高指数晶面TiO₂对铬的吸附及光催化去除

来源：环境科学杂志2019年第1期北京时间：

作者：钟德健,张建锋,李尧,谢晓丹

单位：西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学环境与市政工程学院, 西安 710055,西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学环境与市政工程学院, 西安 710055,西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学环境与市政工程学院, 西安 710055,西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室, 西安 710055,西安建筑科技大学环境与市政工程学院, 西安 710055

摘要：由工业生产引起的铬污染是环境领域面临的一大挑战.二氧化钛（TiO₂）材料因其吸附催化的双重作用在铬的去除方面具有潜在应用前景.利用溶剂热法合成高指数晶面TiO₂{201}，对其进行SEM、TEM、XRD及XPS表征，并用于Cr（Ⅲ/Ⅵ）的吸附及Cr（Ⅵ）的光催化还原，以达到从水体中去除铬的目的.所合成的TiO₂{201}为锐钛矿相，呈蒲公英状的层级结构.Langmuir吸附等温线结果表明，TiO₂{201}对Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）的最大吸附量分别为22.7 mg·g-1和13.2 mg·g-1，Freundlich模型拟合结果表明TiO₂{201}对Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）的吸附均易于进行，其1/n均小于0.5.在紫外光照条件下，TiO₂{201}作为光催化剂可将毒性较强且吸附去除效果较差的Cr（Ⅵ）还原成Cr（Ⅲ），并以Cr（OH）₃及Cr₂O₃的形式沉淀在TiO₂表面，XPS表征结果进一步证实了表面沉淀的存在.为探明TiO₂{201}光催化还原Cr（Ⅵ）的机制，分别研究光生空穴淬灭剂（EDTA-2Na）和光生电子淬灭剂（KBrO₃）对Cr（Ⅵ）还原效率的影响，证明Cr（Ⅵ）的还原是由光生电子引起.

关键词：铬污染,TiO2{201},吸附去除,光催化还原,表面沉淀,