7.4.1 腐殖酸在催化劑表麵吸附動力學研究
大量研究結果表明，光催化反應主要發生在催化劑表麵，而非溶液當中，有機物在催化劑表麵的吸附程度，是判斷有效電荷轉移的重要標準之一。因此有機物在催化劑表麵的吸附對於催化反應來說是十分重要的步驟，是其降解的先決條件。電極/溶液界麵上的吸附現象是比較複雜的，它不僅具有固體表麵上吸附的共性，而且由於溶液相的存在以及在這一界麵上具有可以在一定範圍內連續變化的電場，使電極/溶液界麵上的吸附現象還具有某些特殊規律。
通常吸附過程可以分為物理吸附、靜電吸附和化學吸附三種類型。物理吸附產生於分子間的作用力；靜電吸附是由於表麵剩餘電荷與離子間靜電作用的結果；化學吸附是電極表麵與被吸附粒子間存在化學相互作用，形成吸附鍵而產生的。其中化學吸附具有比物理吸附和靜電吸附強烈得多的選擇性。
化學吸附開始時速率很快，逐漸地變慢。正像吸附平衡規律一樣，吸附和脫附以什麼樣的速率進行，主要是由吸附劑與吸附質之間的相互作用決定的，但又受到溫度、壓力、體係pH值等因素的影響。吸附過程有時進行得非常快，以至於無法定量測定它的速率，但一般情況下，吸附總是以可測量的速度進行。吸附過程動力學就是研究化學吸附和脫附的速率以及各種因素對它們的影響。因此，研究有機物在TiO2電極表麵的吸附、脫附速率以及各種因素對它們的影響，即研究體係的吸附過程動力學可以得到許多有關吸附特征的信息，為進一步研究光電催化降解反應提供實驗依據。
然而有關腐殖酸在TiO2表麵吸附的研究卻鮮有報道。本章采用改性後催化活性較高的摻硼TiO2/Ti作為催化劑，對水中腐殖酸的吸附規律進行研究，優化出最佳吸附條件，為進一步研究光電催化反應提供實驗依據。
7.4.1.1 pH值對腐殖酸吸附效果的影響
由於初始pH值對催化劑吸附腐殖酸的影響較大，故首先考察了pH值對吸附的影響。考慮到在實際運用中很少出現極端酸度和極端堿度情況，因此控製pH值範圍在3.0~10.5之間。
即水化的二氧化鈦表麵存在TiOH，TiOH2+和TiO-基團。二元酸的解離方式及程度均受pH的影響，反應液pH值變化時，由於其pH值與TiO2等電點（約為6.3左右）不相符，可改變催化劑表麵的帶電性質，影響有機物的吸附行為，進而影響有機物的光降解率。
因腐殖酸的官能團中，比較活躍的是羧基和酚羥基，在水介質中其所帶的羧基和酚羥基表現為負電性，當pH＜6.3時，催化劑表麵會帶正電荷，帶負電的腐殖酸分子與帶正電的催化劑發生靜電吸引，導致腐殖酸在TiO2表麵吸附量增加。當pH＞6.3時，催化劑表麵會帶負電荷，由於二者之間的靜電排斥，加之腐殖酸的離解加強，影響腐殖酸分子在TiO2表麵的吸附，因此腐殖酸在TiO2表麵的吸附率將隨pH值的升高而降低。