摘要：以氣相二苯并呋喃為研究對(duì)象，考察了在TiO2、Ce3+/TiO2和Fe3+/TiO23種不同光催化劑作用下，反應(yīng)物初始濃度、濕度、氣體循環(huán)速率和光強(qiáng)等因素對(duì)間歇式光催化反應(yīng)速率的影響，并建立了估算和測(cè)定二苯并呋喃光催化反應(yīng)常數(shù)和Langmuir吸附常數(shù)的數(shù)學(xué)模型和方法。結(jié)果表明，F(xiàn)e3+和Ce3+摻雜修飾TiO2光催化劑后，提高了對(duì)二苯并呋喃的光催化降解活性，其中Fe3+/TiO2光催化活性最高；隨著二苯并呋喃初始濃度的增大，其光催化降解速率也隨之增大；適量的水蒸氣存在可以促進(jìn)二苯并呋喃的降解，但當(dāng)水蒸氣過(guò)量后，反而阻礙二苯并呋喃光催化降解；隨著氣體循環(huán)速率加快和光強(qiáng)的增大，二苯并呋喃光催化降解初始速率也隨之增大；TiO2、Ce3+/TiO2和Fe3+/TiO2光催化降解二苯并呋喃反應(yīng)速率常數(shù)k分別為34.54×10-5、36.23×10-5和37.95×10-4mg·(min·m2)-1。

關(guān)鍵詞：二英，二苯并呋喃，光催化，TiO2，金屬離子摻雜

二噁英是世界公認(rèn)的強(qiáng)致癌物質(zhì)，具有突出的“三致”（致癌、致突變、致畸性）作用，對(duì)人體健康危害極大。早在20世紀(jì)70年代，二噁英就被美國(guó)環(huán)保署（EPA）列為最重要的污染物。世界衛(wèi)生組織已將其列為一級(jí)致癌物質(zhì)，世界各國(guó)相繼通過(guò)《鹿特丹公約》來(lái)限制二噁英的產(chǎn)生和排放。目前，二噁英主要來(lái)源于城市廢棄物、醫(yī)院廢棄物和化學(xué)廢棄物的焚燒和氯化工生產(chǎn)過(guò)程，還有紙漿造紙中氯化漂白過(guò)程等。其中，城市固體廢棄物焚燒是二噁英排放的主要污染源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家垃圾焚燒產(chǎn)生的二噁英占已知生成量的95%，因此，如何有效控制和治理煙氣中二噁英對(duì)環(huán)境的污染是目前迫切需要解決的問(wèn)題。

光催化氧化技術(shù)具有選擇性好、可在常溫常壓下進(jìn)行、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，并且TiO2光催化劑具有耐酸堿和光化學(xué)腐蝕、成本低、無(wú)毒，被認(rèn)為是一種極有前途的有機(jī)污染物深度凈化技術(shù)。Muto等利用TiO2光催化降解乙腈/水溶液中的PCDD/Fs，光照24h后PCDD/Fs降解率＞70%，反應(yīng)速率常數(shù)為4.8x10-3-6.1x10-3min-1，光催化反應(yīng)遵循準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。張志軍等利用中壓汞燈作光源，研究了水溶液中氯代二苯并對(duì)二噁英在二氧化鈦催化下的光催化反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)二氧化鈦能有效地催化CDDs的光降解。在室溫下，4h內(nèi)的DCDD、PeCDD和OCDD分別降解了87.2%、84.6%、91.2%。光催化技術(shù)在降解水、土壤或者有機(jī)溶劑中的二噁英方面取得了一定的研究進(jìn)展。垃圾焚燒是環(huán)境中二噁英的主要來(lái)源，排出煙氣中的二噁英主要以氣相形式存在。陳彤等采用紫外/微臭氧氧化法降解煙氣中的二噁英，二噁英總量和毒性當(dāng)量的降解率在69%左右。然而，目前國(guó)際上還沒(méi)有看到應(yīng)用光催化技術(shù)降解氣相二噁英的研究報(bào)道。研究氣相二噁英的光催化降解行為將會(huì)為治理垃圾焚燒排出氣中二噁英提供技術(shù)基礎(chǔ)，具有極其重要的的現(xiàn)實(shí)意義。

本實(shí)驗(yàn)以二噁英類化合物（二苯并呋喃）作為研究對(duì)象，以玻璃纖維為催化劑載體，在紫外光照和TiO2、Fe3+/TiO2、Ce3+/TiO23種不同光催化劑作用下，利用自行設(shè)計(jì)的光催化反應(yīng)系統(tǒng)，間歇式光催化降解氣相二苯并呋喃。考察了氣相二苯并呋喃的初始濃度、濕度、氣體循環(huán)速率和光強(qiáng)對(duì)二苯并呋喃光催化講解效率的影響，確定光催化降解二苯并呋喃的最佳的實(shí)驗(yàn)條件，建立其光催化降解動(dòng)力學(xué)模型。

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