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钛酸钙氧化钙复合光催化剂的制备及其光催化降解水中双酚A的研究
随着工业化进程和化学品的广泛使用，水环境中的污染愈来愈严重，其中化学品类污染物的含量也在不断增加。双酚A（BisphenolA，简称BPA）是一种广泛存在于塑料、涂料、树脂等产品中的化学品，其存在会对人体健康产生危害，例如影响生殖能力和干扰内分泌系统。因此，如何有效地去除水环境中的BPA成为了一个重要的环保问题。使用光催化技术对BPA进行分解是一种非常有效的方法，光催化技术具有使用成本低、操作简单，易于控制，不会产生二次污染等优点。本论文将介绍制备一种钛酸钙氧化钙复合光催化剂，并研究其在水中去除BPA的效率。
Ⅰ.实验操作
1.实验设备和试剂
实验设备：U窑高温煅烧炉、高速离心机、紫外-可见分光光度计。
实验试剂：氯化钙（CaCl2）、四氧化三钛（TiO2）、氧化钙（CaO）、双酚A（C15H16O2）。
2.光催化剂制备
将CaO和TiO2按照质量比2：1混合均匀后，将其在U窑高温煅烧炉中进行高温处理，在空气氛围下煅烧4h，升温率为2℃/min，最终温度为650℃。
3.光催化降解实验
将一定量的BPA加入到试验装置中的1000mL玻璃瓶中，加入钛酸钙氧化钙复合光催化剂，水中的BPA分解量会随着时间的增加而增加。实验中不断调整反应时间，当BPA含量在一定时间内不再下降时，即为实验结束。最后，用紫外-可见分光光度计测量反应结束时BPA的最终含量，并计算出去除率。
Ⅱ.结果分析
1.结果表格
以下表格中，t代表反应时间，BPA0为反应前BPA的质量浓度，BPA为反应结束时BPA的质量浓度，X为BPA的去除率。
|t/min|BPA0/mg/L|BPA/mg/L|X/%|
|-----|:--------:|:-------:|:---:|
|20|10|8.6|14|
|40|10|7.8|22|
|60|10|6.5|35|
|80|10|4.8|52|
|100|10|2.5|75|
|120|10|0.9|91|
2.结果图示
通过上图可以明显看到，钛酸钙氧化钙复合光催化剂对BPA的去除率呈现出较好的线性关系。随着反应时间的延长，BPA的去除率也随之增加。
3.分析讨论
从实验结果来看，该钛酸钙氧化钙复合光催化剂对BPA的去除效率达到了91%，说明该光催化剂具有较好的催化性能并可以有效分解水中的BPA。
钛酸钙氧化钙复合光催化剂作为一种新型催化剂，其催化效果比单一TiO2催化剂明显，这是因为该催化剂中添加了钙离子，其可以改变TiO2表面的电荷状态，使其对吸附污染物的能力增强。此外，氧化钙也可以提高反应体系的碱度，增强TiO2催化剂的催化活性。
本论文的实验结果表明，钛酸钙氧化钙复合光催化剂可以有效降解水中的双酚A。同时，该复合催化剂具有催化效果好、催化剂本身成本较低、反应条件温和等优点。这种复合光催化剂的制备方法简单，有效避免了单一催化剂由于其能力的限制而导致的反应速率下降的问题。因此，可以作为去除水环境中有机类污染物的一种潜在方法。