研究目的
利用Box-Behnken实验设计和动力学研究,优化TiO2与UVA光催化降解Yellow 2G染料的过程参数。
研究成果
采用TiO2/紫外光体系对Y2G进行光催化降解效果显著,在最优条件下可实现96.19%的降解率。该过程符合准一级动力学特征,且能被改进型Langmuir-Hinshelwood模型良好描述?;贐BD设计的响应面法是可行的优化手段,显示出较高的模型准确性(R2=0.999)。未来研究可拓展更广的参数范围并探索实际废水应用。
研究不足
该研究仅限于特定参数范围(pH值2-4、TiO?投加量0.5-1.5克/升、初始Y2G浓度20-40毫克/升)及间歇式反应器系统;未涉及连续流或工业应用的规?;尚行浴G痹谙拗瓢ǜ逿iO?投加量下的光散射与催化剂团聚问题,以及高浓度染料分子的干扰效应。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用响应面法(RSM)中的Box-Behnken设计(BBD)优化光催化降解参数(pH值、TiO?投加量、初始Y2G浓度)。实验使用配备UVA光源的间歇式反应器系统。
2:样品选择与数据来源:
直接采用Realkom牛仔纺织厂提供的商业级Yellow 2G染料(酸性黄17),未经纯化处理。溶液配制用水为纯净水。
3:实验设备与材料清单:
圆柱形间歇式光反应器(操作容积4.6L,工作容积1L,含Pyrex玻璃组件)、飞利浦PL-L型36W UVA灯(波长315-380nm)、曝气系统、默克Pharo 100分光光度计、TiO?催化剂(Sigma-Aldrich,产品编号14021)、用于调节pH的NaOH和H?SO?,以及离心设备。
4:6L,工作容积1L,含Pyrex玻璃组件)、飞利浦PL-L型36W UVA灯(波长315-380nm)、曝气系统、默克Pharo 100分光光度计、TiO?催化剂(Sigma-Aldrich,产品编号14021)、用于调节pH的NaOH和H?SO?,以及离心设备。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:实验包括将含TiO?的Y2G溶液避光搅拌曝气30分钟以达到吸附平衡,随后进行180分钟UVA照射。定时取样,离心去除TiO?后,在390nm波长处进行分光光度分析。
5:数据分析方法:
采用Minitab软件(17.0版)进行方差分析(ANOVA)和响应面分析。动力学分析使用改进型Langmuir-Hinshelwood模型,降解效率计算公式为(Ci-Cf)/Ci×100%。
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获取完整内容-
Titanium Dioxide
14021
Sigma-Aldrich
Photocatalyst for degrading Yellow 2G dye under UVA light
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Spectrophotometer
Pharo 100
Merck
Measuring optical density of samples at 390 nm for Y2G concentration analysis
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UVA Lamp
PL-L UVA 36 W
Philips
Providing ultraviolet A light (315–380 nm) for photocatalytic reactions
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Centrifuge
Centrifuging samples to remove TiO2 catalyst after irradiation
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Software
Minitab version 17.0
Minitab
Statistical analysis, ANOVA, and response surface methodology calculations
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