光催化辅助高浓度臭氧循环工艺降解对氯苯酚及协同机理

杨茂林，刘新宇，马 威，张博文，崔政伟

(江南大学机械工程学院，江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏 无锡 214122)

对氯苯酚(p-chlorophenol，4-CP)在制药业，染织业以及煤化工业有着广泛的应用，其排放量较大、毒性较强且难以自然降解，处理不达标的废水会污染水生生物并致使附近居民肺水肿乃至死亡[1-3]。目前降解4-CP废水的方式有生物酶降解法[4]、膜分离法[5]、吸附萃取法[6]以及高级氧化法[7]。高级氧化技术(AOPs)是指利用体系产生的羟基自由基(·OH，氧化还原电位为2.80 eV)等强氧化粒子作为主要氧化组分，实现非选择性降解污染物。光催化氧化体系和臭氧氧化体系均属于AOPs，其中以TiO2作为催化剂的光催化体系在降解4-CP时由于电子-空穴的复合率较高无法实现高效率的降解[8]。O3作为主降解体系的优势是降解效率较高[9-10]，且不需要对反应溶液进行后续操作，例如在Fenton法降解过程中，需要对铁离子进行额外分离操作。

促进臭氧氧化体系激发更多的自由基来参与反应是当前的研究热点。Qiu等[11]在降解硝基酚时将臭氧体系和电解体系结合来强化反应，反应60 min时，废液的TOC去除率为91%，有效提高了酚类废水的矿化速率。He等[12]在臭氧体系中加入了天然水镁石以及氧化镁2种非均相催化剂来降解苯酚，结果发现水镁石催化臭氧体系是以臭氧分子氧化机理为主，而氧化镁催化臭氧体系则是以·OH为主要氧化粒子[13]。Gema等[14]通过溶胶凝胶法制备了不同晶型的二氧化钛并与臭氧相结合来降解苯酚废水，结果表明臭氧光催化的结合能够在提高酚类废水降解效率的同时有效提升TOC去除率。……