固定式填充复合床光催化反应器降解亚甲基蓝的研究

设计了一种固定式填充复合床光催化反应器,以普通玻璃片和玻璃螺旋圈为载体,用溶胶-凝胶法制备了负载型TiO2薄膜光催化剂。利用紫外光为光源,采用难降解物质亚甲基蓝在不同初始浓度、pH值和光强等因素下的光催化降解脱色反应速率考察了该反应器的工艺特性,试验结果表明:该种反应器的最佳操作条件为反应器中同时放置普通玻璃片TiO2薄膜光催化剂和玻璃螺旋圈TiO2薄膜光催化剂,溶液pH值为7.5,光源光强为650W,光照时间为180min。当进水亚甲基蓝的质量浓度为8.0mg/L时,在此条件下的降解脱色效率为93.83%,且其设计易于实现产业化。     

纳米ZnO/膨润土光催化降解亚甲基蓝研究

以Zn(NO3)2和膨润土为原料,采用沉淀法制备纳米ZnO-膨润土复合光催化材料,用FT-IR、XRD和SEM对其结构和形貌进行了表征。以高压汞灯为光源,光催化降解活性亚甲基蓝模拟染料废水,研究了ZnO/有机膨润土光催化降解性能,讨论了影响亚甲基蓝降解率主要因素。结果表明,在光照射下1.5 h,ZnO/膨润土光催化降解亚甲基蓝达96%,其重复使用降解效果保持稳定,利用该复合光催化材料降解有机染料废水是一种可行的方法。     

不同形貌纳米ZnO的光催化性能研究

采用水热合成法在不同碱度下制备出纺锤状、片状和棒状纳米氧化锌(ZnO)粉体,并利用X射线衍射(XRD)和冷场扫描电镜(FE-SEM)对样品的物相结构和形貌进行了表征。以质量浓度为10mg/L的亚甲基蓝(MB)为目标污染物,研究了不同形貌纳米ZnO的光催化活性,并讨论了其生长机理及形貌对光催化性能的影响。结果表明,当n[Zn(NO3)2·6H2O]∶n(NaOH)=1∶5时,得到的片状纳米ZnO粉体的光催化活性最高。     

纳米ZnO光催化降解甲基橙

以ZnSO4·7H2O和Na2CO3为原料,采用沉淀法制备纳米ZnO粉体。以甲基橙为研究对象,高压汞灯为光源,研究了催化剂用量、甲基橙初始浓度及煅烧温度对甲基橙降解率的影响。     

铁掺杂氧化锌纳米晶的制备及光催化性能研究

通过水热法制备了铁掺杂氧化锌纳米晶,采用红外、X射线衍射（XRD）、可见光谱对其进行了表征,并以铁掺杂纳米氧化锌对亚甲基蓝进行催化降解实验来检验其催化降解性能,结果表明当Fe^＋／ZnO纳米晶浓度为1．0mol／L、亚甲基蓝质量浓度为5mg／L、太阳光照射3h时,甲基橙降解效果最好,降解率达90％以上。     

新型连续光催化反应器光催化降解特性的研究

在设计并建立的连续列管式光催化反应器中,以纳米TiO2为催化剂对甲基橙水溶液进行光催化降解性能研究,系统考察了管程数、连接方式、气体流量、液体流量、pH、催化剂用量以及被降解物初始浓度等参数对降解率的影响。最适宜条件:管程为4且采用首尾相互连接方式,液相和气相流速分别为0.5 L/h、3 L/min,pH为4.0。在给定条件下反应器对质量浓度为20 mg/L的甲基橙溶液的光催化脱色率达最大值97.7%。     

ZnO/石墨烯复合光催化材料的制备及性能研究

本文采用将ZnO与石墨烯制成复合光催化材料并使其催化分解亚甲基蓝的方法来研究光催化剂对污染物的分解效率。采用扫描电镜分析(SEM)和X射线能谱分析(EDS)等方法对所制备的光催化剂样品进行表征,通过表征结果可以看到石墨烯均匀的生长在纳米ZnO六方晶型结构上,表明ZnO/石墨烯复合光催化材料已经成功制备。通过使用光催化剂对亚甲基蓝的降解考察了其光催化性能,结果表明醇热法制备的ZnO/石墨烯复合材料对亚甲基蓝具有很好的光催化降解效果。     

新型光催化固定膜反应器对2,4—二硝基苯酚的降解研究

本文利用一种新型光催化固定膜反应器进行了２,４－ＤＮＰ的降解研究,分别从光源的滤长,反应液流速,搅拌及Ｈ２Ｏ２的添加等方面考察了该光催化反应器的降解效率。结果表明,最理想光源为紫外光,最佳反应液流速为４５ｍＬ／ｍｉｎ,低速搅拌及Ｈ２Ｏ２的添加可增进反应器效率。     

棒状纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以醋酸锌、草酸为主要原料,乙二胺为添加剂制得棒状结构的纳米ZnO,通过XRD和TEM对产物的结构和形貌进行了表征,并以有机染料亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,考察了样品的光催化活性。结果表明,ZnO纳米棒为纤锌矿结构的六方相ZnO,对亚甲基蓝溶液具有良好的光催化活性,且乙二胺的添加量对产物的形貌和光催化活性具有显著影响。     

PW_(12)/PANI/ZnO复合材料光催化降解亚甲基蓝

以PW12/PANI/ZnO为光催化剂。在紫外灯辐射下,研究了模拟染料废水亚甲基蓝溶液的光催化降解的反应,讨论了催化剂投加量、染料浓度、溶液的pH值对亚甲基蓝降解率的影响。结果表明,亚甲基蓝溶液光催化降解的最佳条件为:pH=3,催化剂投加量为0.012 5 g,染料浓度为5 mg/L,经30 W紫外灯照射90 min后,其降解率为85.84%。     

可见光响应Fe掺杂ZnO/凹凸棒石复合材料的制备和光催化性能

采用直接沉淀法制备了Fe掺杂ZnO/凹凸棒石(Fe-ZnO/ATP)复合材料,评价了其在可见光条件下(＞400 nm)光催化降解高浓度亚甲基蓝(MB)溶液的性能,并系统研究了ZnO负载量、Fe掺杂量和焙烧温度等对复合材料吸附性能和光催化性能的影响.结果表明,ATP的复合增强了复合材料对MB的吸附能力,MB在最佳条件下制备的Fe(0.3％)-ZnO(50％)/ATP复合材料上降解的表观反应速率常数(kapp)为4.2×10-3 min-1,反应3.5h后的降解率可达65.40％,与ZnO相比较,kapp和MB的降解率提高了2.6倍.XRD、TEM和UV-Vis-DRS的结果表明,复合材料中ATP的结构在热处理过程中基本保持不变,复合材料中ZnO的粒径明显减小,暴露了更多的活性位点.另外,Fe的掺杂可明显增强复合光催化剂对可见光的吸收,增强了对光的利用效率,从而使复合材料显示出优异的光催化活性.     

固定化光催化技术及其适用水处理反应器研究进展

光催化技术因其具有较高的催化活性和低廉的价格已经在水处理中被广泛采用,但是粉末催化剂的明显缺点制约了其工业化应用,因此固定化光催化技术应运而生。通过收集国内外资料,对于光催化固定技术应用的两个关键因素——固定方法和适用的反应器的发展进行了介绍。当固定的同时催化剂活性不会大幅下降,且采用适合于该种载体的反应器,固定化光催化技术在水处理领域有着广阔的应用前景。     

ZnO纳米棒的制备及其光催化活性研究

以Zn(Ac)2·2H2O、NaI和N2H4·H2O为原料,在未使用任何表面活性剂的简单水热反应体系中制得了ZnO纳米棒.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对产物的晶体结构、形貌进行了表征分析,并对其光催化活性进行了探讨,以ZnO纳米棒为光催化剂对有机染料污染物甲基橙进行了光催化降解实验.实验结果表明,氧化锌纳米棒对甲基橙的光催化降解具有很好的催化作用,在紫外光照射120min后,对甲基橙的降解率接近完全.     

Degradation of Atenolol in a Rectangular Staircase Photocatalytic Reactor with Immobilized ZnO

Atenolol (ATL) was removed with a rectangular staircase photocatalytic reactor (RSPR) using immobilized ZnO under solar irradiation. The effects of operational parameters such as flow rate, pH, and initial ATL concentration were examined. The highest degradation was obtained after 240 min photocatalytic reaction. The effects of different scavengers proved that the ATL degradation was mainly due to the direct oxidization with OH^? radicals, whereas, the h⁺ and O₂^?? radicals played a minor role in the degradation process. Five repetitive operations of RSPR allowed for reaching 77 ± 3 % degradation of ATL for each cycle. Kinetic data indicated that the photocatalytic kinetics followed the global matter balance model.     

不同金属卟啉光催化降解亚甲基蓝性能研究

以四苯基卟啉(TPP)为原料,通过金属插入反应,获得FeTPP、ZnTPP、CoTPP、MnTPP,并用UV-Vis对其进行了表征.将合成的金属卟啉用于光催化体系,进行亚甲基蓝溶液的光催化降解及催化剂回收实验.结果发现,以CoTPP为催化剂,在高压汞灯光照3 h后,亚甲基蓝溶液的脱色率可迭100%;不同光源的催化效果为...     

环管式反应器中亚甲基蓝的光催化降解反应

采用环管式反应器,以Degussa P25为光催化剂和亚甲基蓝染料为代表性污染物,测定了20℃时亚甲基蓝在P25上的吸附,采用Langmuir等温吸附模型来拟合该实验数据;并测试了反应器中的紫外光分布,同时考察了P25颗粒剂量和空气流量对该三相鼓泡淤浆床反应器中液相光催化降解反应的影响.实验结果表明,最佳的P25光催化剂颗粒和空气流量分别为0.5g/L和800mL/min.     

Mo掺杂TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO_2与Mo掺杂TiO_2纳米粒子,并利用XRD、UV-VIS、XPS等测试手段对制备的TiO_2纳米粒子进行表征;以亚甲基蓝为光催化反应模型,考察了煅烧温度、钼掺杂量等对TiO_2晶格畸变,晶粒大小,晶型,光学性能及光催化活性的影响.结果表明:大部分Mo~(6+)取代晶格中Ti~(4+)的位置,引起晶格畸变,抑制晶粒长大与TiO_2由锐钛矿相向金红石相转变;样品经450 ℃煅烧, 随Mo掺杂量增加,激发波长红移增加,当煅烧温度升至600 ℃,1.8%Mo-TiO_2样品中锐钛矿相含量增加,致光激发波长蓝移;适量的Mo掺杂有利于提高TiO_2光催化效果,Mo掺杂物质的量分数为1.8%, 经600 ℃煅烧后样品的光催化性能最佳.     

The Usage of Non‐woven Fabric Material as Separation Media in Submerged Membrane Photocatalytic Reactor for Degradation of Organic Pollutants in Water

Abstract

Photodegradation tests with continuous mode were carried out in a photocatalytic reactor containing a submerged flat sheet non‐woven fabric membrane, which was able to retain the photocatalyst. The non‐woven fabric membrane was made of polypropylene with a pore size of 2 µm. In this study, three operational parameters were investigated: light intensity, feed concentration, and feed flow rate. Experimental results showed no significant variation of permeate flux and TMP (transmembrane pressure) during the experimental period. The SS (suspended solid) of the permeate was non‐detectable. These behaviors were due to the formation of a dynamic porous cake layer on the non‐woven fabric membrane surface in our experimental condition. We also found that it was important to control the operation parameter mentioned above as to exactly when we wanted to maintain the steady pollutant concentration in the permeate at very low value.