二氧化钛光催化降解气体苯的研究

运用纳米二氧化钛作为催化剂,并将其加入到混有气体苯的溶液中进行了实验,通过研究反应液苯的初始浓度、催化剂用量、初始pH值以及反应温度等影响因素,经多次实验找到了光催化降解效率最佳的反应条件。实验结果表明:当苯的初始浓度为1.832mg/L,光催化剂量为0.5g,初始pH值为中性,反应温度为25℃时,苯的降解效果最好,所需的反应时间最短,降解率达到84.783%,反应时间为204.591min。     

β-环糊精/木粉接枝共聚物对Pb2+的吸附动力学和热力学研究

以柠檬酸为交联剂,利用酯化交联工艺将功能主体分子β-环糊精接枝到杨木木粉表面制备β-环糊精/木粉(β-CD/WF)接枝共聚物,并用红外光谱仪、热重分析仪和酚酞探针分子技术进行表征.以Pb2+为吸附质,β-环糊精/木粉接枝共聚物为吸附剂,系统探讨接触时间、pH值、Pb2+初始浓度对吸附效果的影响.采用准一级动力学方程、准二级动力学方程、颗粒内扩散模型、Langmuir吸附等温方程、Freundlich吸附等温线方程对试验数据进行拟合.结果表明:β-环糊精不仅被接枝于木粉表面而且可以体现出包合活性;在298 K时,β-环糊精/木粉接枝共聚物对Pb2+吸附平衡的接触时间为30 min,适宜pH值范围为4～8,平衡吸附量随Pb2+的初始质量浓度增加而增加;Pb2+的吸附过程符合准二级动力学方程,即以化学吸附为主,颗粒内扩散不是唯一的吸附速率控制步骤;吸附符合Langmuir吸附等温模型,说明Pb2+的吸附属于单分子层吸附;吸附的吉布斯自由能变为负值,熵变和焓变分别为54.45 J/(mol·K)和13.75 k J/mol,即该吸附是能自发进行的吸热过程.     

二氧化钛/壳聚糖/丙烯酸复合水凝胶的原位交联及性能

壳聚糖基复合材料在水凝胶领域应用广泛,但其制备过程中通常需要有毒性的化学交联剂和经过繁琐的化学修饰等过程。将壳聚糖、丙烯酸和钛酸四丁酯共混,在遇水后,通过钛酸四丁酯的原位水解形成的纳米二氧化钛作为物理交联剂,一步法制备复合水凝胶,过程简单且无需化学交联剂。在此复合水凝胶中,纳米二氧化钛作为交联剂和光催化剂,丙烯酸可以提高壳聚糖的吸水性,同时丙烯酸和壳聚糖表面的羟基和氨基等基团又可以增强二氧化钛的光催化性能。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电镜和透射电镜等考察其形貌与结构等特征,并通过吸水试验和亚甲基蓝的光降解试验测试了其溶胀及光催化性能。结果表明:该复合水凝胶内部为多孔结构,粒径约为5~12 nm的二氧化钛均匀分散在复合水凝胶中,无团聚现象。该复合水凝胶材料具有优良的吸水性,其饱和吸水率约为1500%,在模拟自然光下对亚甲基蓝有较好的光催化降解效果。以上结果表明该材料在污水处理领域具有一定的应用前景。     

Ag／TiO2-PVA复合膜的光降解性能研究

分别采用抗坏血酸还原法和光化学沉积法，将Ag掺杂到TiO2中，以聚丙烯无纺布为基膜，制备了Ag／TiO2—PVA复合膜以减少TiO2的流失和提高对太阳光的吸收，并对Ag／TiO2-PVA复合膜进行了SEM和XRD表征，以紫外光、模拟太阳光为光源，分别研究了Ag／TiO2-PVA复合膜对有机染料活性翠兰、甲基橙的光催化降解效果，以考察Ag／TiO2-PVA复合膜的催化作用。SEM和XRD的分析结果表明：上述两种方法均能有效地在聚丙烯无纺布表面形成Ag／TiO2-PVA复合膜，抗坏血酸法制备的Ag／TiO2—PVA复合膜的Ag／TiO2负载量高于光化学沉积法。染料废水处理实验结果表明：TiO2／Ag—PvA复合膜对活性翠蓝废水及甲基橙废水的紫外光降解，具有很好的催化作用；对活性翠蓝废水的自然光降解的催化作用不明显，但是对甲基橙废水的自然光降解催化作用较明显。     

芬顿氧化法降解水溶液中甲基橙的研究

进行了芬顿体系催化氧化降解染料甲基橙水溶液的研究,考察了pH值、Fe~(2+)和H_2O_2投加量、温度等因素在对甲基橙降解率的影响。结果表明:在室温20℃下,pH=3.0、[Fe~(2+)]0=0.4mmol/L、[H_2O_2]0=1.2mmol/L的条件下,反应30min后,甲基橙水溶液(30mg/L)的降解率达到90%。升高反应温度,有利于Fenton体系中甲基橙的降解,但影响并不显著。结果可为利用芬顿体系处理含甲基橙的印染废水提供理论依据。     

桦木酸/二乙烯三胺链-β-环糊精包合物的制备及水溶性研究

以β-环糊精(β-CD)为原料,合成二乙烯三胺链-β-环糊精(DETA-β-CD)主体分子,并与桦木酸(BA)进行包合反应,采用饱和水溶液法和冷冻干燥技术制备出粉末态的BA/DETA-β-CD包合物,采用红外(IR)、核磁(1H NMR)及扫描电镜(SEM)等分析手段,阐明DETA-β-CD对BA的分子识别机制及主-客体包合模式,并利用质谱(MS)和超高效液相色谱(UPLC)测定包合物中BA含量。结果表明,DETA侧链上的伯胺基团与BA的羧基生成氢键,BA的疏水部分从β-环糊精小口端进入并被包含,DETA-β-CD的疏水空腔及低聚乙烯胺侧链可以对BA产生多重识别效应,将BA溶解度由4.7×10-5mmol/L提高到15.33 mmol/L。     

以碱木质素胺盐为模板制备纳米二氧化钛及其光催化性能研究

为提高制浆造纸工业废水中的木质素的利用率,以减少对环境的污染,利用碱木质素改性制备了两种木质素胺盐,并以这两种木质素胺盐为模板剂,通过水热合成法制备了二氧化钛纳米粒子。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和BET比表面积分析等手段对制得的二氧化钛纳米粒子进行表征测试。结果表明:以木质素的乙二胺盐和三甲胺盐所制得的二氧化钛纳米粒子的粒径分别为15~25 nm和20~35 nm,粒子分散均匀,两种样品的比表面积分别为104.2 m2/g和71.7 m2/g。通过在紫外光下催化降解罗丹明B考察了所制备的二氧化钛的光催化活性,实验结果表明所制备的二氧化钛具有与P25相当的光催化活性。     

Ag/TiO2-PVA复合膜的光降解性能研究

分别采用抗坏血酸还原法和光化学沉积法,将Ag掺杂到TiO2中,以聚丙烯无纺布为基膜,制备了Ag/TiO2-PVA复合膜以减少TiO2的流失和提高对太阳光的吸收,并对Ag/TiO2-PVA复合膜进行了SEM和XRD表征,以紫外光、模拟太阳光为光源,分别研究了Ag/TiO2-PVA复合膜对有机染料活性翠兰、甲基橙的光催化降解效果,以考察Ag/TiO2-PVA复合膜的催化作用。SEM和XRD的分析结果表明:上述两种方法均能有效地在聚丙烯无纺布表面形成Ag/TiO2-PVA复合膜,抗坏血酸法制备的Ag/TiO2-PVA复合膜的Ag/TiO2负载量高于光化学沉积法。染料废水处理实验结果表明:TiO2/Ag-PVA复合膜对活性翠蓝废水及甲基橙废水的紫外光降解,具有很好的催化作用;对活性翠蓝废水的自然光降解的催化作用不明显,但是对甲基橙废水的自然光降解催化作用较明显。     

载银Cu_2O纳米球制备及其去除焦化废水中偶氮污染物研究

通过沉淀法制备了Cu2O纳米球,然后采用化学还原法将纳米银颗粒负载在Cu2O纳米球表面,并通过扫描电子显微镜对其微观形貌和晶体形态进行了表征,最后以偶氮类染料甲基橙模拟常见的焦化废水污染物,在UV体系下分别用Cu2O纳米球和载银Cu2O纳米球进行了吸附与光降解实验,以研究其去除效果,实验结果表明:通过2h的光催化,模拟污染物的去除效率分别为74.1%及92.5%。     

硫化镉@聚苯胺/纤维素纤维的光催化活性

聚苯胺(PANI)在纤维素纤维(CFs)上原位沉积后,利用PANI/CFs对Cd~(2+)的强吸附作用,原位制备CdS@PANI/CFs复合材料,并用FT-IR、XRD和SEM-EDX对复合材料进行了表征。研究发现:PANI的介入极大地提高了CdS纳米粒子的原位沉积,所制备的CdS@PANI/CFs复合材料在可见光条件下光催化降解亚甲基蓝(MB),在相同CdS沉积量时,CdS@PANI/CFs复合材料的MB降解率约为CdS@CFs复合材料的1.5倍,表明PANI对MB的光催化降解具有显著的增强效应。探究了光降解过程中不同条件(MB质量浓度、光催化剂用量及利用次数)对MB降解率的影响,结果显示:随着MB质量浓度的升高,MB降解率降低;当MB质量浓度为10、15、20和30 mg/L时,5 h时MB降解率分别为90.37%、84.15%、77.35%和58.53%;光催化降解400 mL、20 mg/L MB的最佳催化剂用量为0.4 g;CdS@PANI/CFs复合材料经3次利用5 h的MB降解率仍达到80.36%,展现出良好的重复利用性。     

桂花树干生物炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究

通过桂花树干制备生物炭，利用硝酸和高锰酸钾对桂花树干生物炭进行修饰(活化)处理，研究了其对水溶液中染料亚甲基蓝(MB)的吸附能力。研究了温度、pH值、吸附时间和初始浓度对生物炭染料吸附性能的影响。生物炭及改性生物炭准二级动力学拟合的判决系数均为0.999。准二级动力学模型模拟的平衡吸附量更符合实际值。采用扫描电镜(SEM)和紫外分析方法(UV-vis)对生物炭吸附剂改性前后进行了测试，研究表明：改性桂花树干生物炭可以作为合成染料的高效吸附剂。     

掺铁纳米TiO2光催化性能研究

应用超临界流体干燥技术,采用溶胶-凝胶法制备了掺铁的纳米TiO2粉体材料,使用TG-TDA、XRD、激光粒度分析仪、扫描电镜对粉体进行表征.通过甲基橙溶液光催化降解实验,发现掺入质量分数为0.05%Fe的TiO2比纯TiO2催化效率提高了1.58倍.     

空气净化网上光催化剂和活性炭相互增强净化能力的作用机理

采用浸涂法在活性炭空气净化网上负载纳米二氧化钛，在紫外光的照射下，净化网对一氧化碳、甲醛、硫化氢等污染物的净化能力明显增强，对比实验表明，在紫外光照射下光催化剂使被吸附的污染物发生降解反应而提高活性炭的净化能力。活性 吸附作用为光催化反应浓度环境，加速反应速率。     

固定膜双层薄板反应器去除苯酚研究

将顶盖能透紫外光的盒子内部分隔成多个互连廊道,廊道侧壁和底部装填以采用溶胶－凝胶法制备的TiO2／玻璃纤维网高活性催化剂,研制成结构简单新型固定膜双层薄板光催化反应器。对低浓度苯酚的研究结果表明,该装置具有良好的传质效果,当循环流量大于24mL/s时,即可有效克服传质限制作用。苯酚的降解呈表观一级反应,表观动力学常数随着初始浓度的增加而变小,随着光强的增强而增大。固定膜光催化反应速率可以达到1g／L TiO2悬浆催化体系的1／2。     

木材表面Fe~(3+)掺杂TiO_2/SiO_2复合膜构建及其光催化性能

以速生人工林桉木为基体,利用溶胶-凝胶技术,将掺杂Fe~(3+)的TiO_2/SiO_2复合膜构建在桉木材表面。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等手段分析了复合材料的微观形态;以10mg/L的甲基橙溶液为目标降解物,研究了负载复合膜的木材光催化活性。结果表明,生成的复合膜中TiO_2以锐钛矿晶型存在,SiO_2以无定型状态存在,由于Fe~(3+)的离子半径小于Ti~(4+),铁离子以物理状态掺杂进入TiO_2晶格。FT-IR光谱图显示,在1 026 cm~(-1)左右形成Ti—O—Si键,说明硅钛前驱体发生了相互作用。SEM图结果表明,复合膜与木材结合紧密。光催化测试结果表明,当Fe~(3+)掺杂量为0%~5%时,随着Fe~(3+)掺杂量的增加,负载复合膜的木材对甲基橙的降解率先上升后下降,当Fe~(3+)掺杂量为1%时,降解率达到最大值40.37%。     

C/PTFE和PbO_2电极同时作用氧化降解甲基橙废水实验研究

以电还原氧气产生H_2O_2的C/PTFE气体扩散电极为阴极,PbO_2电极作为阳极,涤纶滤膜作为隔膜,采用阴阳极同时作用氧化降解甲基橙模拟废水,实验考察了曝气量、电流密度及初始pH值对甲基橙降解效果的影响。结果表明:在pH值为7,电流密度30mA/cm~2,曝气量1.2L/min,电解时间80min时,脱色率可以达到90%以上,脱色效果阳极室好于阴极室;COD去除率可达到85%以上,阴极室COD去除率高于阳极室。     

光催化复合材料在木质材料上的应用前景

纳米二氧化钛作为一种光催化材料,可以通过光催化反应将多种有害气体污染物降解为CO2、H2O等物质.介绍了TiO2的光催化机理,对纳米TiO2复合材料的研究现状及其在空气净化领域的应用进行了归纳总结,并就光催化复合材料在木质材料上的应用前景进行了可行性分析.     

二氧化钛－竹炭复合材料光催化性能研究进展

竹炭负载二氧化钛材料因具有良好的吸附及光催化能力,可广泛应用于不同领域,已成为竹炭功能化研究热点之一。文章综述了国内外二氧化钛-竹炭复合材料光催化性能的研究现状,简要介绍了复合材料的制备方法及光催化机理,重点阐述了其在降解环境有机物及抑菌杀菌方面的研究进展,并指出了其未来的研究方向。     

壳聚糖/纳米TiO2超声降解甲基橙废水

将壳聚糖(CHS)和改性后纳米TiO)2同步复合,制备得到一种新型复合材料.评估了此复合材料超声催化降解甲基橙模拟废水的性能,探讨了废水pH值、纳米TiO2/CHS不同配比、复合膜投入量,时间对脱色率、降解率及其化学耗氧量(COD)的影响,试验结果表明:室温处理50mL0.02g/L的甲基橙溶液最佳条件为:当复合膜投入量为2.0g,吸附剂的配比为1∶6,废水pH为5,时间为60min时,其COD去除率和降解率分别高达93％和99％.     

TiO2/木材复合材料光催化降解甲醛性能

【目的】光催化氧化法被认为是去除室内空气中甲醛最有效的方法之一。二氧化钛(TiO₂)作为经典光催化半导体,因具有物理化学性质稳定、无毒无害的优点被广泛关注,但由于TiO₂的吸附能力低、聚集倾向强,限制了其应用。本研究旨在解决TiO₂吸附能力弱、易团聚使其比表面积减小的问题。【方法】以杨木为基底,采用水热法在其表面负载二氧化钛制备得到TiO₂/木材复合材料,探讨不同TiO₂溶液浓度对TiO₂/木材复合材料光催化降解甲醛性能的影响。【结果】与不同基底对比,木材的多孔结构及丰富的官能团能使TiO₂与木材间具有更好的结合力,使其具有优越的机械稳定性。锚定在木材上的TiO₂以锐钛矿型为主并带有少量的金红石型。随着TiO₂溶液浓度的增大,TiO₂/木材复合材料的光催化降解甲醛性能呈现先增大后减小的趋势。当配置制备的TiO₂溶液浓度为0.1 mol/L时,尺寸大...