漂珠为载体TiO_2/SiO_2膜的制备及性能研究

以漂珠为载体,探索采用液相沉积法制备TiO2/SiO2膜最佳条件。在自制的光催化反应器中,在相同的条件下,以酸性嫩黄和难处理的焦化废水为目标降解物,做了TiO2/SiO2和TiO2两种膜的光催化氧化对比试验。结果表明,与单一TiO2膜比较,以漂珠为载体,采用液相沉积法制备的TiO2/SiO2改性膜具有较高的光催化氧化性能。     

纳米ZnO光催化剂的制备及性能研究

以Zn(CH3COO)2·H2O和NH4HCO3为原料,以室温固相反应和微波辐射技术相耦合的方法制备出粒径在19nm左右的ZnO光催化剂,同时以活性艳兰KN-R为模拟染料废水考察了所制备纳米ZnO的光催化性能。结果表明,所制备纳米ZnO具有良好的光催化活性,在适宜的操作条件下,活性艳兰KN-R的脱色率在96%以上,COD的去除率在69%以上。此外,在染料的浓度为30～100mg/L时,ZnO/UV体系光催化降解活性艳兰KN-R符合一级反应动力学模型。     

纳米TiO_2光催化降解糠醛废水

以廉价无机盐为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2光催化剂,研究其对糠醛废水的光催化降解过程。实验结果表明,糠醛废水的光催化降解率受反应条件的影响较大,其最佳工艺条件为:进水COD浓度550 mg/L(其中乙酸含量约100 mg/L),光催化剂用量1.0 g/L、反应时间9 h。在此条件下,糠醛废水中的COD和乙酸的去除率分别为69.3%,60.8%。     

ZnFe2O4/SBA-15制备及光催化降解亚甲基蓝

文章采用浸渍法制备了一系列ZnFe_2O_4/SBA-15纳米复合材料,通过XRD、XPS、N2吸附-脱附、UV-Vis DRS、SEM、TEM等分析方法对制备的材料进行表征。结果表明,复合材料中的SiO2具有介孔结构,ZnFe_2O_4纳米粒聚集在SiO2的外表面或进到孔道中,且仍呈现六方尖晶石结构,UV-Vis DRS表明ZnFe_2O_4/SBA-15纳米复合材料增强了对可见光的吸收,提高了对太阳光利用效率;ZnFe_2O_4/SBA-15对亚甲基蓝染料废水具有良好的吸附性能和光降解性能,且催化剂可通过磁分离技术有效的分离和回收。     

Cu/TiO_2/SiO_2纳米复合薄膜光催化降解氨气性能的研究

采用溶胶-凝胶结合γ-射线辐射法制备了Cu/TiO2/SiO2纳米介孔复合薄膜。X-射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),紫外-可见光谱(UV-vis)及X-射线光电子能谱(XPS)表征显示单质金属铜与锐钛矿型TiO2纳米粒子较均匀地分布在非晶SiO2介孔基体的孔洞之中。光催化降解氨气的实验结果表明该三元复合薄膜具有良好的光催化性能,与未掺杂铜的TiO2/SiO2二元复合薄膜相比,铜纳米粒子的掺入可将其光催化性能提高18%以上。     

载银TiO_2可见光降解活性蓝染料废水研究

以溶胶-凝胶法制备了Ag/TiO2纳米催化剂,以日光色镝灯为光源,研究了活性蓝M-2GE模拟染料废水的可见光降解,考察了不同条件对可见光降解的影响。实验结果表明,该方法制备的TiO2、Ag/TiO2催化剂粒径约20～30nm,主要以锐钛矿相存在;光催化反应的最佳条件为:催化剂载Ag量2%,投加量为2g/L,pH值在2～6;在最佳的反应条件下,活性蓝的脱色率达98%,TOC去除率达70%;在实验的浓度范围内,服从一级反应动力学,随着染料溶液浓度的增大,表观速率常数不断降低。     

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%。     

Bi2MoO6/纳米棒ZnO异质结对MB的可见光-压电协同降解性能研究

采用水热法合成了一系列不同负载率的Bi₂MoO₆/纳米棒ZnO复合光催化剂.通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS、UV-Vis、EPR和PL等分析技术对合成的样品进行表征.在光/超声波条件下,以亚甲基蓝（MB）为目标降解物评价其压电-光催化性能.结果表明：Bi₂MoO₆/ZnO纳米棒（BZ-0.6）的降解速率常数约为ZnO传统光催化的9.25倍,其性能提升的主要原因在于ZnO的压电效应与Bi₂MoO₆/ZnO界面形成的异质结的耦合,有效地促进了电子和空穴的分离和转移.此外,同实验条件下,循环利用5次后Bi₂MoO₆/ZnO复合光催化剂降解率仍保持良好的稳定性.     

TiO_2/SiO_2复合体光催化降解染料废水的试验

通过光催化剂TiO2／SiO2的复合体处理染料废水的模拟实验,讨论了Si／Ti比值、pH值和焙烧温度,对处理模拟染料废水效能的影响。结果表明：在焙烧温度为700℃条件下制得的Si／Ti比值为1：7的TiO2/SiO2复合体,pH值为9时,光催化降解模拟有机染料废水的效果最佳。     

AgCl/ZnO/GO光催化降解甲基橙的性能研究

为了提高ZnO对偶氮染料污染物的光催化降解效率,以AgCl和GO（氧化石墨烯）作为改性剂,通过水热法和化学沉积法制备了AgCl/ZnO/GO光催化材料,采用XRD、SEM、XPS、UV-Vis方法对材料的物相组成、微观形貌及光学特性进行表征;以MO（甲基橙）为目标污染物,探究其在可见光下的催化降解性能,考察AgCl含量、催化剂投加量、pH对其可见光催化活性的影响.结果表明:①AgCl的沉积和GO的负载增强了ZnO对可见光的响应能力,提高了光生电子-空穴产生、分离效率,同时增加了材料的分散性及其对MO的吸附率,因此AgCl/ZnO/GO光催化材料对MO有良好的可见光催化降解效率.②AgCl/ZnO/GO对MO的催化降解效率随着AgCl含量的增加而增加,随着催化剂投加量的增加呈先增后降的趋势,溶液pH对其降解效果有一定影响,但不显著.③当AgCl/ZnO（二者物质的量的比）为2:1、AgCl/ZnO/GO投加量为70 mg、pH为7、室温下经过可见光照射50 min后,AgCl/ZnO/GO对质量浓度为10 mg/L的MO的降解率可达98.93%;此外,该催化剂重复使用4次对MO仍具有88%的去除率,显示出良好的稳定性.因此,AgCl/ZnO/GO是一种高效、稳定的可见光光催化剂,在废水净化方面具有良好的应用前景.      

溶胶-凝胶法制备分子筛／SiO2对氨氮的吸附研究

试验研究一种新型的复合材料对废水脱氮的能力,该种材料主要是由分子筛和几种有机和无机材料通过一定的条件合成,以达到节约成本提高利用率的作用。采用溶胶一凝胶法制备分子筛／SiO2复合材料,采用纳试试剂光度法为检测方法,考察了分子筛／SiO2在静态条件下对水中氨氮的吸附性能。通过几组对比试验,如分子筛单体脱氮的实验,分子筛／SiO2复合材料和二氧化硅单体脱氮的实验,实验中测定了时间、pH值、投加量等因素对脱氮除磷的影响,得出最佳吸附条件。结果表明,pH在4～7时对氨氮有较好的吸附性能,吸附符合Langmuir吸附模型,产生了复合效应。     

金属丝网负载TiO_2光催化降解染料废水

通过溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛,采用浸渍提拉的方法将TiO2固定在金属丝网上,通过掺杂碳黑获得高比表面的催化薄膜,用比表面仪、X-ray衍射仪进行表征。设计了光催化降解染料废水的反应装置,探讨了制备工艺和光催化反应条件对催化性能的影响。结果表明:在pH值为4.0、加入2.5mL/LH2O2的反应条件下,用400℃热处理温度、镀膜4次的催化薄膜对染料脱色率达92.4%,COD去除率达75.6%。     

纳米TiO_2光催化降解印染废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2光催化剂,并用X射线衍射仪和扫描电镜对制备的TiO2进行结构表征。详细考察了照射时间、废水初始浓度、TiO2用量、pH、光源种类、H2O2、H2O2/Fe2+对实际印染废水的降解效果。研究结果表明:当反应时间为3h时,印染废水COD去除率为95.9%,脱色率达100%;印染废水的脱色率和COD去除率与印染废水的初始浓度成反比关系;TiO2光催化剂最佳用量为80mg/L;印染废水最佳降解的pH为6.0。当添加辅助氧化剂H2O2用量为600mg/L时,能进一步提高印染废水的COD去除率,特别是H2O2和Fe2+共同作用下,COD去除率达到99.%。     

催化湿式氧化法降解活性艳蓝的研究

以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂的非均相催化氧化体系处理活性艳蓝KN-R。考察了反应时间、反应温度、pH和Fe2O3/γ-Al2O3投加量等因素对降解效果的影响。结果表明,染料初始浓度为200mg/L时,在温度150℃、压力0.5MPa、H2O233mg/L、pH=6,反应时间1h,Fe2O3/γ-Al2O3投加量为8g/L的最佳条件下,活性艳蓝KN-R色度几乎完全去除,TOC和COD去除率分别为95.6%和82.5%。     

改性钛基PbO2电极对有机污染物的降解性能——以甲基橙和4-硝基苯酚为例

采用溶胶-凝胶法和电化学沉积法制备了Ti/SnO₂-Sb/Ce-PbO₂电极,并对制备的电极表面形貌、晶体结构和电化学性能进行了分析,进一步探究了该电极对甲基橙和4-硝基苯酚的降解效果.结果表明,由Ce改性的Ti/SnO₂-Sb/Ce-PbO₂电极具有稳定的结构和更好的电化学活性,析氧电位可达1.56V.在电极间距为2cm,电流密度为30mA/cm²,目标污染物的浓度为100mg/L,电解质浓度为0.10mol/L时,作用120min后,Ti/SnO₂-Sb/Ce-PbO₂电极对甲基橙和4-硝基苯酚的降解率分别达到了99.59%和96.16%,180min后TOC的去除率分别达到了56.71%和54.87%,研究结果为该电极降解有机污染物提供了一定的技术支撑.     

可见光响应Pr3+:Y2SiO5/ TiO2薄膜的制备

目的研究层涂法制备Pr~(3+):Y_2SiO_5/TiO_2复合薄膜的结构与可见光催化性能。方法分别以钛酸丁酯(TBOT)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过溶胶-凝胶法制得TiO_2凝胶和Pr掺杂的Y_2SiO_5凝胶,以碳纤维为薄膜载体,并通过浸渍提拉法制备Pr~(3+):Y_2SiO_5/TiO_2层涂薄膜,研究层涂法制备复合薄膜对复合薄膜结构、形貌以及光催化效果的影响。结果复合薄膜具有明显的分层界限,形貌较平整,有较少龟裂;复合薄膜性能受涂覆次序的影响较大。结论依次将Pr~(3+):Y_2SiO_5和TiO_2涂覆在碳纤维上的复合薄膜具有较好的光催化性能,可见光光照2 h,对亚甲基蓝的脱色率达到94%,其可见光催化效率高于TiO_2薄膜的59%。     

Efficient microwave-assisted photocatalytic degradation of endocrine disruptor dimethyl phthalate over composite catalyst ZrOx/ZnO

A highly active ZrOx/ZnO catalyst for microwave-assisted photocatalytic (MW/PC) degradation of endocrine disruptor dimethyl phthalate (DMP) has been prepared via cetyltrimethylammonium assisted hydrothermal method. The ZrOx/ZnO was characterized by XPS, XRD, UV-Vis, BET and SEM techniques. The XPS result showed that Zr oxides with different valences (+2, +3, +4) co-existed in ZrOx/ZnO. By using the ZrOx/ZnO (0.1 g), the TOC removal efficiency of DMP (100 mL of 50 mg/L) was 88% after 30 min reaction, which was about 15% higher than P25 TiO2. It was found that the removal process of DMP by MW/PC followed pseudo first-order kinetics in all cases, and ZrOx/ZnO significantly accelerated the degradation of DMP. The degradation half-life time of DMP was shortened 45% compared with P25 TiO2. A possible catalytic mechanism was proposed based on microwave response and interfacial charge transfer. ZrOx/ZnO could be reused for six times without obvious decrease in catalytic activity. The study offers new insights into designing highly efficient catalysts for MW/PC process and is applicable for MW/PC environmental remediation.     

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。     

纳米TiO_2/SiO_2复合颗粒催化性能研究

为了提高纳米TiO2粒子的光催化性能和可回收性,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/SiO2复合颗粒。利用XRD与比表面积测试仪,考察了热处理温度对复合颗粒的比表面积和其中纳米TiO2的粒度与晶型的影响情况,发现纳米TiO2的锐钛矿型转变温度由常规的350℃升高到600～700℃。研究了不同热处理温度的复合颗粒、不同Ti/Si比及其添加量对其光催化性能的影响,发现700℃下热处理2h,Ti/Si比为1.5的复合颗粒对100mg/mL的甲基橙溶液的光催化性能最好,其最佳使用量仅约为1.5g/L。