施氏矿物和有机酸共存体系中孔雀石绿的多相光催化降解

通过氧化亚铁硫杆菌对硫酸亚铁的作用获得施氏矿物,并研究其在有机酸(草酸、柠檬酸和酒石酸)的协同作用下光催化降解孔雀石绿的影响因素及其作用机制。结果表明:避光条件下施氏矿物对孔雀石绿存在微弱的吸附作用;紫外光照射下,单独施氏矿物对孔雀石绿的降解有催化作用,在有机酸的协同下,催化降解效率得到进一步提高。相同试验条件下,不同有机酸对施氏矿物光催化降解孔雀石绿效率从大到小依次为:草酸、柠檬酸、酒石酸。同时提出了有机酸协同施氏矿物光催化降解孔雀石绿的可能机制为:有机酸吸附于矿物表面,并形成高光活性的Fe(Ⅲ)-有机酸配合物,进而释放出具有强氧化能力的羟基自由基(.OH),最终导致孔雀石绿降解。     

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。     

磁性负载型光催化材料TiO2/Fe3O4的制备、改性及表征

采用溶胶-凝胶法制备核-壳式结构的TiO2/Fe3O4负载型光催化剂,并对其进行中间层改性,制备出TiO2/SiO2/Fe3O4光催化材料.研究了pH等制备条件对TiO2/Fe3O4材料光催化性能的影响,并对比了改性前后降解甲基橙的光催化性能,通过X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)和透射电子显微镜(TEM)对改性前后颗粒的磁性能、晶相和形貌进行了表征.研究表明:磁性负载光催化剂TiO2/Fe3O4和TiO2/SiO2/Fe3O4均为超顺磁性,且光催化性能较高,在1 h内甲基橙脱色率达90%以上,其降解反应均属于一级动力学反应;SiO2中间层的引入可显著提高材料的饱和磁化强度、光催化速率和循环使用的光催化活性.     

纳米二氧化钛光催化降解毒死蜱的动力学研究

以高压汞灯为光源,研究纳米二氧化钛(TiO2)降解毒死蜱的反应动力学,考察纳米TiO2用量、毒死蜱起始质量浓度及溶液pH值对毒死蜱光催化降解速率的影响.结果表明,纳米TiO2最佳用量为50～100 mg/L,毒死蜱初始质量浓度在5～80 mg/L时,其降解反应符合一级反应动力学规律,表现为毒死蜱质量浓度越大,降解速率常...     

TiO2-ZnO光催化性能及其降解苯酚废水动力学研究

以紫外光为光源,低浓度苯酚溶液模拟工业废水为处理对象,研究了自制TiO2-ZnO复合材料的光催化活性,考察了苯酚溶液初始浓度、催化剂投放量等对光催化降解的影响,并初步探讨了其反应动力学。结果表明,TiO2-ZnO复合催化剂对苯酚光催化降解反应符合一级动力学方程,光催化效果随苯酚初始浓度增加而降低,催化剂最佳投放量为2 g/L,TiO2-ZnO复合催化剂光催化活性高于纯TiO2、ZnO的光催化活性,是一种降解效果优异的光催化材料。     

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。     

水中2,4-二氯苯酚的光催化降解研究

以高压汞灯、紫外灯、氙灯和太阳光为光源,进行了ZnO、ZnS、TiO2及纳米TiO2对2,4-二氯苯酚溶液的光催化降解研究。结果表明,ZnO、ZnS、TiO2及纳米TiO2对2,4-二氯苯酚均有较强的光催化效果;在相同催化剂浓度下,以ZnO的催化效果最好,其次是TiO2;4种光源中以高压汞灯下的光解最快,太阳光次之;纳米TiO2对2,4-二氯苯酚的光催化降解属于一级动力学反应;曝气能加快2,4-二氯苯酚的光催化降解。     

UV/TiO2降解亚甲基蓝染料废水的动力学特性及影响因素

以300 W汞灯为光源,Degussa P25型标准TiO2为催化剂,研究UV/TiO2下亚甲基蓝(MB)的光催化降解动力学特性以及几个因素对降解率的影响.通过动力学分析,结合离子色谱和紫外可见分光光度计数据,探讨MB的降解机理.结果表明:在实验条件下,MB光催化降解迅速,光照40 min,MB的降解率为89.47％左右,并且符合一级动力学反应,可用Langmiuf-Hinshelwood (L-H)方程来定量描述,依据该方程拟合得到MB降解反应动力学常数和吸附常数分别为16.051 mg/(L·min)和0.011 L/mg.MB初始质量浓度升高,降解率逐渐减小.当MB质量浓度为200 mg/L时,随TiO2用量的增加,MB降解率先逐渐增加后又降低,TiO2的最佳投入量为4.3 g/L.加入H2O2,与TiO2产生协同作用,明显促进MB的降解,但当H2O2的含量超过1.2％,降解率降低.pH在4.0-10.0,MB降解率较高,pH ＜4.0或pH＞ 10.0时,MB降解率均降低.添加少量苯酚时,与MB光化学反应形成竞争,MB的降解率急剧下降;增加苯酚用量时,降解率又逐渐升高,这可能是苯酚的光敏化作用引起的.UV/TiO2下,MB降解由吸附和光分解前后两个过程组成,降解程度随光照时间增加而逐步加深,先经过电离和脱甲基,生成Cl-、NH4+等初级降解产物,然后噻嗪环开环降解,快速生成NO2-、SO32-及苯同系物等中间产物,接着苯同系物经开环生成多共轭体系的链烃化合物,直至这些中间产物完全矿化,生成NO3-、5O42-、CO2和H2O.     

紫外辐射强度对土壤中PAHs催化降解的影响

以土壤为介质,菲(Phe)、芘(Pyr)和苯并[a]芘(BaP)为目标污染物,研究了纳米TiO2和Fe2O3为催化剂下,紫外辐射强度对光催化降解多环芳烃及动力学参数的影响.结果表明,随着辐射强度的增加,光催化降解PAHs的速率常数增加,半衰期缩短.当辐射强度从527 μW·cm-2增加到1 071 μW·cm-2,纳米TiO2催化下,BaP光催化降解速率常数从0.0053 h-1增加到0.007 8 h-1,Pyr降解速率常数从0.001 7 h-1增加到0.0037h-1,Phe降解速率常数从0.003 9 h-1增加到0.0060h-1;Fe,2O,3催化下,BaP光催化降解速率常数从0.004 9 h-1增加到0.006 9 h-1,Pyr降解速率常数从0.001 6 h-1增加到0.003 6 h-1,Phe降解速率常数从0.003 8 h-1增加到0.005 3 h-1.随辐射强度的增加,Pyr的光催化降解的速率常数和半衰期变化最大.     

纳米TiO2催化下表层土壤中BaP的紫外光降解

采用光解试验,研究了紫外照射与纳米TiO2联合作用下,土壤表层中苯并[a]芘(BaP)的降解动力学;同时考察了催化剂的浓度、土壤pH、腐植酸和光质对BaP的光催化降解的影响.结果表明,土壤中BaP的光催化降解表现为准一级动力学.催化剂TiO2可以明显地促进土壤中BaP的光降解,较少量的催化剂(0.5%)使光解的半衰期从363.22 h减少到103.26 h.H+和OH-离子对BaP的催化光解起促进作用,在酸性和碱性土壤中BaP光催化降解高于中性土壤,酸性土壤中的降解速率最快.腐殖质吸收紫外光照射时,产生的活性氧中间产物能够攻击BaP,添加腐植酸能增加土壤表层中BaP的光催化降解.BaP的光解半衰期从无外加腐植酸的89.34 h,减少到添加浓度分别为5、10、20和40 mg·kg-1的29.37、32.69、35.73和38.51 h.BaP的催化降解随波长的增加而降低,在波长254、310和365 nm下,BaP降解的一级动力学常数分别为0.007 8 h-1、0.006 1 h-1和0.005 h-1.