磷钨酸/凹凸棒石复合催化剂光催化降解苯

采用溶胶-凝胶法制备了凹凸棒石负载磷钨酸复合催化剂,利用XRD、SEM、BET对其进行表征,并探讨了该催化剂对气相苯的降解情况。考察了苯的初始浓度、光照时间以及外界气体对苯降解的影响。研究结果表明,PW/ATP复合催化剂具有良好的光催化活性,当PW/ATP复合催化剂用量为1 g,254 nm紫外光辐射4 h后对初始浓度为265.50 mg/m~3的苯的降解率可达到68.4%。PW/ATP复合催化剂对苯的降解过程中,凹凸棒石主要是为苯提供大量的吸附位点,主要降解机理是磷钨酸电子-空穴对的生成和生成具有氧化性的自由基。     

玻璃弹簧负载TiO2光催化降解甲醛的影响因素

利用自制间歇式光催化气体反应器体系作为反应场所,以玻璃弹簧负载TiO₂溶胶作催化剂,在紫外光照射下降解室内污染气体甲醛,探讨了催化剂的酸度、反应器内湿度、甲醛气体浓度和反应时间等因素对甲醛降解率的影响.结果表明:玻璃弹簧负载TiO₂并经pH5的蒸馏水酸浸后作催化剂对甲醛的降解效果最好,90 min内降解率达到57.26%;反应器内的湿度约为50%时甲醛降解率最高,反应90 min时达到82.20%;在0.46～8.10 mg/m3内,初始ρ(甲醛)为5.51 mg/m3时的降解率最高,150 min内达95.10%;延长反应时间,甲醛降解率上升幅度逐渐减小;通过计算降解后甲醛的残余量可知,TiO₂光催化方法可以有效降解甲醛,并能使0.46 mg/m3以内的ρ(甲醛)在150 min内达到国家标准.      

PW_(12)/SiO_2光催化降解水中苯酚

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载H3PW12O40催化剂,并采用红外光谱、XRD及BET对其进行了表征。研究了其对水中苯酚的光催化降解性。讨论了负载催化剂用量、光照时间对苯酚和TOC去除率的影响。结果表明:PW12/SiO2负载型催化剂用量为3g/L,光照6h,10mg/L苯酚水溶液中苯酚去除率为93.06%,TOC去除率为73.20%。PW12/SiO2多相光催化10mg/L苯酚水溶液降解反应和苯酚水溶液直接光解反应均为一级动力学反应。     

Pt负载暴露(001)晶面Bi2WO6催化剂合成及光催化性能

通过水热法制备了暴露（001）晶面的Bi₂WO₆纳米片,利用光还原法将Pt纳米颗粒负载于其表面.选择苯甲醇氧化和罗丹明B（RhB）降解为探针反应,评价了催化剂的光催化性能.在苯甲醇氧化实验中,Pt负载暴露001晶面的Bi₂WO₆样品的苯甲醇转化率为20.7%,约为未负载样品的2倍.在RhB降解实验中,Pt负载样品在光照40min后对RhB的矿化率可达81.1%,而未负载样品RhB矿化率仅为55.8%,表明Pt负载样品具有更优的降解速率和矿化能力.催化剂性能的提升归因于高能晶面暴露和Pt负载的协同作用.Pt纳米颗粒的负载作为助催化剂增加了催化剂表面的活性位点,同时提高了晶面光生电子空穴对的分离和迁移效率.     

Pt负载暴露(001)晶面Bi2WO6催化剂合成及光催化性能

通过水热法制备了暴露（001）晶面的Bi₂WO₆纳米片,利用光还原法将Pt纳米颗粒负载于其表面.选择苯甲醇氧化和罗丹明B（RhB）降解为探针反应,评价了催化剂的光催化性能.在苯甲醇氧化实验中,Pt负载暴露001晶面的Bi₂WO₆样品的苯甲醇转化率为20.7%,约为未负载样品的2倍.在RhB降解实验中,Pt负载样品在光照40min后对RhB的矿化率可达81.1%,而未负载样品RhB矿化率仅为55.8%,表明Pt负载样品具有更优的降解速率和矿化能力.催化剂性能的提升归因于高能晶面暴露和Pt负载的协同作用.Pt纳米颗粒的负载作为助催化剂增加了催化剂表面的活性位点,同时提高了晶面光生电子空穴对的分离和迁移效率.     

TiO2多孔性薄膜光催化降解低浓度甲醛

采用不锈钢丝网负载TiO₂多孔性薄膜光催化剂,在间歇式循环光催化反应系统中研究了气相中低浓度甲醛的光催化降解,考察了催化剂载体、催化剂镀膜次数、甲醛初始浓度和光源等因素的影响,并对光催化剂的稳定性进行了研究.结果表明,甲醛降解率随着丝网目数的增加而增大;丝网使用数量的增多会提高甲醛降解率,但其影响随着丝网数量的增多而逐渐减弱;催化剂镀膜次数从1次增加到6次时,光催化剂的活性先上升后下降;当甲醛初始浓度在1.34～10.72mg/m³范围内增加时,甲醛的浓度变化值相应明显增大,但甲醛降解率先升高继而下降;光源采用杀菌灯时甲醛降解率比黑光灯时约高出19.0%,增大光强度使甲醛降解率提高了20.5%;光催化剂连续使用4次后,仍保持较高的催化活性.     

负载型TiO_2/ZSM-5的制备及其光催化降解亚甲基蓝

以ZSM-5粉末为载体,钛酸四丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,制备了TiO2/ZSM-5光催化剂。用XRD,SEM等分析手段对催化剂的物相,形貌进行了表征,并通过对亚甲基蓝染料废水进行的光催化降解实验,讨论了催化剂用量,溶液的pH,污染物初始浓度等因素对催化剂光催化活性的影响。结果表明,ZSM-5粉末负载TiO2催化剂有很好的吸附和光催化性能,并可以多次回收重复使用,在催化剂投加量为0.2 g/L,溶液pH=5,污染无初始浓度为50 mg/L的条件下,光催化效果最佳,300 min后的降解率可达99.47%。     

复合催化剂对气相苯和甲苯的光催化降解研究

研究了在无催化剂、纯锐钛矿、纯金红石以及复合催化剂时苯和甲苯的光催化降解情况,考察了反应物初始浓度以及不同催化剂组成时苯和甲苯的光催化降解. 结果表明,使用锐钛矿催化剂,苯和甲苯降解效率都有很大提高,而使用金红石催化剂,苯和甲苯降解效率提高的幅度不大,这主要与锐钛矿和金红石的晶体结构有关. 在无催化剂和以金红石为催化剂时,甲苯比苯更容易降解;以锐钛矿为催化剂时苯比甲苯更容易降解. 初始浓度对苯和甲苯的光催化降解过程有一定的影响,在低浓度时降解速率较快,而在高浓度时降解速率较慢. 在锐钛矿催化剂中掺入一定量的金红石可提高催化剂的光催化活性. 对于苯,锐钛矿80%、金红石20%的复合催化剂光催化活性最高;而对于甲苯,锐钛矿90%、金红石10%的复合催化剂光催化活性最高.     

TiO2柱撑膨润土光催化气相甲苯的活性研究:湿度对活性的影响与催化剂结构的关系

采用溶胶法合成TiO2柱撑膨润土复合光催化剂.N2吸附.脱附(BET)结果表明,573、673、773 K热处理后的催化剂,比表面积分别为140.15、110.13、88.38 m2/g.在气相光催化甲苯的连续系统中,研究湿度对催化剂活性的影响.结果表明,在研究范围内,水分子与甲苯在催化剂表面发生竞争吸附,导致光催化活性随着湿度的增加而降低.光催化反应符合L-H模型.573、673、773 K热处理后的催化剂,对水蒸气的吸附常数分别为2.8×10-5、4.1×10-5、1.8×10-4m3·mg-1.573 K热处理后的催化剂,在较低湿度条件下其催化活性不及673 K、773 K热处理后的催化剂,在高湿度下其活性却最佳,即它抗湿度影响的能力最强.采用热解析法测得了催化剂对甲苯的吸附性,当相对湿度从25%增至75%时,573、673、773 K热处理后的催化剂对甲苯的吸附量分别从184.8、130.5、77.6 μg/g降到3.25、1.92、1.65μg/g.随着比表面积的增加,催化剂对污染物的吸附性能增加.因而相应的表观水蒸气吸附常数减少,抗湿度影响的能力增强.实验结果表明在Ti02柱撑膨润土光催化气态污染物的实际应用过程中,要考虑环境湿度和催化剂结构,选择环境湿度下催化性能最佳的催化剂.     

LED联合玻璃纤维光催化填料对苯酚的降解研究

以钛酸四丁酯为原料,采用浸渍提拉法制备了负载TiO₂的玻璃纤维光催化填料,考察溶液初始pH值、苯酚初始浓度、UV-LED消耗功率以及曝气强度对光催化降解效果的影响.结果表明,在溶液pH=3、苯酚初始浓度为10mg/L、UV-LED输出功率为2.968W,曝气强度为1.8L/min时,光催化反应装置对苯酚的降解率可达97.05%,降解过程遵循准一级反应动力学.此外,该反应装置的能耗较低,催化剂负载的牢固性较好.     

异质结型SnO2-TiO2纳米纤维光催化降解柴油机多环芳烃

采用同轴静电纺丝法制备了SnO_2-TiO_2纳米纤维,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)和紫外-可见光谱能谱仪(UV-Vis),表征了SnO_2-TiO_2纳米纤维相组成和微观形貌,评价了催化剂表面化学形态和吸光特性,研究了SnO_2含量、光源条件、温度和催化稳定性对降解萘污染物的影响规律.结果表明,催化剂Sn25对萘降解效率最高.在暗光、可见光和紫外光条件下,萘降解效率分别为13.8%、37%和98%.Sn25对萘降解稳定率(标准差率)为0.36%.利用催化剂Sn25对柴油机尾气中多环芳烃(PAHs)排放污染物光催化降解应用发现,Sn25对低苯环PAHs、中苯环PAHs和高苯环PAHs的平均催化降解效率分别为80.2%、75.4%和60.2%.表明SnO_2-TiO_2纳米纤维具有较强光催化降解多环芳烃污染物能力.     

水热法制备负载型TiO2膜降解气态苯的研究

以苯为目标污染物,玻璃弹簧负载型TiO2膜为催化剂,在紫外线照射下,探讨了自制反应器内湿度、苯气体的流速和初始浓度对降解效果的影响。结果表明：气体流速为5L／min时苯的降解效率为74．6％,湿度为30％时苯的降解效率为81．6％,初始浓度为0．158mg／L时苯的降解效率为94％,在这三种情况下苯的降解效果最好。     

无水条件下气相三氯乙烯的光催化降解机理

研究无水条件下气相三氯乙烯的光催化降解反应及其机理,结果表明三氯乙烯的降解产物对ＨＣｌ,ＣＯ２及其Ｃｌ２,,光催化降解速率方程符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ公式,提出了无水条件下ＴＣＥ的光催化降解机理为空穴直接氧化机理。     

苯在TiO2上的气相光催化反应性能

在一个循环式光反应系统中进行了苯的气相光催化实验.考察了催化剂与反应物的接触面积,催化剂用量和苯的初始浓度对苯光催化氧化反应的影响.结果表明,催化剂与反应物的接触面积和光强度的共同作用是影响苯光催化降解速度的主要因素.实验条件下,催化剂接触面积增加2倍,反应时间缩短260min.再将光强度提高1倍,反应时间缩短320min;催化剂用量对反应过程的影响主要是催化剂层吸附能力的影响,随着催化剂用量的增加这种影响逐渐减弱.当催化剂用量从0.1g增加到0.5g时,反应时间缩短100min,而从0.5g增加到1.5g时只缩短20min;当系统中苯的浓度较低时,随着初始浓度的增加反应中苯的浓度变化增大,但在高浓度系统中初始浓度的影响不明显.     

MOFs衍生CuO/ZnO催化剂的制备及其光催化性能的研究

利用Cu₃(BTC)₂为材料模板制备金属氧化物CuO,通过光沉积引入Zn2+煅烧合成双金属氧化物催化剂CuO/ZnO,研究了该催化剂在可见光条件下对罗丹明B的光催化降解性能,确定了罗丹明B在降解过程中的主要活性物种,并利用液相原位红外技术探究其降解机理。结果表明:MOFs衍生物CuO/ZnO催化剂具有优良的光催化降解能力,可见光响应150 min后,对10 mg/L罗丹明B的降解率最高达到67.56%以上,其中发挥主要作用的活性物种是超氧自由基·O₂-;经过5次循环实验后降解率仍在50%以上,证明该材料具有较好的可重复利用性。通过液相原位红外光谱检测,分析推断罗丹明B分子在降解过程中存在乙基、羧基和苯环芳香环结构的破坏以及氨基副产物的释放过程。该研究结果可为高效光催化体系的开发及污染物降解机理的研究提供参考。     

相对干燥条件下甲苯,苯和氯仿的光催化降解

研究了甲苯,苯和氯仿3种挥发性有机物在相对干燥条件下的动态气相光催化降解,考察了进口浓度,流量(停留时间),催化剂,光源等因素的影响.研究表明,在较低污染物浓度,流量小于0.2L/min(停留时间大于3.825min)时,甲苯,苯和氯仿的光催化去除率均大于90%,遵循一级反应动力学,甲苯和苯的半衰期分别在1.0～1.34min和0.65～1.1min;在研究的负荷范围内,甲苯和苯的去除量随负荷增加达到一个最大值,而氯仿则一直随之增大;催化剂的光催化性能与污染物种类有关,同样功率的杀菌灯效果好于黑光灯.     

含钛高炉渣制光催化剂降解水中2,4-二氯酚的研究

以攀钢含钛高炉渣为原料制备了光催化剂,并将其用于降解水中2,4-二氯酚,研究了光催化剂投加量、光照强度、反应物浓度、反应时间对2,4-二氯酚降解率的影响。结果表明:高炉渣制光催化剂对2,4-二氯酚具有良好的光催化效果,在催化剂投加量为0.3g/L,光照时间为2h的条件下,浓度为50mg/L的2,4-二氯酚的降解率达到了77.1%。通过反应的动力学分析,确立出高炉渣制光催化剂对水中2,4-二氯酚的降解反应为一级反应。对2,4-二氯酚的光催化降解产物进行分析发现,苯环上的C—Cl键被光催化剂产生的羟自由基·OH氧化断裂,氯取代基成为游离Cl-存在于溶液中,2,4-二氯酚被·OH降解生成中间小分子有机产物,这些小分子有机物再进一步被光催化降解。     

低温条件下基于TMVOC的土壤气相抽提技术数值模拟

为研究低温条件下土壤气相抽提技术对包气带中苯系物的去除效果、解决修复技术有效性评估等难题,基于TMVOC模型模拟砂箱试验,从浓度梯度、相间转化、饱和度变化等方面分析土壤气相抽提技术对污染物空间分布规律的影响机理.结果表明,TMVOC模拟苯系物浓度的计算值与试验测量值的拟合效果较好;低温条件下,砂箱土体中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯的去除率分别为89.8%、71.3%、29.7%、14.4%.两次抽提过程中,苯在"气-液-NAPL（non-aqueous phase liquid）"三相中的质量均减少,减少比例近似为2:7:1,苯在液相中的质量减幅最大;在间歇期,苯由"NAPL相"以近似3:7的比例向"气、液"两相运移.在砂箱土体上部和中部NAPL相饱和度保持为0,"气-液"两相共存,间接表明苯系物在"气-液"两相间发生运移;在砂箱土体底部污染源附近"气-液-NAPL"相共存,间接表明苯系物在"气-液-NAPL"相间发生运移,抽提作用使得气相与液相饱和度升高、NAPL相饱和度降低.