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.%。     

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%。     

TeO2掺杂TiO2催化超声降解甲基橙溶液的研究

采用自制的TeO2 掺杂TiO2 作为催化剂 ,研究了各种因素对TeO2 掺杂TiO2 催化超声降解甲基橙的影响。研究结果表明在TeO2掺杂TiO2 作用下超声降解甲基橙的效果明显优于非掺杂TiO2 的情况。 1 .5 %掺杂的催化剂用量在 1 .5～ 2 .0g/L之间 ,超声波频率 2 5kHz,输出功率 1 .0w/cm2 ,pH为 1 .0～ 3 .0时 ,初始浓度 2 0mg/L的条件 ,80min基本可全部降解 ,COD的去除率也达到了 99.0 %。     

A/O工艺处理高盐混合化工废水的启动研究

采用A/O(水解酸化+生物接触氧化)工艺接种生活污水处理厂普通活性污泥,研究生物膜法处理高盐混合化工废水的启动过程及处理效果。结果表明,采用分段连续挂膜法,3周即可快速完成挂膜;采用分阶段逐步加压驯化法,第一阶段以难降解物质为选择压力,进水COD浓度1 500 mg/L时,系统出水COD为50 mg/L左右,COD平均去除率95%,A池VFA平均增长率259.4%,酸化率26.8%;第二阶段以盐分为选择压力,含盐量14 g/L时,出水COD浓度保持在220~269 mg/L,COD平均去除率83%,A池VFA平均增长率231.9%,酸化率19.9%;整体驯化完成后,生物膜活性良好,胞外多聚糖浓度为5.4 mg/g MLSS,脱氢酶活性为3.1μg TF/(m L·h);通过扫描电镜观察,A池生物膜以长短不一的杆状菌为主并伴有少量球菌,O池中丝状菌、各种杆菌、球菌以及胞外聚合物在填料表面形成致密的生物膜。     

H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2可见光下光催化降解孔雀石绿的研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备TiO2光催化剂,然后浸渍法制备出H3PW12O40/TiO2复合型光催化剂,并运用XRD、SEM、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析.研究了可见光光照下H3PW12O40/TiO2对孔雀石绿降解的光催化活性,考察了浸渍量、催化剂用量、底物浓度、pH值对光催化降解率的影响.实验表明,在pH=5条件下,H3PW12O40/TiO2催化剂用量为0.3g.L-1,浓度为10mg·mL-1的孔雀石绿溶液在2L·min-1曝气、300W可见光下光照4h后光催化降解率为78%,比TiO2光催化活性提高了24%.     

纳米TiO2光催化降解海洋石油污染

以紫外灯为光源,考察了自制纳米TiO2在TiO2/H2O2光催化体系中降解海洋石油污染的效率.研究光催化降解催化剂用量、溶液pH值、污染物浓度以及催化时间等因素对光催化降解海洋石油污染的影响。结果表明,纳米TiO2/H2O2光催化体系能有效降解海洋石油污染,且比单独使用纳米TiO2光催化效果好,纳米TiO2光催化/H2O2体系中由于在紫外光的照射下H2O2分解为大量的.OH从而使得降解效率在短时间内大大提高。优化的光催化降解条件为:降解1 L油污染海水的催化剂用量为10 mg、油污染海水的初始浓度为120 mg/L、催化时间为30 min,当pH=6～7时,加入H2O2的体积(质量浓度为60%)为10 mL,油污染海水的降解率可达98.12%。     

超声强化非均相Fenton法处理甲基橙的研究

采用硅藻土负载Fe3+制备了非均相催化剂,并通过TiO2来提高催化剂的稳定性.研究了采用该催化剂的US/Fenton体系对甲基橙的降解效果.通过正交试验考察了pH值、H2O2浓度、催化剂投加量对处理效果影响的大小,分别为pH值＞H2O2＞催化剂.并通过单因素实验确定在最佳条件下:pH值=3,H2O2浓度为2 mmol/L催化剂投加量为2g/L,反应120min后,脱色率可以达到98%以上,COD的去除率也能够达到87.18%.此外Fe3+溶出实验表明TiO2可以提高催化剂的稳定性.     

TiO2光催化联合技术降解苯酚机制及动力学

主要研究了TiO2光催化体系结合H2O2或外加电催化(EC)体系对苯酚催化降解效率的影响,评价比较TiO2/UV、H2O2/UV、TiO2/UV/H2O2、TiO2/UV/EC体系下苯酚降解机制及动力学.结果表明,TiO2/UV/H2O2和TiO2/UV/EC体系下苯酚降解效率明显高于TiO2/UV体系,当苯酚溶液pH值为6,TiO2质量浓度0.2 g·L-1,紫外光照2 h,光催化降解效果达到86%,当电流密度为12 mA·cm-2,则苯酚可达到100%去除.比较了不同催化体系下的能量利用率,苯酚降解15 min,TiO2/UV/EC体系能量利用率最大为0.030 6 g·(kW·h)-1,其能量消耗为0.0640 kW·h-1,说明采用TiO2/UV/EC体系能更多地利用能量降解苯酚.通过不同催化体系下中间产物分析,建立苯酚及其中间产物对苯二酚、邻苯二酚和苯醌的拟一级降解动力学模型,通过模型验证各催化体系下苯酚的降解历程,同时也说明了TiO2/UV/EC体系有利于苯酚及其中间产物的降解.     

太阳光/硫掺杂TiO2体系对双酚A的氧化性能研究

利用小试试验研究了太阳光和硫(S)掺杂TiO2体系对水中双酚A(BPA)的降解效能及影响因素.结果表明,太阳光/S掺杂TiO2体系对纯水中BPA的去除效能较太阳光/TiO2体系显著提高,30 min时的去除率分别为79%和49%,且两体系对BPA的降解过程均很好地符合拟一级反应动力学模型;H2O2的投加量对两体系氧化BPA的性能均有显著的影响,但其最佳投加量不同(两体系的最佳H2O2浓度分别为20 mg/L和15 mg/L,太阳光/S掺杂TiO2比太阳光/TiO2体系高5 mg/L);较低的pH值有利于两体系中BPA的降解,pH为5.5时的反应速率常数比pH为8.5时高50%左右;腐殖酸会不同程度的降低两体系对BPA的降解速率,其影响均可以用二次方程来表示.此外,腐殖酸对太阳光/S掺杂TiO2体系的弱化作用要明显强于对太阳光/TiO2体系的,原因在于腐殖酸不仅会与BPA分子竞争.OH,而且会吸收部分可激发TiO2产生.OH的可见光.     

芬顿-混凝法去除印染废水中的苯胺类化合物

研究了芬顿(Fenton)-混凝法对于印染企业废水处理厂二沉池出水中苯胺类化合物在化学需氧量(COD)达标前提下的处理效果。结果表明,芬顿-混凝法适用于该印染废水尾水中COD与苯胺类化合物的综合达标(GB 4287-2012)去除。Fe2+、H2O2加入量对COD和苯胺类化合物的去除影响较大:当Fe SO4·7H2O与H2O2加入量分别为750 mg/L与1 m L/L时,30 min内废水中COD去除率达到69.5%,苯胺去除率达到100%,均可达到表二间接排放标准;当Fe SO4·7H2O与H2O2加入量分别为1 000 mg/L与1 m L/L时,30 min内废水中COD去除率能够达到83.9%,苯胺去除率达到100%,均可达到表二直接排放标准。研究还表明,混凝反应阶段p H的回调使用石灰对污染物的去除具有促进作用。     

响应面方法优化光催化降解抗生素类污染物过程研究

近年来抗生素类污染物对环境的影响及其生态毒性日益引起广大研究者的关注。对TiO2光催化降解典型抗生素类污染物磺胺二甲嘧啶（SMT）进行了研究。采用中心组合设计方法（CCD）进行试验设计,使用响应面方法（RSM）对光催化过程中的影响因素（TiO2浓度、初始磺胺二甲嘧啶浓度、双氧水浓度）进行了探讨和分析,并对反应过程进行了优化。优化结果表明,最佳反应条件为：TiO2浓度1.74 g/L、初始磺胺二甲嘧啶浓度20.0 mg/L、双氧水浓度106.28 mg/L,在优化条件下的磺胺二甲嘧啶光催化实际去除率为83.6%。响应面方法能够优化光催化条件,预测光催化结果,有利于优化光反应器的设计,对于工程化光催化水处理技术的发展具有一定的参考价值。     

二氧化钛纳米微粒的制备及对染料甲基紫的降解

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纳米级二氧化钛微粒。通过二氧化钛的XRD衍射分析的实验结果,利用X射线线宽法计算二氧化钛微粒的平均粒径为22nm。以甲基紫溶液做光催化降解实验,考察各种因素对光催化降解效果的影响。结果表明：在30W紫外灯照射下,甲基紫起始浓度10mg/L,催化剂用量1．0g／L,pH为3．0,100min即可降解92％。     

Photocatalytic degradation of L-acid by TiO2 supported on the activated carbon

Introduction Aromatic sulfonic acid, which is produced in large amounts in chemical industry since the end of 19th century, has been widely applied in many industrial processes, including the various steps of procedure (Alonso and Barcelo, 2000). Naphthalene- sulfonic acids are of importance as dye intermediates and commonly used in the textile auxiliary industry employing many azo dyes and pigments. Among them, 1-naphthol-5-sulphonic acid (L-acid) is widely used in the printing as the raw ma…     

活性炭纤维负载柠檬酸铁活化过硫酸氢钾降解罗丹明B的研究

以ACF（活性炭纤维）为载体,制备出一种新的非均相催化剂ACF@Cit-Fe/S〔将Cit-Fe（柠檬酸铁）负载在ACF表面并引入S元素〕,并采用SEM-EDS（电镜-能谱）、XPS（X射线光电子能谱）对其进行表征,研究其活化PMS（过硫酸氢钾）降解染料RhB（罗丹明B）的降解效果.结果表明:①ACF表面成功负载了Cit-Fe和S元素,Cit-Fe和S元素的掺杂增强了ACF催化PMS的性能,能有效降解染料RhB,反应120 min时RhB的脱色率达98%.②ρ（ACF@Cit-Fe/S）、c（PMS）对RhB降解有一定的影响,ρ（ACF@Cit-Fe/S）为0.5 g/L、c（PMS）为6 mmol/L是降解RhB（10 mg/L）的最佳投加量.③温度对RhB降解速率的影响符合阿伦尼乌斯模型,通过计算得出活化能为39.47 kJ/mol,降解过程是一个表面反应控制过程.④以叔丁醇、甲醇、苯酚为分子探针的自由基清除试验显示,SO₄-·（硫酸根自由基）和HO·（羟基自由基）是降解反应过程中主要的自由基,其主要存在于催化剂表面及其周围.研究显示,ACF@Cit-Fe/S能用于活化PMS的高级氧化体系中,ACF@Cit-Fe/S表面丰富的电子转移过程导致其活化PMS的能力增强,从而促进SO₄-·和HO·的产生,提高RhB的降解效率.      

活性炭负载TiO2催化剂对直接耐酸大红4BS溶液的光催化降解研究

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭负载型TiO2催化剂,采用了XRD、BET和SEM对催化剂进行表征。研究了催化剂对直接耐酸大红4BS的紫外光催化降解,比较了活性炭、P25和TiO2／AC对4BS溶液的降解能力,探讨了催化剂煅烧温度和投加量以及染料溶液的初始浓度对光催化降解率的影响,并对催化剂进行了回收再生实验。结果表明,500℃下煅烧的TiO2／AC催化剂比表面积为1147．88m^2／g、TiO2粒径为21．9nm、晶相组成以锐钛矿为主,具有良好的光催化活性和稳定性;90min后2g／L催化剂对150mg／L的4BS溶液紫外光催化降解率达到99．8％。     

TiO_2光催化降解活性艳兰KN-R的研究

以纳米TiO2为光催化剂,以活性艳兰KN-R为模拟染料废水,研究了溶液pH值、TiO2投加量、H2O2用量及染料初始浓度对染料脱色率的影响。结果表明,活性艳兰KN-R的脱色率随溶液pH值的升高及染料初始浓度的降低而增大;TiO2和H2O2的投加量均存在一个最佳值,在本实验条件下,它们分别为0.5g/L和2.0×10-2mol/L,低于或超过该值都会导致染料脱色率的下降。在适宜的操作条件下,活性艳兰KN-R的脱色率可达98%以上,化学需氧量(COD)的去除率在70%以上。     

CeO2掺杂TiO2催化超声降解活性大红的研究

选取活性大红染料为降解目标物,研究了用实验室合成的氧化铈掺杂二氧化钛为催化剂存在下的超声反应。研究结果表明,CeO2掺杂TiO2催化超声降解酸性大红的效果优于非掺杂的锐钛矿型TiO2的情况。在溶液pH1.0～3.0、活性大红质量浓度为20 mg/L、溶液用量50 mL、催化剂用量0.5 g/L～1.0 g/L的条件下,用输出功率5.0 W/cm^2和频率25 kHz的超声波照射80 min,活性大红降解率可达98.4%.     

Activated carbon supported TiO2-photocatalysis doped with Fe ions for continuous treatment of dye wastewater in a dynamic reactor

Fe-doped TiO2 coated on activated carbon (Fe-TiO2/AC, FTA) composites were prepared by an improved sol-gel method and characterized by scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray di ractometry, inductively coupled plasma mass spectrometry and BET surface area analysis. Obtained FTA composites were applied to the continuous treatment of dye wastewater in a dynamic reactor. The e ects of Fe ion content, catalyst content, UV-lamp power and flowrate of the continuous treatment of dye wastewater on degradation e ciency were analyzed to determine the optimum operating conditions of dye wastewater degradation. Continuous photocatalytic experiments provided interesting results that FTA had a high chemical oxygen demand (COD) removal rate compared with TiO2, Fe doped TiO2 (FT) and TiO2 coated on activated carbon (TA). In particular, when using the FTA catalyst with a Fe ion content of 0.33%, the kinetic content (k = 0.0376) of COD removal was more than the sum of both TA (0.0205) and 0.33% FT (0.0166). FTA showed a high photoactivity because of a synergistic e ect between Fe ions and AC on TiO2, which is higher than the individual e ects of AC or Fe ions on TiO2. Additionally, for the photocatalytic degradation of dye wastewater, the optimum Fe ion content, catalyst content, UV-lamp power and flowrate were 0.33%, 6 g/L, 60 W (two lamps) and 300 mL/hr, respectively. An investigation of catalyst reuse revealed that the 0.33% FTA showed almost no deactivation in photocatalytic degradation of naturally treated wastewater.     

Sonocatalytic degradation of methyl orange in the presence of (nanometer and ordinary) anatase TiO2 powders

The nanometer and ordinary anatase titanium dioxide(TiO2 ) powders were adopted as the sonocatalysts for the degradation of methyl orange used as a model compound for the first time. It was found that the sonocatalytic degradation effect of methyl orange in the presence of TiO2 powder were much better than that without TiO2, but the sonocatalytic activity of the nanometer anatase TiO2 particle was obviously higher than that of ordinary anatase TiO2 particle. Although there are many factors influencing sonocatalytic degradation of methyl orange, the experimental results showed that the best degradation ratio of methyl orange could be obtained when the experimental conditions were: initial concentration 15 mg/L, nanometer anatase TiO2 adding amount 750 mg/L, ultrasonic frequency 40 kHz, output power 50 W, pH = 3.0 and temperature 40℃ within 150 min. In addition, the catalytic activity of reused nanometer anatase TiO2 catalyst was also studied and found to decline gradually comparing with initial nanometer anatase TiO2 catalyst. All experiments indicated that the method of the sonocatalytic degradation of organic pollutants in the presence of TiO2 powder was an advisable choice for non-or lowtransparent organic wastewaters.     

A~2/O工艺厌氧池有机物降解动力学模型对比研究

试验考察了东阿县污水处理厂一期A2/O工艺厌氧池去除有机污染物效能,当进水ρ(COD)为548.3 mg/L时,厌氧池平均去除率达78.7%。同时探讨了几种常见数学模型模拟厌氧池去除有机物规律情况,根据实际工程监测数据确定有机底物降解动力学常数,得出Grau模型、Stover-kincannon模型和改进的Monod模型较适合模拟厌氧池去除有机物的规律,并对模型进行了检验。