Pr3+/TiO2光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶凝胶法制备镨掺杂TiO2复合光催化剂,用透射电镜（TEM）、X射线衍射(XRD)、紫外可见光分度计(UV DRS)等对样品进行表征。以甲基橙为模拟污染物,在紫外光照射下考察样品的光催化活性。分析了镨的掺杂量、煅烧温度对光催化效率的影响。研究表明,镨的引入降低了TiO2晶型转变温度,有助于电子和空穴分离,从而提高TiO2的光催化活性。镨最佳掺杂量为05%,最佳煅烧温度为500 ℃,所制的镨掺杂TiO2复合光催化剂80 min内对甲基橙的降解率达到97%。     

二氧化钛/酞菁镁可见光催化降解的研究

[目的]研究与比较TiO2多项光催化降解,通过敏化剂与纳米TiO2复合来提高光催化剂的稳定性能。[方法]以酞酸正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2光催化剂,然后再按一定的比例与酞菁镁（Mgpc）复合,制得TiO2/酞菁镁复合粉末,并通过亚甲基蓝溶液在可见光作用下的光催化降解,研究纳米TiO2/Mgpc复合催化剂粉末的光催化活性,考察了其催化性能。[结果]采用TiO2为催化剂可显著加快光催化氧化过程。采用酞菁镁敏化纳米TiO2制备的可见光催化剂,证实在可见光下,敏化与未敏化的TiO2相比,TiO2/Mgpc（1%）具有较强的可见光催化性能,TiO2/Mgpc复合粉末对亚甲基蓝的降解率已达36.2%,而未敏化的只达28.7%。[结论]TiO2与Mgpc的复合有利于不同能级之间光生载流子的输送和分离,提高系统的电荷分离效果,扩展其光谱响应范围,提高太阳光的利用率。     

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。     

磷钨酸/SiO2 光催化降解甲基橙研究

[目的]将杂多酸固栽在载体上制得固载化催化剂。[方法]以溶胶-凝胶法合成的SiO2作载体,固栽磷钨酸制得固载化光催化剂,并对甲基橙溶液进行催化降解、矿化处理。[结果]在催化剂浓度为4．2g/L的条件下,光照1．5h,4mg／kg甲基橙溶液的脱色率达到98．8％,但矿化率仅有47．6％;而光照6．0h后,矿化率可达92．7％。这意味着甲基橙的光催化降解是先发生脱色过程,然后再进一步矿化成CO2,且所制备的光催化剂在没有进行任何处理的条件下,重复使用10次,脱色率依然保持在65％以上。[结论]成功制备了固栽化光催化剂,该固栽化磷钨酸光催化剂对甲基橙的光催化降解反应具有较好的催化活性,且对甲基橙溶液的脱色和矿化并不同步。     

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。     

高效光催化剂Ag/AgCl膜的制备及其在日光下降解甲基橙的研究

[目的]探索高效光催化剂,介绍高效光催化剂Ag／AgCl膜的制备方法。[方法]以玻璃为载体,采用PVC固定的化学沉积法帝备一种高效的且可充分利用太阳光的光催化剂Ag／AgCl膜,并对该膜表面形貌进行SEM表征,然后在太阳光光照条件下,以甲基橙蔗目标降解物,进行Ag/AgCl膜光催化氧化试验,研究了甲基橙色度、有机碳的去除率。[结果]研究制得的Ag／AgCl膜成膜均匀、疏松多孔,具有较高的比表面积,日光下该膜具有极高的光催化氧化活性,20min甲基橙溶液脱色率达到了94.4％,50min甲基橙的总有机剃去除卒为34.4％;结合吸收曲线推测,甲基橙降解过程是偶氮键先断裂,后苯环打开,最终可完全降解为水和二氧化碳。[结论]该研黄制备的Ag/AgCl膜具有很强的光催化性能。     

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.     

TiO_2负载钡铁氧体光催化剂降解亚甲基蓝光催化性能研究

[目的]为TiO2光催化剂的工业应用提供依据。[方法]以亚甲基蓝染料为模型染料,研究了TiO2/钡铁氧体磁性催化剂在紫外光照射下的光催化活性。[结果]随着钡铁氧体负载量的增加,TiO2/钡铁氧体磁性催化剂的催化效率也有提高。负载量为20%时,催化降解效率达到最大。随着亚甲基蓝初始浓度的增加,催化剂的催化降解效率也有提高,但当溶液浓度大于10mg/L时,效率大大降低。光催化剂的催化活性随使用次数的增加而降低。第5次使用时,5h后的降解率仍保持在90%左右。[结论]负载量为20%的TiO2复合钡铁氧体型光催化剂、使用量为1.5g/L时,催化降解亚甲基蓝的效率可以达到97.8%。     

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。     

超声与活性炭降解甲基橙溶液的研究

[目的]探讨超声波和活性炭降解甲基橙溶液的效果。[方法]对难降解的有机物甲基橙进行超声与活性炭联合降解,分析超声频率、超声功率、超声处理时间、溶液pH值、反应时间、活性炭吸附时间、活性炭吸附剂投加量等因素对甲基橙降解率的影响,确定降解甲基橙溶液的最佳参数,并对超声波单一处理效果和活性炭联用效果进行比较。[结果]利用超声波和活性炭降解甲基橙溶液的最佳参数为:处理液pH值3.0,温度250℃,超声功率40 W,超声频率25 kHz,活性炭投加量9 g/L,反应时间90 min,在此条件下对甲基橙的降解率可达83.8%。[结论]仅用超声波单一的方法降解有机物,达不到较高的降解效果,最好是将超声处理与其他方法联合使用,才能取得理想效果。     

利用电催化氧化技术降解甲基橙染料废水的研究

[目的]研究电催化氧化技术降解甲基橙染料废水的工艺条件。[方法]以甲基橙为目标污染物,自制DSA电极和电催化反应装置,通过控制电极类型、电解质、电压和初始pH,比较分析甲基橙的去除效率。[结果]DSA电极比普通电极对甲基橙的去除率高;电压的增加和电解质的加入促进了电化学降解效率的提高;酸性条件下,DSA电极能够表现出对甲基橙较高的去除率。[结果]该研究为电催化氧化技术降解其他偶氮化合物提供技术依据。     

二氧化钛纳米管阵列制备及其对甲基橙的降解应用

[目的]研制一种新型的TiO_2光催化材料,用于有机污染物的降解。[方法]采用电化学氧化法制备了钛基TiO_2纳米管阵列,表征其微观结构,以甲基橙为降解对象,考察了烧结温度、染料初始浓度和p H对TiO_2纳米管阵列催化降解性能的影响。[结果]500℃烧结温度条件下制得的TiO_2纳米管阵列形貌良好且降解效率最高;TiO_2纳米管阵列对初始浓度较高的染料降解效率高于低浓度的;甲基橙溶液p H为3时,TiO_2纳米管阵列对其降解效率高于p H为7时;TiO_2纳米管阵列(500℃)对10 mg/L甲基橙溶液(p H 3)60 min降解效率可达85.2%。[结论]该试验制备的TiO_2纳米管阵列可有效光催化降解有机染料,在染料废水脱色等领域具有广阔的应用前景。     

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。     

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。     

非均相UV/Fenton光催化降解土霉异味研究

[目的]探索非均相UV/Fenton光催化降解土霉异味的效果。[方法]利用离子交换方法将Fe2+负载在NaY分子筛载体上,制得催化剂FeY。在不同紫外波长照射下,利用Fenton反应降解2种土霉异味物质2-甲基异莰醇(MIB)和土腥素(Geosmin),优化pH和H2O2等降解条件,并将MIB和Geosmin添加到东湖本底湖水中进行降解。[结果]FeY的负载量为352.8 mg/g,Fe2+脱附率为5.7%。在FeY为28 mg/L,pH 6.5,H2O220 mg/L和反应60min的试验条件下,非均相UVB/Fenton体系对MIB和Geosmin的降解率分别为80.2%和84.9%。在UVA、UVB和UVC紫外光(波长分别为365、312和256 nm)条件下Photo-Fenton体系对MIB和Geosmin的降解率,随着紫外波长的降低而增大,且Geosmin降解速率常数高于MIB。湖泊水样中加入MIB和Geosmin降解表明,降解效率明显低于纯水样品。[结论]该研究制得的催化剂应用于非均相光催化体系,不仅可循环使用,而且还可扩大反应体系的pH应用范围。     

纳米SiO_2-壳聚糖复合膜对甲基橙的吸附脱色研究

[目的]评估纳米SiO2-壳聚糖复合膜对甲基橙的吸附脱色效果。[方法]研究不同吸附剂、复合膜投加量、甲基橙初始浓度、pH值、无机盐类等条件对甲基橙脱色效果的影响。[结果]在复合膜质量浓度为1 g/L条件下,对10 mg/L、pH为2.88的甲基橙的最高脱色率可达100%。无机盐类（Cl-、NO2-、NO3-、PO43-、CO32-）对脱色效果都具有较强的抑制作用;拟二级动力学模型能很好地描述整个吸附过程,分子内扩散模型是其中一个限速步骤;吸附等温线符合Langmuir模型。[结论]将壳聚糖负载于纳米SiO2表面,对壳聚糖吸附甲基橙具有一定的促进作用,可提高壳聚糖的利用价值。     

一株可处理甲基橙废水的微生物絮凝剂的筛选及其脱色效果研究

[目的]筛选出对甲基橙废水具有较好脱色效果的微生物絮凝剂产生菌及不同培养条件对其脱色效果的影响。[方法]用分光盘度计测定脱色前后甲基橙溶液的吸光度,计算脱色率大小,对比不同培养条件对甲基橙去除率影响。[结果]筛选出了一株放线菌F-12,以蔗糖为碳源,NaNO,为氮源,在150r／min的恒温震荡器中于30℃培养72h后,发酵液对甲基橙去除率可达68．4％。[结论]不厣培养条件对菌株的脱色效果影响显著。