B／Y^3＋共掺杂纳米TiO2催化剂的制备及其降解甲醛的光催化性能评价

为了提高室内环境空气质量,本论文开展了光催化剂制备的研究。本论文采用溶胶-凝胶法制备B／Y^3＋共掺杂TiO2复合光催化材料,以甲醛为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性,对不同掺杂对光催化活性的影响、光催化剂的稳定性进行了分析。B／Y^3＋共掺杂TiO2复合光催化材料大大提高了催化剂的活性,对甲醛降解有较高的效率。     

B/Y~(3+)共掺杂纳米TiO_2催化剂的制备及其降解甲醛的光催化性能评价

为了提高室内环境空气质量,本论文开展了光催化剂制备的研究。本论文采用溶胶-凝胶法制备B/Y3+共掺杂TiO2复合光催化材料,以甲醛为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性,对不同掺杂对光催化活性的影响、光催化剂的稳定性进行了分析。B/Y3+共掺杂TiO2复合光催化材料大大提高了催化剂的活性,对甲醛降解有较高的效率。     

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.     

ZnO包覆Al_2O_3的制备表征及光催化性能研究

采用化学沉积法制备了ZnO包覆Al2O3光催化剂,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)进行了表征。在自制的光化学反应器中,以中压汞灯作光源,一定浓度的甲基橙为光催化反应模型化合物,研究了光催化剂的活性。考察了甲基橙初始浓度、催化剂加投量、pH值、温度、光照强度、反应液体积等因素对脱色率的影响。实验结果表明,ZnO包覆Al2O3复合光催化剂具有较高的光催化活性。在250W中压汞灯下光照3h,0.10g复合光催化剂能使200mL,10mg/L甲基橙溶液的脱色率达到92.21%。     

Fe~(3+)-TiO_2/AC光催化剂的制备及其光催化性能

以活性炭(AC)为载体,通过溶胶-凝胶法制备了Fe3+离子掺杂的TiO2/活性炭(Fe3+-TiO2/AC)负载型光催化剂,通过SEM、XRD、UV-Vis等手段对光催化剂进行了表征。以125W高压汞灯作为光源,通过对罗丹明B的光降解反应,主要考察了温度对Fe3+-TiO2/AC复合体的光催化活性的影响。结果表明,温度在600℃条件下焙烧的Fe3(+0.15%)-TiO2/AC具有最好的光催化活性。     

C3N4/BiOBr复合可见光催化剂的性能及其作用机制

利用水热合成法制备了C_3N_4/BiOBr复合可见光催化剂,通过XRD、FT-IR、SEM、DRS、PL等手段对催化剂的物相组成和光化学性能进行了系统表征,利用对罗丹明B(RhB)的降解实验评价了催化剂在可见光照下的光催化降解活性和稳定性并通过ESR分析和自由基捕获实验探究了RhB的光催化降解机制.结果表明,水热合成法可成功制备结晶性能良好的C_3N_4/BiOBr复合可见光催化剂;C_3N_4的复合降低了BiOBr光催化剂的电子-空穴的复合,提高了光催化降解活性,其中15%C_3N_4/BiOBr的活性最佳,可见光照18 min后RhB的脱色率达100%,较纯BiOBr提高了1.5倍,且重复使用5次后仍具有较高的光催化降解活性;复合催化剂光催化降解RhB过程中参与降解的主要活性物种为空穴(h~+)和超氧自由基(·O_2~-),其中h~+影响更为显著.     

改性TiO2的制备、表征及光解水制氢性能研究

以陶粒为载体,采用改进的溶胶-凝胶法制备B、Ni共掺杂陶粒负载纳米TiO2光催化剂。利用XRD,TG-DTA,FT-IR等手段对其组成、结构等进行分析和表征。以250 W紫外灯为光源,三乙胺为目标污染物和电子给体,考察了B-Ni2O3-TiO2/陶粒合成体降解污染物耦合光解水制氢的光催化性能;结果表明：所制得的B-Ni2O3-TiO2/陶粒催化剂具有较高的产氢效率,并探讨了焙烧温度、三乙胺溶液初始浓度等对催化剂光催化活性的影响。     

光催化剂AgBr/Ag2MoO4@AgVO3的结构表征及其抗菌防污性能

目的制备新型的光催化复合材料,提高其光催化性能。方法通过水热法和原位生长法制备不同摩尔比的AgBr/Ag_2MoO_4@AgVO_3光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等一系列手段对所制备的光催化剂进行表征,并以可见光为光源,有机污染物罗丹明B(RhB)为降解对象,进行光催化活性测试,考察不同复合量的光催化剂对反应活性的影响。同时,以铜绿假单胞菌细胞、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为模式菌,进行抗菌试验考察光催化剂的杀菌性能。结果该复合材料通过AgVO_3的(501)晶面、Ag_2MoO_4的(311)面和AgBr的(200)晶面紧密连接。在罗丹明B(RhB)溶液中加入该复合材料,120 min内降解率达到了94.9%,而纯AgVO_3的降解率为7.8%,说明复合后的材料光催化性能明显提高。此外,在光催化杀菌实验中,超过99.99%的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌细胞均在90 min内被杀死。结论复合后的AgBr/Ag_2MoO_4@AgVO_3异质结光催化剂具有优异的光催化降解性能、杀菌性能和稳定性,该催化剂对于环境污染的治理以及海洋杀菌防污处理都起到一定的作用。     

掺杂镧硼TiO_2光催化剂的制备及可见光活性研究

采用溶胶一凝胶法,制备新型La3+/B/TiO2光催化剂,使用氙灯为光源研究了催化剂光降解甲基橙溶液的催化活性。结果表明,当掺杂0.05%La3+,2.0%B,在500℃下焙烧2 h时,所得催化剂对甲基橙具有最高的光催化活性,与单一的TiO2和单独La3+或者B掺杂的光催化剂比较,La3+/B/TiO2具有相对较高的催化活性。     

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%.     

二氧化钛膜光催化降解水中壬基酚的研究

用溶胶-凝胶法于500℃制备了不同层数的锐钛矿纳米二氧化钛（TiO2）薄膜。利用TiO2薄膜作催化剂,研究了水中壬基酚（NP）的紫外光降解特性。考察了镀膜层数、pH值、初始浓度、光照距离和光照时间与降解率的关系。结果表明,镀3层膜,pH值为5．0～6．0,光照距离为9cm,光照时间为60min的条件下,ρ（NP）初始为100μg/L时降解率可达80％以上。     

光催化降解馆藏文物环境的低浓度NOx和有机酸

馆藏文物环境中氮氧化物和有机酸对文物材料的破坏性很大,净化难度很大。研究了气-固相下光催化耦合净化馆藏文物环境低浓度NOx与有机酸的效果,探讨了动力学过程。实验结果表明：负载型TiO2/γ-Al2O3光催化剂在可见光照条件下对馆藏文物保护环境下的有机酸和NOx都有良好的降解效果,可达到97%以上。净化效率受到初始浓度的影响较大,但在低浓度下NOx和有机酸之间没有明显的竞争抑制作用,光催化反应过程遵循表观一级反应动力学。     

VUV/TiO_2/O_3去除水中微量硝基苯的研究

采用负载在钛片上的二氧化钛(TiO2)薄膜光催化剂,以能发射185 nm真空紫外线(VUV)的紫外灯为光源,研究臭氧强化的真空紫外光催化方法(VUV/TiO2/O3)对水中微量硝基苯的去除效果.结果表明,VUV/TiO2/O3是一种有效地去除水中微量硝基苯的方法,VUV/TiO2/O3的表观一级反应速率常数比UV/TiO2/O3和VUV/O3分别高102.8%和30.8%,去离子水中50 μg/L的硝基苯反应60 s后就降低到检测限以下.VUV/TiO2/O3对硝基苯的降解速率随臭氧投加量的增加而显著增大,臭氧投加量1.52 mg/L时的反应速率比不加臭氧时提高了134.4%;虽然表观一级反应速率常数随初始浓度增加而稍有下降,但初始浓度170 μg/L的硝基苯反应2 min后也无法检出.水中常见的重碳酸盐和腐殖酸对硝基苯降解有显著的抑制作用,两者浓度分别为2 mmol/L和3.2 mg/L时,VUV/TiO2/O3对硝基苯的表观反应速率常数分别下降82.9%和71.6%,反应速率常数的倒数与重碳酸氢根浓度线性相关.VUV/TiO2/O3能快速有效地去除地表水(含碳酸盐和天然有机物)中的微量硝基苯,4 min内初始浓度为90 μg/L的硝基苯去除率达到96%,UV254降低了80%.     

TiO2/多孔硅胶对乙烯光催化降解的研究

在可见光或紫外光照的非循环体系中,进行了氧化钛基的催化剂光催化降解乙烯的研究.考察了不同的乙烯初始浓度、不同温度、不同光源和负载贵金属对光降解效率的影响.结果表明,乙烯浓度在38～188 mg/m³范围时,光降解效率随乙烯初始浓度升高而缓慢地线性下降;温度升高有利于光降解;负载的贵金属不仅抑制电子空穴对复合,而且扩大了氧化钛对可见光的吸收,几十倍地提高了氧化钛在可见光的光催化效率.     

Photocatalytic degradation of dye effluent by titanium dioxide pillar pellets in aqueous solution

Photocatalytic oxidation (PCO) process is an effective way to deal with organic pollutants in wastewater which could be difficult to be degraded by conventional biological treatment methods. Normally the TiO2 powder in nanometre size range was directly used as photocatalyst for dye degradation in wastewater. However the titanium dioxide powder was arduous to be recovered from the solution after treatment. In this application, a new form of TiO2(i. e. pillar pellets ranging from 2.5 to 5.3 mm long and with a diameter of 3.7 mm) was used and investigated for photocatalytic degradation of textile dye effluent. A test system was built with a flat plate reactor(FPR) and UV light source(blacklight and solar simulator as light source respectively) for investigating the effectiveness of the new form of TiO2. It was found that the photocatalytic process under this configuration could efficiently remove colours from textile dyeing effluent. Comparing with the TiO2 powder, the pellet was very easy to recovered from the treated solution and can be reused in multiple times without the significant change on the photocatalytic property. The results also showed that to achieve the same photocatalytic performance, the FPR area by pellets was about 91% smaller than required by TiO2 powder. At least TiO2 pellet could be used as an alternative form of photocatalyst in applications for textile effluent treatment process, also other wastewater treatment processes.     

Efficient degradation of organic pollutants by S-NaTaO3/biochar under visible light and the photocatalytic performance of a permonosulfate-based dual-effect catalytic system

Removing large concentrations of organic pollutants from water efficiently and quickly under visible light is essential to developing photocatalytic technology and improving solar energy efficiency. This study used a simple hydrothermal method to prepare a non-metallic, S-doped NaTaO₃ (S-NTO) photocatalyst, which was then loaded onto biochar (BC) to form a S-NTO/BC composite photocatalyst. After uniform loading onto BC, the S-NTO particles transformed from cubic to spherical. The photogenerated electron-hole pair recombination probability of the composite photocatalyst was significantly lower than those of the NTO particles. The light absorption range of the catalyst was effectively widened from 310 nm UV region to visible region. In addition, a dual-effect catalytic system was constructed by introducing peroxymonosulfate (PMS) into the environment of the pollution to be degraded. The Rhodamine B, Methyl Orange, Acid Orange 7, tetracycline, and ciprofloxacin degradation efficiency at 40 mg/L reached 99.6%, 99.2%, 84.5%, 67.1%, and 70.7%, respectively, after irradiation by a 40 W lamps for 90 min. The high-efficiency visible-light catalytic activity of the dual-effect catalytic system was attributed to doping with non-metallic sulfur and loading of catalysts onto BC. The development of this dual-effect catalytic system provides new ideas for quickly and efficiently solving the problem of high-concentration organic pollution in aqueous environments, rationally and fully utilizing solar energy, and expanding the application of photocatalytic technology to practice.     

磁性负载改良型纳米TiO_2的制备及光催化反应器的研发

采用自蔓延燃烧法、溶胶-凝胶、粉末-溶胶和共沉淀相结合的方法制备出了具有磁性的改良型纳米TiO2光催化剂,并用X射线衍射、SEM扫描电镜等方法进行表征;同时制备了一种可回收磁性负载易分离纳米TiO2的光催化反应器,并通过对甲基橙的光降解分析,对其光催化性能进行了评价。实验结果表明,该光催化反应器对有机废水的处理效果较好,而且结构简单,建造方便,有着广泛的应用前景。     

饮用水中磷与细菌再生长的关系

采用改进的可同化有机碳(AOC)和微生物可利用磷(MAP)方法,针对T市J水厂水源水、处理工艺以及一条配水干管中磷对细菌生长的限制作用进行了研究.结果表明:①水源水与处理工艺中MAP较高(5～38μg/L),配水管网中MAP较低(<5μg/L),且管网水中的MAP随着管线的延长基本保持不变.②常规处理工艺能够有效地去除水中的MAP(去除率为34.0%～83.7%).③在水源水和处理工艺中,水样的AOC_{potential<、sub>、AOCP与AOCnative没有显著差别,说明AOC是微生物生长繁殖的决定因素.该研究配水干管中,水样的AOCpotential、AOCP为AOCnative的2～8.7倍,磷成为细菌再生长的限制因子.}     

姚江水源水有机物分子量分布

采用超滤膜法对宁波姚江水源水进行了有机物分子量分布的测定,结果表明其中小分子量有机物占50%以上,同时也用超滤膜法对梅林水厂的常规工艺对溶解性有机物的去除效果进行了测定,发现其对小分子有机物的去除效果不甚理想。