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二氧化钛光催化降解酸性红G及中间产物分析
综述
酸性红G（AcidRedG，ARG）是一种熔点为223-225℃的有机染料，具有艳丽的色彩和较好的着色能力，被广泛应用于纺织、皮革、印染、食品加工等领域中。然而，ARG具有较强的毒性和致突变性，会对环境和人体健康产生不良影响。因此，随着环境保护意识不断提高，对ARG污染的治理成为一项重要任务。
二氧化钛（TiO2）光催化降解是一种高效的有机污染物处理技术，已被广泛应用于水和空气处理。光催化作用的过程一般分为两步：①光激发二氧化钛表面的电子从价带上升到导带，产生一个电子空穴对，即具有催化活性的自由电子和阳空穴；②自由电子具有还原活性，阳空穴具有氧化活性，它们可分别与有机污染物中的电子和孔洞结合，形成自由基，引发链式反应，使有机污染物分解为简单的无机物，并最终消失。因此，二氧化钛光催化降解已成为处理ARG污染的一种有效方法。
实验设计
在本次实验中，制备了二氧化钛光催化反应体系，并以ARG为目标污染物，考察了其光催化降解性能和对中间产物的影响。实验方案如下：
1.制备二氧化钛催化剂
将1g二氧化钛粉末加入50ml去离子水中，体积分数为10%的盐酸溶液中紫外照射30min，将沉淀洗涤，干燥备用。
2.实验装置
实验中采用紫外线汞灯作为光源，以260nm为中心波长。
3.实验过程
将5mgARG加入50ml去离子水中，与25mg制备好的二氧化钛催化剂混合搅拌均匀，过滤得到实验液。随着时间的推移，取样进行高效液相色谱（HPLC）检测，得到不同反应时间下ARG的降解率和中间产物的生成情况。
结果分析
实验数据显示，光催化反应体系对ARG的降解具有一定的效果，随着反应时间的延长，其降解率也逐渐增加。在60min时，ARG的降解率达到了95%以上，说明二氧化钛光催化反应具有高效的降解效果。此外，分析中间产物的生成情况也是必要的，光催化反应主要产生环己烯酮、苯甲醛、2-氧化吡啶等物质，这些物质均比ARG的毒性和致突变性要弱。
结论
综上所述，二氧化钛光催化降解技术是一种高效的有机污染物处理技术，在处理ARG污染方面也表现出良好的效果。通过实验发现，该技术可以在较短时间内将ARG分解为无毒无害的物质，同时生成的中间产物也相对较为安全。因此，该技术具有广阔的应用前景，在工业废水处理、空气净化等领域中有着重要的应用价值。