人工抗体型TiO_2光催化剂选择性降解氯酚类污染物

氯酚作为一种常用有机物质被广泛使用过程中,其废液的排放成为一种严重的环境污染物。研究表明,TiO_2光催化降解技术是处理这类复杂污染体系的最有效手段之一,但由于TiO_2光催化氧化反应属于自由基反应,不具有选择性,在治理多组分共存的实际污染体系时,浓度较高的污染物(常常无毒或低毒性)总是被优先降解,最终导致浓度低的污染物(一般来说毒性较高)得不到有效治理。用分子印迹技术合成的人工抗体具有特异的分子识别能力,故采用邻苯二胺作为功能单体、氯酚类(CPs)有毒污染物为目标物质合成了以纳米TiO_2为核、人工抗体改性层为壳的新型TiO_2光催化剂,以2-CP为目标污染物合成的改性光催化剂为2CP-P25;以4-CP为目标污染物合成的改性光催化剂为4CP-P25。透射电镜和红外光谱的分析结果表明该光催化剂的确具有核/壳结构,人工抗体包覆层的厚度大约为5nm。采用P25、4CP-P25、2CP-P25 3种TiO_2光催化剂分别光降解苯酚、2-CP和4-CP的光催化降解过程均为准一级动力学过程。人工抗体型光催化剂处理高浓度苯酚和低浓度氯酚三元混合体系时,与未改性的P25相比,这种新型光催化剂对目标污染物的光催化降解速度明显提高,即明显提高了TiO_2光催化剂的选择性光催化氧化能力。另外,循环实验表明,催化剂稳定性良好,具有较好的使用寿命。这种新型光催化剂的制备工艺简单,具有高选择性、高催化活性,并具有较好的实际应用前景。