多金属氧酸盐紫外光催化降解亚甲基蓝的研究开题报告

1. 研究目的与意义

印染废水由于污染物浓度高、成分复杂、可生化性差，用常规的污水处理方法很难除去。

而光催化是利用光生强氧化剂将有机物污染物彻底氧化成co_2,h₂o等小分子，此法能处理多种污染物，适用范围广。

由于多金属氧酸盐（poms）具有特定的组成和结构，其氧化还原性以及溶解性可在原子水平上进行调节使其在催化、材料以及医药等领域均有着十分重要的应用前景。

2. 国内外研究现状分析

1、以POM为光催化剂降解水中有机污染物，国内外学者研究表明均遵循Langmuir-Hinshelwood一级动力学规律，而光催化机理目前还没有统一的认识，主要有四种说法：（1）与TiO₂光催化机理类似，为OH自由基进攻氧化光解作用；（2）POM受光照射后，发生电荷转移或H提取，直接光催化氧化作用；（3）OH自由基氧化和POM直接光催化氧化的协同作用；（4）当有醇类有机物存在时，POM光还原催化氧化作用。

2、可溶性POM在光催化降解中显示出活性高、催化反应速度快的特点，但也存在一些固有的缺点，如分离回收和重复使用非常困难、对反应体系的PH要求较高、量子效率偏低等。通过发掘固体不溶性多金属氧酸盐的光催化活性，或者成膜、制备孔道结构符合材料等固载方法，可得到高比表面积的固体POM复合催化剂，在非均相体系中提高量子效率和反应速率。

3. 研究的基本内容与计划

1、以亚甲基蓝溶液模拟染料废水，利用XPA系列光化学反应仪，研究紫外灯下多金属氧酸盐对亚甲基蓝的光催化降解效果。通过测量溶液的吸光度，来观察溶液色度的变化，进而得出脱色率。在确定催化剂对染料废水的光降解具有催化作用后，进一步研究溶液初始酸度pH值，催化剂投加量，溶液初始浓度等对脱色效果的影响。

2、光解实验：配置一定浓度的亚甲基蓝溶液，置于玻璃反应容器内，加入一定量的催化剂，避光电磁搅拌5min，至混合均匀后，置于光源下照射（光解实验前先开灯30min，以便获得恒定光输出），持续电磁搅拌，间隔一定时间取样，进行分析测定。

3、分析方法：采用分光光度法，首先用紫外-分光光度计对亚甲基蓝溶液进行全波段扫描。然后在可见区最大波长处测定样品的吸光度。

4. 研究创新点

POM属于纳米级材料，光活性高，化学性质稳定，既有氧化还原催化性又有酸催化性，反应条件温和，不腐蚀设备，并且POM固载后可实现均相反应多相化，有利于催化剂的重复使用和与体相分离。