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。     

纳米TiO_2/EP光催化降解罗丹明B废水的研究

通过溶胶-凝胶法制备出可漂浮于水面的膨胀珍珠岩（EP）负载型TiO2,研究其在水中对罗丹明B（RB）的去除效果、吸附降解动力学以及最佳工艺条件,并研究其多次回收再生后的降解效果。结果表明,浸渍3次的负载型TiO2光催化活性最高,回收5次后活性变化很小,降解率下降不到8%;光催化剂用量为0.2 g,20 mL初始浓度为10 mg/L和15mg/L RB溶液光照6 h后降解率分别达98%和74%。在实验浓度范围内,该光催化反应可用一级反应动力学方程描述。     

掺Ni2+的TiO2颗粒光催化性能的研究

通过溶胶-凝胶法制备掺杂Ni2 的纳米TiO2,并用XRD和TEM进行了表征,发现Ni2 的掺杂减小了TiO2颗粒的粒径,Ni2 /TiO2晶型为锐钛型.通过对目标物罗丹明B的光催化降解实验,发现Ni2 的掺杂提高了TiO2的光催化活性,其降解罗丹明B的反应遵从一级反应动力学方程,Ni2 惨杂量为1.2%时的光催化活性最高.     

纳米TiO2/EP光催化降解罗丹明B废水的研究

通过溶胶-凝胶法制备出可漂浮于水面的膨胀珍珠岩(EP)负载型TiO2,研究其在水中对罗丹明B(RB)的去除效果、吸附降解动力学以及最佳工艺条件,并研究其多次回收再生后的降解效果。结果表明,浸渍3次的负载型TiO2光催化活性最高,回收5次后活性变化很小,降解率下降不到8%;光催化剂用量为0.2 g,20 mL初始浓度为10 mg/L和15mg/L RB溶液光照6 h后降解率分别达98%和74%。在实验浓度范围内,该光催化反应可用一级反应动力学方程描述。     

掺Ni^2＋的TiO2颗粒光催化性能的研究

通过溶胶．凝胶法制备掺杂Ni^2＋的纳米TiO2，并用XRD和TEM进行了表征，发现Ni^2＋的掺杂减小了TiO2颗粒的粒径，Ni2＋／TiO2晶型为锐钛型。通过对目标物罗丹明B的光催化降解实验，发现Ni^2＋的掺杂提高了TiO2的光催化活性，其降解罗丹明B的反应遵从一级反应动力学方程，Ni^2＋惨杂量为1．2％时的光催化活性最高。     

碘掺杂Ti02可见光光催化性能研究

在低于100℃温度条件下，采用溶胶一凝胶法以钛酸正丁酯为钛源，碘酸钾为碘源，制备了I掺杂纳米TiO2催化剂（I-TiO2），运用x-射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）及x-射线光电子能谱（XPS）等对催化剂进行表征，结果表明，TiO2及I-TiO2催化剂均为锐钛矿，I吸附并包裹在TiO2表面或以间隙进入的形式存在，并未进入TiO2晶格。通过在可见光照射下（A〉420nm）以罗丹明B（RhodamineB，RhB）的光催化降解为探针反应研究了在不同条件下制备催化剂的催化性能，结果表明，掺杂比为n1：n^ti=0．05：l，焙烧温度为400℃，降解介质条件pH=7时，l-TiO2光催化活性明显优于未掺杂的TiO2。光催化降解过程通过红外光谱（IR），总有机碳（TOC）跟踪测定，比较了TiO2掺杂前后降解RhB和对氯苯酚（4-CP）的光催化特性差异；同时采用苯甲酸荧光光度法跟踪测定体系中的氧化物种，表明在可见光下，I-TiO2光催化体系中产生·OH高活性氧化物种从而氧化降解目标化合物。     

TiO2/CdS复合半导体光催化剂降解甲基橙的实验研究

采用Sol-Gel法制备TiO2/CdS复合半导体光催化剂,以8 W-365 nm的紫外灯为光源、甲基橙溶液模拟染料废水、在自制的光催化反应器中研究TiO2/CdS的光催化活性和光催化降解甲基橙的特点和规律.结果表明,当CdS掺入量为0.5%(摩尔比)时,TiO2/CdS的光催化活性最高;当CdS的掺入量＞3.5%(摩尔比)时,TiO2/CdS光催化剂的光催化活性低于TiO2的光催化活性;对初始浓度为15 mg/L的甲基橙溶液处理2.5 h后,脱色率可达44%;甲基橙的光催化降解反应符合Y=A B1×X B2×X2动力学模型.     

Fe/活性炭多相类Fenton法湿式氧化罗丹明B废水的研究

采用自制的Fe/活性炭（Fe/AC）为催化剂，H₂O₂为氧化剂,组成多相类Fenton试剂催化降解罗丹明B染料废水。实验结果表明,在催化剂加入量为0.8 g/L，H₂O₂体积分数为0.3%,废水pH值为13,反应时间为30 min的条件下,质量浓度为200 mg/L的罗丹明B染料废水的脱色率达100%。反应动力学研究表明,罗丹明B脱色反应近似为一级反应,30℃时反应速率常数为0.02675 min^-1,表观活化能为69.47 kJ/mol。     

以PEG为模板剂制备Bi2O2CO3及其可见光光催化性能

以聚乙二醇-6000（PEG-6000）为模板剂水热法制备碳酸氧铋（p-Bi2O2CO3）粉末，采用x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见漫反射（DRS）对粉末进行了初步表征。在可见光（λ≥420nm）照射下，以罗丹明B（RbB）和水杨酸（SA）光催化降解实验为探针反应，实验结果表明，p-Bi2O2CO3具有较高的光催化活性，对RhB和SA有较好的降解效果。通过紫外-可见光谱（uV-Vis）、红外光谱（IR）和测定总有机碳（TOC）含量，光催化反应35h后RhB的矿化率为77％，同时对SA的降解率达到43％。同时，采用N，N-二乙基对苯二胺（DPD）分光光度法和对苯二甲酸荧光光度法分别测定了降解过程中H2O2和羟基自由基（·OH）的变化，表明p-Bi2O2CO3／Vis光催化降解机理涉及到·OH历程。     

固定化催化剂TiO2膜光催化降解三氯乙醛的研究

研究了负载于玻璃上的固定化催化剂TiO2膜光催化降解水中三氯乙醛的效果,探讨了TiO2膜光催化降解三氯乙醛的机理,考察了溶液pH值和三氯乙醛初始浓度埘TiO2膜光催化降解三氯乙醛的影响,并研究了固定化催化剂TiO2膜光催化降解三氯乙醛的动力学.结果表明,固定化催化剂TiO2膜光催化降解水中三氯乙醛的效果良好,当三氯乙醛初始浓度为2.25 mg/L时,在紫外光照时间3 h下,三氯乙醛的降解率高达100%.在相司紫外光照时间下,三氯乙醛的光催化降解率随着三氯乙醛初始浓度的增大而下降.在溶液pH=6.5时,三氯乙醛的降解效率最高.固定化催化剂TiO2膜光催化降解三氯乙醛的反应遵循一级反应动力学,反应速率常数随三氯乙醛初始浓度的增大而减小.     

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。     

Fe^3＋掺杂TiO2/凹凸棒复合材料的光催化性能

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe^3＋掺杂TiO2/凹凸棒（Fe^3＋-TiO2/ATP）复合光催化剂材料。在可见光条件下,以亚甲基蓝（MB）溶液的光催化降解反应,评价了样品的光催化性能,研究了TiO2负载量、Fe^3＋掺杂量和焙烧温度对复合材料光催化性能的影响。在单因素实验的基础上,采用正交实验设计（L25（53））优化了催化剂的制备条件。光催化实验结果表明,MB在复合材料上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood（L-H）动力学模型。正交实验结果表明,当TiO2负载量为15%、Fe^3＋掺杂量为0.5%和焙烧温度为550℃时,得到的复合材料对MB的光催化降解效率最佳,测得表观反应速率常数kapp为6.09×10^-3min^-1,反应4 h后MB的降解率（Dt）可达75.88%,相同实验条件下与P25（1.51×10^-3min^-1）相比较,反应速率提高了4.03倍,降解率提高了45.05%。另外,复合材料的沉降性能优于P25,易于分离,是一类有应用前景的复合光催化剂。敏世雄王芳魏立强王永生冯雷佟永纯韩玉琦     

TiO2光催化降解水中土霉素的动力学研究

环境中抗生素的出现及其引起的危害正受到越来越多的关注。以高压汞灯为光源，选用较为广泛的抗生素土霉素（OTC）为处理对象。考察了初始质量浓度、反应过程中光照、催化剂投加量、溶液起始pH、溶液中DOM和NO^-₃对光催化降解的影响，研究了其光降解动力学。结果表明，TiO₂光催化氧化法能够有效去除水中半微量的OTC，OTC的光降解过程符合一级反应动力学模型；UV/TiO₂联用工艺对TOC也有很好的去除效果，反应90 min，TOC去除率可达74%；OTC的初始浓度从30 mg/L增大到90 mg/L，反应速率从0.0619 min^-1降低到0.0130 min^-1；随着光催化剂投加量的增大，光降解速率常数先增大后减小；增加溶液的pH值，速率常数逐渐减小；溶液中的DOM和NO^-₃也可以影响光降解效率。     

复合型CoO／TiO2光催化剂降解亚甲基蓝动力学研究

以钛酸四丁酯为前驱体，采用溶胶凝胶法，制备了CoO掺杂的TiO2光催化剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外可见漫反射（UV—visDRS）对催化剂进行了分析、表征。以中压汞灯为光源，研究了亚甲基蓝（MB）在CoO／TiO2微粒水悬浮液中的降解动力学。结果表明：所制备的催化剂活性组分主要是锐钛矿型的二氧化钛和CoO固溶体，粒径为25～30nm，分布均匀。亚甲基蓝的光催化降解动力学满足一级动力学，在一定的浓度范围内，反应速率常数随初始浓度增大而减少，适当的掺钴量可以有效地提高TiO2光催化活性，其最佳掺杂量重量百分比为0．25％。     

Photocatalytic degradation of the herbicide erioglaucine in the presence of nanosized titanium dioxide: comparison and modeling of reaction kinetics

The present work mainly deals with photocatalytic degradation of a herbicide, erioglaucine, in water in the presence of TiO2 nanoparticles (Degussa P-25) under ultraviolet (UV) light illumination (30 W). The degradation rate of erioglaucine was not so high when the photolysis was carried out in the absence of TiO2 and it was negligible in the absence of UV light. We have studied the influence of the basic photocatalytic parameters such as pH of the solution, amount of TiO2, irradiation time and initial concentration of erioglaucine on the photodegradation efficiency of erioglaucine. A kinetic model is applied for the photocatalytic oxidation by the UV/TiO2 system. Experimental results indicated that the photocatalytic degradation process could be explained in terms of the Langmuir-Hinshelwood kinetic model. The values of the adsorption equilibrium constant, K, and the second order kinetic rate constant, k, were 0.116 ppm-1 and 0.984 ppm min-1, respectively. In this work, we also compared the reactivity between the commercial TiO2 Degussa P-25 and a rutile TiO2. The photocatalytic activities of both photocatalysts were tested using the herbicide solution. We have noticed that photodegradation efficiency was different between both of them. The higher photoactivity of Degussa P-25 compared to that of rutile TiO2 for the photodegradation of erioglaucine may be due to higher hydroxyl content, higher surface area, nano-size and crystallinity of the Degussa P-25. Our results also showed that the UV/TiO2 process with Degussa P-25 as photocatalyst was appropriate as the effective treatment method for removal of erioglaucine from a real wastewater. The electrical energy consumption per order of magnitude for photocatalytic degradation of erioglaucine was lower with Degussa P-25 than in the presence of rutile TiO2.     

纳米TiO2光催化氧化去除水中痕量双氯芬酸的研究

以TiCl4为前驱体,采用水解法经不同温度煅烧制备了具有不同理化性能的纳米TiO2光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、物理吸附仪、紫外—可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)等手段对纳米TiO2的晶相结构、粒径、孔径分布以及禁带宽度等进行了表征。以蒸馏水配制的双氯芬酸溶液为目标物,进行了纳米TiO2光催化氧化去除双氯芬酸的活性测试,研究了纳米TiO2的理化性能与光催化氧化活性之间的关系。结果表明,经400℃煅烧制得的纳米TiO2样品具有最高的光催化氧化活性,其在紫外光照射60min下对双氯芬酸的去除率为98%左右,比单独紫外光照射高出85百分点。纳米TiO2光催化氧化去除双氯芬酸的反应近似一级反应动力学模型,其中经400℃煅烧制得的纳米TiO2光催化氧化去除双氯芬酸的表观反应速率常数为0.054 54min-1,是普通商用TiO2的2倍左右,与德国Degussa P-25TiO2的光催化氧化活性最相近。     

3种染料化合物在UV-TiO2/H2O2和UV-TiO2体系中的光催化降解研究

采用自制的TiO2膜和平板式固定床型光催化氧化反应装置,对甲基橙、茜素红和罗丹明B 3种含有不同生色基团的染料化合物进行了TiO2光催化氧化降解研究,通过对照测定降解过程中吸光度、电导率、pH的变化,分析了在加入和不加入H2O22种情况下降解过程的异同,比较了3种染料化合物脱色的难易程度,揭示了降解产物中无机离子的变化规律及某些可能的产物类型.     

外负载Ce-TiO_2/活性炭复合体对亚甲基蓝光催化

用超临界流体沉积法处理过的活性炭（AC）为载体,钛酸丁酯为前驱物,硝酸铈为掺杂剂,乙醇为溶剂,制备了外负载TiO2-Ce/Csurf复合材料。在紫外灯照射下,以亚甲基蓝溶液为标准模拟降解物,研究了复合体不同热处理温度、不同浓度、不同亚甲基蓝浓度、不同铈掺杂量以及不同反应温度对光催化性能的影响。结果表明：外负载催化剂的催化性能要高于纯TiO2和体负载催化剂。铈离子掺杂能抑制TiO2晶粒生长,阻碍了TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变。当铈离子掺杂量为1.5%,热处理温度为600℃,亚甲基蓝溶液初始浓度为5.5 mg/L,样品浓度为1.5 g/L时,光催化性能最好。     

新型可见光催化剂BiVO4降解中成药制药废水

以Bi（NO3）3.5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法制备了新型可见光BiVO4催化剂,并用X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱（IR）和紫外-可见光漫反射光谱（UV-vis DRS）对产品进行了结构表征,并将其应用于光催化降解中成药制药废水降解反应中,通过正交实验和单因素分析,考察了催化剂用量、空气流量、溶液pH值和助氧化剂H2O2对制药废水COD去除率、脱色率的影响。实验结果表明,水热产品属于单斜晶系BiVO4,其带隙能为2.41 eV,并具有良好的可见光催化活性。对于经10倍稀释的制药废水,BiVO4添加量为2 g/L,通氧量为120 L/h,助氧化剂H2O2添加量为1 mL,不改变废水pH值,在400 W金属卤化物灯离液面11 cm照射反应180 min的条件下,制药废水的COD去除率为94.3%,脱色率为95.6%,得到了较好的降解。