纳米TiO_2光催化氧化降解双酚A研究

本文利用纳米TiO2光催化氧化技术降解双酚A,探讨了pH,紫外光强,催化剂投加量等因素对双酚A降解程度以及TOC的影响。结果表明,纳米TiO2光催化氧化降解双酚A在碱性条件下降解程度比在中性和酸性条件下要高;随着紫外光强,催化剂用量增加提高。降解最终TOC浓度也随着紫外光强和催化剂投加量增加而下降。     

光催化氧化法处理腐殖酸溶液的实验研究

以腐殖酸类物质作为废水中有机物的代表,研究了水体中腐殖酸在纳米TiO2颗粒上的吸附行为及以此为催化剂对水中腐殖酸进行的光催化氧化行为。考察了不同催化剂质量浓度、初始pH值、腐殖酸初始质量浓度等因素对腐殖酸去除率的影响。结果表明:腐殖酸在TiO2颗粒上的平衡吸附量对溶液的初始pH值依赖性很小;初始pH值降低、腐殖酸初始质量浓度减小,均能显著提高腐殖酸的去除率。同时将光催化氧化与单纯紫外线照射的去除率作对比,光催化氧化法明显优于单纯紫外线照射。     

CuO@MWCNTs催化臭氧化降解腐殖酸的研究

以填充氧化铜的多壁碳纳米管(CuO@MWCNTs)为催化剂,对腐殖酸(HA)进行催化臭氧化降解。考察了腐殖酸初始质量浓度、催化剂用量、初始pH值、温度等因素对腐殖酸去除率的影响,并利用三维荧光技术研究了HA的降解过程。结果表明,初始浓度降低,初始pH值(3～10)升高,催化剂用量增加,均能显著提高腐殖酸去除率,43 min内UV254最高达78.42%;适当提高初始溶液温度,有利于腐殖酸的去除,最佳温度为25℃。     

混凝-非均相Fenton氧化法深度处理染色漂洗废水研究

采用混凝-非均相Fenton氧化法对某印染厂的染色漂洗废水进行处理,在聚合硫酸铁的混凝作用和黄铁矿作催化剂的非均相Fenton的催化氧化作用下,废水中的污染物得到有效去除。考察了混凝剂投加量、混凝初始pH值、H2O2投加量、氧化初始pH值、黄铁矿投加量及黄铁矿的重复利用等因素对污染物降低效果的影响,研究了黄铁矿催化氧化过程中铁离子形态和浓度变化过程。结果表明,在混凝剂投加量为120 mg/L、混凝初始pH值为7、H2O2投加量为0.12 m L/L、氧化初始pH值为3、黄铁矿投加量为2.5 g/L、氧化反应时间为1 h的条件下,CODCr总去除率达81%,TOC总去除率达67%。黄铁矿重复利用性能良好,具有很好的工程应用性。     

纳米TiO2光催化降解直接冻黄染料的研究

以纳米TiO2作为光催化剂,紫外灯为光源,对印染废水中的直接冻黄G染料进行了光催化降解实验.讨论了COD的初始浓度、光照时间、纳米TiO2投加量、初始pH值和外加催化剂Fe3＋的用量等五个因素对COD和色度去除率的影响.正交实验结果表明：初始pH值和光照时间是影响光催化氧化反应的关键因素;在初始COD为144.67mg/L、Fe3＋投加量为6.72mg/L、纳米TiO2投加量为100mg/mL、pH6的条件下,经6h的照射,COD的去除率达到80%,色度的去除率达到98.5%.     

TiO_2/炭微球复合光催化剂的制备及其催化降解研究

笔者以钛酸正四丁酯为钛源,炭微球为载体,以水热合成法制备出TiO_2/炭微球复合材料光催化剂,对苯酚模拟废水的进行吸附和光催化降解研究,主要研究内容包括:TiO_2/炭微球复合材料光催化剂的制备和表征,最佳负载量、反应时间、苯酚初始浓度、催化剂投加量、初始pH值以及光照条件对苯酚催化降解效果的影响。实验结果为:反应1 h内,随反应时间的延长,去除量不断增加,1 h后去除率为60.60%;苯酚的去除量随苯酚浓度的增加而不断提高,而苯酚去除率的变化趋势则与之相反;在一定投加量范围内,苯酚去除率随投加量的增加而增加,而去除量的变化趋势与之相反;TiO_2/炭微球复合光催化剂催化降解苯酚的最佳pH值为4,在此条件下去除率可达75.9%;紫外光照的条件下苯酚的催化降解效果较日光和无光条件下好。     

过硫酸盐氧化处理某炼油厂地下水石油烃污染

为考察过硫酸盐氧化技术对石油烃污染地下水的修复效果,首先采用单因素法研究了氧化剂投加量、投加方式及碱活化强化方式对地下水中石油烃污染物(PHC)的降解效果,进而通过正交实验考察了氧化剂投加量、PHC初始浓度、溶液pH和反应时间对PHC降解效果的影响。结果表明,采用湿投加方式比干投加方式对PHC的去除效果更好,碱活化相比单一投加过硫酸钠对PHC的去除率提高了12.6%。正交实验结果表明,最佳反应条件为氧化剂投加量10%,PHC浓度5.23 mg/L,pH值10,反应时间5 h时,PHC去除率可达到89.7%。PHC去除率受氧化剂投加量和污染物初始浓度影响较大,增大氧化剂浓度或降低污染物初始浓度有利于提高系统稳定处理效果,但过量投加氧化剂,PHC去除率不再明显提高。     

二氧化钛光催化氧化水中天然有机物富里酸

以p-25型纳米TiO2为催化剂对富里酸(fulvic acid,FA)进行了光催化氧化的试验研究。考察了光催化剂投加量,FA的初始浓度,pH值等因素对FA光催化去除效果的影响。结果表明:投加纳米TiO2作光催化剂后可使得FA的去除率由单使用紫外光照射的35%提高至92%~100%。本试验条件下,FA的光催化降解遵循一级反应动力学规律,光催化降解速率常数K值随着FA初始浓度的增大而减小,且分别在TiO2投加量为0.3 g/L和pH=7时有最大值,对处理后的水样进行三维荧光分析发现FA在光催化过程中没有转化成新的荧光物质。     

非均相催化臭氧化深度处理钻井废水的效能研究

采用单独臭氧氧化、MnO2吸附和O3/MnO2催化氧化3种体系对经过混凝处理后的钻井废水进行深度处理,重点研究了O3/MnO2催化氧化体系去除钻井废水中有机物(以COD计)的效能。结果表明:相比单独臭氧氧化和MnO2吸附体系,O3/MnO2催化氧化体系能显著提高COD和TOC的去除率;COD去除率随着臭氧投加量和催化剂投加量的增加、pH的升高和反应时间的增加而增大;在臭氧投加量为80 mg/L、pH为11.5、催化剂投加量为20 g/L、反应时间为40 min的最佳工艺条件下,COD和TOC的去除率分别达到87.51%、83.18%,COD从686.28 mg/L降至85.72mg/L,出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准要求。     

ZnO光催化降解四环素的影响因素

为研究ZnO对水中四环素的光催化降解性能,分别考察了ZnO的吸附能力以及四环素初始浓度、溶液pH值、催化剂投加量等因素对光催化降解四环素的影响。结果表明,ZnO对四环素具有吸附作用,吸附量可达61.97 mg/g,吸附符合准二级动力学方程;反应初期四环素的降解率随着初始浓度的提高而下降,延长反应时间后降解率趋于相同,浓度为5mg/L时降解率最高可达99%;不同pH下四环素的离子形态不同,从而影响到四环素与催化剂的有效结合,因此四环素的降解率随溶液pH的增加先增大后减小,在pH值为7时降解率达到最高为99%;光降解初期催化剂投加量对四环素降解的影响较大,总体表现为随着投加量的增大降解率逐渐提高,无催化剂投加时四环素也可发生光降解,光降解效率最高可达77%,低于催化降解效率。     

Investigation of photocatalytic degradation of clindamycin antibiotic by using nano-ZnO catalysts

The photocatalytic degradation of clindamycin (CLM) was studied by a batch reactor using UV irradiation and ZnO catalyst. The effects of several parameters such as pH, catalyst loading, light intensity and irradiation time were evaluated in the removal process. The results showed that the degradation of CLM was effective in alkaline conditions. The optimum catalyst loading in an aqueous solution containing 25 mM of CLM and UV lamp of 50 W was observed at 3.0 g/L of catalyst loading. The process followed pseudo-first order kinetics, and the apparent rate constant (k) decreased with increasing the initial concentration of CLM. The photocatalytic process had higher removal efficiency in synthetic than actual wastewater in optimum conditions.     

Photocatalytic degradation of imidacloprid pesticide in aqueous solution by TiO2 nanoparticles immobilized on the glass plate

The purpose of this study is to appraise the photocatalytic degradation of imidacloprid pesticide in an aqueous solution. To this end, imidacloprid was degraded using TiO₂ nanoparticles immobilized on a glass plate under UV light illumination. The effects of operational parameters (initial concentration of imidacloprid, pH, and light intensity) on the activity of TiO₂ nanophotocatalyst and the kinetics of the reaction were investigated. The results indicated that TiO₂ had impressive photocatalytic proficiency in the presence of UV-C light irradiation for the removal of imidacloprid from the aqueous solution. The highest efficiency for the removal of imidacloprid (R%?=?90.24) was obtained in the initial concentration of 20?mg?L^?1 imidacloprid, pH?=?5, and light intensity of 17?W?m^?2 after 180?min. The results of the mineralization studies represented a subtractive trend of total organic carbon (TOC) and an increase in the mineralization products during the reaction time.     

Influence of operating parameters on photocatalytic degradation of phenol in UV/TiO2 process

The use of hydrogen peroxide (H₂O₂) for improved photocatalytic degradation of phenol in aqueous suspension of commercial TiO₂ powders (Degussa P-25) was investigated. Photodegradation was compared using direct photolysis (UV alone), H₂O₂/UV, TiO₂/UV, and H₂O₂/TiO₂/UV processes in a batch reactor with high-pressure mercury lamp irradiation. The effects of operating parameters such as catalyst dosage, light intensity, pH of the solution, the initial phenol, and H₂O₂ concentrations on photodegradation process were examined. It was shown that photodegradation using H₂O₂/TiO₂/UV process was much more effective than using either H₂O₂/UV or TiO₂/UV process. The effect of the initial phenol concentration on TOC removal was also studied, demonstrating that more than 8 h was required to completely mineralize phenol into water and carbon dioxide. For all the four oxidation processes studied, photodegradation followed the first-order kinetics. The apparent rate constants with 400-W UV ranged from 5.0 × 10⁻⁴ min⁻¹ by direct photolysis to 1.4 × 10⁻² min⁻¹ using H₂O₂/TiO₂/UV process. The role of H₂O₂ on such enhanced photodegradation of phenol in aqueous solution was finally discussed.     

水溶液中纳米二氧化钛光催化降解甲基橙的影响因素

用沸腾回流直接水解法制备了粒径为25～35 nm纯锐钛矿型纳米二氧化钛(TiO2).用X射线衍射和透射电镜表征材料的结构与形貌.用该催化剂催化降解甲基橙,研究了催化剂用量、甲基橙的起始浓度、溶液pH值、光强度、溶液中添加金属离子的影响.结果表明:在较强紫外光照射下,当甲基橙的起始浓度为0.02 g/L,TiO2用量为1.0g/L,光催化效率最高.酸性条件有利于光催化降解甲基橙.掺加Fe3 或Zn2 的光催化效率显著增加.掺加Mn2 或Ca2对光催化活性没有影响.在紫外光区域(366 nm),样品对催化降解水溶液中甲基橙的活性较高.     

La／B共掺杂Ti02光催化降解苋菜红的研究

采用溶胶-凝胶法制备La/B共掺杂Ti O2催化剂和纯TiO2催化剂。以苋菜红溶液为降解目标物,研究了La/B共掺杂TiO2为催化剂的紫外光催化反应。重点考察了La/B共掺TiO2催化剂的掺杂比、催化剂的煅烧温度、光照时间、催化剂的添加量、溶液初始浓度、溶液p H值对降解率的影响。实验结果表明：单纯只靠紫外光光照或催化剂并不能快速、有效地降解苋菜红溶液。在La和B掺杂比为1：2、催化剂的煅烧温度为600℃、催化剂用量为3.0g/L、溶液p H值为5.5、溶液初始浓度为10mg/L的苋菜红溶液200m L,紫外光光照60min的条件下,La/B共掺杂的TiO2催化剂和纯TiO2催化剂光催化脱色率分别可达99.60%、86.45%,TOC的去除率为60.06%。     

TiO2光催化降解水中天然有机物富里酸的动力学模型

在天津地表水中天然有机物主要是富里酸,它是消毒副产物的主要前驱体,因此对于富里酸的控制非常重要.以粉末态TiO₂为催化剂,在光催化-超滤反应器中对水中天然有机物富里酸进行了光催化氧化研究,考察了富里酸氧化的主要影响因素,包括初始pH值、催化剂浓度、光强、添加剂浓度.结果表明：富里酸降解过程能够用一级反应动力学来表示;最佳的催化剂浓度为0.5 g•L^-1;在pH值减小、添加剂浓度和光强增大时有助于富里酸的去除.通过分析反应速率常数和影响因素之间的关系,得到富里酸光催化氧化总体动力学模型,试验值基本符合动力学模型.另外试验还表明该反应器可方便地实现有机物降解且具有较高的去除效率.     

混晶纳米二氧化钛光催化剂处理印染废水的研究

以混晶纳米二氧化钛为光催化剂,研究了pH值、光催化反应时间、纳米二氧化钛的用量及晶型、光源等因素对活性大红BES模拟印染废水和实际印染废水COD降解的处理效果.结果表明,对30 mL活性大红BES模拟印染废水,在溶液pH值为4、催化剂添加量为0.090 g时,紫外灯照射1 h,COD去除率可达到86%;对30 mL实际印染废水,在溶液pH值为9、催化剂添加量为0.150 g时,紫外灯照射1 h,COD去除率达到57%.