TiO2光催化氧化技术在废水处理中的应用

介绍TiO2光催化氧化反应机理，TiO2光催化氧化技术及其在处理染料废水、农药废水、含酚废水、表面活性剂废水、制药废水、含油废水、垃圾渗滤液中降解难降解有机污染物的应用，并对其目前存在的问题和研究方向进行了简单的阐述。     

光催化与光电催化废水污染物降解活性比较

探究光催化与光电催化在污染物废水光降解方面的活性差异。利用常规刮涂"doctor blade"工艺在金属钛片表面制备TiO_2纳米颗粒聚集体薄膜,采用SEM和XRD对薄膜结构进行表征。配制氨氮和甲基橙染料模拟废水进行光催化和光电催化降解反应,采用分光光度法测量模拟废水降解效率。结果表明,对于易于氧化降解的甲基橙染料废水,光电催化过程中电子和空穴对分离效率的提高使该技术相比于传统的光催化具有更高的降解效率。然而,对于含有较稳定N—H键的氨氮废水的光降解,空穴的界面传递过程可能已不再是降解反应的速控步骤,因此两种光降解技术表现出近乎相同活性。     

玻璃负载纳米TiO_2/SiO_2膜的制备和光催化性能

制备了玻璃负载纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜,以甲基橙溶液作为模拟废水研究了其光催化性能,分别考察了光催化膜中m(Ti O_2)∶m(Si O_2)、膜厚度、使用次数和中试扩大以及再生方式对甲基橙模拟废水降解率的影响。试验结果表明,在太阳光下照射4 h,厚度为200~400 nm的光催化膜对10 mg/L的甲基橙模拟废水降解率为84%,失活的光催化膜可用模拟风、光、酸雨和人工清洗方式再生。纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜可应用于光催化水处理设备、建筑易清洁玻璃和太阳电池玻璃。     

TiO2光催化超滤反应器降解酸性胡兰的试验研究

设计研制了一种光催化超滤反应器,并选用一种纳米级颗粒状Ti02做光催化剂,对染料酸性胡兰（Acid Blue7）氧化降解进行了研究。试验结果表明,光催化超滤反应器对染料废水有很好的降解效果,且粉末态催化剂能够实现良好分离。通过对影响反应系统的操作参数研究发现,当错流速度从0．45m／s增加到1．06m／s时,降解速率常数也从0．0708min^-1提高到0．1515min^-1;反应系统的最佳TiO2投加质量浓度为0．5g／L;当染料质量浓度从5mg／L增加到25mg／L,相应的反应速率常数也从0．1625min^-1降为0．0530min^-1;反应系统中用纯氧曝气可以得到最佳的染料去除效果：当染料废水在pH为2时．其去除效果非常明显。     

TiO2,WO3对活性染料水溶液的光催化降解

本文试验研究采用TiO_2、WO_3对活性染料水溶液光催化降解,试验结果表明在光辐照下两种催化剂对活性艳蓝X-BR染料的降解都起作用,而TiO_2比WO_3的作用效果更好。预示了采用该方法处理染料废水的光明前景     

SiW12/聚苯胺/TiO2复合材料的光催化性能

以SiW12/PANI/TiO2为光催化剂。在紫外灯辐射下,研究了模拟染料废水甲基紫溶液的光催化降解的反应,考察了催化剂投加量、染料浓度、溶液的pH值对甲基紫降解率的影响。结果表明,甲基紫溶液光催化降解的最佳条件为:pH=5,SiW12/PANI/TiO2催化剂投加量为0.0125 g,浓度为5 mg/L,经30 W紫外灯照射90 min后,其降解率为90.69%。     

Fe2O3/TiO2纳米管复合材料光催化降解亚甲基蓝染料废水的研究

水热法合成TiO2纳米管,以Fe(NO3)3为前驱体制备Fe3+掺杂TiO2纳米管(Fe2O3/TiO2),并系统研究其光催化降解染料废水活性。结果表明,Fe3+掺杂能有效提高TiO2纳米管光催化降解染料废水效果,其中Fe2O3掺杂量为4%(ω)时,其光催化性能最好,最高降解率可达99%,且具有较好的稳定性。研究证实,Fe2O3/TiO2复合材料具有良好的光催化降解亚甲基蓝染料废水性能。     

活性炭负载Cu2O光催化材料的制备及应用

以活性炭为载体,用液相合成法制备活性炭负载Cu2O,并以吸附降解甲基橙的效果探讨该催化剂光催化氧化性能。试验结果表明,当模拟甲基橙染料废水的初始质量浓度为200mg.L-1,反应时间为60min,催化剂投加量为11.0g.L-1时,对模拟染料废水中甲基橙的去除率可达85.01%。6次重复使用后对甲基橙的去除率仍可达77%以上。     

Yb/TiO2光催化降解染料废水的研究

采用胶-溶凝胶法制备纳米掺镱TiO2光催化剂Yb/TiO2.在紫外灯下照射,对罗丹明B模拟染料废水进行光催化降解研究,优化了光催化的反应条件.结果表明:当掺镱量n(Yb)/n(TiO2)为1.0％,催化剂用量为2g·L-1,溶液pH值为4,光照时间为3h,染料废水的起始浓度为10mg·L-1时,染料废水的降解率可达95.32％.     

TiO2纳米管阵列电催化降解甲基橙

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列电极,通过考察其对模拟染料废水甲基橙(MO)的光催化降解效率来优化制备条件。研究了TiO2纳米管阵列电极电催化降解MO的活性及其影响因素,并考察了MO降解反应动力学。结果表明,MO溶液pH、电解槽压、支持电解质浓度等是TiO2纳米管阵列电极催化效率的重要影响因素。TiO2纳米管阵列电催化降解MO的反应遵守一级反应动力学规律,与TiO2纳米管阵列光催化降解MO的行为一致,且表观反应速率常数不随MO溶液浓度不同而发生改变。     

Fe-TiO_2对活性艳红K-2BP的光催化降解研究

采用溶胶-凝胶-浸渍法对二氧化钛进行掺铁改性,并以活性艳红K-2BP为降解模型反应物,研究了Fe-TiO2的光催化活性。结果表明:掺铁能够提高二氧化钛的光催化活性,当掺铁质量百分比为0.1%,煅烧温度为500℃,催化活性最好,当催化剂的投加量为3 g/L,通气量为600 mL/min,pH值为3时,对活性艳红K-2BP溶液紫外光照30 min的降解率可达到98.4%。     

Preparation and photocatalytic property of hexagonal cylinder-like bipods ZnO microcrystal photocatalyst

Single crystalline ZnO with hexagonal cylinder-like bipods morphologies were successfully synthesized via a cationic surfactant-assisted hydrothermal microemulsion route. The structure, morphologies and properties of the as-prepared samples were determined using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, photoluminescence spectrum and Ultraviolet and Visible absorption spectroscopy. The photocatalytic activities of the obtained products were evaluated by the degradation of Reactive Brilliant Red K-2BP in aqueous solution under a variety of conditions. Under the optimum condition, approximately 99.5% decolorization efficiency within 45 min and 65.3% TOC removal efficiency within 3 h were achieved, which were higher than that by the commercial ZnO. Moreover, the degradation products were analyzed by a gas chromatography coupled with mass spectrometry system and the probable pathways for the formation of the intermediates were proposed. The photocatalytic results indicated that the as-prepared ZnO showed good photocatalytic activity and it could be considered as a promising photocatalyst for dyes wastewater treatment.     

铁改性聚丙烯腈纤维光催化剂的制备及其对活性红MS的降解

用偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)纤维与三氯化铁反应,在室温条件下制备了聚丙烯腈铁(Fe-PAN)配合物,并采用SEM, XRD和FT-IR等方法对其进行了表征. 然后将其作为非均相光催化剂用于偶氮染料活性红MS的氧化降解反应,分别考察了催化剂用量、催化剂中铁离子含量(CFe-PAN)、pH值等因素对脱色率的影响,并应用紫外-可见光谱法对染料的氧化降解反应进行了分析. 结果表明,改性PAN纤维中偕胺肟基团与铁离子发生了配位反应,增加PAN纤维中偕胺肟数或溶液中铁离子浓度能制备高铁离子含量的Fe-PAN催化剂. 催化剂用量及铁离子含量增加都会促进活性红MS的降解反应. Fe-PAN催化剂在pH≤6.0的溶液中具有较高的催化活性,而在碱性介质中活性有所降低. 在Fe-PAN催化剂存在下活性红MS的降解反应属于假一级动力学反应,催化剂用量和铁离子含量增加有利于提高活性红MS的降解反应速率常数.     

TiO_2光催化分解酸性红G和活性艳红K—2G的研究

研究了在紫外光的照射下 ,由TiO2 催化分解染料酸性红G和活性艳红K— 2G的行为 ,并且探讨了TiO2 的添加量、染料结构、染料的初始浓度以及溶液pH值等因素对上述两种染料光催化分解的影响。实验结果表明 ,当TiO2 的添加量为 3g/L时 ,两种染料的催化分解率最大 ;在碱性条件下 (pH =8.5 )的分解效果好于酸性条件 (pH =5 .5 )。     

磁场助Y2O3/TiO2粉体的光催化性能研究

对磁场辅助光催化进行了研究，探讨了pH值、催化剂用量、通空气速率和磁场强度对光催化效果的影响。结果表明，磁场能够提高光催化效率。磁场和光催化剂产生协同催化效果。对磁场辅助光催化的机理进行了初步探讨。     

TiO2光催化降解活性艳红X-3B的动力学研究

研究了pH、TiO2投加量、H2O2用量和紫外线光强对光催化降解活性艳红X-3B动力学的影响。结果表明，TiO2光催化降解活性艳红X-3B的速率遵循准一级反应动力学方程，表观反应速率常数随溶液pH升高而下降；TiO2和H2O2的投加量均存在一个最佳值，在本实验条件下，它们分别为2．0g／L和0．2mL／50mL，低于或超过该值，都会导致反应速率下降；提高入射光强可以明显加快光催化降解速率。     

光催化降解甲基橙的研究

采用TiO2为催化剂,研究了光催化降解甲基橙的影响因素。结果表明:紫外光是比较有效的辐射光源;甲基橙溶液质量浓度为6 mg/L、TiO2加入量为0.5 g/L、pH值为2时,甲基橙降解率最大;添加少量的Fe3 可提高甲基橙的降解率,其最佳投加量为0.1 mmol/L。利用光催化降解有机染料废水具有广阔的发展前景。     

掺铁纳米TiO_2的表征及光催化降解制药废水的研究

采用溶胶-凝胶法,制备掺铁纳米TiO2,用XRD、TEM等方法进行了表征;研究了掺铁纳米TiO2催化降解含阿奇霉素废水的效率。结果表明,焙烧温度会影响纳米TiO2晶型的转变;混合晶型的纳米TiO2催化效率高于锐钛矿型;Fe掺杂以后,可以明显提高TiO2的催化活性,且在废水pH为6.4,紫外光源为20 W照射30 m in时的降解效果最佳。     

复合催化剂光催化降解DNT废水及其降解机理

为探索负载型多金属氧酸盐类复合催化剂光催化降解炸药废水的催化活性及降解机理,采用溶胶-凝胶-溶剂热的路径,制备了3种负载型多金属氧酸盐类复合催化剂H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2、H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)和SO_4~(2-)-H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)。以炸药废水中典型有机污染物二硝基甲苯(DNT)为目标化合物,考察了所制备的复合催化剂在光催化降解DNT废水方面的催化活性,并对不同催化剂之间光催化活性的差异进行了合理的解释,分析了催化剂的结构与其光催化性能之间的关系。采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对废水中反应物和产物的种类进行了鉴定和分析,对光催化氧化法降解DNT废水的降解机理和矿化程度进行了研究。结果表明,以SO_4~(2-)-H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)为催化剂,光照4h后,DNT废水降解率达98.73%。光催化降解DNT废水过程中,发生了甲基氧化、脱硝基、脱羧基等反应,降解过程中的中间产物主要包括对硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、1,3-二硝基苯、2,4-二叔丁基苯酚、2,4-二硝基苯甲醛。光催化降解4h后,除极少量3,4-DNT外,其余硝基苯类化合物均完全降解。     

光催化氧化处理有机废水分析与改进

光催化氧化技术是近几十年发展起来的一项污染治理新技术。文中详细介绍了二氧化钛光催化氧化的基本原理,并以二氧化钛光催化氧化法处理有机废水实验为实例进行了分析。同时,从四个方面评述了改善二氧化钛光催化氧化活性的方法。最后,探讨了二氧化钛光催化氧化技术今后的研究趋势。