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摘要：基于微波法制采取均匀沉淀方式掺入改性纳米Zn0粉体Ag、Sn、Al。光催化剂主要以掺Ag纳米Zn0为主，进一步探讨水体中甲醛受到其光催化降解的影响，详细分析光催化降解的性质及具体实施过程，有效优化降解工艺。结果证实：当光催化剂采取1.0g掺Ag纳米Zn0时，使用紫外光解每升10mg甲醛两个半小时的过程中，降解甲醛的程度可达到86.7%；当掺Ag纳米Zn0基于对可见光的充分模拟下，能够降解甲醛率54.2%。通过对此细节的分析，在降解甲醛溶液的过程中，ZnO光催化中的活性羟基自由基（•OH）会产生一定的氧化作用，会提前把甲醛氧化为羧酸，再对其予以降解，形成CO2和H2O。
关键词：水体；甲醛；改性纳米氧化锌；光催化；降解
前言：作为一种水体中的污染物，甲醛的危害十分大，针对水处理降解甲醛技术予以更深层次的研究已成必然趋势。在众多废水处理技术中，光催化氧化法能够对降解难度大的有机污染物进行有效分解，这种技术对环境较为友好，且设备使用简单、反应条件温和且几乎不会造成二次污染，能够显著去除低浓度污染物。
1实验
在反应池中取甲醛标准溶液2升，在反应池中称取改性纳米ZnO1.0g，震荡混匀，以主波长为365nm、功率为300W的高压汞灯为光源实施紫外降解，控制三十分钟为取样时间，每次移取在25毫升刻度管内10毫升，加水稀释至标线。如图1所示为紫外反应器自由组装。
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图1光催化反应器
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图2纳米氧化锌粉体的SEM图
2结果与讨论
2.1纳米ZnO的表征
2.1.1形貌表征
SEM表征条件：加速电压20.0kv，物距10.0mm，光斑40mm。试验前，样品应在无水乙醇中超声分散10分钟，在空气中干燥并涂铂40秒。图2显示了Ag、Sn、Al和纯ZnO粉末的SEM图像。
2.1.2物相表征
XRD表征及测定条件：Cukα靶，管电流50ma，管电压40kv，扫描步长0.02度，测定范围5度到90度。Ag、Sn、Al掺杂元素和未掺杂ZnO粉末的XRD图谱图图3所示。
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图3纳米氧化锌粉体的XRD图
2.2甲醛光降解率在不同掺杂离子ZnO下的影响
以氧化锌和纯氧化锌为光催化剂，银、锡、铝为光催化剂，采用紫外分光光度法测定甲醛的降解曲线。降解曲线如图4所示
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图4降解时基于不同光催化剂下的曲线图
2.3甲醛光解率受到甲醛初始浓度的影响
制备1L质量浓度为10、20、30、40mg/l的甲醛溶液进行光催化降解，图5为所得曲线图。甲醛初始浓度为10mg/L时，光降解效果最好。
2.4甲醛降解率受到光催化剂加入量的影响
影响甲醛降解效果最为主要的一个原因就是纳米ZnO的添加量，甲醛光解率受到ZnO添加量的影响曲线由图6所示。由图中可见对于甲醛的降解率而言，催化剂用量的影响极大。
2.5甲醛降解率受到光解时间的影响
甲醛光解率还会受到光解时间的影响，甲醛降解曲线会受到不同光解时间的影响，具体如图7所示。
2.6在模拟可见光下甲醛的光催化降解
紫外光源的高压汞灯可以使用高压钠灯进行替换，规格选取300W功率与589nm主波长，作为光催化实验的可见光源，取样间隔时间为30分钟，以此来对甲醛的降解率予以有效测定。如图8所示为各ZnO样品对甲醛的降解曲线。
2.7探讨甲醛在ZnO紫外下降解的机理
在对甲醛进行紫外降解时，采取ZnO作为光催化剂，针对反应体系的pH值予以实时监测后得知，随着反应的进行，溶液逐渐呈酸性，因此，在实际过程中，通过紫外降解甲醛会形成甲醛，如图9所示为其降解机理。
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图5甲醛光解率受到甲醛初始浓度的影响
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图6甲醛降解率受到光催化剂加入量的影响 图7甲醛降解率受到光解时间的影响 图8在模拟可见光下ZnO样品对甲醛的降解
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图9降解甲醛时基于氧化锌光催化的原理
结论
首先，光催化剂主要采用了1.0g掺Ag纳米ZnO，在实施紫外光解甲醛两个半小时内初始质量浓度控制在每升10mg,甲醛的降解率明显较高，准确数据为86.7%。其次，与紫外光下甲醛的降解率相比，在可见光下甲醛的降解率有明显差距，分别为>80%与≤54.2%，较纯ZnO的降解效果比，掺杂ZnO的效果较为明显，通过进一步研究可见光下降解甲醛的意义尤为重要。最后，在紫外光照射下，ZnO光催化剂会产生大量氧化性物质在反应体系中，这些物质为羟基自由基，可以转换甲醛为醛基自由基，进而形成甲酸，最终分解为CO2和H2O。
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