不同晶面暴露的TiO2光催化降解蒽的性能及途径分析

多环芳烃是一类广泛分布于环境介质中、具有"三致性"的有机污染物,随着工业的迅速发展,其在水体中的污染日趋严重。光催化氧化法是去除这一类难降解有机污染物的有效方法。通过氙灯光源模拟太阳光,以不同晶面暴露的TiO2为催化剂,对蒽进行催化降解,研究其在不同晶面占主导的TiO2催化下的光降解机制,分析降解过程中间产物的生成途径。结果表明,蒽的光降解符合一级反应动力学模型,3种晶面占主导的TiO2降解蒽的速率顺序为:{101}>{010}>{001},用GC-MS检测到反应过程中的中间产物主要为蒽醌和蒽酮等,剖析了蒽在TiO2催化下的光降解途径,并进一步证实空穴和氧气是影响蒽光催化降解效率的主要活性物质,而·OH对其影响很小,其中{001}晶面暴露的TiO2主要通过表面富集的空穴促进蒽的降解及蒽醌的生成,{101}晶面暴露的TiO2主要通过吸附在其表面的氧气作为电子受体,生成超氧自由基等活性物质,进而氧化去除污染物。