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。     

钐掺杂TiO2负载型催化剂降解甲基橙的影响因素

[目的]研究钐掺杂TiO2负载型催化剂降解甲基橙的影响因素。[方法]通过Sm^3＋掺杂TiO2负载在ZSM-5上的催化剂,在紫外灯下降解甲基橙溶液的光催化试验,考察了催化剂投加量、甲基橙溶液初始浓度、初始pH值等因素对甲基橙降解效果的影响,并探讨了Sm3＋掺杂光催化反应机理。[结果]Sm^3＋掺杂能提高TiO2-ZSM-5光催化活性;在一定范围内,催化剂投加量的增加,甲基橙溶液初始浓度的减小,溶液初始pH值的降低,光照时间的延长均能提高甲基橙的降解率。[结论]该研究为TiO2的实际工业化应用奠定了基础。     

多酸盐-钨酸铵对甲基橙光催化降解的研究

[目的]根据不同类别有机污染物的光催化降解机理优选新型催化剂。[方法]在光化学反应仪中,以紫外灯为光源,以多酸盐-钨酸铵为光催化剂,研究其对模拟甲基橙染料废水的光催化脱色降解的影响,讨论溶液初始酸度、催化剂投加量、溶液的初始浓度、光强等对催化降解效果的影响,在300W的紫外灯光照下,研究钨酸铵降解低浓度甲基橙的动力学。[结果]钨酸铵对甲基橙光催化脱色的最佳条件为:甲基橙溶液5mg/L,在500W高压汞灯照射下,溶液初始酸度pH值为2,催化剂浓度为0.2g/L,1h脱色率可达90.8%。[结论]多酸盐-钨酸铵对甲基橙具有很好的光催化脱色降解作用,其光催化效果与溶液的初始酸度、催化剂加入量、甲基橙的初始浓度、光强等因素有关。     

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。     

纳米氧化锌的制备及其光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法制备了氧化锌(ZnO)纳米颗粒,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积仪(BET)和紫外可见光谱仪(UV-Vis)等对ZnO的结构和形貌进行了表征。以水溶液中甲基橙的光催化降解为探针,研究了制备过程中原料配比、焙烧温度、焙烧时间、催化剂的用量、甲基橙的初始浓度、溶液pH值和重复使用等对ZnO光催化降解性能的影响。实验结果表明:溶胶-凝胶法制备的ZnO为六方纤锌矿结构的纳米颗粒,具有高效的光催化性能;在最佳实验条件下,对甲基橙的降解率可达80%,重复使用3次降解效果基本不变。     

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。     

A-TiO2的制备及其光催化降解罗丹明B的研究

在3种晶型的TiO2纳米材料中锐钛矿型的TiO2拥有最好的光催化活性.在一定条件下用水热法制备TiO2,XRD分析结果表明其属于锐钛矿型TiO2(A-TiO2).以自制的A-TiO2为催化荆对罗丹明B溶液进行光降解的优化条件为:5 mg/L的罗丹明B溶液中加0.1650 g自制的TiO2,用硝酸调节溶液pH约为5.在254 nm紫外光照射下,于20℃反应4 h,罗丹明B降解率达到80.3%.     

(010)晶面暴露的Bi2MoO6纳米片对土霉素和四环素的可见光催化降解

以(010)晶面暴露的Bi2MoO6纳米片作为光催化剂,通过改变溶液pH值、催化剂用量及目标降解物的初始浓度等考察Bi2MoO6纳米片对土霉素(Oxytetracycline,OTC)和四环素(Tetracycline,TC)在可见光下降解效果的影响;通过加入不同的自由基清除剂来考察光催化过程的机理。结果表明:光催化剂对OTC和TC的降解效果会因其在溶液中的存在形式不同而改变,随着溶液pH值的升高OTC与TC会发生逐级电离。在最佳pH值(pH=11)条件下,可见光辐照1h后,OTC与TC分别降解42.1%和58.8%(催化剂质量浓度为1.4g/L)。OTC和TC的光催化降解动力学研究表明,其降解过程符合伪一级动力学方程,其降解动力学常数分别为0.006 64min-1和0.008 45min-1。光催化降解机理的研究表明,空穴是主要的活性物质,其原因可能是在pH值为11时,大量的OTC和TC被吸附在光催化剂表面,有利于光生电子从光催化剂迁移至目标降解物。     

紫外可见上转换剂/TiO2复合光催化剂在海洋石油污染处理中的应用

在实验室条件下,取大连市黑石礁海域海水,加入风化好后的柴油配制成模拟石油污染海水,通过分别改变催化剂的掺杂比、溶液pH、催化剂添加量、光照时间和柴油初始浓度等因素,研究各因素对上转换材料TiO2复合光催化剂催化降解海洋石油污染的影响效果,并通过正交试验优化了光催化降解海洋石油污染的条件。结果表明：在海洋中柴油初始浓度为0.1 g/L时,催化剂掺杂比为15%,催化剂添加量为40 mg,溶液pH为7的条件下催化降解2.5 h,海洋石油污染光催化降解效果最好,降解率可达88.85%。     

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。     

掺铁纳米氧化锌的制备及其光催化性能的研究

用溶胶-凝胶法制备了掺铁纳米ZnO光催化剂,用XRD,FT-IR,UV-Vis和FS等方法对其结构进行了表征,以紫外灯为光源,甲基橙为目标化合物对其光催化活性进行了研究.结果表明:制得的掺铁纳米ZnO为六方晶系结构,平均粒径为34.5 nm;纳米ZnO的最佳掺铁量为0.5%,最佳煅烧温度为350℃,最佳煅烧时间为3 h;在甲基橙溶液初始浓度为20 mg/L,pH值为7,催化剂用量为0.1 g时,紫外光照射4 h降解率达到85%;甲基橙的光催化降解符合动力学一级反应.     

SiO2-TiO2复合催化剂降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯

通过湿式机械混合法制备SiO2复合改性TiO2催化剂,光催化降解邻苯二甲酸酯实验的结果表明,复合比例为SiO2 ∶TiO2=1∶6～1∶9,焙烧活化600℃,2h所得的催化剂活性较好.对降解体系的研究表明,当催化剂的投加量为0.2～0.3 g/L、pH=5～8时降解效率较高.邻苯二甲酸酯的初始浓度越高,SiO2-TiO2复合催化剂的降解效率则越低.并利用Langmuir- Hinshelwood动力学方程对表观反应速率常数(kapp)和半衰期(t1/2)进行了计算.     

电芬顿降解罗丹明B影响因素研究

为了确定电芬顿降解印染废水的最适宜影响因素,在实验室水平下,选取罗丹明B作为降解印染废水的典型目标降解物,研究电芬顿反应的电解电压、电流密度、初始p H值、Na2SO4浓度、罗丹明B初始浓度、温度、Fe2+浓度以及曝气量对罗丹明B降解的影响。结果表明:电压为8 V、电流密度为30 m A/cm2、p H=3、初始罗丹明B浓度为10 mg/L、Fe SO4浓度为15 mmol/L、曝气量为0.3 L/min、室温条件下,罗丹明B的去除率可以达到97.5%。     

Fenton氧化法降解甲基橙溶液的研究

采用Fenton氧化法降解甲基橙溶液.结果表明,H2O2浓度决定甲基橙的去除率,铁离子浓度是影响降解速率的主导因素,而随pH值降低反应速率明显增大.在UV紫外光条件下,能更好的使降解甲基橙溶液脱色,证明UV紫外光是控制光催化氧化反应速率的重要因素.通过设计正交试验,考察不同Fe2+浓度、光照、pH值以及H2O2浓度对降解效果的影响.结果表明,影响处理效果各因素的重要性大小顺序为:pH值,Fe2+浓度,H2O2浓度,降解时间.在甲基橙降解过程中pH值不断下降,反应终止时pH为2.74.初始pH为3.0时处理效果最好,过大或过小均对反应不利.在甲基橙降解的最佳条件下,甲基橙的降解遵循一级反应动力学.     

Ag-AgBr/SiO_2优化制备及其光催化活性研究

以SiO_2为载体,采用沉积沉淀法制备了Ag-AgBr/SiO_2光催化剂,通过优化煅烧温度和煅烧时间得到光催化活性最佳的Ag-AgBr/SiO_2的制备条件:以光催化降解罗丹明B为探针反应,当煅烧温度为773K、煅烧时间为3h时所得Ag-AgBr/SiO_2光催化活性最佳。通过X射线光电子能谱验证了Ag-AgBr/SiO_2表面的Ag物种以0价和+1价存在,并比较了Ag-AgBr、Ag/SiO_2和Ag-AgBr/SiO_2等催化剂的光催化活性,研究发现Ag-AgBr和SiO_2的协同作用能促进催化剂活性的提高和稳定性的增加。为更好地提高光催化活性,还研究了不同截体以及相同载体不同比表面积对光催化活性的影响,表面积更大的SiO_2能显著提高光催化活性。     

Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的制备及CWPO法处理酸性大红-3R废水

以γ-Al2O3为载体,采用分层浸渍法制备Cu-Ce-O/γ-Al2O3催化剂,将其用于常温常压条件下催化湿式过氧化氢氧化法(Catalytic Wet Hydrogen Peroxide Oxidation,CWPO)降解质量浓度为1 000 mg/L的酸性大红-3R染料废水,并探讨催化剂制备过程中Ce(NO3)3溶液浓度、Cu(NO3)2溶液浓度、吸附次数、焙烧温度和时间、升温速率等因素对催化剂活性的影响。结果表明,Cu-Ce-O/γ-Al2O3催化剂最佳制备工艺为0.2mol/L Ce(NO3)3溶液浸渍吸附2次、450℃下焙烧4 h预处理、1.0 mol/L Cu(NO3)2溶液浸渍吸附1次、550℃下焙烧3 h、升温速率为8℃/min;处理工艺为常压、反应温度30℃、进水pH3.0、双氧水投加量0.18mol/L、催化剂用量0.18 mol/L、反应3 h,可使酸性大红-3R的降解率达到98.16%,铜流失量控制在2.76mg/L以下。     

日光光催化-好氧生物降解染料废水的研究

[目的]加强印染行业节能减排,提高染料废水处理效率。[方法]采用自制的日光光催化与好氧生物降解在同一反应器同时进行的装置降解印染废水。考察了溶液pH值、催化剂用量、溶液初始浓度、曝气量等单因素以及单一染料和混合染料的影响。[结果]单因素试验条件为：GR进水浓度为20．0mg／L,曝气量为60．0ml／min,pH值为3．0,催化剂投加量为0．6mg／L。此时影响光催化降解去除率的4个因素主次顺序依次为：进水浓度,曝气量,pH值,催化剂投加量。日光光催化-好氧生物降解单一染料B-4BLN、GR废水的染料去除率分别为85．66％、76．93％．COD去除率分别为90．67％、83．33％;此时,日光光催化降解时单一染料B4BLN、GR废水的染料去除率分别45．78％、36．54％,相应的COD去除率分别为44．18％、28．41％。因此,组合工艺在染料和COD去除方面均比单一的日光光催化要好。虽然二氧化钛对微生物有少量毒性,但不影响好氧菌的活性。[结论]日光光催化-好氧生物降解单一染料和混合染料废水的处理效果都比较好,且此组合工艺具有成本低、投资少、工艺简单等特点,采用日光催化降解与好氧降解在同一反应器同时进行是可行的。     

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。     

改性脐橙皮对罗丹明B的吸附性能

用磷酸和微波改性法制备脐橙皮改性吸附剂,以未改性脐橙皮作为对照,研究改性吸附剂吸附印染废水中罗丹明B的性能,考察吸附剂用量、吸附温度、pH值、吸附时间、罗丹明B初始质量浓度对吸附性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(SIR)表征脐橙皮改性前后的形貌特征和结构特点.结果表明,当吸附温度为30℃、pH值为7时,加入0.100 g吸附剂于35 mL质量浓度为50 mg/L的罗丹明B溶液中吸附120 min,改性后的吸附率由改性前的8.75％提高到93.36％.扫描电子显微镜和红外光谱表征结果显示,改性吸附剂疏松多孔,暴露了更多活性基团,并发生结构改变.吸附过程符合Langmuir、Fredunlich吸附等温式,符合准二级动力学模型.综合比较可知,改性脐橙皮渣具有更好的吸附性能,是一种具有潜在利用价值的生物质吸附剂.     

β2-（NH4）6SiW11Co（H20）O39·nH2O光催化降解结晶紫的研究

研究了在紫外光照射下,Keggin型杂多化合物β2-（NH4）6SiW11Co（H2O）O39·nH2O催化降解有机染料结晶紫的效能。结果表明：催化剂和紫外光可分别使结晶紫溶液不同程度地提高降解效率,但均低于催化剂／紫外光体系的脱色效果。催化剂最佳加入量为6mg／L;溶液初始浓度为7mg/L时,降解效果最佳;溶液最适宜的初始酸度为pH值=1。β2-（NH4）6SiW11Co（H2O）O39·nH2O光催化降解结晶紫为一级动力学反应。