不锈钢负载TiO2薄膜光降解印染废水

以TiO2为催化剂,将其制膜固定在不锈钢质光反应器内壁上,以125W高压汞灯为光源,对武汉市某丝绸厂的印染废水进行了处理实验.取得了脱色率100%,CODCr去除率83.4%的效果,并探讨了多种因素对光降解的影响.     

负载型TiO2在印染废水降解中的失活及原因分析

研究了负载型TiO2光催化剂在印染废水降解中的失活及其产生的原因。实验结果说明，催化剂活性下降的主要原因有：废水中不溶于水的染料等悬浮物和催化反应中产生的无定形碳在催化剂表面的吸附；高含量的无机离子对催化剂活性位的占据或在表面的沉积；长时间的使用和反复冲洗使TiO2负载量减少。通过同时采用灼烧和酸洗的方法可以使TiO2的活性恢复到新催化剂的69．5％。     

TiO2/Ti及其改性处理聚乙二醇模拟废水

采用溶胶-凝胶法制备TiO2/Ti负载体系,并以聚乙二醇2000（PEG-2000）为模拟废水对其光催化性能进行研究。实验表明,TiO2/Ti的最佳负载条件为镀膜层数8层、pH值为3、焙烧温度700℃、焙烧时间2 h,掺杂Fe3＋、Ag＋、La3＋、Pt4＋4种金属离子均可有效提高TiO2/Ti对PEG-2000模拟废水的处理效果,在Ag＋掺杂量为0.3%、焙烧温度800℃时,2.5h反应后的COD去除率达到了79.5%。XRD分析表明,金属离子的加入抑制了TiO2由锐钛矿相向金红石相转化。GC-MS分析表明,PEG-2000的光催化是大分子分解为小分子然后被矿化的过程。     

不锈钢负载TiO2薄膜光降解印染废水

以TiO2为催化剂,将其制膜固定在不锈钢质光反应器内壁上,以125W高压汞灯为光源,对武汉市某丝绸厂的印染废水进行了处理实验。取得了脱色率100％,CODCr去除率83．4％的效果,并探讨了多种因素对光降解的影响。     

负载型TiO2在印染废水降解中的失活及原因分析

研究了负载型TiO2光催化剂在印染废水降解中的失活及其产生的原因.实验结果说明,催化剂活性下降的主要原因有废水中不溶于水的染料等悬浮物和催化反应中产生的无定形碳在催化剂表面的吸附;高含量的无机离子对催化剂活性位的占据或在表面的沉积;长时间的使用和反复冲洗使TiO2负载量减少.通过同时采用灼烧和酸洗的方法可以使TiO2的活性恢复到新催化剂的69.5%.     

TiO2光催化-微滤膜分离深度净化亚甲基蓝印染废水

采用悬浮式TiO2光催化膜反应器深度净化纺织工业园区含亚甲基蓝印染废水经生物处理二级出水,利用中空纤维微滤膜进行催化剂截留分离,研究催化剂投加量、运行时间、溶解氧、搅拌方式对出水水质及膜通量的影响。结果表明:光催化会消耗体系溶解氧,鼓风曝气搅拌可同时为系统供氧,优于机械搅拌;该耦合体系的催化剂最佳投加量为1 g/L,经光催化氧化-膜组合工艺处理后水质优于GB 4287-1992《纺织染整工业污染物排放标准》的I级标准,符合建设部颁布的《生活杂用水水质标准》(CJ/T 48-1999)。     

真空紫外线与TiO2负载催化剂处理甲苯废气研究

采用波长更短、能量更强的真空紫外线(VUV)光源,在管式反应器中以负载纳米TiO2的玻璃珠和γ-Al2O3小球为催化剂,对光催化法净化甲苯废气进行了研究。主要探讨了甲苯的入口浓度、停留时间、相对湿度等因素对其去除率的影响。结果表明,使用VUV光源可以提高甲苯的平均去除率,相对湿度在45%～60%时,甲苯平均去除率相对较高,甲苯的去除率随着其入口浓度的升高而降低,随着其停留时间的延长而升高;以γ-Al2O3小球为载体时,催化剂和VUV的协同作用使得反应体系对于甲苯入口浓度的变化有更好的适应性;VUV与TiO2负载催化剂的协同作用可有效降低光催化所产生的O3浓度,有利于尾气污染控制。     

模拟室内环境下掺杂TiO2纳米晶体的光催化性能

采用环境测试舱模拟可见光下的室内环境,以甲醛气体的光催化降解为探针反应,评价了通过溶胶-凝胶法分别制备的8种(银Ag、铜Cu、铁Fe、钨W、铈Ce、镧La、硫S和氯C1)掺杂TiO2纳米晶体的光催化活性及对甲醛气体的去除效果.用X射线衍射、激光粒度分析和紫外-可见分光光谱表征了掺杂钠米TiO2的微晶尺寸、晶体结构与光学性能.结果表明,Cu掺杂可以提高TiO2对氧的吸附能力,减少纳米粒子表面光生电子与光生空穴的复合,使TiO2的光吸收带边发生红移且有利于对可见光的吸收,从而使Cu掺杂TiO2在模拟室内环境下光催化甲醛气体的能力得到明显提高.     

TiO_2/活性炭光催化技术在印染废水深度处理中的应用研究

通过TiO2／活性炭光催化剂的光催化氧化作用,对印染废水的生化处理出水进行深度处理。实验考察了pH值、催化剂负载次数、光照时间、催化剂投加量等因素对处理效果的影响。实验结果表明：催化剂负载次数为4次,光照时间30min,催化剂投加量为3g时,处理效果最佳。此时出水COD达到50mg／L,色度为2,达到印染行业回用水的标准。     

亚甲基蓝表面修饰纳米TiO2降解造纸废水动力学

以亚甲基蓝(MB)作为表面修饰剂,采用简单的化学吸附法制备亚甲基蓝表面修饰的纳米TiO2光催化剂(TiO2-MB)。经表面修饰后,TiO2-MB光催化剂波长响应范围红移至可见光区575 nm处。探讨了光催化剂量、光照时间和溶液pH值对TiO2-MB光催化降解造纸废水的影响;研究了纳米TiO2-MB对造纸废水的暗吸附规律和光降解性能。结果表明:纳米TiO2-MB对造纸废水的吸附规律都较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,属于吸热反应;光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型。在160 W高压汞灯光照80 min,3.0 g/L纳米TiO2-MB光催化降解pH=2.0的造纸废水(COD:2 069.8 mg/L),COD去除率可达94.7%,处理效果远高于避光条件下。光催化剂经8次使用仍具有较高的催化活性。     

不同态二氧化钛处理模拟印染废水的研究

以普通载玻片为基底材料,负载态和悬浮态的纳米二氧化钛/普通二氧化钛被用于处理甲基红模拟印染废水,实验结果表明:纳米二氧化钛的脱色效果明显优于普通的二氧化钛,适当增加负载量和处理时间,负载态的处理效果与悬浮态相当。首次提出了由光源决定的纳米光催化活性激发理论,解释了不同光源辐照时脱色率变化曲线差异的问题,并发现纳米TiO2光催化氧化模拟印染废水的脱色反应,主要由吸附过程控制的表面反应机理;150 mL模拟印染废水中,加入3块纳米TiO2负载量1 mg/cm2的普通载玻片,3~5 mL ClO2或H2O2,紫外光照60 min后,脱色率达到99.2%。     

SO2-4/TiO2光催化降解苯酚

以工业硫酸氧钛为原料水解制得SO42-/TiO2光催化剂,并以苯酚为目标降解物,考察了SO24-/TiO2的光催化性能。结果表明:随着SO42-/TiO2制备过程中焙烧温度的升高,其光催化活性逐渐增加,650℃焙烧获得的SO24-/TiO2的光催化活性最好,此后再升高温度会因催化剂中硫的挥发而下降;在确定苯酚原液初始浓度为50 mg/L条件下,SO42-/TiO2的光催化降解苯酚的最佳工艺条件为反应时间2 h、苯酚pH为7、催化剂用量1 g/L。XRD、SEM和FTIR的分析结果显示实验温度下制得的SO42-/TiO2均为锐钛型TiO2;其间掺杂的SO24-在TiO2表面分散性较好,没有聚集成大的颗粒;红外分析的结果初步判定低温(<550℃)焙烧制得的催化剂SO42-在TiO2表面是螯合双配位吸附,高温焙烧时(>550℃)SO42-在TiO2表面是桥式配位吸附。     

N掺杂TiO2可见光催化降解有机物机理研究

实验研究了掺杂N的TiO2光催化剂在可见光下对有机物的降解机理,研究方法有:加入自由基俘获剂探索对反应速率的影响、有机物降解过程TOC与脱色比较,化学探针法测定了实验中存在的HO.。结果表明,有机物在脱色的同时苯环也在断裂,说明有机物的降解是受无选择性的氧化剂攻击而完成;除亚甲基蓝以外,加入自由基俘获剂对可见光反应速率均有抑制现象,证明自由基的攻击是有机物可见光催化降解的主要途径。分别以二甲基亚砜和水杨酸为分子探针,实验结果证明了光催化反应系统中存在HO.物种,前者与HO.反应形成特定的偶氮结构有机物在425 nm处有吸收,后者与HO.反应生成2,3-二羟基苯甲酸和2,5-二羟基苯甲酸。亚甲基蓝、苯酚和水杨酸经5 h的可见光催化降解后,其TOC分别降低了62.8%、78.9%和96.0%,说明掺杂N的TiO2有较强的可见光催化降解有机物能力。     

模拟可见光下掺杂TiO2对甲醛溶液光催化降解

模拟自然条件下的可见光,以甲醛的光催化降解为探针反应,评价了通过溶胶凝胶法分别制备的8种（银Ag、铜Cu、铁Fe、钨W、铈Ce、镧La、硫S、氯Cl）掺杂TiO₂纳米晶体的光催化活性及对甲醛水溶液的去除效果。用X射线衍射、激光粒度分析和紫外-可见分光光谱表征了掺杂纳米TiO₂的微晶尺寸、晶体结构与光学性能。结果表明：Ce离子尽管有较大的半径但是主要还是掺杂到晶格中,Ce掺杂可以促进TiO₂由非正分锐钛矿相向锐钛矿相和金红石相的转变,抑制载流子复合,使TiO₂的光吸收带边发生红移且有利于对可见光的吸收,从而使Ce掺杂TiO₂在模拟可见光下光催化甲醛水溶液的能力得到明显提高。     

Ba/TiO2/MCM-41光催化降解对硝基苯甲酸

以钛酸丁酯为钛源、MCM-41分子筛为载体,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂与负载相结合的光催化剂Ba/TiO2/MCM-41。结果表明:Ba/TiO2/MCM-41是一种比表面积高达341.2 m2/g的介孔材料,主要晶相为锐钛矿相,比P25有更强的紫外光吸收。将Ba/TiO2/MCM-41用于光催化氧化水中的对硝基苯甲酸,当催化剂投加量为0.5 g/L,对硝基苯甲酸初始pH为4、浓度为2×10-4mol/L时,紫外光照30 min后,对硝基苯甲酸降解率达到96.0%。用紫外光谱、红外光谱和高效液相色谱分析对硝基苯甲酸降解前后的变化,发现随着光照时间延长,苯环上的硝基、羧基吸收峰逐渐减弱;对硝基苯甲酸首先被降解为一些中间小分子产物,随着反应进行,小分子物质也逐渐被降解。     

TiO2/GeO2复合膜光催化氧化降解农药废水的研究

提出了一种新的TiO₂/GeO₂复合膜圆形光催化氧化反应器，研究了该反应器对经物化处理后的农药废水进行降解的过程。研究表明，光催化氧化的最佳条件是锌片镀TiO₂/GeO₂复合膜、pH=6.7、过氧化氢（H₂O₂）浓度为400 mg/L。并对其他氧化剂对该过程的影响进行了探讨。有机废水通过该反应器处理后，其COD值降为57mg/L。能使有机污染物全部降解为小分子无机物，废水达到国家一级排放标准。     

TiO2胶体光催化降解罗丹明B染料

TiO2胶体从钛氧有机物水解制备,表征的方法有:X射线衍射光谱(XRD)、激光散射粒径分布、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)。利用罗丹明B染料分子作为探针分子研究TiO2胶体的光催化活性,分析了pH、催化剂用量、外加氧化剂(H2O2)用量及罗丹明B初始浓度对TiO2胶体光催化活性的影响。结果表明:制备的TiO2胶体粒子平均粒径为13.8 nm(激光散法测定),光催化降解罗丹明B染料的反应属于一级动力学反应,可以用Langmuir-Hinshewood模型加以描述,反应速率常数k1为0.08413 mg/(L.min),平衡吸附常数k2为1.5305 L/mg;在pH为6,TiO2胶体用量为0.04%,H2O2(含量30%)用量为0.2%(V/V),光照度为69.6μW/cm2时,5 h后罗丹明B染料的降解率可达到99%以上;相似的条件,0.2%的P25 TiO2粉体光催化处理染料水时,罗丹明B的降解率为90%。纳米TiO2胶体不仅可以提高罗丹明B的光催化降解率,还具有用量少,可有效降低水处理成本的特点。     

TiO2光催化处理络合铜废水的实验研究

研究了以悬浮态TiO2为催化剂,在紫外光的作用下对络合铜废水进行光催化反应,分别考察了常温下TiO2投加量、反应时间、废水初始pH值、反应气氛等因素对处理效果的影响,并探讨了反应机理。结果表明:TiO2投加量为2 g/L,废水pH=4,300 W高压汞灯照射下,载入60 mL/min的空气反应40 min,120 mg/L EDTA络合铜废水的Cu(II)与COD的去除率达到最高,分别为96.56%和57.67%。     

V/Ce共掺杂TiO2光催化降解甲醛的实验研究

采用溶胶凝胶法制备了不掺杂、V 掺杂、Ce掺杂、V/Ce共掺杂纳米TiO₂光催化剂,并将其分别负载于瓷砖上,利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜分析（SEM）技术对薄膜样品的结构和形貌进行了表征。通过对甲醛的降解实验评价光催化剂的光催化活性。实验结果表明,光催化剂的负载量、共掺杂离子的掺杂量、掺杂配比、煅烧温度影响纳米TiO₂的光催化活性。V/Ce共掺杂TiO₂光催化剂产生了协同效应,其光催化活性优于纯TiO₂和单掺杂TiO₂样品。