在TiO_2催化剂上苯酚光催化氧化反应研究2多相光催化氧化与直接光解反应的比较

在ＴｉＯ２悬浆体系，中压汞灯作用下，通过苯酚降解过程中总碳浓度变化及二氧化碳生成速度的变化规律，研究了光催化氧化与直接光解反应的不同，并着重比较了当反应条件如催化剂量、气相氧浓度以及光强度变化对两种反应的影响．实验结果证明了两种反应的历程和产物各不相同．多相光催化氧化更有利于有机物分子的降解，而光解作用会引发聚合反应．同时也说明充分利用太阳能不仅是开发光催化水处理技术的重要途径，也是抑制直接光解加快催化氧化的有效措施．     

TiO2光催化氧化苯酚动力学研究

以中压汞灯为光源,研究了苯酚在ＴｉＯ２水悬浮液中降解动力学,考察了苯酚在起始浓度,气相氧浓度,催化剂投加量（ＴｉＯ２）光强度以及催化剂煅烧温度对苯酚光解速率的影响,揭示了苯酚多相光催化氧化反应的特点,反应过程符合表现一级动力学规律,气相氧的影响为一级,苯酚初始浓度的影响为负一级,在一定光强度下,催化剂的投加量存在一最值值,说明有效光强度,气相氧以及催化剂投加量是光催化氧化反应的关键因素,适当地热处     

电助光催化氧化苯甲酰胺

以钛板为基材,采用溶胶-凝胶法制备固定膜 TiO₂/Ti 光催化剂,并对其施加一定的阳极偏电压,对苯甲酰胺溶液进行了电助光催化氧化处理.考察了阳极偏电压、溶液浓度和pH值对苯甲酰胺降解效率和光电流的影响规律,并比较了电助光催化氧化与光催化氧化、光解和电解处理对苯甲酰胺去除率的差异.结果表明,外加阳极偏电压可以大大提高光催化氧化技术的处理效率,最佳工艺条件为偏电压+0.6V/SCE,苯甲酰胺溶液的浓度 1.0mg/L,溶液呈酸性.在此条件下,经过 1h的处理,苯甲酰胺的去除率可达 90%.     

光催化氧化与生物氧化组合技术对染料化合物降解研究

将多相光催化氧化法与生物氧化法相结合，探讨两种组合技术对染料化合物的降解。实验选用100ppm的甲基橙和典型实验溶液，适当配以一定浓度范围的生活污水，以保证生物菌种的生存条件。实验结果证明先生物氧化、后光催化氧化是一种比较好的组合方式，24h生物氧化，溶液COD去除达69．68％，色度去除达22．39％，随后光催化氧化1h，COD去除达84．65％，色度去除达91．31％。由此说明，这种组合方式可以体现出两种反应的互补性，尤其对生化处理后的残留色度有明显的改善。     

磷钨酸光催化降解直接大红4BE溶液的研究

以磷钨酸(PW12)为催化剂,对偶氮染料直接大红4BE进行均相光催化降解,考察了PW12用量、染料初始浓度对反应的影响,并对反应机理进行了探讨.结果表明,PW12能够有效光催化降解直接大红4BE.PW12用量￡600mg/L时,直接大红4BE的降解随PW12用量的增加明显加快, 光解过程符合表观一级反应动力学.当pH2.0、直接大红4BE初始浓度为50mg/L、PW12用量为600mg/L时,其光催化降解效果最佳, 对应的一级表观反应速率常数k为0.1164min-1.直接大红4BE初始浓度在50~150mg/L范围内,PW12对其光催化降解速率随染料浓度的增加而减小.结合直接大红4BE的循环伏安图,以及不同实验条件下PW12光催化直接大红4BE的UV-vis光谱图,进行的机理探讨结果表明,实验条件下,直接大红4BE的PW12光催化脱色过程是?OH氧化, PW12*–直接大红4BE复合物内的电子转移,以及杂多蓝PW12(e-)还原共同作用的结果,其中×OH氧化脱色起主导地位.     

非均相光催化氧化研究进展

光催化氧化技术是一种新兴的高效节能现代水处理技术，从半导体光催化氧化的机制，各类污染物光催化降解的现状，光催化剂活性的研究现状，固定相光催化氧化的进展，光催化氧化技术发展中存在问题等方面进行综述．     

光催化氧化法处理有机污染物的应用

本简要介绍了光催化氧化法降解有机污染物的反应机理，讨论了影响光催化反应的主要因素，总结了目前光催化氧化法的研究现状。     

纳米TiO2薄膜光催化降解2,4-二氯酚的动力学研究

以主波长为365nm的紫外光灯为光源，纳米TiO2薄膜为光催化剂，研究了2，4-二氯酚光催化降解的产物及Cl^-对2，4-二氯酚光催化反应动力学的影响，并进一步探讨了Cl对2，4-二氯酚光解影响的机理，2，4-二氯酚可以经光催化氧化被彻底矿化，结合外加Cl^-对2，4-二氯酚光催化降解的影响和L-H反应动力学分析，可以认为Cl^-对2，4-二氯酚光催化降解的抑制作用，是由于Cl^-与2，4-二氯酚在TiO2表面竞争同一活性位点所致。因此，当光催化反应进行到Cl^-在TiO2表面竞争性吸附较强时，在反应动力学方程中必须考虑Cl^-的竞争性作用。     

在TiO2催化剂上菲的光催化氧化反应研究

选择TiO₂ 粉末催化剂,在发射光谱为254 nm的15 W紫外灯照射下,反应液中Al3+,Fe3+和H2O₂ 浓度增加能提高菲的降解率;TiO₂ 表面载银量的增加能提高降解速度;TiO₂ 投入量在一定范围内随投入量的增加,光催化降解菲的速度也增加,但当投入量较多时又能降低降解速率;在酸性条件下,菲易被光催化降解;菲的起始反应浓度与反应速度成负一级反应动力学关系。      

掺铁纳米TiO_2光催化氧化SO_2的研究

采用溶胶一凝胶法制备掺铁纳米TiO2光催化氧化SO2并考察掺铁纳米TiO2光催化氧化的影响因素,包括光强、反应温度、反应时间和SO2的初始浓度等.结果显示:(1)SO2的初始浓度小于1100 mg/m3时,光催化氧化效率随SO2初始浓度的增加而升高,而SO2的初始浓度在1100～2400 mg/m3范围内时,光催化氧化效率反而降低;(2)在0～100℃的反应温度范围内,掺铁纳米二氧化钛光催化氧化效率随着温度的升高而升高;(3)反应到一定时间后(大概2 h),SO2的光催化氧化效率都较稳定,光催化氧化效率随着光辐照强度的增强而呈现出上升的趋势.     

Roles of manganese oxides in degradation of phenol under UV-Vis irradiation: Adsorption, oxidation, and photocatalysis

The effect of crystal structure on photocatalytic activities of manganese oxides and underlying reaction mechanism were investigated.     

负载型TiO2固定相光催化氧化法降解水中呋码唑酮

以高压汞灯为光源、负载在海砂上的ＴｉＯ２为催化剂，采用敞口固定床型光催化反应器对水中难降解的呋码唑酮（ＦＴＤ）进行了固定相光催化氧化实验。结果表明，反应速率可用ＬａｎｇｍｕｉｒＨｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ方程描述，与光分解相比，光催化氧化的突出优点是矿化程度高，相同光辐射条件下反应１００ｍｉｎ，０．１０ｍｍｏｌ／Ｌ的ＦＴＤ水溶液经光催化氧化后ＴＯＣ的去除率为８９．１％，而经光分解后ＴＯＣ的去除率仅为２８．８％；在反应体系中投加少量臭氧或过氧化氢可以显著提高ＦＴＤ的氧化效率，说明光催化氧化可以兼容Ｏ３／ＵＶ、Ｈ２Ｏ２／ＵＶ等光激发氧化工艺。制得的负载型ＴｉＯ２具有较高的机械强度和化学稳定性，可重复利用。探讨了充氧、ＦＴＤ浓度及ｐＨ值等对光催化氧化过程的影响。     

Reaction mechanism and metal ion transformation in photocatalytic ozonation of phenol and oxalic acid with Ag+/TiO2

Photocatalytic ozonation of phenol and oxalic acid （OA） was conducted with a Ag^＋/TiO2 catalyst and different pathways were found for the degradation of different compounds. Ag^＋ greatly promoted the photocatalytic degradation of contaminants due to its role as an electron scavenger. It also accelerated the removal rate of OA in ozonation and the simultaneous process for its complex reaction with oxalate. Phenol could be degraded both in direct ozonation and photolysis, but the TOC removal rates were much higher in the simultaneous processes due to the oxidation of hydroxyl radicals resulting from synergetic effects. The sequence of photo-illumination and ozone exposure in the combined process showed quite different effects in phenol degradation and TOC removal. The synergetic effects in different combined processes were found to be highly related to the properties of the target pollutants. The color change of the solution and TEM result confirmed that Ag＋ was easily reduced and deposited on the surface of Tit2 under photo-illumination, and dissolved again into solution in the presence of ozone. This simple cycle of enrichment and distribution of Ag^＋ can greatly benefit the design of advanced oxidation processes, in which the sequences of ozone and photo-illumination can be varied according to the needs for catalyst recycling and the different properties of pollutants.     

172nm真空紫外辐射降解水相有机染料的机理研究

研究了氙准分子灯的172nm真空紫外辐射对水相有机染料枣红的分解机理.氙准分子灯为平面状结构,反应溶液作为灯的一端电极直接与灯表面接触.分别在枣红溶液中通入氧气和氮气以及加入KCl,以具体确定172nm辐射对枣红分子的降解是通过直接光分解还是自由基起作用.研究结果表明,在枣红的降解过程中,直接光分解起主要作用,光降解过程符合准一级动力学反应,光量子产率为6 8×10 - 3mol·eistein- 1 .在HO·、HO2 ·和O2 ·- 自由基作用下,枣红的降解在10min后偏离了准一级反应.枣红降解效率达到约80 %后,COD去除率开始增大.GC MS分析表明,在光分解和热氧化作用下,枣红分子在降解过程中形成了许多小分子碎片.     

水相中苯酚光催化降解的全额光子效率

为定量评价光催化反应器的性能,利用主辐射波长为207 nm的KrBr*准分子灯降解水相中的苯酚,测定了光解和光催化降解2种体系中苯酚和TOC去除率,并计算了苯酚降解的ξ_g(全额光子效率),探讨了其影响因素. 结果表明:①延长反应时间、加入适量催化剂、降低初始c(苯酚)能提高苯酚和TOC去除率. 采用动力学模型对苯酚的降解进行拟合,表明光解和光催化降解体系中苯酚的降解均符合准一级动力学模型. ②加入催化剂和提高初始c(苯酚)均可以获得较高的ξ_g,而光源的辐射功率与ξ_g没有线性相关性;在辐射功率为0.76 W、初始c(苯酚)为1.10 mmol/L、催化剂投加量(以ρ计)为0.8 g/L的条件下,ξ_g为5.56%. ③采用高效液相色谱对光催化降解体系中生成的中间产物的变化规律进行研究发现,4种中间产物表现为c(对苯二酚)＞c(邻苯二酚)＞c(对苯醌)＞c(间苯二酚);通过建立苯酚及中间产物的拟一级降解动力学模型,证实苯酚光催化降解历程为苯酚→芳香烃中间产物→最终产物.      

TiO_2/ACF光催化反应器的设计及降解苯酚的研究

以硫酸钛为原料,活性炭纤维(ACF)为载体,通过水解法制备出光催化剂(TiO2/ACF)。利用SEM、XRD等技术对其进行表征确认,ACF表面负载有大量以锐钛矿型为主的TiO2。在考虑工艺操作的应用性,以及反应器中的光-固(催化剂)-液(反应器溶液)-气(空气)等各要素之间的良好接触和匹配关系的情况下,设计、制作光催化氧化反应器。以主波长为254 nm的紫外灯作为光源,利用制备的TiO2/ACF光催化降解苯酚溶液,考察了动态条件下苯酚的去除效果。结果表明:在苯酚初始质量浓度为40 mg/L,废水pH=7.5,反应器内紫外灯光强为1.75 W/L,通入空气量Q=2.6 mL/(min.L)的情况下,当废水在反应器内HRT约为7.67 h时,苯酚去除率可达91%,COD去除率约为79%。     

二氧化钛悬浆体系中过硫酸盐对苯酚光催化降解的影响

研究了二氧化钛悬浮溶液中过硫酸盐对苯酚的吸附和光催化降解动力学的影响.在过硫酸盐浓度较低的条件下,S2 O2 - 8的加入能有效提高苯酚的光催化降解速率和表观量子产率,UV TiO2 K2 S2 O8体系下的表观量子产率大于UV TiO2 与UV K2 S2 O8两体系下表观量子产率之和;但是,当过硫酸盐浓度较高时,随着S2 O2 - 8浓度的增加,竞争性吸附加剧,二氧化钛表面的苯酚吸附量急剧减少,导致苯酚的降解速率和表观量子产率不升反降,苯酚平衡吸附量与光催化降解速率呈高度一致性.在本实验条件下,当K2 S2 O8浓度为5 0 0mg·L- 1 时表观量子产率达到最大,协同因子达0 3 9.在不同强度的入射光条件下,也能得到相似的结果.此外,讨论了pH值对不同体系TOC去除率的影响,并对在K2 S2 O8存在时TiO2 的光催化机理进行了探讨     

Parameters effect on heterogeneous photocatalysed degradation of phenol in aqueous dispersion of TiO_2

In this study, photocatalytic degradation of phenol selected as model compound of organic pollutant had been investigated in aqueous titanium dioxide (TiO2) dispersion under UV irradiation. The effects of various parameters such as pH, catalyst concentration, phenol concentration, anions, metal ions, electron acceptors, and surfactants on the photocatalytic degradation of phenol were investigated. The degradation kinetics was determined by the change in phenol concentration employing UV-Vis spectrometry as a function of irradiation time. The degradation kinetics of phenol follows pseudo first-order kinetics. The results showed a significant dependence of the photocatalytic degradation of phenol on the functional parameters. The probable promising roles of the additives on the degradation process were discussed.     

苯酚在金刚石膜电极上的电化学氧化降解过程

采用循环伏安法、交流阻抗法、恒电位计时电流法,并结合高效液相色谱方法,研究了苯酚在金刚石膜电极上的电化学氧化降解过程.结果表明,苯酚在电化学氧化降解中经历了苯二酚、苯醌的形成和进一步被氧化的过程,苯二酚在反应过程中的积累很少,迅速氧化为苯醌,而醌类中间产物则较难进一步氧化,在反应过程中积累的浓度较高.苯酚在金刚石膜电极上有不同的电化学氧化反应途径,在低于金刚石膜电极析氧电位下,发生单纯直接电化学氧化过程;在高于金刚石膜电极析氧电位下,间接电化学氧化和直接电化学氧化将同时发生作用.