头孢生产废水的光催化氧化特性

利用光催化氧化技术高效、低选择性的特点,系统地探讨了ZnO与TiO2等光催化剂种类以及用量、光照时间、废水的初始浓度、pH值、混合条件等因素对预处理头孢类制药废水的光催化氧化特性的影响.在光催化氧化过程中,头孢类制药废水的COD去除率受催化剂用量、光照时间、废水初始浓度和pH值影响较大,反应器内的混合条件显著影响头孢类制药废水的光催化氧化效率.混合使用ZnO与TiO2光催化剂对COD的去除率优于单独使用ZnO或TiO2光催化剂时的效果.稀释头孢半合成生产废水可以显著提高处理效果,最高COD去除率达到99%.     

掺Fe金红石TiO2的制备及其可见光催化活性的评价研究

为提高金红石型TiO2的可见光吸收性能和光催化活性,以FeC2O4为Fe源,用浸渍法制备了掺铁金红石TiO2光催化剂。采用XRD、UV-Vis等手段对催化剂进行表征;以阿特拉津为目标污染物,在Vis/H2O2条件下对其催化活性进行了评估。结果表明,Fe以Fe2O3的形式负载在金红石型TiO2的表面;掺铁后金红石型TiO2显著拓宽了其可见光的吸收范围;煅烧温度为400℃时制得的光催化剂Fe-R-400℃的粒径结构和光催化活性最好。以Fe质量分数为1%的Fe-R-400℃作为光催化剂,控制反应体系的初始pH=3,催化剂投加质量浓度为1 g/L,H2O2初始浓度为1 mmol/L,经可见光照射反应15 min后,对初始质量浓度为10 mg/L的阿特拉津的去除率可达95.7%。催化剂循环试验表明,Fe在金红石TiO2表面负载比较牢固,催化剂具有较好的稳定性和重复使用性能。     

Sb2O5/TiO2催化超声降解甲基橙溶液

采用实验室合成的Sb2O5掺杂TiO2作为催化剂,研究各种因素对甲基橙的超声催化降解反应的影响.结果表明,在Sb2O5掺杂TiO2催化剂作用下,甲基橙的超声催化降解效果明显优于单独使用TiO2的情况.1.5%掺杂量的催化剂,用量在1.0～1.5 g/L之间,超声波频率25 kHz,输出功率1.0 W/cm2,pH为1.0～3.0时,初始浓度为20 mg/L的甲基橙水溶液,100 min左右基本可全部降解,COD去除率达到99.0%以上.Sb2O5掺杂TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景.     

磁性多孔陶粒生物膜反应器处理垃圾渗滤液的试验研究

对多孔陶瓷进行磁化改性获得磁性多孔陶瓷载体,并将该载体应用于垃圾渗滤液的处理试验.对比试验结果表明:在反应器的曝气量为3 L/h,曝气时间为16 h/d,温度为20～30℃时,垃圾渗滤液经磁性载体生物膜反应器30d处理后,上清液中COD、NH3-N的去除率均在90％以上,出水浓度达到国家生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)的指标要求.     

阴极电芬顿法处理苯酚废水的研究

采用自制二维电芬顿反应器,以苯酚水样为处理对象,通过实验研究分析各因素对体系处理苯酚废水效果的影响.实验研究结果表明,阴极电芬顿法对苯酚废水具有有较高的去除率,在最佳反应条件Fe2+投加量为1 mmol/L,pH值为3,电解电压为9 V,曝气强度为25 mL/s,此时苯酚的最大去除率为87.5%.     

曝气式矿化垃圾反应器处理垃圾渗滤液

构建曝气式矿化垃圾反应器,研究其对高水力负荷垃圾渗滤液的处理效果。结果表明,在水力负荷为70 L/(m~3垃圾·d),曝气量为0.744 m~3/(m~3垃圾·d)的条件下,进水渗滤液中COD_(Cr)、氨氮、总磷、总氮质量浓度分别为4 776~5 305,1 659~2 200,15~22,2 115~2 578 mg/L时,COD_(Cr)、氨氮、总磷的平均去除率分别为75.2%,96.0%,89.0%。总氮去除率呈下降趋势,从56.6%降至16.1%,平均去除率为25.8%。     

异质结型CdS/TiO2介孔催化剂光催化降解VOC研究

用水热法制备了CdS/TiO2异质结型介孔光催化剂,并用氮气吸脱附、扫描电镜、透射电镜、红外光谱、荧光光谱、差热-热重等手段对其进行了表征.结果表明,CdS掺杂TiO2具有典型的介孔结构和较高的比表面积.其比表面积为101.9 m2/g,孔体积为0.376 cm3/g,孔径的最可几分布为2.7nm,颗粒粒径在10 nm左右.以丙酮和甲醇模拟VOC底物,评价了催化剂的紫外光催化活性.设计正交试验,考察了催化剂制备过程中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用量、硫化镉掺杂量、活化温度、水热温度、水热时间等因素对其光催化性能的影响.试验结果表明,各因素对光催化活性的影响大小顺序为:CTAB用量、硫化镉掺杂量、焙烧温度、水热温度、水热时间.最佳的催化剂制备方案为:CTAB用量0.6g,硫化镉掺杂量0.1％,水热温度180℃,水热时间3h,活化温度350℃.在反应气体积流速为10 mL/min条件下,0.1g的最佳催化剂可将初始质量浓度为15.62 g/m3的丙酮、3.11 g/m3的甲醇完全消除.     

活性炭负载TiO2光催化剂的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/活性炭(TiO2/AC)复合光催化剂,并考察载体粒度、浸渍时间、煅烧温度对其光催化降解腐殖酸性能的影响,确定了最佳条件.利用XRD(X射线衍射)、氮吸附等手段对复合催化剂的物理特性进行了表征;探讨了催化剂投加量、重复使用次数等因素对光催化降解腐殖酸反应的影响.结果表明:试验制备的TiO2/AC复合催化剂具有大的比表面积,纳米TiO2晶粒为锐钛矿型且尺寸较小;催化剂投加量为2 g/L、反应3 h,可去除腐殖酸溶液的UV254值96%,具有比简单悬浮体系更高的光催化性能.     

纳米晶TiO2光催化处理含锌废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备锐态型纳米TiO2,并利用XRD、SEM对TiO2粉体进行表征,在紫外光的作用下将自制纳米TiO2光催化处理含锌废水.考察废水pH值、废水负荷、催化剂用量、光照时间等因素对锌离子去除率的影响.结果表明,在废水锌质量浓度为50 mg/L,纳米TiO2投加量为0.01 g/L,含锌废水的pH值为12,反应时间为30 min时,废水中锌的去除率可达98.73%.     

线-筒脉冲放电协同复合钙钛矿型催化剂De-NO_x

采用线-筒式反应器研究了脉冲放电协同掺杂不同Co、Ni、Sr、Ce元素的La MnO_3复合钙钛矿型催化剂对NO_x脱除率的影响,利用XRD、SEM、BET技术对催化剂进行微观结构表征。结果表明,螺纹棒电极去除NO_x的效果较好;对掺杂Ni、Co元素的La Mn_(0. 7)Fe_(0. 3)O_3催化剂,掺杂Ni的催化剂去除NO_x的效果优于掺杂Co的催化剂; La Mn_(0. 5)Ni_(0. 2)Fe_(0. 3)O_3催化剂A位掺杂比例为0. 3的Sr所制备的催化剂对NO转化率的效果最好,达92. 81%; A位掺杂比例0. 2的Ce所制备的催化剂对NO_x去除效果最好,达81. 31%。     

铜铁共掺杂TiO2/膨润土光催化剂的制备及光催化性能

以溶胶-凝胶法、液相沉淀法和机械混合法制备了Cu-Fe双金属掺杂的TiO2/膨润土复合光催化剂,采用XRD、FTIR对其进行了结构表征,以紫外光和可见光催化降解直接天蓝染料废水为模型,考察了制备方法对催化剂光催化性能的影响。结果表明:各催化剂中均有锐钛矿型TiO2生成,且部分TiO2进入了膨润土的蒙脱石层间,改变了其层间的有序性,生成了Ti—O—Si键,实现了TiO2粒子与膨润土的复合。溶胶-凝胶法制备的催化剂中TiO2与膨润土的复合程度最高,Cu2+和Fe3+成功掺入了TiO2晶格,形成了复合半导体,拓宽了TiO2的光谱响应范围,使该催化剂表现出最优的光催化活性,并且该催化剂性能稳定,易于沉降分离,经高温活化再生后仍具有良好的催化活性,可重复多次使用,表现出良好的再生性能。     

水泥固定TiO2光催化降解苯酚水溶液的研究

以高压汞灯为光源。研究水泥固定TiO2在光反应器内光催化降解苯酚水溶液。通过正交试验，探讨了TiO2含量、初始溶液pH值，流速以及Fe3 浓度对光催化的影响。试验结果表明，在该固定床光催化反应器内，载体型TiO2对苯酚水溶液有明显的光解作用，最高光降率可以达到80％以上。在此基础上，提出了较为合理的处理工艺参数。另外，负载型光催化剂光照使用70h后，未见有TiO2脱落，且光催化活性无明显变化。这为制备负载型TiO2光催化剂提供了新的途径。     

TiO_2/活性炭的微波制备及其对橙黄Ⅱ染料的光催化降解

采用微波辐射法制备TiO2/活性炭(TiO2/AC)复合光催化剂,并利用该催化剂对橙黄Ⅱ进行光催化降解。考察了乙醇与钛酸丁酯(TNB)的体积比,水、乙酸和活性炭的加入量,微波功率,微波辐射时间,煅烧温度等因素对TiO2/AC催化活性的影响,确定了制备TiO2/AC的最佳工艺条件以及TiO2/AC光催化降解橙黄Ⅱ的工艺条件。结果表明,制备TiO2/AC的最佳工艺条件为:乙醇与钛酸丁酯(TNB)体积比为8∶1(即乙醇24 mL,钛酸丁酯3 mL),水、乙酸和活性炭的加入量分别为0.8mL、0.6 mL和2 g,微波功率500 W,微波辐射时间1 min,煅烧温度500℃,煅烧时间为2 h。在TiO2/AC用量为0.3 g、反应时间为1 h、pH为3的条件下,25 mg/L橙黄Ⅱ溶液的降解率达95%以上。     

水热法制备纳米TiO_2处理垃圾渗滤液的实验研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用水热法制备纳米TiO_2材料,经过高温煅烧后,对其降解垃圾渗滤液的催化活性进行测定,并用XRD,TEM和UV-Vis对其晶体结构进行表征。实验结果表明,水醇比、水热温度和酯加入量对TiO_2催化效率有显著的影响,当水醇比为1∶3、煅烧温度500℃、水热时间4 h、Ti(OC_4H_9)_4加入量为10 m L条件下制备的TiO_2粉末光催化活性最好,对垃圾渗滤液的降解在180 min时均可以达到73%,COD的去除率可达76.92%。     

二氧化钛/累托石制备及其光催化性能研究

以累托石和四氯化钛为原料制备了二氧化钛／累托石复合材料,考察了各种制备条件如灼烧温度、复合反应温度、HCI／TiCl4等对光催化性能的影响。X射线衍射及红外光谱对材料的分析表明,反应中发生了聚合钛离子与累托石中阳离子的交换反应。酸性红B水溶液的脱色效率的结果表明,不同实验条件对复合材料的光催化性能都有不同程度的影响。初步探讨了影响光催化性能的机理及材料制备的最佳条件。     

Na2Ti6O13纳米带的制备及其光降解活性艳橙染料废水的研究

用微乳法和熔盐法结合制备出了Na2Ti6O13纳米带,并用XRD,SEM对其进行表征;研究了Na2Ti6O13在紫外光下对偶氮染料活性艳橙(X-GN)的降解,并探讨了pH值、催化剂投加量和外加H2O2氧化剂对光催化效率的影响。实验表明,Na2Ti6O13具有很好的光催化性能,30W紫外灯下光催化60min对25mg/LX-GN的降解率最高可达94.1%;反应液pH值过高或过低会影响催化剂活性,最佳pH值为5.7;一定范围内,光催化效率随催化剂投加量的增加而提高,但投加量大于1.0 g/L时,催化效率反而下降;适当投加H2O2能显著提高降解效果。     

微波Sol-Gel制备TiO2的研究及其对活性艳红X-3B的降解

采用微波Sol-Gel法在石英表面制备了负载型TiO2光催化剂,通过紫外吸收光谱和X衍射分析表征了TiO2溶胶的变化过程及锐钛型TiO2的生成。以活性艳红X-3B为模拟污染物进行光催化降解,探讨了微波功率、反应温度和反应时间对微波Sol-Gel法制备TiO2光催化活性的影响。由因素试验确定了最佳工艺条件:微波功率400W,反应温度90℃,反应时间2min。在此条件下制备的TiO2催化剂对活性艳红X-3B溶液进行光催化降解,反应30 min的脱色率达93%,TOC去除率为55%。采用中空纤维膜三相液相微萃取-毛细管电泳(HF-LLLME-CE)联用技术对降解生成的小分子有机物进行了测定。     

Decolorization and degradation of acid dye with immobilized titania nanoparticles

This paper addresses the decolorization and degradation of acid dye by a heterogeneous photocatalytic process using immobilized nano-sized TiO₂ particles as the photocatalyst. Sackcloth fiber was used as a support to immobilize the nano-sized TiO₂ photocatalyst. The structural properties of the immobilized photocatalyst were characterized by XRD, SEM and EDX. UV–Vis absorption spectroscopy and the measurement of the chemical oxygen demand (COD) were also used for the process performance studies. The XRD results did not show significant changes in the structure of P25 as a consequence of the immobilization procedure. The formation of titania crystallites in the sackcloth fiber was confirmed by SEM/EDX. The photocatalytic activities of TiO₂-coated sackcloth fiber catalyst were evaluated using Acid Black 26 as a model organic contaminant and using UV-A radiation. Experimental results showed that after 60 min, the degradation of Acid Black 26 with the immobilized TiO₂ particles was higher than that with plain TiO₂. Based on the COD results, after 3 h, the TiO₂-coated sackcloth fiber effectively decomposed all of the organic compounds present in dye solution under the studied experimental conditions. The effects of the oxidant H₂O₂, initial dye concentration and pH on the photocatalytic degradation were also investigated. The presence of CO₃^2? as a dissolved inorganic anion had the highest inhibitory effect on the decolorization of the dye, when compared with the other anions investigated. Kinetics analysis indicates that the photocatalytic decolorization rate of Acid Black 26 can be described by a pseudo-first-order model.