄色混合，得到橙色 D、黑色、绿色和兰色混合，得到白色4、凸透镜对光线具有的作用是（ ） A、光通过凸透镜成平行光 B、对平行于主光轴的光线才有会聚作用 C、对任何一个光束都有会聚作用 D、对成像的光束都有会聚作用 5、下面四种镜子中，对光起发散作用的是 ( ) Ａ.平面镜Ｂ.凸镜Ｃ.凸透镜Ｄ.凹镜 6、下列现象中，属于光的折射现象的是 ( ) Ａ.插入水中的筷子，水里的部分，从水面上斜着看起来向上弯折了 Ｂ.用最简单的潜望镜来看物体 Ｃ.平静的水面能清楚地映出岸上的景物 Ｄ.用观后镜看汽车后面的景物 7、用放大镜观察物体，要看到虚像，物体到放大镜的距离 ( ) Ａ.等于焦距Ｂ.小于焦距Ｃ.等于2倍焦距Ｄ.大于2倍焦距 8、幻灯机镜头的焦距为 f，用它放映时，要在屏上成清晰放大的图像，幻灯片与镜头间的距离 u 应该是 ( ) Ａ.u＞2f Ｂ.u=2f Ｃ.2f＞u＞f Ｄ.u＜f 9、凸透镜成实像与虚像的分界点是 ( ) Ａ. 凸透镜的焦点Ｂ. 距光心二倍焦距处Ｃ. 距光心三倍焦距处Ｄ.距光心 1/2 焦距处 10、电影放映机也是利用凸透镜成像原理的机器，若放映的电影胶片距镜头 28 厘米时，银幕上可以得到一个放 大的实像，则镜头的焦距可能是 ( ) Ａ.10 厘米Ｂ.20厘米Ｃ.30 厘米Ｄ.56厘米 11、如图，是一束光线通过透镜的光路图，其中正确的是（） 12、图3—5中画出了光线在空气与玻璃的界面处发生反射和折射的四幅光路图，其中正确的是( ) 二、填空题： 1、太阳光通过一个三棱镜后，分解成各种颜色的光，在白光屏上形成一条彩色的光带，光带上色光的排列依次为 ____、____、____、_____、____、_____、____七种颜色的光。 2、颜料的“三原色”是指______、_______、______。 3、“三基色”是指______、_______、______。 4、一束光线从空气射入某种透明液体，已知入射光线与法线夹角为45°，反射光线与折射光线的夹角为105°， 则反射角的大小是（）度，折射角的大小是 ( )度。 5、通过水滴看书上的字，字是______的(填“缩小”或“放大”)，此时水相当于_______镜。 红 紫 《活动课：太阳光直射、斜射对地面获得热量的影响》参考教案【课标要求及解读】 ●开展地理观测、动手制作等活动。 【教学目标】 1．通过实际观测了解太阳高度角与地面获得热量的多少的关系。 2．掌握简单的地理观测、实验技能。 3．增强对地理事物和现象的好奇心，提高学习地理的兴趣及对地理环境的审美情趣。 【教学模式】自主学习——合作探究——当堂达标 【教学方法】观察实验、启发诱导、读图思考。 【教具准备】多媒体课件，将学生分组，每组一个手电筒、放大镜、火柴、绿色卡片。 【课前准备】1米长木杆1根、卷尺一个、绘图板及绘图工具1套． ①清晨，在一处有阳光平地上把木杆垂直竖在地上，用卷尺测量影子长度．把测量结果纪录下来． ②正午和傍晚，在同一地点再一次用同样方法进行测量、记录和绘图． 【教学过程】 环节教师活动学生活动 设计 意图 提问与导入夏季：烈日当空冬季：太阳暖洋洋的 我们每天都沐浴在太阳光下，它对我们影 响巨大，一天的气温变化、一年的气温变 化都与太阳照射角度密切相关，那么，太 阳光直射、斜射对地面获得热量有何影响 呢，让我们一起做个小实验吧！ （读图思考） 1．在一天中清晨、傍晚 和正午的气温变化不同 呢？ 2．在夏季感觉烈日 当空，冬天的太阳却暖 洋洋？ （小组讨论） 为什么我们在同一个太 阳下在不同时刻、不同 季节感觉冷热完全不同 呢？ 通过对 比不同 时刻、不 同季节 气温的 变化，引 发学生 学习的 积极性。 实验与总结师生一起走出教室外分组体验，每组分发一个放大镜和火柴，用放大 镜做聚集太阳光点燃火柴的实验，让学生体验太阳光线集中与分散后 温度的变化，并进行记录，实验后返回教室。 通过实 验，培养 学生动 手能力。 1物理法 1.1吸附法 吸附法是利用多孔性固体(如活性炭、吸附树脂等)与染料废水接触，利用吸附剂表面活性，将染料废水中的有机物和金属离子吸附并浓集于其表面，达到净化水的目的。 活性炭具有较强的吸附能力，对阳离子染料，直接染料，酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附功能，但活性炭价格昂贵，不易再生。由壳聚糖与活性炭及纤维素混合制成的染料吸附剂对活性染料和酸性染料有优异的吸附能力，其吸附容量分别为264和421mg/g（椰子活性炭吸附容量少于80mg/g）。该吸附剂在水中具有优良的分散性，可采用简单而廉价的接触过滤法处理。 大孔吸附树脂是内部呈交联网络结构的高分子珠状体，具有优良的孔结构和很高的比表面积。吸附树脂可用于去除难以生物处理的芳香族磺酸盐，萘酚类物质。它易再生，且物理化学稳定性好，树脂吸附法已成为处理染料废水的有效方法之一。 1.2膜分离 膜分离技术应用于染料废水处理方面主要是超滤和反渗透。据报道，用管式和中空纤维式聚砜超滤膜处理还原染料废水脱色率在95%～98%之间，CODCr去除率60%～90%，染料回收率大于95%。近年来，用壳聚糖超滤膜和多孔炭膜的新型膜材料来处理印染废水，取得较好的效果。夏之宁等研究了染料废水在超声作用下，通过醋酸纤维素膜的透水率与透盐率，发现超声波在膜分离中有明显的加速传质和去“浓差极化”作用，有超声波作用时其渗透率是无超声波时的1.5倍，对透盐率影响更大，其截留率分别为94%和67%。 2化学法 2.1化学混凝法 化学混凝法主要有沉淀法和气浮法，此法经济有效，但产生化学的污泥需进一步处理。常用的有无机铁复合盐类。近年来国内外采用高分子混凝剂日益增多。天然高分子絮凝剂主要有淀粉及淀粉衍生物、甲壳质衍生物和木质素衍生物3大类。曾淑兰等用NaOH作催化剂将玉米淀粉和醚化剂M反应制得的阳离子淀粉CST，用量为7～15mg/L时，对酸性染料、活性染料的脱色率达90%以上。吴冰艳等用接枝聚合制得的木质素季胺盐絮凝剂处理J酸染料废水，絮凝剂中的季胺离子与废水中的磺酸基团生成不溶于水的物质，投量20mg/L，色度去除率达90%。 方忻兰利用海虾、蟹壳为原料制得的壳聚糖用来处理印染废水，CODCr去除率达85%以上。天然高分子絮凝剂电荷密度小，分子量低，易发生生物降解而失去絮凝活性。人工合 TiO2光催化降解染料废水的研究进展 给水排水01班李陈奕201010130104 【摘要】综述TiO2光催化降解染料废水的研究现状和机理，简单介绍了降解溶液pH、催化剂用量、掺杂物质浓度、煅烧温度以及超声波等因素对降解效果的影响。最后展望TiO2光催化降解染料废水的应用前景。 【关键词】光催化；TiO2；染料；降解；综述 随着染料合成、印染等工业废水的不断排放和各种染料的不断使用，进入环境的染料数量和种类不断增加，染料造成的环境污染趋严重。据统计，全世界大约15％的染料在生产过程中被排放到废水中[1]，而这些有色废水在环境中又会通过氧化、水解以及其它化学反应生成有毒的副产物。采用传统的物理、生化或化学氧化法处理此类废水普遍存在处理周期长、降解速率低等问题，因此如何有效降解染料废水已成为环境学科研究的热点问题。 1 光催化氧化的机理 光催化是指在光催化剂的存在下发生的光诱导反应。光催化剂多为金属氧化物或硫化物。其中TiO2以其无毒、催化活性高、氧化能力强、稳定性好、易于制备和使用等特点最为常用[2]。光催化基本原理是指光催化剂受到大于禁带宽度能量的光子照射后，发生电子跃迁，生成光生电子和空穴对，光生电子具有很强的还原能力，可以还原去除水中的金属离子，而空穴具有极强的氧化性，可对吸附于其表面的污染物进行直接或间接的氧化降解。 2 染料废水的特点 染料分子成分大多是芳烃和杂环化合物，其中除了带有各类显色基团以及极性基团以外，还可能混有各类卤代物、苯胺、酚类及各种助剂，它具有水量大、有机毒物含量高、成分复杂、色度高等特点。另外，染料废水化学需氧量较高，而生化需氧量相对较小，可生化性差。 3 光催化降解染料废水的影响因素 近年来，国内外研究学者对TiO2光催化降解染料废水进行了大量的研究工作，并取得一定进展，本文从其影响因素的角度对这些研究成果进行了较为系统地归纳和总结，总的看来，影响光催化降解有机染料的因素主要有以下几个方面。 3.1 降解溶液pH的影响 降解溶液pH对光催化效果的影响机理很复杂，主要体现在以下三方面：(1)降解溶液pH的变化将影响染料分子在TiO2 表面的吸附；(2)羟基自由基在碱性条件下容易生 《太阳光的利用》教学设计 执教者：余嘉文、课程内容标准解读 1、教学内容解析 太阳光是最重要的自然光源，它普照大地，使整个世界姹嫣红，五彩缤纷。也是人类赖以生存的重要资源之一。本课引导学生探索和认识光的一般特性，激发学生对光的浓厚好奇心和探索兴趣。知道可以利用光丰富自己的生活，为人类的生活服务，积极尝试在生活中更好地利用阳光。 2、教学目标分解 【情感态度价值观】 让学生积极尝试在生活中利用太阳光做一些有益的事情，培养学生观察思考能力、搜集整理资料的能力。 【知识与技能】在调查、探究过程中体验太阳光和大自然的奥秘，培养学生主动探索的兴趣和能力，体验在生活中如何学科学、用科学的乐趣。 【过程与方法】 ⑴体验调查、归纳、探讨的过程。 ⑵ 能积极参与活动，从中学会更好地利用自然资源。 二、学生基本情况分析随着对《品德与生活》这门课程了解的加深，二年级学生的学习热情不断高涨，他们已开始运用讨论、观察、实验等多种方式去学习。对周围常见的自然现象有强烈的好奇心何探究的欲望，但由于他们年龄 小，生活经验少，对太阳光利用的知识，仅限于太阳光照在身上暖和。 生活中常见的利用太阳光的事例，如人们利用太阳光来晒衣服、晒食品，学生并不知道这也是对太阳光的利用。 三、课程资源整合文本资源：教科书、教师用书、学生调查表。 媒体资源：课件四、本课基本特点: 1、生活性 太阳与人们的生活息息相关，是人们赖以生存的重要资源之 。本课设计向学生的生活实际出发，引导他们通过探索了解更多的来自生活的科学知识，扩大他们的知识点。 2、开放性 课前，让学生走出课堂，走进生活，对人类如何利用太阳光做 一个资料的收集和调查，让学生了解更多关于太阳光的相关资料；课堂上，充分让学生对收集的资料进行交流分享，归纳探讨，知道太阳光对人类的利与弊；课后，让学生利用课堂上学到的知识发现更多的关于太阳的奥秘。 3、活动性 结合小学生的身心特点，充分发挥他们想象空间，本课设计了一个互动环节，激发学生在生活中学科学的乐趣，在活动中提升他们对太阳光的认识。 五、教学重、难点 1、知道能利用太阳光来为人的生活服务。 光催化降解甲基橙实验报告 光催化降解染料甲基橙 一、目的要求 1 、掌握确定反应级数的原理和方法； 2 、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期； 3 、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。 二、实验原理 光催化始于1972 年，Fujishima 和Honda 发现光照的TiO 单晶电极能分解水，引起人们对光诱导2 氧化还原反应的兴趣，由此推动了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。 1976 年，Cary 等报道，在近紫外光照射下，曝气悬浮液，浓度为50 μg/L 的多氯联苯经半小时的光反应，多氯联苯脱氯，这个特性引起了环境研究工作者的极大兴趣，光催化消除污染物的亚牛日趋活跃。国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2 H2O ，而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X- ，SO42- ， PO43- ，PO43- ，NH4+，NO3- 等离子。因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。 光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物2理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。光催化以半导体如TiO ，ZnO， CdS，FeO，322 WO，SnO，ZnS ，SrTiO ， CdSe ，CdTe ，InO ，32323 FeSGaAs ，GaP，SiC ，MoS 等作催化剂，其中TiO 222 ，具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，帮TiO 是目前广泛研究、效果较2 好的光催化剂。半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。研究证明，当pH=1 时锐钛矿型TiO 的禁带宽度为 3.2eV ，半导体的光吸2 收阈值λg 与禁带宽度Eg 的关系为λ（nm）=1240/Eg（eV）g当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm 的近紫外光）照射半导体光催化剂 时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e- ），在价带上产生带正电+），形成光生电子- 的光生空穴（h 空穴对。空穴的能3 量（TiO ）为7.5 eV ，具有强氧化性；电子则具有强2 还原性。 《太阳光的利用》教案 教学目标 1、了解太阳光是一种重要的能源。 2、感受太阳光给人们生活带来的好处，知道人类利用太阳光为自己服务，萌发开发、利用太阳能的兴趣。 3、在实验、探究过程中体验太阳光的奥秘，培养探究精神。教学重难点：感悟太阳能的神奇，激发探究科学的欲望。 教学准备 1、课前让学生有意观察、探究阳光与动、植物及人们日常生活的关系，收集生活中人们开发利用太阳能产品的相关资料。 2、准备“钨灯烧纸”的实验器材。 3、相关课件。 教学过程 一、创设悬念，揭示课题。 1、课前谈话导入。在9月25日这天，也就是前几天，你们知道我国航天事业发生一件什么大喜事吗？（生答）这已是中国航天员第三次太空巡行成功，作为中国人你自豪吗？这是中华民族展献给世界的又一个自强不息的奇迹，让我们回顾一下当时火箭升空的情景。请同学们认真看，一边看一边想：有什么想说的？或有什么问题要问吗？ 2、媒体播放“神州七号”升空的画面。质疑：在太空中，没有电，没有加油站，是什么帮助神州七号飞行呢？卫星帆板张开为什么要对日定向？ 3、揭题。是呀为什么呢？有谁知道？这一节课我们就来聊聊这些话题。（板题）由“神州七号”升空的画面导入新课，激发学生对科学的热爱和好奇，并引发孩子们思考：在太空中是什么帮助神州七号飞行呢？为什么要对日定向等问题，注重培养孩子们发现问题、提出问题的能力。再释疑即由“是太阳的光和热给神州七号无穷的力量”巧妙地引出课题。 二、自主探究，寻找奥秘。 活动一：探究“阳光与动、植物及人们日常生活的关系”。 1、播放课件带入生活情境。（每天清晨太阳从东边冉冉升起，放出万丈光芒，给世界带来光明，给人们送来温暖，羊儿在阳光下吃草，人们在阳光下做着运动。美丽的小蝴蝶在阳 实验16 光催化降解染料甲基橙 一、目的要求 1、掌握确定反应级数的原理和方法； 2、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期； 3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。 二、实验原理 光催化始于1972年，Fujishima和Honda 发现光照的TiO2单晶电极能分解水，引起人们对光诱导氧化还原反应的兴趣，由此而推动了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。 1976年,Cary等报道，在近紫外光照射下，曝气悬浮液，浓度为50 μg/L 的多氯联苯经半小时的光反应，多氯联苯脱氯，这个特性引起了环境研究工作者的极大兴趣，光催化消除污染物的研究日趋活跃。在水的各类污染物中，有机物是最主要的一类。美国环保局公布的129种基本污染物中，有9大类共114种有机物。国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2、H2O,而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X-,SO42-,PO43-,PO43-,NH4+,NO3-等离子。因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。 光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。 “光催化”这一术语本身就意味着光化学与催化剂二者的有机结合，因此光和催化剂是引发和促进光催化反应的必要条件。光催化以半导体如TiO2、ZnO、CdS、A-Fe2O3、WO3、SnO2、ZnS、SrTiO3、CdSe、CdTe、In2O3、FeS2、GaAs、GaP、SiC、MoS2 等作光催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，故TiO2事目前广泛研究、效果较好的光催化剂。 半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为 光催化降解有机污染物 19113219 高思睿 1、有机污染物处理的重要性 在21世纪，能源与环境问题已经成为世界关注的主题，如何减少污染，保护生态平衡，解决环保问题，已经引起各政府决策部门和学术研究部门的高度重视。 水和空气作为人类最宝贵的资源，随着工业进程的加快，大量的废水、废气被排入其中，其中的有毒有机化合物会在人体内富集，给健康带来巨大威胁。而且在这些化合物中，有部分化合物用平常的处理方法很难将其降解。 我国学者金奇庭等人通过研究观察发现：很多的有机化合物能使厌氧微生物产生明显的毒害作用。这些有机化合物必须通过一些其他的非生物的降解技术来除去。 光催化处理有机污染物的技术由于其价廉，无毒，节能，高效的优势逐渐成为各界人士研究的重点，光催化的研发也一跃成为当前国际热门研究领域之一。 自1972年日本学者藤島(Fujishima)和本田(Honda)发现TiO2单晶能光电催化分解水以来，光催化氧化还原技术，在污水处理、空气净化、抗菌杀毒、太阳能开发等方面具有广阔的应用前景，受到世界各国的广泛关注，并得到了迅速发展。 大量研究证实：染料、表面活性剂、有机卤化物、农药、油类、氰化物等许多难降解或用其它方法难以去除的有机污染物都能够通过光催化氧化反应有效的降解、脱色、去毒，并最终完全矿化为CO2、H2O及其他无机小分子物质，达到完全无机化的目的，从而消除对环境的污染。 2、光催化剂 主要的光催化剂类型： 1、金属氧化物或硫化物光催化剂 2、分子筛光催化剂 3、有机物光催化剂 在光催化中采用半导体物质作为光催化剂，有ZnO、CdS、WO3、TiO2等。由于TiO2具有价廉易得、使用稳定及光活性高等优点，所以在光催化降解中，一般采用它作为光催化剂。 1. TiO2的结构 二氧化钛是钛的氧化物。根据晶型可以划分为金红石型、锐钛矿型和板钛矿型三种。金红石矿在自然界中分布最广，锐钛矿型TiO2属于四方晶系，板钛矿型TiO2由于属于正交晶系很不稳定，金红石型TiO2相对于锐钛矿型和板钛矿型来说应用较广。 建筑设计、选楼选房遇到的阳光规律问题： 一、大多购房者不知道一年四季太阳光在当地的照射行走角度规律。 购房时人们大多不知道每个楼层一年阳光照射的精确规律，有对阳光照射较细心的人，也往往只是凭个人感觉。但更多人买了房后，住了一年后，才知道冬天某时开始太阳光照射被前面的房子档住了，或被太阳光照射的时间很短，有的买了低层的住户根本照不到阳光，这种房子买了是很难再卖出手的。 二、上了房地产商的当。现在有许多楼盘开发商，为节省土地，提高容积率，设计时采取对客户欺骗的手法，号称为体现楼盘的立体感，楼房整体是不规范的、弯弯的一排，不是一个平面朝南，有的是凹型楼，有的是凸型楼，太阳光不是上午被档住，就是下午被档住；但人们在选房时却不留意这个问题，只有等到入住后，才如梦初醒，但为时以晚。为什么你不在选房时事先考虑这事？ 三、建筑设计者无知。有的建筑设计师根本不懂当地太阳光照射运行规律，只是将他在别地的德意之作照搬照抄，在设计时有意画蛇添足，将整个楼有的房子缩进很多，有的房子伸出很多；有的将阳台上方的档雨设计突出很多，但阳光被大面积遮档。有的在南面突出一块建筑物，结果不是上午左侧、就是下午右侧的住户太阳光被建筑物遮档。等住进后才发现失误。 四、现在有的楼盘相互间距很小，后排的房子，低层的房子，不知道一年阳光如何照射规律。有的人买了高层的8楼以上，总以为是不会被前面的高楼档住太阳光了，但真住进后，在一整个冬季都被被前面的高楼档住了太阳光。房子就只能选择夏天卖，不然冬天买家一看没有太阳，就不会买。 五、房地产商都不愿向业主说明自己楼盘阳光采光不足或阳光照射缺陷，更不肯讲精确的阳光照射走向。不然有阳光照射问题的房子还卖得出？只有让不明白的人盲目上当购房。 六、在不同纬度地点上建房，太阳的行走规律是不一样的。如何在不同的纬度地点选价格适中、阳光又好的房，这是一门学问，涉及太阳与地球一年的运行轨道、房产所处的经纬度、所选房产的楼层高度、前面楼层的高度、位置角度、与本楼的距离等。有一个简单快速的计算方法，帮助人们迅速确定自己所选房子一年四季的阳光照射情况，何月、何日、何时自己南面的房子会被遮档，所选房子价值才会有保障。有一次一个朋友找我诉苦，他讲他买二手房时，他只有下午2点后去看房才有时间，但每次约房东看房，房东总是推来推去，一定要让他上午11时看房。最后他只是在11时看了房，看见阳光照在室内。等付钱过户后住进去才发现到下午1点太阳就被前面的楼档住了。上了大当啊！ 七、选楼、选房首先要关注太阳光照射，这是选择硬件。一旦选定今后是永远不可能改变的，因为它不象装修，不满意还可以重来一次。 大家要知道阳光对健康的利弊和解决的方法 在天寒地冻、北风凛冽的冬天，当金灿灿的太阳光洒满大地时，人们都喜欢躲在避风向阳之处，晒晒冬日珍贵的阳光，接受大自然恩赐的“日光浴”。 “万物生长靠太阳”。太阳光能给人以温暖，可有效地增强人体免疫功能，刺激人体皮肤和内脏器官的血液循环，提高机体的造血功能，促进内分泌激素的分泌，促使机体新陈代谢。因此，在一定意义上说，冬阳是天然的“强壮剂”，是难得的天然“营养品”。太阳辐射的多种光线，包括可见光、红外线、紫外线和射线。太阳照射人体时，可见光有改善人的感觉、提高情绪、驱散忧郁和兴奋机体等功能，对预防“冬季抑郁症”大有益处。红外线有强烈的热效应，可使机体深层组织温度升高，血管扩张，血流加快，从而促进新陈代谢，提高杀死体内细菌和多种病原体的能力。医疗单位所用的紫外线杀菌消毒，正是鉴于这个原理。紫外线还能使皮肤里的去氢胆固醇合成为维生素D3，促使骨基质钙化和骨骼发育，帮助钙、磷吸收，这对预防小儿佝偻病（软骨病）有着决定性的意义。 现代科学证实，在一定程度上，日照时间的长短与人体身材的高矮成正比，其原因除紫外线合成维生素D3以促进骨骼发育外，还有紫外线能促进机体免疫反应，增强机体的抗病能力，并加强甲状腺素的分泌功能，从而促进人体发育和长高。所以，寒冬季节常到室外活动，多晒太阳，尤其对处于生长发育旺期的少年儿童，是十分有利的。 但任何事物都是对立统一的，冬阳对人体健康也是有利有弊。气象学证实，大气高层的臭氧层， 2． 1 物化法 吸附法将多孔性固体与废水接触用物理吸附、化学吸附或交换吸附等方式，将污染物从废水吸附到吸附剂上，从而达到去除的目的。常见的吸附剂主要有活性炭、离子交换树脂、硅藻土、粉煤灰等。在对于染料废水的处理中，使染料废水通过由颗粒状物质（即吸附剂）组成的滤床，染料废水中的染料以及助剂等污染物被吸附在吸附剂表面而被去除。吸附效果很大程度上取决于吸附剂的结构性质以及污染物的结构性质。吸附法比较适合于低浓度染料废水的深度处理，主要优点是投资小，占地面积小，方法简便易行，吸附法还能够去除废水中难生物降解的污染物。 萃取法主要是将与水不互溶，但是对污染物的溶解能力却较强的溶剂（即萃取剂），与废水充分混合，使大部分的污染物转移到溶剂相，再分离废水与溶剂，从而达到净化的效果。主要是利用了有机物在水中和在有机溶剂中的溶解度差异，再将萃取剂与污染物分离，萃取剂可以循环利用，所得的污染物也可以经过进一步处理后变废为宝。但是萃取法比较适于小水量废水的处理，且对成分复杂的难处理染料废水，对萃取剂的要求也很高，费用也会随之大增。因此萃取法仅适用于少数几种有机废水的处理。由于萃取剂总会在水中有一定的溶解度难免会有少量的萃取剂流失，使处理后的水质难以达到排放标准。 膜分离技术应用于染料废水，主要是通过对废水中污染物的分离、浓缩、回收从而达到废水处理的目的。在对染料废水的处理中，应用比较多的是超和反渗透。膜分离技术不需要投加化学试剂，且在处理过程中不产生新的化学物质，避免二次污染，过程简单操作方便，可从废水中回收染料，循环利用。但是膜分离技术存在的最大缺点就是膜通量会随着处理进程延长而下降，更换频率较快，且膜清洗需要一定成本，膜的材质如抗酸碱性、抗腐蚀性等，也会很大程度上影响处理效果。 混凝沉降法 混凝沉降法是目前处理染料废水效果比较稳定、工艺较为成熟的方法。普遍接受的机理有桥联作用、压缩双层、网捕和电中和作用。混凝剂自身特性决定了其沉降性能的好坏，很多环境因素包括温度、pH 和Eh 等则可能对沉降功能起促进或抑制作用。混凝法的主要研究方向是开发有效混凝剂，尤其是有机－无机复合混凝剂。 催化氧化法催化氧化法是通过催化作用加快体系中氧化剂的分解，并使之与水中有机物迅速反应，在较短的时间内致使有机污染物氧化降解。 Fenton 试剂法 以Fe3 + 或Fe2 + 为催化剂，在H2 O2存在时产生的强氧化性，能使许多有机分子氧化，而且反应体系不需要高温高压，反应条件不苛刻，反应设备也比较简单，适用范围较广。Fenton 法的不足之处在于: 氧化能力相对较弱，出水因含大量铁离子而显色。近年来，铁离子的固定化技术，成为Fenton 氧化法的重要方向。 光氧化法 光氧化法是利用光化学反应降解污染物，包括无催化剂和有催化剂参与2 种，前者也称 光化学氧化，后者又称光催化氧化。光降解通常是指有机物在光的作用下，逐步氧化成低分子中间产物，最终生成CO2、H2 O 和其他一些离子，如PO43 －、NO3 －、Cl －等。有机物的光降解过程可分为直接光降解和间接光降解。直接光降解是指有机物分子吸收光能后进一步发生化学反应。间接光降解则是周围环境存在的某些物质吸收光能形成激发态后，再诱导有机污染物产生一系列的氧化降解反应，它在处理环境中难生物降解的有机污染物时更为有效 臭氧氧化法 臭氧的氧化能力极强，除分散染料外，它能够破坏有机染料的发色或助色基团而具有 一定的脱色作用。但是，臭氧的使用会产生一些副产品，尤其要重视的是羰基化合物中的 实验十 超细二氧化钛光催化降解染料 10.1 实验目的 （1） 了解超细二氧化钛的作为光催化剂的原理和应用； （2） 掌握光反应器的应用和光反应的原理； （3） 掌握超细二氧化钛光催化降解染料的基本操作。 10.2 实验原理 印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水排放量为3～4百万立方米/天。染料废水是目前难降解的工业废水之一，对环境的危害日益严重。对于染料废水目前采用的处理方法主要有三种：物理法、化学法和生化法。物理法主要是利用活性炭、硅藻土和煤渣等吸附处理，特点是费用低、脱色效果好，缺点是产生大量泥渣，进一步处理难。化学法主要是混凝沉淀法和混凝气浮法等，混凝法的工艺流程简单，设备投资少，缺点是运行费用高，泥渣量多。生化法目前是染料废水的主要处理方法，但是色度和COD 去除率不高。 近年来，利用半导体粉末光催化处理难降解废水的研究日益引起人们的注意。本实验就是考察超细二氧化钛光催化降解染料的能力。 10.3 试剂： 超细二氧化钛 自制；亚甲基蓝溶液 COD Cr ＝300mg/l 。 10.4 仪器： NDC-3型光学反应仪；紫外－可见分光光度计。 10.5 实验步骤： 10.5.1 光降解操作： 将200ml 的某一浓度的染料亚甲基蓝溶液和1.5%的超细二氧化钛催化剂加入光催化反应器中，开通冷却水，关闭暗箱门，开启汞灯，待汞灯工作稳定时开始计时，每隔5min 取样5ml 进行分析测定。 10.5.2 染料降解率的测定： 染料降解率按下式计算： D=(A 0-A) / A 0×100％ 式中：A 0、A 分别染料溶液光照前和光照t 时间后染料溶液在最大吸收波长下的吸 光度。 10.5.3 COD 值的测定 取一定量试液置于回流锥形瓶中，加入重铬酸钾标准溶液、硫酸—硫酸银溶液和硫酸汞，加热回流2h （自开始沸腾时计时）。冷却后加入蒸馏水至溶液体积不少于140ml 。以试亚铁灵为指示剂用硫酸亚铁氨标准溶液滴定，溶液颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。 测定水样时，用蒸馏水按同样操作步骤做空白试验。 COD 值的变化用重铬酸钾法（COD Cr ）来测定： V C V V L mg O 10008)()/,(CO D 102Cr ???-= 式中： C ——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度（mol/L ）； 太阳光通过三棱镜时发生折射,白光变为红橙黄绿青蓝紫;大气层的不同高度密度不同,由地面到高空密度逐渐减小,可视为三棱镜;当太阳落山以后,折射到空中的七种色光中红光的波长最大,穿透力最强,透过云层射到空中的红光最多,所以天空中出现红色霞光. 根据霍金的言论，把宇宙的结局分为两种，一种是开放的宇宙，也就是宇宙会永远膨胀无止境；另一种便是闭合的宇宙，也就是会结束的宇宙，不过不用担心，要进入闭合阶段，据科学家估计至少还需180亿年。而恒星的命运也分为3种，一种是质量为太阳质量（3.0×10的30次方KG）0.25倍的会经历超新星爆发转化为中子星（最高密度为几十亿吨每立方厘米），而是太阳质量0.4在燃料耗尽后会转化为白矮星（最少密度为3.8吨每立方厘米），而大于太阳质量2.5倍的恒星便会在燃料耗尽转化为黑洞（看做密度无限大）。宇宙现在国际上认为直径有137亿光年（光走一年的距离），而宇宙有千亿个星系组成（银河系为其中之一），而银河系又由1000亿个恒星组成（太阳为其中之一），而地球只是宇宙中银河系中太阳系一颗普通又特殊的行星，现在宇宙学家只知道地球处于银河系中人马座臂和英仙座臂之间的猎户座臂上，距银心2.8万光年（银河系直径为10万光年）。以上数字均为国际公认数据 因为地壳是在运动的在运动中相互挤压就会山崩地裂喷吐岩浆 水具有浮力，所以能运输。水是生物生长所必须的成分之一，所以能灌溉。水有重力势能和动能，所以能冲毁河堤，能发电。 山坡上的积雪受到两个力：一个是地球引力，企图沿山坡方向把积雪往下拉走，另一个就是积雪内聚力,却使雪体彼此粘结，停留在山坡上。 坡度不到15°的山坡，积雪是比较稳定的，引力无法把积雪拉走。而坡度超过50°的山坡，又没有办法形成足够厚的积雪，坡度介于25°～45°之间的山坡最适合发生雪崩。 当积雪的内聚力受到外界的干扰而变小时，雪崩就容易发生。 积雪的内聚力与积雪的厚度有关，持续不断的降雪使山坡上的积雪达到一定厚度时，就容易发生雪崩。春天气温升高时，积雪表面消融，融水渗到雪层内部，就能降低积雪的内聚力、内摩擦力和抗断强度，特别是融水渗漏到积雪底部时，这水就象滑润剂一样，使雪层很容易滑动。当山坡上的积雪由于上面的种种原因而变得较不稳定时，只要有一点外界因素的变动，雪崩就一触即发。比方说轻微的地震，动物的行走，滚石的触击，甚至高声尖叫，在这种时刻都会触发雪崩。风也能使积雪发生雪崩。 龙卷风是云层中雷暴的产物。具体的说，龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式。龙卷风的形成可以分为四个阶段： （1）大气的不稳定性产生强烈的上升气流，由于急流中的最大过境气流的影响，它被进一步加强。 （2）由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用，上升气流在对流层的中部开始旋转，形成中尺度气旋。 （3）随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展，它本身变细并增强。同时，一个小面积的 光催化氧化技术降解有机污染物 摘要：光催化氧化技术是一种新型的高级氧化技术，TiO2光催化氧化技术具有工艺简单、能耗低、效率高、易操作、无二次污染等特点，被认为是降解持久性有机污染物最有前途最有效的处理方法之一。 本文阐述了光催化氧化的基本原理和特点，探讨了其影响因素，如温度、pH、催化剂用量等。综合可知，光催化氧化技术具有良好的发展前景，值得广大研究人员进一步的探究。 关键字：光催化氧化，二氧化钛，有机污染物 Abstract：The technique of photocatalytic oxidation is a new advanced ocidation technique. UV/ TiO2 photocatalytic treatment is considered one of the most promising and effective methods of treating persistent organic pollutants due to its simple process, low energy consumption, high mineralization efficiency, easy access and low toxicity of end products et al. This paper states the basic principles and characteristics of the photocatalytic oxidation and explore the influencing factors such as temperature, the pH, the amount of catalyst et al. Comprehensive seen that photocatalytic oxidation has a good prospects of development and its worth further exploration by researchers. Key words：photocatalytic oxidation, TiO2, organic pollutants 光催化降解染料甲基橙 一、目的要求 1、掌握确定反应级数的原理和方法； 2、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期； 3、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。 二、实验原理 光催化始于1972年，Fujishima和Honda发现光照的TiO2单晶电极能分解水，引起人们对光诱导氧化还原反应的兴趣，由此推动了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。 1976年，Cary等报道，在近紫外光照射下，曝气悬浮液，浓度为50μg/L 的多氯联苯经半小时的光反应，多氯联苯脱氯，这个特性引起了环境研究工作者的极大兴趣，光催化消除污染物的亚牛日趋活跃。国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2 H2O，而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X-，SO42-，PO43-，PO43-，NH4+，NO3-等离子。因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。 光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。 光催化以半导体如TiO2，ZnO，CdS，Fe2O3，WO3，SnO2，ZnS，SrTiO3，CdSe，CdTe，In2O3，FeS2，GaAs，GaP，SiC，MoS2等作催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，帮TiO2是目前广泛研究、效果较好的光催化剂。 半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为 λg（nm）=1240/Eg(eV) 当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm的近紫外光）照射半导体光催化剂时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e-），在价带上产生带正电的光生空穴（h+），形成光生电子-空穴对。空穴的能量（TiO2）为 eV，具有强氧化性；电子则具有强还原性。 当光生电子和空穴到达表面时，可发生两类反应。第一类是简单的复合，如果光生电子与空穴没有被利用，则会重新复合，使光能以热能的形式散发掉太阳能利用发展史
光催化降解甲基橙
第三讲：光的色散及凸透镜基本性质
《活动课 太阳光直射、斜射对地面获得热量的影响》参考教案
染料废水处理
TiO2光催化降解染料废水的研究进展
太阳光的利用教学设计
光催化降解甲基橙实验报告
《太阳光的利用》教案1
实验16-光催化降解甲基橙
光催化降解有机污染物
选楼选房前精确计算太阳光照射的高度与角度方法(有详细计算方法图示)
染料废水处理方法
超细二氧化钛光催化降解染料
太阳光通过三棱镜时发生折射
光催化氧化技术降解有机污染物
光催化降解甲基橙实验报告