紫外可见上转换剂/TiO2
复合光催化剂在海洋石油污染处理中的应用刘春秀吴园园刘文海刘忠民纪殿胜（国家海洋局烟台海洋环境监测中心站，山东烟台264006）
摘要：本文就紫外可见上转换剂/TiO2复合光催化剂在海洋石油污染处理中的应用进行了研究。首先进行模拟石油污染海水的制备，对各种变量因素进行改变，括改变石油初始浓度、溶液PH、催化剂用量以及催化剂掺杂比等，研究各种因素对上转换材料TIO：复合光偿化剂催化降解海洋石油污染的影响效果，同时开展正交试验得到光催化降解海洋石油污染的最佳条件。
关键词：海洋石油污染；上转化材料；降解；有机污染物
近些年来，社会经济得到了较大的发展，与此同时，社会对化石燃料的雷求大量增加，于是人们加大了石油的开发，然而，石油大力开发的过程中，出现泄漏与排放的情况比较常见，尤其是海上石油开采，极易造成较为严重的海洋污染，威胁到海洋生物的生存。石油海洋污染存在多种处理方法，光催化技术就是其中的一种。在某种条件下，光催化作用可实现石油的降解，并且十分环保。目前，可见光转换成紫外光的上转换材料得到较多的研究，并在海洋污染的处理中取得了有效的降解效果。
1材料和方法 1.1材料
需要用到的试剂主要有以下几种，包括C,H、CaCO， Er、G,H,O以及TiCI,等。使用到的仪器主要包括紫外灯、可见光灯、马福炉、扫描电子显微镜以及752型紫外分光光度计等。
1.2光催化剂的制备
光催化剂的制备具有三种方法，分别是燃烧法、溶胶-凝胶法以及模拟石油污染海水的配置。这里采用第三种方法，取适量海水，对海水进行处理，然后将其及加入经过风化的石油中，从而完成油污染海水的配置，模拟海水中石油的含量为
100mg/L。石油烃含量的测定通过紫外分光光度法而进行。 1.3油降解率的计算公式
用C。表示石油的初始浓度（)，C表示模拟海水中剩余油的浓度（mgL），油降解率的计算公式可表示为：
c,c
降解率：
x100% C,
1.4试验方法
往250ml烧杯中倒入浓度一定的50ml石油污染海水，使用氢氧化钠或者盐酸进行海水PH值的调节，然后分别加入一定量的自制纳米GaF,(Er，+)/TiO,光催化剂，用可见光进行2小时的照射。反应过后，用分光光度计测量剩余石油含量，然后
参照公式计算出光催化降解效率。 2结果
2.1CaF(Er，+）/TiO,复合光催化剂的表征
使用Ouanta200FEG场发射环境扫描电子显微镜研究催
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2016年8月
化剂的形状，见图1.当掺杂比等于15%时，上转换材料微粒类似于球形，见图1中的图C。微粒分布均表现出较好的均勾性以及分散性，表明催化剂的量子效应及小尺寸效应得到强化，使光催化作用也加强。
T(0%
TC5(5%)
图1催化剂制备的SEM图
采用X射线衍射分析使制备的光催化剂的物相组成和载子大小得到确定，结果见图2.将X射线衍射分析图谱和标准 JCPDS卡对照，可知此样品为锐钛矿型TiO，，见图2
2000 1500 1000
衔射
500
25.3*
47.3 37.8
58.1* A63.2:
72.4 57.7
A
83.5
10
20
30
40
50
607080
布拉格角29degree/°）
图2掺杂比等于15%时的TC15催化剂的XRD图
2.2光催化氧化石油反应中催化剂添加量的影响
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各取50ml浓度为0.2g/L的模拟石油污染海水倒入6个 250m的烧杯里，调节废水酸碱性为中性，分别添加不同含量的自制纳米自制纳米CaF(Er，+)/TiO，复合光催化剂(TC15），用可见光照射2小时，发生反应后进行石油剩余量的检测，并进行石油去除率的计算。
计算结果表明，催化剂添加过多或者过少，石油去除率均
不理想。本试验得到催化剂的最佳添加量为40mg： 2.3光催化氧化石油反应中石油初始浓度的影响
对模拟污染海水的石油初始浓度进行调整，调节废水酸碱性为中性，进行2小时的可见光照射，然后添加自制纳米 GaF,(Er，+）/TiO复合光催化剂40mg，反应后进行石油剩余量的测定，进行石油去除率的计算。