光电催化氧化处理高含氯采油废水的研究

以高压汞灯为光源,考察了在光催化、电氧化、光电催化及光电催化/H₂O₂体系中降解实际油田采油废水的效率.研究了实际高含氯采油废水在TiO₂悬浮态光电催化反应器中的降解动力学.结果表明,在相同的槽电压和反应时间下,光电催化体系降解有机污染物的效率均高于电化学氧化和光催化,而且在电氧化和光电催化氧化体系中均检测到有一定量的活性氯产生,从而可以提高有机污染物的降解效率.光电催化/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.同时详细研究了采油废水的初始ρ(COD_Cr),槽电压和溶液pH等对光电催化降解的影响.      

紫外光协助下DSA电极对1,4-苯醌的强化开环作用研究

以商品化DSA电极为光电极,以1,4-苯醌为模型污染物进行了光电催化降解,考察了外加电解质、外加电场强度和初始pH条件等因素的影响.结果表明,光电催化氧化过程的TOC去除率是单独光催化氧化和电催化氧化过程之和的1.25倍,光电催化降解过程具有更高的降解效率,证明光催化氧化和电催化氧化过程的耦合产生了一定的协同作用.外加电解质和外加电场均能在一定浓度和强度范围内有效提高光电催化降解效率.酸性和中性pH条件利于1,4-苯醌的开环矿化.探讨了光电催化氧化机制,指出以电化学氧化作用为主导的光助电催化氧化过程能够高效产生羟基自由基,降解效率可调,在水处理中更具实用价值.     

废物处理与综合利用 石油、天然气工业废物处理与综合利用

X741.031200603440光电催化氧化处理高含氯采油废水的研究/李桂英…(中科院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室)∥环境科学研究/中国环科院.-2006,19(1).-30~34环图X-6以高压汞灯为光源,考察了在光催化、电氧化、光电催化及光电催化/H2O2体系中降解实际油田采油废水的效率。研究了实际高含氯采油废水在TiO2悬浮态光电催化反应器中的降解动力学。结果表明,在相同的槽电压和反应时间下,光电催化体系降解有机污染物的效率均高于电化学氧化和光催化,而且在电氧化和光电催化氧化体系中均检测到有一定量的活性氯产生,从而可以提高有…     

TiO_2光电催化技术降解有机污染物研究进展

TiO2光电催化水处理是一种电化学辅助的光催化反应技术,通过施加外部偏压减少光生电子和空穴的复合,从而提高其量子效率使有机污染物彻底矿化。综述了TiO2光电催化的机理、光电极及光电化学反应器的设计、光催化剂活性的提高等方面的问题,最后对光电催化技术的发展进行了展望。     

光电催化水处理技术研究新进展剖析

光电催化技术是一种新型的电化学辅助光催化技术,即通过施加阳极偏压抑制光生电子和空穴的复合,达到提高光催化效率的目的。近年来,光电催化技术在水处理技术研究领域受到广泛关注。简述了光电催化技术的基本原理,总结了可见光响应光阳极的研制进展;从光电反应器的构型、原理和主要特点3个方面分别介绍了悬浮型、负载型和复合光电催化反应器系统;归纳了光电催化技术在水处理和污染物资源化回收方面的应用;探讨了光电催化水处理技术在实际应用方面存在的问题,并展望了其研究前景。     

利用碳氮共掺杂二氧化钛纳米管阵列实现同时降解甲基橙和产氢

本研究结合阳极氧化和超声辅助沉积的方法合成碳氮共掺杂的二氧化钛纳米管阵列,并采用XRD、FESEM、UV-vis、XPS等技术对材料进行表征.光电化学(PEC)体系中,碳氮共掺杂二氧化钛纳米管阵列作为阳极,甲基橙溶液作为光电催化氧化的对象,对光催化剂的氧化性能进行了考察,与此同时,在阴极实现光解水产氢,最终在PEC体系中实现同时降解甲基橙和产氢.XRD、FESEM、UV-vis、XPS及TEM等表征结果表明,碳氮成功地掺入到了二氧化钛纳米管阵列中,并未破坏其多孔有序的结构,而且比二氧化钛纳米管阵列具有更高的光催化活性.光电催化降解甲基橙的实验当中,在酸性溶液条件下,二氧化钛纳米管阵列的催化氧化效率较高,降解效率达到了100%,其速率常数为2.3×10-3s-1(p H=4),同时也具有较高的产氢速率(0.95 mmol·h-1),因此,该实验体系在光电催化降解污水中的有机污染物同时产氢方面有应用前景.     

4—氯苯甲酸钠的光催化氧化降解及其影响因素

本试验采用P－25TiO2，光催化剂，对4－氯苯甲酸钠的光催化氧化降解及污染物初始浓度，催化剂投加量和入射光强等因素的影响进行了研究，研究发现污染物初始降解速率与其初始浓度的关系遵循Langmuir-Hinshelwood模式，其中半饱和浓度常数Ks不仅是催化剂和污染物种类的函数，而且也是入射光强的函数，催化剂投加量存在一限值，当低于此限值时，污染物降解速率由于催化剂浓度的不足受到影响而下降，当高于此限值时，污染物降解速率受催化剂投加量的影响变小，在本试验4－CBA－Na浓度为0.15-0.6mmol／L时该催化剂限值浓度大约为0.4g/L，在入射光强为1-7mW/cm^2和催化剂浓度为0.4g／L下，污染物降解速率与光强成0.67次幂关系，经估算其量子效率为6．3％。     

Ag/TiO2光电催化降解染料及出水有机质影响机制

本研究以阳极氧化法结合电化学沉积法成功制备的具有高度整齐有序纳米管结构的Ag/TiO₂纳米管阵列（Ag/TNTAs）为阳极,碳/聚四氟乙烯为阴极构建光电催化（PEC）体系.并探究其光电催化降解甲基橙（MO）效能,结果表明,Ag/TNTAs光电催化降解能力（68.2%）远高于光催化（18.9%）、电化学氧化（38.2%）和直接光解;另外在水质净化厂出水有机质（EfOM）参与的光电体系中,当EfOM的初始浓度小于或等于1.0mgC/L时,其对光电催化降解MO起到促进作用,其中当其浓度为0.4mgC/L时促进作用最为明显.而高浓度的EfOM则抑制光电催化活性.此研究表明光电催化体系能高效催化染料降解,且EfOM能在一定阈值范围内促进光电催化降解污染物.     

渗滤液中有机物在不同氧化还原带中的降解机理与效率研究

通过土柱模拟实验研究了垃圾渗滤液中的有机污染物在地下环境中的降解机理和效率.结果表明,铁还原带对有机污染物的降解起重要作用,平均降解效率达86.24％,其次是氧还原带、硝酸盐还原带、硫酸盐还原带和产甲烷带,分别平均达到75.93％、79.81％、74.02％和65.09％;厌氧还原环境可能对苯并噻唑、安替吡啉、茚等物质的降解起重要作用;萘、环己酮、部分环烷烃等不易被微生物降解;不同污染物在不同氧化还原带中的最大降解效率也不同,如1,1,1-三氯乙烷和邻二甲苯在硫酸盐还原带中的降解效率最高,分别为80％和71.43％;三氯乙烯和MTBE则在硝酸盐还原带中的降解效率最高,分别为81.25％和92.58％;而苯在硫酸盐还原带和铁还原带中均被全部降解.     

不同光强下光催化降解对氯苯甲酸钠动力学

以对氯苯甲酸钠为模型污染物,研究了不同光强条件下的光催化降解动力学.结果表明对氯苯甲酸钠的光催化降解动力学可以用Langmuir-Hinshelwood模式来描述,但其中的动力学参数与光强有关.速率常数k_r随入射光强的升高而增加,而表观吸附常数K_s却随入射光强的升高而降低.k_r和K_s^-1近似与光强呈幂函数的关系.说明提高光强虽然可以增加光催化降解速率但会降低其能量利用效率,如何使用低光强照射可能是提高光催化氧化反应器能量利用效率的重要因素之一.     

用于水处理的光催化降解法的研究进展

本文介绍了光敏半导体在光照射下对废水及饮用水中污染物进行光催化降解的研究进展状况；指出了在目前的研究中存在的问题。     

高分辨质谱技术在有机污染物降解产物鉴定中的应用进展

有机污染物在水处理过程中会发生降解反应,其降解产物的毒性可能会比母体化合物更大,因此开展有机污染物降解产物的检测、鉴定和毒性评估具有重要意义。针对水处理过程中有机污染物的组分转化及结构变化,归纳了轨道离子阱质谱和飞行时间质谱等几种高分辨质谱技术在有机污染物降解产物检测与鉴定中的技术特性和独特优势,总结了高分辨质谱技术对农药、塑化剂、抗生素、亚硝胺、微囊藻毒素五类新兴有机污染物检测的色谱质谱分析条件以及在水处理有机污染物降解产物鉴定中的应用成效,并展望了高分辨质谱技术在该领域未来的发展方向。     

TiO2纳米粒子光催化氧化室内挥发性有机污染物甲苯的研究

利用溶胶凝胶法制备了粒径约为13nm、晶型为锐钛矿相和金红石相混晶的TiO2光催化剂,并且利用此催化剂对室内空气中主要的挥发性有机污染物甲苯进行了光催化降解研究.对不同的催化剂用量、光强、甲苯的初始浓度以及氧气的存在对光催化反应速率的影响进行了研究.结果表明,光催化降解甲苯的反应符合假一级动力学方程;光强与光催化降解甲苯的反应速率常数之间呈指数关系;随着初始浓度的增加,光催化反应速率常数降低,二者之间存在线性关系;氧气的存在加快了光催化降解甲苯的速率;对于光催化降解初始浓度为37.6μmol·L-1的甲苯而言,催化剂的最佳使用量为0.20～0.30g.     

多孔TiO2薄膜电极/泡沫镍硬模板制备及其光电催化性能

以泡沫镍为载体,活性炭为造孔剂,采用硬模板法制备泡沫镍负载多孔TiO2薄膜(Porous TiO,films/foam nicel,PTFN)电极,并利用XRD和SEM等测试手段对其结构进行表征.同时,通过亚甲基蓝溶液的光电催化降解反应,对其光电催化活性进行评价,并探讨阳极偏压、通气速率、亚甲基蓝初始溶液浓度和活性炭造孔剂量对降解效率的影响规律.结果表明:相对于未加模板造孔剂的TiO2薄膜电极的光电催化性能,泡沫镍负载多孔TiO2薄膜具有更好的光电催化性能,原因是高比表面积电极有利于为光电催化提供高浓度的亚甲基蓝分子,使反应速率加快;另外,存在最佳的光电催化降解条件,即当外加阳极偏压为3 V,通气速率为40 L·h-1,n(活性炭造孔剂最):n(前驱体中钛)(即C/Ti)为10％,亚甲基蓝溶液初始浓度为1mg·L-1时,光电催化降解效率最高.同时,研究发现,亚甲基蓝在光电催化降解过程中,通过自由基的氧化发生了C=N键的断裂去甲基化,最后被降解为H2O、CO2和SO42-、NO3-、Cl-离子.     

日光照射对街道峡谷污染物扩散影响的研究

为了分析日光照射对城市街道峡谷机动车污染物扩散的影响．对街道峡谷日光照射的物理模型进行了简化．采用数值模拟技术对日光照射下的城市街道峡谷内气体流动和机动车污染物扩散规律进行了研究。结果表明．在一定条件下。日光照射是研究城市街道峡谷内污染物扩散必须考虑的因素。在污染物扩散受日光照射影响较大的街道峡谷内部．当街道地面或迎风面受日光照射时．街道峡谷内部将出现2个方向相反的漩涡，并导致迎风面建筑物一侧的污染物浓度升高．这与不计日光照射的特征有显著的不同。     

光电催化和光产生过氧化氢联合降解苯胺

报道了在双槽光电反应器，紫外光光照二氧化钛阳极时，苯胺在阳极室降解的同时，光生电子在外加电场的作用下移动到石墨阴极上，并还原溶液中的氧生成过氧化氢氧化降解苯胺，光电催化降解污染物时，这种方法同时充分地利用了光生空穴和光生电子，因而是十分有效的。     

小型光催化滤池的设计与运行

以透光的玻璃珠载体替代传统的生物膜滤池滤料,以纳米TiO2膜替代生物膜,利用纳米TiO2高效的光催化氧化降解有机污染物的能力,设计了一种新型的节能环保水处理回用装置—光催化滤池,并通过实验测试了其降解有机废水的效率以及光强、pH值及涂膜次数对降解效率的影响。实验结果表明,经过一定时间的运行,该装置对甲基橙、亚甲基蓝及活性红B-2BF的降解率均达到70%左右;对于活性红B-2BF废水,紫外光的光强Φ(Φ=3⁹)越高,废水的pH(pH=19)越高,废水的pH(pH=1⁷)越低,玻璃珠的涂膜次数N(N=17)越低,玻璃珠的涂膜次数N(N=1⁵)越多,降解效率越高。     

水体中有机污染物自然降解研究进展

水体中有机污染物的自然降解是影响污染物在环境中归趋过程的一个重要机制,一直是环境界研究的重点。归纳了水体中有机污染物自然降解的研究现状和研究方法,并以生物降解和光降解为例,指出目前在自然降解实验研究设计方面值得关注的一些问题。     

节杆菌属细菌处理有机物和重金属污染物的研究进展

有机污染物和重金属造成的环境问题日益严峻。节杆菌属细菌具有很强的环境适应性和抗逆性,广泛分布于各种环境特别是土壤和水体中。研究发现该属菌株具有高效降解环境中的有机污染物和吸附重金属的能力,被用于污染水体和土壤等的生物修复研究与应用。该文从节杆菌属降解污染物菌株、降解污染物的种类、降解机理和影响因素的研究等方面,介绍了节杆菌处理污染物的研究进展。     

TiO2电极光电催化氧化处理水体中的蒽

为了探究光电催化体系对水体中多环芳烃（PAHs）的降解效果,采用TiO₂电极在紫外光照射下进行了光电催化氧化处理多环芳烃——Ant（蒽）的研究.分别比较了光电催化（PEC）、光催化（PC）和电化学氧化（EC）体系对Ant的降解效果.并探究了电流密度、初始pH、初始ρ（Ant）和腐植酸（HA）等对Ant降解效果的影响;同时,采用伪一级动力学对降解反应速率进行了拟合分析并对中间产物的含量及Ant的降解机理进行了研究.结果表明:在相同电流密度和反应时间等条件下,PEC体系对Ant的降解率均高于PC和EO体系;电流密度对Ant降解影响不大,在电流密度为0.05 mA/cm2条件下,反应30 min后,Ant的降解率能达到98.5%,体系中中间产物有蒽酮（AT）、蒽醌（AQ）等物质,其浓度呈现先增加后降低的趋势;初始pH对中间产物AQ的生成影响较大;初始浓度对反应速率影响较大,初始浓度增加3倍,反应速率降低了近44%,但Ant的降解率相差不到1%;HA的存在使得Ant降解率降低了7.5%,反应速率降低了近83%.