POMs/TiO_2复合催化剂光催化降解有机污染物的研究

[目的]采用溶胶-凝胶方法制备了几种POMs/TiO2复合光催化剂,考察了催化剂在紫外光照射下对模拟染料废水（酸性媒介黑PV溶液）的光催化降解行为,为降解有机污染物提供理论指导。[方法]研究了催化剂中的POMs含量、催化剂用量、溶液的pH及H2 O2浓度对PV溶液降解过程的影响。[结果]H4SiW12O40/TiO2复合催化剂光催化降解模拟染料废水（PV溶液）效果最佳。PV溶液初始浓度为300 mg/L时,脱色反应最佳条件：催化剂为H4SiW12O40/TiO2,α-H4SiW12O40质量分数为1.5%时,催化剂用量为60 mg、pH为2.0、H2 O2浓度为20 mmol/L时,PV降解质量分数可达到72.48%。[结论]POMs/TiO2复合催化剂较纯TiO2光催化降解PV溶液活性明显,其光催化降解有机污染物意义重大。     

UV/Fenton/TiO_2光催化氧化降解微囊藻毒素的研究

[目的]研究UV/Fenton/TiO2光催化氧化降解供水水源深水湖库水体中微囊藻毒素MC-RR和MC-LR的效果。[方法]以Fen-ton-TiO2作为光催化剂,考察不同反应时间、初始pH值、H2O2浓度、Fe2＋浓度、TiO2投加量、光照强度、藻毒素起始浓度对UV/TiO2/Fen-ton多相光催化氧化降解微囊藻毒素的影响,并对多相光催化氧化与UV光分解对藻毒素的去除效果进行比较。[结果]在H2O2起始浓度为0.1mmol/L、[H2O2]/[FeSO4]为15∶1、pH值为4.0、反应液距UV灯管1cm、TiO2投加量为0.05g/L和反应温度为（16±2）℃的条件下,反应3min后,浓度为0.35mg/L的MC-RR和浓度为0.29mg/L的MC-LR去除率可分别达到91.5%和90.2%。[结论]UV/Fen-ton/TiO2光催化氧化法能高效降解微囊藻毒素。     

纳米TiO_2/PbWO_4可见光催化降解糖蜜酒精废水研究

采用表面活性剂辅助分散沉淀法制备了不同TiO2含量的纳米TiO2/PbWO4复合氧化物可见光催化剂系列,在400 W汞灯模拟光源条件下,对糖蜜酒精废水的光催化降解性能进行了研究,并考察了TiO2质量分数、催化剂用量、空气流量及废水pH值对废水光降解脱色率的影响.结果显示,当TiO2含量为质量分数8%时,担载二氧化钛的钨酸铅(TiO2/PbWO4)催化剂光催化降解活性达到最佳,在TiO2/PbWO4用量为2 g/L、鼓泡空气流量为120 mL/min及废水pH值为1.7的条件下,光催化降解120 min时,     

掺镍TiO2的微波合成及催化降解有机废水

以氯化镍和硫酸钛为原料,以十二烷基硫酸钠为表面活性剂,通过直接投料微波合成了掺镍二氧化钛(Ni2+TiO2).以催化降解甲基橙为模型来考察其可见光光催化活性,研究了Ni的掺杂量、热处理温度、双氧水投加量、溶液酸度及掺Ni2+TiO2光催化剂用量等因素对光催化性能的影响.结果表明,当Ni2+/TiO2复合物的直接投料摩尔比为0.8％,在500℃的温度下热处理2h,催化剂用量为1.0 g/L,H2O2投加量为3 mL/L,溶液pH 5的条件下,可见光催化效果最好,此时2 mg/L的甲基橙溶液经光催化降解40min后,降解率达到94.5％.     

缺位Dawson型K10Na2H2P2W16O60光催化降解甲基橙溶液的研究

[目的]确定缺位Dawson型K10Na2H2P2W16O60光催化降解甲基橙的最佳条件。[方法]以二缺位杂多化合物K10Na2H2P2W16O60.18H2O（P2W16）为光催化剂,在紫外灯照射下对模拟染料废水中的甲基橙进行光催化降解,研究催化剂投加量、甲基橙初始浓度、pH值等对溶液脱色效果的影响。[结果]催化剂用量为1.2g/L时溶液的脱色率最大,为96.22%;pH值为1.5时溶液的脱色率最大,为99.15%;甲基橙初始浓度为5mg/L时溶液的脱色率最大,为99.69%。P2W16光催化降解甲基橙的最佳条件为：甲基橙初始浓度5mg/L,溶液初始pH值1.5,催化剂浓度0.2g/L,此条件下反应1h后溶液的脱色率可达99.69%。同时,甲基橙的光催化降解过程符合一级动力学方程：In（A/A）=0.09391t-0.02286。[结论]PW对甲基橙降解反应具有较高的催化活性。     

Ag沉积TiO_2光催化降解腐植酸研究

[目的]为饮用水中腐植酸的去除提供新思路。[方法]采用光还原法对纳米TiO2进行Ag沉积,研究改性TiO2/UV体系对腐殖酸的光降解效率,并探讨TiO2用量及腐植酸初始浓度对光降解效率的影响。[结果]适量Ag沉积可提高TiO2的光催化活性,Ag沉积量为0.8wt%时TiO2的光催化活性最大;焙烧温度为400℃时TiO2的光催化活性最强;增加TiO2用量可提高腐植酸的光降解反应速率;在试验浓度范围内,随着腐植酸初始浓度的增大,其光降解效率降低,光降解过程符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型,反应速率常数k和Langmuir吸附常数K分别为0.173 5 mg/（L.min）和0.421 5 L/mg。[结论]适量的Ag沉积可提高TiO2光催化降解腐植酸的活性。     

Bi_2Fe_4O_9/TiO_2复合光催化剂的制备及光催化性能

[目的]制备复合光催化剂Bi2Fe4O9/TiO2并研究其光催化性能。[方法]采用高能球磨法制备复合光催化剂Bi2Fe4O9/TiO2,通过XRD、SEM和UV-Vis对其进行了表征,并探讨Bi2Fe4O9掺杂量及球磨时间对其光催化活性的影响。[结果]当Bi2Fe4O9掺杂量为5.0%,球磨时间为12 h时,复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解率达到56%。[结论]复合光催化剂光活性的提高可能是由于催化剂中复合半导体结构的光生电子-空穴对的有效分离造成的。     

V2O5改性TiO2光催化剂制备及其对有机污染物光催化降解性能研究

[目的]研究V2O5改性TiO2光催化剂制备及其对有机污染物光催化降解性能.[方法]通过沉淀-浸渍法,利用TiCl4与NH4VO3制备了基于V2O5改性的TiO2光催化剂.以亚甲基蓝为模型化合物考察了改性方法及制备条件对光催化性能的影响,并进行了UV、XRD分析,初步探讨了光催化降解动力学行为.[结果]V2O5-TiO2催化活性大大高于TiO2,且焙烧前改性效果明显高于焙烧后改性;V2O5-TiO2最佳制备条件为pH =7、500℃焙烧4h、V2O5含量为5.2％;V2O5改性一定程度上扩大了TiO2光激发波长,提高了紫外光的吸收能力,但未改变TiO2的晶体结构及光催化降解的一级反应动力学特征.[结论]V2O5-TiO2对有机污染物光催化降解具有广阔的应用前景.     

木质素磺酸盐与丙烯酰胺接枝改性研究

[目的]提高木质素磺酸盐的水处理能力。[方法]以粘度和产率为表征量,研究不同引发剂对木质素磺酸钠与丙烯酰胺接枝共聚反应的影响;通过正交试验研究引发剂用量、温度、单体丙烯酰胺用量对接枝共聚物粘度的影响,并对反应条件进行优化;同时对原料及改性物的结构进行分析。[结果]K2S2O8/Na2S2O3引发的接枝反应效果较好,反应产物具有最大的粘度和较大的反应产率及较小的表面张力;（NH4）2Ce（NO3）6、（NH4）2S2O8、（NH4）2Fe（SO4）2.6H2O/H2O2引发的反应产物粘度较小,产率较低。接枝共聚反应的优化条件为：K2S2O8/Na2S2O3用量6×10^-3mol/L,反应温度40℃,丙烯酰胺用量8 g,此条件下的改性产物可作为优良絮凝剂。[结论]该研究优化了木质素磺酸盐与丙烯酰胺接枝共聚反应的条件。     

光催化技术防治花卉炭疽病菌害的研究

[目的]寻找新的广谱性、环保型花卉炭疽病防治方法。[方法]研究实验室模拟太阳光下纳米TiO2光催化剂对花卉炭疽病菌的杀灭效果,探讨催化剂浓度、使用量、光照时间和光照强度对杀菌效果的影响。[结果]当纳米TiO2光催化剂浓度为1.0%时,其杀菌效果达到92.0%;当纳米TiO2光催化剂用量为1.25 ml时,其杀菌效果最好,达87.3%;随光照时间的延长或光照强度的增强,纳米TiO2光催化剂的杀菌效率提高。在催化剂浓度为1.0%,用量为1.25 ml的条件下,用光辐照强度为254 nm:23.9μW/cm2、297 nm:2.7μW/cm2、365 nm:101.2μW/cm2、420 nm:118μW/cm2,光通量86.3×102lm的卤灯辐照2 h,对真菌的杀灭效果近100%。[结论]纳米TiO2光催化剂具有良好的光催化活性,在实验室模拟太阳光下对花卉炭疽病菌有较强的杀灭作用。     

Fe/C共掺的TiO_2光催化剂的合成及对环境激素辛基酚的降解

[目的]研究Fe/C共掺的TiO2光催化剂的合成及对环境激素辛基酚的降解。[方法]采用溶胶凝胶法和溶剂热合成法制备出铁碳掺杂的二氧化钛光催化剂,以4-叔辛基酚为测试分子研究该类催化剂的光催化性能,探讨了Fe掺杂量、催化剂用量、pH、光照等对反应的影响,并对干扰离子存在情况下的催化剂性能进行了研究。[结果]Fe/C掺杂量为0.6%时,在25℃、pH=9.0、300 W汞灯照射、催化剂用量为1.0 g/L的条件下,经过100 min的降解可以使初始浓度为1.00 mg/L的辛基酚水溶液浓度降至0.02 mg/L;反应体系pH的升高和光强的增加可以提高催化剂的效率,污水中常见的K+、Na+和Ca2+等对催化剂的催化效果无影响。[结论]Fe/C共掺的TiO2光催化剂在处理含有环境激素的废水时具有良好的效果。     

水杨酸分子印迹掺氮TiO_2粉末的制备及在可见光下的选择性光催化研究

【目的】改善TiO_2在可见光下对污染物的选择性降解能力。【方法】采用改进的分子印迹溶胶-凝胶技术,以尿素、水杨酸分别为氮源和模板分子,制备水杨酸分子印迹掺氮TiO_2粉末。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)和低温N_2物理吸附-脱附(BET)等技术对制备样品进行表征。【结果】样品均为锐钛矿相,氮掺杂致使TiO_2光吸收带边红移,分子印迹使TiO_2具有了更为发达的孔结构和孔型,掺杂和分子印迹均有效地增大了比表面积。可见光下,与催化降解苯甲酸及甲基橙相比,分子印迹掺氮TiO_2对水杨酸的选择性降解率较高,达96.0%。【结论】水杨酸分子印迹和氮掺杂有效地改善了TiO_2的选择性和可见光活性。     

双金属二氧化钛复合材料的制备及其在水处理中的应用

[目的]制备双金属纳米颗粒二氧化钛复合材料,提升二氧化钛光催化效率,并研究其作用机理。[方法]采用辐射合成法制备金铜双金属纳米颗粒胶体溶液,使其沉积到二氧化钛表面形成Au-Cu-TiO_2光催化复合材料,使用TEM、UV-Vis、DSR等手段对其进行表征,分别在紫外光和可见光下降解目标污染物罗丹明B和苯酚测试合成材料的光催化性质。[结果]Au/Cu摩尔比1∶3时,二氧化钛负载的双金属纳米颗粒最小,为3.8 nm,并具有最高的光催化效率。P25负载的Au-Cu合金纳米颗粒捕捉电子的效率很高,使紫外光下P25光催化活性提高。Au-Cu双金属纳米颗粒修饰的P25比Au纳米颗粒修饰的P25的催化活性高。[结论]Au-Cu双金属比Au纳米颗粒具有更高的光激发电子捕获能力,因此可提高TiO_2的光催化效率。     

负载型TiO_2光催化降解垃圾渗滤液的动力学研究

[目的]探讨玻璃负载TiO2光催化降解垃圾渗滤液的影响因素及反应动力学。[方法]选取一定浓度的垃圾渗滤液(pH值为8左右,COD值为300~600 mg/L)600 ml,将催化剂-纳米TiO2/玻璃筒膜插入溶液中,通入空气,将400 W的高压汞灯插入筒内进行照射。研究反应时间、进水浓度、pH值、光源强度等因素对垃圾渗滤液CODCr和色度去除率的影响。[结果]光强越大、光照时间越长,催化效果越好;溶液的初始浓度越大,降解率越低;反应液在偏酸、偏碱的条件下有利于光催化氧化反应进行。动力学研究表明,垃圾渗滤液光催化降解反应符合一级动力学规律。反应速率方程为:Ct=C0e-0.023 8 tmg/L(初始CODCr为472.7 mg/L)。[结论]以负载型TiO2膜作光催化剂降解垃圾渗滤液是可行的。     

超声辅助光催化对川西獐牙菜种子萌发能力的影响

[目的]研究超声辅助纳米TiO2光催化处理对川西獐牙菜种子萌发的影响。[方法]采用超声辅助纳米TiO2光催化处理川西獐牙菜种子,比较不同超声时间（15、30、45、60、75、90min）和超声强度（120、150、180、210、240、270、300W）处理种子发芽势和发芽率的差异。[结果]超声功率为210W、超声时间为30～60min或超声时间为45min、超声功率为210～240W时,超声辅助纳米TiO2光催化对川西獐牙菜种子萌发均具有明显的促进作用,其中超声功率为210W,超声时间为45min的处理效果最好。[结论]一定强度和作用时间的超声波辅助TiO2光催化处理可明显促进川西獐牙菜种子萌发。     

光催化氧化法降解有机磷农药的动力学研究

[目的]进一步对有机磷敌敌畏农药光催化降解的反应动力学进行研究。[方法]采用Sol-gel法在玻璃圆形反应器上镀制了TiO2膜,以紫外/二氧化钛膜(UV/TiO2)光催化氧化法来降解有机磷农药敌敌畏溶液,探讨了光催化反应时间、溶液的初始浓度对降解敌敌畏溶液的影响。[结果]由玻璃筒负载的TiO2膜对单一的敌敌畏溶液具有很好的光催化降解效果,TiO2膜具有很好的光催化活性。敌敌畏溶液的初始浓度越低,光催化降解效果越好,经90 min光催化氧化处理后,不同浓度敌敌畏的降解率都能达到90%以上。动力学研究表明,敌敌畏的降解速率对敌敌畏浓度为一级反应,反应速率方程为:Ct=C0e-0.0719t(mg/L)。[结论]光催化降解有机磷农药敌敌畏溶液具有很好的降解效果。     

Fe3 O4／TiO2复合物的制备

[目的]以钛铁矿为原料,制备包覆性Fe_3O_4/TiO_2磁性光催化剂。[方法]研究不同温度、反应时间、钛铁矿颗粒大小、是否冷凝回流等条件下钛铁矿的溶解情况以及TiO_2、Fe_3O_4/TiO_2的产率和催化效果,并采用X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对催化剂产物进行表征,且验证催化剂的磁性能。[结果]该方法可以制备出磁性良好、包覆效果好、较纯净的Fe_3O_4/TiO_2包覆性光催化材料。[结论]制备出的Fe_3O_4/TiO_2复合物保持了Fe_3O_4的磁性,是一种性能优良的包覆性光催化材料。     

纳米二氧化钛对热带海洋广谱抑菌作用的研究

[目的]研究纳米二氧化钛对热带海洋细菌的广谱抑菌作用。[方法]在菌液中加入适量纳米TiO2,在UV固化灯照射下,每隔10min采集一次菌液,并进行培养和计数,研究其对热带海洋细菌的广谱抑菌作用。[结果]纳米TiO2在UV固化灯激发下具有很强的抑菌性,且最佳使用量为0.9 g/L。[结论]二氧化钛具有无毒、廉价、光谱抑菌的特点,是一种具有应用前景的新型材料。     

磷钨酸/TiO_2的修饰及其去除甲醛效果研究

[目的]研究磷钨酸/TiO2去除剂对甲醛的去除效果。[方法]通过制备纳米TiO2负载磷钨酸甲醛去除剂,研究其最佳负载比,并研究其甲醛去除效率、并与纳米银去除剂、甲醛吸收液进行比较。[结果]可见光照射下,磷钨酸/TiO2去除剂对甲醛的去除率高达69.00%,而且与纳米银催化剂相比,成本较低,更具市场可行性。[结论]该研究为室内空气污染的去除提供了更为环保和节能的途径。