制药废水的特点是组成复杂， 有机污染物种类 多、浓度高， CODCr 和BOD5 浓度高且波动性大， NH3－N 浓度高， 色度大， 毒性大， 固体悬浮物SS 浓度高等［1－3］。目前， 对此类废水的处理常采用物 化法、化学法、生化法以及其它组合工艺等， 但都 很难达到满意的处理效果。与传统除污工艺相比， 光催化技术具有无毒、安全、稳定性好、催化活 性高、见效快、能耗低、催化剂可重复使用等优 点［4－5］。在众多报道过的光催化剂中， 半导体TiO2 由于具有活性高、稳定性好、无二次污染等优点， 被广泛应用于环境保护领域。TiO2 禁带宽度大（3．2 eV）， 只能利用太阳光中的紫外线部分（仅占太阳 光能的3% ~ 4％）， 而且光生电子－空穴容易复合，这些因素降低了TiO2 的光催化效率。研究者分别 用金属、非金属及半导体对TiO2 进行改性掺杂以 提高其光催化效率［6-8］， 其中， 稀土元素具有不完 全的4f 轨道和空的5d 轨道， 易产生多电子组态， 稀土元素掺杂可在TiO2 半导体中形成浅势捕获阱， 有效地降低光生载流子的复合率， 提高了光催化效 率［9-11］， 目前报道过的稀土元素掺杂改性多用于粉 体TiO2， 而且常采用溶胶－凝胶法、水热合成法掺 杂［12-13］， 粉体的优点在于分散均匀， 能够和污染物 充分接触， 缺点是粉体容易团聚， 带来二次分离的 难题。通过阳极氧化法， 在生成TiO2 纳米管的同 时原位掺杂稀土元素的报道较少， 采用阳极氧化法 在金属钛片表面生成均匀的TiO2 纳米管， 制备方法简单［14-15］。本文通过阳极氧化法制备了高活性的 钆原位掺杂板式TiO2 纳米管光催化剂， 考察了钆 掺杂量、光照条件等因素对光催化效果的影响， 并 对钆掺杂TiO2 光催化降解制药废水的动力学特征 进行了分析。 |
