腐殖酸,作为天然有机物质的一部分,占据了地表水中所溶解有机物的90%,并且拥有极其复杂的分子结构。研究表明,在含有腐殖酸的饮用水的氯化消毒过程中,腐殖酸会与主要的消毒剂(如二氧化氯、氯气)发生化学反应生成对人体健康有重大危害的有机氯化物如三氯甲烷,三氯甲烷具有致癌作用,因此,在饮用水氯化消毒之前,非常有必要去除水体中的腐殖酸。去除水中腐殖酸的传统方法主要包括活性炭吸附法、凝聚法、超滤膜过滤技术、氧化法以及超声波法等。最近几年,光催化降解技术由于降解反应彻底、无二次污染等优点在有机物处理方面得到了越来越多的重视。TiO2、Fe2O3、ZnO、ZnTiO3和NiTiO3等作为光催化剂在腐殖酸处理方面的研究已有报道,但目前尚未发现有关以BaTiO3和MnTiO3作为光催化剂在水中腐殖酸处理方面的文献研究。在本文中,首先采用以柠檬酸和乙酰丙酮为双螯合剂,经溶胶-凝胶法合成了BaTiO3内米粒子,并对不同煅烧温度下所得试样进行了热重-差热、X-光射线衍射、X-光射线光电子光谱、扫描电子显微镜和紫外-可见漫反射光谱等表征。结果表明,煅烧温度为600℃时即可制得颗粒大小约为19.6mm的立方相BaTiO3,在900℃时即可发生由立方相向四方相BaTiO3的转变,所得四方相BaTiO3颗粒大小约为97.1nm,并且这个温度低于文献中所报道的温度值(1000℃以上)；在紫外光(λ=365nm)照射下,通过光催化降解水中腐殖酸,考察了不同温度下所得试样的光催化活性以及催化剂用量和腐殖酸初始浓度等因素对腐殖酸降解率的影响。所有的BaTiO3试样均表现出较好的光催化活性,其中当催化剂用量为0.6g／L、腐殖酸初始浓度为10mg／L时,900℃下所得的四方相BaTiO3表现出最好的光催化活性且120min后对腐殖酸的降解率达100%,这可以归因于该试样在365nm处有较大的吸光度、四方相本身结构的同步极化作用、试样晶相中Ti3+离子的存在以及该试样较小的颗粒尺寸；通过比较单一螯合剂(柠檬酸或乙酰丙酮)和双螯合剂(由乙酰丙酮和柠檬酸组成)溶胶-凝胶过程所制得BaTiO3试样的晶相,结果表明双螯合溶胶-凝胶法确实能够降低六方相BaTiO3向四方相转变的温度。本文又以钛酸四丁酯和醋酸锰为原料,乙醇为溶剂,柠檬酸为螯合剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米MnTiO3粉体,并对其进行了X-光射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见漫反射光谱表征。在紫外光(λ=365nm)照射下,通过光催化降解水中腐殖酸的实验,考察了煅烧温度、催化剂用量等因素对腐殖酸降解率的影响。结果表明：900℃下煅烧4h制得的MnTiO3试样呈片状且光催化性能较好,并且当此催化剂用量为0.4g／L,腐殖酸的初始浓度为10mg／L时,紫外光照150min后腐殖酸的降解率可达80%。通过对比光解、吸附和光催化三个过程,进一步说明了MnTiO3具有良好的光催化性能。
