流化床光催化氧化处理印染废水中试研究

设计了1种流化床光催化氧化中试处理系统,制备了一种负载型TiO₂光催化剂.以高压汞灯为光源,选用难降解偶氮染料4BS和高分子化学浆料CMC配制的模拟印染废水为处理对象,考察了初始pH值、初始浓度以及光助催化剂H₂O₂浓度、Fe₃₊浓度对光催化降解效果的影响,并对有关的光催化反应动力学规律进行了探讨.结果表明,本工艺系统对配制的印染废水有较好的处理效果,光照74min色度去除率可超过80%,光照150min COD去除率可超过70%,BOD₅/COD可提高至0.4以上.     

β-环糊精/Ce/TiO2 光催化氧化气相甲苯

为提高光催化剂对气相污染物的吸附和光催化净化效果,选取不锈钢网作载体,由溶胶－凝胶法、2 次涂敷和烧结制备活性较高的1%Ce/TiO₂ 催化剂,经浸渍吸附β-环糊精(β-CD),获得β-CD 修饰的Ce/TiO₂ 催化剂;用X 射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段表征了催化剂的结构性质;考察了该催化剂对空气中甲苯污染物的光催化氧化活性.结果表明,反应4~5h,修饰薄膜催化剂可将初始浓度为70mg/m³的甲苯100%氧化去除,且重复使用3 次后去除率仍为100%;反应3h 可将初始浓度为97mg/m³ 的甲苯100％氧化;初始浓度为208mg/m³ 时,甲苯氧化转化率为80%以上.实验表明,β-CD修饰的催化剂单位面积比活性比未修饰的Ce/TiO₂催化剂提高0.59 倍,对甲苯的去除率分别增加35%和20%.     

VUV/TiO2/H2O2法去除水中微量硝基苯

研究了过氧化氢(H₂O₂)强化的真空紫外光催化(VUV/TiO₂/H₂O₂)方法对水中微量硝基苯(NB)的去除效果,同时考察了H₂O₂ 投加量、NB 初始浓度、重碳酸盐和腐殖酸对NB 降解的影响.采用负载在钛片上的二氧化钛(TiO₂)薄膜为光催化剂,以能发射185nm 真空紫外线(VUV)的紫外灯为光源.结果表明,去离子水中50µg/L 的NB 反应60s 后去除率即达到97.9%.随H₂O₂ 投加量的增加, VUV/TiO2/H₂O₂ 对NB的降解速率先增后减;初始浓度低于170µg/L 时,初始浓度对NB 降解影响不大;重碳酸盐和腐殖酸对硝基苯降解有显著的抑制作用.VUV/TiO₂/H₂O₂能快速有效地去除地表水(含碳酸盐和天然有机物)中的微量NB,5min 内初始浓度为90µg/L的NB去除率达到94.1%, UV₂₅₄在4min 内也降低了53.3%.     

TiO2光催化降解水中内分泌干扰物17β-雌二醇

以低压汞灯为光源,采用间歇式光氧化反应器,研究了17β-雌二醇(E2)在纳米TiO2(Degussa P-25)悬浆体系中的光催化降解.考察了溶液pH、E2初始浓度、TiO2光催化剂投加量、UV光强、H2O2、O2对E2光催化降解的影响.结果表明,TiO2光催化工艺可以有效地去除水中的E2,E2的光降解过程符合一级反应动力学模型;TiO2投加量为200 mg/L时,在14 W低压汞灯照射下,初始浓度为400 μg/L的E2在自来水中的光降解一级反应速率常数为0.018 min-1,E2的光催化降解速率常数与其初始浓度、TiO2光催化剂的用量、溶液的pH值、UV光强等因素有关;外加H2O2、O2可以影响催化剂的光降解效率.     

水体系中正癸烷和正癸烯的光催化降解

以300W中压汞灯为光源,分别研究了水体系中正癸烷(n-C₁₀H₂₂)和正癸烯(n-C₁₀H₂₂)在TiO₂光催化氧化作用下的降解.结果表明,它们的降解反应均符合一级动力学方程,在17.2nm TiO₂下,n-C₁₀H₂₂反应速率常数(k)值为5.8010^-3min^-1,半衰期(t1/2)为120min;n-C₁₀H₂₂的k值为9.9010^-3min^-1,t1/2为70min.400℃热处理的TiO₂对n-C₁₀H₂₂、n-C₁₀H₂₂光解的降解率分别为31%﹑50%,高于其他热处理温度.利用自旋俘获-电子顺磁共振(ST-EPR)方法,在光照的TiO₂磷酸盐缓冲水溶液(pH=7.4)中检测到羟自由基加合物(DMPO-OH).产物分析表明,水体中n-C₁₀H₂₂光催化降解生成的中间产物为1-癸醇、2-戊酮、2-庚酮和2-癸酮;n-C₁₀H₂₂的中间产物为辛醛、壬醛、癸醛和2-癸酮.     

光电催化降解10-壬基酚聚氧乙烯醚

采用溶胶-凝胶法制备TiO₂薄膜光电极,以该电极为工作电极,铂丝作对电极,饱和甘汞电极为参比电极,对10-壬基酚聚氧乙烯醚的光电催化降解进行了研究.结果表明,该电极具有n型半导体的特征行为.在外加偏压为+0.6V,pH值为5,H₂O₂浓度为30mg/L的条件下对初始浓度为50mg/L的10-壬基酚聚氧乙烯醚溶液光照4h,降解率达53.26%.讨论了氧的存在、外加偏压、pH值等因素对光电催化反应的影响.     

TiO2薄膜降解印染废水的反应动力学研究

采用液相沉积法制备了石英砂负载纳米TiO2薄膜,对实际印染废水的光降解反应动力学进行了研究.结果表明:实际印染废水的光催化降解可用Langmuir-Hinshelwood 方程来描述,即浓度较高时,光催化降解符合零级动力学方程;浓度较低时,光催化降解在零级和一级反应之间.不同的pH值和H2O2投加量对反应的级数也有重要的影响,外加H2O2对光催化降解有极大的促进作用.     

LED联合玻璃纤维光催化填料对苯酚的降解研究

以钛酸四丁酯为原料,采用浸渍提拉法制备了负载TiO₂的玻璃纤维光催化填料,考察溶液初始pH值、苯酚初始浓度、UV-LED消耗功率以及曝气强度对光催化降解效果的影响.结果表明,在溶液pH=3、苯酚初始浓度为10mg/L、UV-LED输出功率为2.968W,曝气强度为1.8L/min时,光催化反应装置对苯酚的降解率可达97.05%,降解过程遵循准一级反应动力学.此外,该反应装置的能耗较低,催化剂负载的牢固性较好.     

非热平衡等离子体过程萘的降解

应用电晕放电自由基簇射技术,对放电电压、初始浓度和催化剂对萘降解特性的影响进行了研究,分析了萘的降解产物和降解途径.结果表明,放电电压的增加有助于萘的降解率的提高.萘初始浓度的增加降低了萘的降解率,但提高了萘的脱除量.对于初始浓度17mg/m³的萘,14kV放电电压下能达到70%的降解率.MnO₂和Fe₂O₃催化涂层均能促进萘的降解,且MnO₂的催化活性要高于Fe₂O₃.在湿电极气下,催化涂层对萘降解的促进作用比干电极气更加显著.萘的降解产物主要是CO₂,但是由于氧化反应的不完全性,也有少量的CO以及小分子有机物生成.     

非离子表面活性剂在人工光源辐照下的光催化降解

在光催化氧化对5种典型非离子表面活性剂（NIS）和实际印染废水中NIS的去除效果的实验中,未见TiO₂有明显催化作用．光解30min,几种NIS的光降解率均达60％以上．NIS的光降解速率受NIS浓度和DO的影响较小;pH值降低有利于NIS的光降解,而在中性或弱酸性条件下,NIS光降解效率仍较好;投加H₂O₂可提高NIS的光降解速率,最适投加量为4.4×10^-4mol/L．对于实际印染废水,NIS的光降解去除率比生化法高且处理时间短得多,同时对COD、MBAS亦有较好的去除效果,表明光催化氧化是一项很有前途的NIS处理技术．     

无水条件下气相三氯乙烯的光催化降解机理

研究无水条件下气相三氯乙烯的光催化降解反应及其机理,结果表明三氯乙烯的降解产物对ＨＣｌ,ＣＯ２及其Ｃｌ２,,光催化降解速率方程符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ公式,提出了无水条件下ＴＣＥ的光催化降解机理为空穴直接氧化机理。     

苯在TiO2上的气相光催化反应性能

在一个循环式光反应系统中进行了苯的气相光催化实验.考察了催化剂与反应物的接触面积,催化剂用量和苯的初始浓度对苯光催化氧化反应的影响.结果表明,催化剂与反应物的接触面积和光强度的共同作用是影响苯光催化降解速度的主要因素.实验条件下,催化剂接触面积增加2倍,反应时间缩短260min.再将光强度提高1倍,反应时间缩短320min;催化剂用量对反应过程的影响主要是催化剂层吸附能力的影响,随着催化剂用量的增加这种影响逐渐减弱.当催化剂用量从0.1g增加到0.5g时,反应时间缩短100min,而从0.5g增加到1.5g时只缩短20min;当系统中苯的浓度较低时,随着初始浓度的增加反应中苯的浓度变化增大,但在高浓度系统中初始浓度的影响不明显.     

地下水中SO42-和Cl-对Fe0降解TCE的效应研究

文章基于渗透反应墙技术,通过实验室柱实验分析不同浓度的SO42-和Cl-单独作用下Fe0降解TCE的效果.结果表明:在相同Fe0条件下,随SO42-浓度增大,出水口TCE去除率提高,且SO42-在TCE降解反应中由抑制作用逐渐转换为促进作用;此外随Cl-浓度增大,出水口TCE去除率呈下降趋势,且Cl-在TCE降解反应中...     

TiO2多孔性薄膜光催化降解低浓度甲醛

采用不锈钢丝网负载TiO₂多孔性薄膜光催化剂,在间歇式循环光催化反应系统中研究了气相中低浓度甲醛的光催化降解,考察了催化剂载体、催化剂镀膜次数、甲醛初始浓度和光源等因素的影响,并对光催化剂的稳定性进行了研究.结果表明,甲醛降解率随着丝网目数的增加而增大;丝网使用数量的增多会提高甲醛降解率,但其影响随着丝网数量的增多而逐渐减弱;催化剂镀膜次数从1次增加到6次时,光催化剂的活性先上升后下降;当甲醛初始浓度在1.34～10.72mg/m³范围内增加时,甲醛的浓度变化值相应明显增大,但甲醛降解率先升高继而下降;光源采用杀菌灯时甲醛降解率比黑光灯时约高出19.0%,增大光强度使甲醛降解率提高了20.5%;光催化剂连续使用4次后,仍保持较高的催化活性.     

光催化降解制浆漂白废水试验条件的优化

制浆漂白废水的主要成分之一氯代愈创木酚在TiO2作催化剂、254nm波长的紫外光作光源时,发生光催化降解反应,苯环特征峰在反应过程中逐渐消失。采用正交试验得到较佳的试验条件,结果表明,有机物的初始浓度是一个关键因素,其次是溶液的酸碱度,降解时间的延长可以提高光催化降解效果,同时还要考虑催化剂的用量和反应器的循环流量等工艺参数。在初始浓度为0.05mmol/L、循环流量20L/h、催化剂用量250mg/L、pH值10、反应180min时,降解率达到99%。     

流化床光催化反应器处理偶氮染料4BS废水中试研究

采用 3 0～ 40目负载型光催化剂 ,以高压汞灯为紫外光源 ,研究了偶氮染料 4BS废水在流化床光催化中试反应器中的降解 ,针对有关工艺参数和反应动力学进行了考察。结果表明 :所用中试反应器对 4BS具有较好的降解效果 ;催化剂浓度存在最佳值 ;适当增加光强及溶解氧浓度均有利于光催化降解效率的提高 ;染料 4BS溶液的光催化降解过程符合表现一级反应动力学规律 ,并且表观反应速率常数与 4BS初始浓度之间具有近似负一级的动力学关系     

高锰酸钾氧化去除砂壤土中三氯乙烯的试验研究

以环境中常见的污染物三氯乙烯(TCE)为研究对象,利用高锰酸钾(KMnO4)对工业场地土壤中的TCE进行处理,探讨了不同氧化条件、污染物初始浓度、氧化次数等对去除效果的影响.结果表明,采用正交试验获得优化操作条件为:KMnO4浓度125mg/L,pH7,反应时间30min.在此条件下,100mg/kg的TCE去除率达到93.7%.TCE的去除率随污染物浓度的增加而减小,对于污染程度高的土壤,2次处理能有效提高去除率.土柱实验结果表明经过KMnO4溶液淋洗12d后,初始浓度为50mg/kg的TCE氧化率均达到88.1%以上,降低淋洗流速可提高TCE的去除率.     

光催化体系中噻虫胺降解动力学及机制

利用光催化技术探讨了烟碱类杀虫剂噻虫胺在水体环境中降解的可行性,不同催化剂浓度、反应温度、底物浓度、溶液初始p H值和不同阴阳离子等因素对其光催化降解动力学的影响,及其初步的光催化降解机制.结果表明噻虫胺的光催化降解符合L-H动力模型,其降解假一级动力学速率常数为0.050 6 min-1.当催化剂用量(TiO_2)为3.0 g·L~(-1)时,噻虫胺的光催化降解速率最大;高温和较低的底物浓度有利于噻虫胺的光催化降解;溶液的初始p H值为5时噻虫胺的降解速率最大,强酸和强碱均不利于其光催化降解.而无机阴、阳离子对噻虫胺降解均有明显的抑制作用.最后,通过GC/MS对噻虫胺光催化降解中间产物进行了初步鉴定,研究发现在活性氧物种的作用下噻虫胺降解途径主要有母体化合物的羟基化,硝基胍基团中N—N的断裂,以及连接硝基胍和噻唑环的C—N键的裂解等.     

低浓度甲苯的气相光催化降解研究

研究了较低浓度的甲苯在较短停留时间时(17s～83s)的光催化降解,考察了甲苯初始浓度、停留时间、湿度、光源和催化剂载体等因素的影响,并分析了光催化处理降解能力随甲苯负荷的变化.研究表明,在较短停留时间时,甲苯降解率随进口浓度的增大而下降,且停留时间越短,随进口浓度增大而下降的越快;在某一停留时间范围内,甲苯的降解近似遵循一级反应动力学,动力学常数随浓度的增大而增大;低浓度时甲苯的光催化降解受湿度影响较小;低压汞灯为光源时甲苯的光催化降解率显著高于黑光灯为光源时的降解率;涂覆在不锈钢网状上的光催化剂性能随载体目数的增加而提高,但不及涂覆在铝板上的光催化剂.