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溶解性天然有机物对TiO2纳米管阵列光催化去除微量污染物性能的影响

DOI：10.1016/j.jphotochem.2018.11.012 期刊：Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 二氧化钛纳米管阵列（TNA）是一种极具前景的水中微量污染物光催化剂，但其在复杂水体基质中的适用性仍需深入研究。本研究考察了溶解性天然有机物（NOMs）对TNA去除4-氯-2-甲基苯氧乙酸（MCPA，一种常见水体微量污染物）性能的影响。结果表明：虽然液相中NOMs的光敏化作用有助于MCPA去除，但由于NOMs与TNA表面的相互作用，其总体效应反而抑制MCPA去除——当仅含5 mg/L SWR-NOM和UMR-NOM时，MCPA总去除率分别从94.3%降至62.0%和61.8%。酸性pH可缓解NOMs的抑制作用（15 mg/L SWR-NOM和UMR-NOM存在时，MCPA总去除率仅从94.5%降至83.3%和88.8%），并增强NOMs光敏化效应；而碱性pH条件下NOMs的抑制作用完全消失（15 mg/L SWR-NOM和UMR-NOM存在时，MCPA总去除率分别从45.7%升至55.7%和60.5%）。两种常见共存阴离子（磷酸盐和碳酸氢盐）也能缓解NOMs的抑制效应：当含15 mg/L SWR-NOM时，100 mg/L碳酸氢盐使MCPA总去除率从49.1%升至65.1%、100 mg/L磷酸盐从49.1%升至62.5%；另一组实验中，100 mg/L碳酸氢盐使去除率从45.2%升至56.1%，100 mg/L磷酸盐从45.2%升至62.9%。光电流测试证实这些阴离子显著抑制了NOMs对光生空穴（h+）的捕获作用，而氯离子、硝酸根和硫酸根则无显著影响。
作者： Yin Ye，Harry Bruning，Wanrong Liu，Huub Rijnaarts，Doekle Yntema
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究溶解性天然有机物（NOMs）对TiO2纳米管阵列（TNA）光催化去除微污染物（特别是4-氯-2-甲基苯氧乙酸MCPA）性能的影响，并探讨pH值及共存无机阴离子的作用。

研究成果

NOMs通常通过表面相互作用抑制TNA对MCPA的去除，但酸性pH值和某些阴离子（磷酸盐和碳酸氢盐）通过减少H?清除和竞争性吸附来缓解这一效应。碱性pH值则消除了抑制作用，并通过光敏化作用增强去除效果。这些发现为优化复杂环境中的基于TNA的水处理提供了见解。

研究不足

该研究聚焦于特定天然有机物类型（SWR-NOM和UMR-NOM）及一种微量污染物（MCPA），其结果可能不适用于其他污染物或水体基质。实验条件（如固定光照强度、特定阴离子浓度）可能未涵盖所有现实场景。未涉及TNA制备的优化及实际应用的规?；侍?。

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