水体中常见无机阴离子对TiO2薄膜光催化降解甲醛的影响

选择了5种水体中常见的阴离子(Cl^-，SO^2-₄，HPO^2-₄/HPO^2-₄，HCO^-₃/CO^2-₃和NO^-₃)，分别考查了其对TiO₂薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的影响；从上述离子的光吸收，对·OH的捕获及其生成的相应的无机自由基的氧化作用以及与甲醛的竞争吸附3个方面讨论了上述离子影响TiO₂薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的原因。结果表明，HCO^-₃/CO^2-₃对TiO₂薄膜光催化降解甲醛具有抑制作用，Cl^-和SO^2-₄的影响不大，H₂PO^-₄/HPO^2-₄和NO^-₃具有促进作用。造成上述结果的主要原因是HCO^-₃/CO^2-₃具有很强的·OH捕获作用；Cl^-，SO^2-₄对·OH捕获作用以及竞争吸附都较弱；H₂PO^-₄/HPO^2-₄在TiO₂表面具有较强的吸附能力，释放出的H⁺起到了酸催化剂的作用；NO^-₃在紫外光的照射下可以产生·OH，此外NO^-₃作为电子受体而降低了TiO₂表面光生电子和空穴的复合几率。     

UV/H2O2工艺降解环丙沙星的研究

采用UV/₂O₂工艺去除水体中的喹诺酮类抗生素环丙沙星（CIP）。考察了溶液pH值、₂O₂投加量以及水体基质对环丙沙星降解效率的影响，分析了降解产物的生成情况。研究表明，环丙沙星的降解符合拟一级反应动力学模型。降解速率受溶液pH值的影响，酸性及中性条件，有利于环丙沙星的降解。₂O₂投加量的增大，使得降解速率逐渐增大，但速率增幅逐渐变缓；最佳₂O₂/环丙沙星摩尔比为2 000。实际水体中存在的NOM、NO^-₃，促进了单独UV作用下，环丙沙星的降解。水体中的?OH焠灭剂，抑制了UV/₂O₂联合作用下，环丙沙星的降解；实际水体中的光解速率常数低于超纯水中的光解速率常数。GC-MS分析表明，UV/₂O₂工艺，使环丙沙星氧化降解生成氨基乙酸、丙二酸、丙三醇和对苯二甲酸等小分子有机物。     

粉煤灰沸石负载Ce3+/TiO2光催化降解水中的菲和荧蒽

以钛酸四丁酯为前驱体，粉煤灰合成沸石为载体，采用溶胶-凝胶方法，在低温条件下制备了稀土铈掺杂的TiO₂光催化剂。利用SEM-EDS、XRD、FTIR对催化剂进行了分析和表征。以高压汞灯为灯源，对多环芳烃菲、荧蒽的降解进行了研究。实验考查了稀土铈掺杂质量分数、催化剂用量、溶液pH、目标物初始质量浓度等因素对光催化降解的影响，研究了其光降解动力学。结果表明，当稀土铈含量为0.5%，催化剂用量为3 g/L，pH偏碱性时，催化效果最佳。光催化反应符合Langmuir-Hinshelwood 动力学规律，菲、荧蒽的降解过程符合一级反应动力学，反应速率常数分别为0.0126 min^-1，0.0099 min^-1。     

Fe0/厌氧微生物体系降解2,4,6-三氯酚特性研究

通过摇床间歇实验，研究了厌氧微生物与零价铁（Fe⁰）联合体系降解2,4,6-三氯酚（TCP）的特性，结果表明，在pH 7.5，35℃，150 r/min，Fe⁰ 10 g/L条件下，TCP初始浓度为30 mg/L时，TCP降解的拟一级反应速率常数为0.0207 h^-1，添加少量碳源可达到0.0390 h^-1，其降解速率是前者的1.88倍；添加碳源的体系在220 h内连续多次投加TCP降解率都达到80%以上，而不加碳源的体系在第2次投加TCP后降解率就只有30%左右；添加不同碳源，降解速率不同；添加2-溴乙烷磺酸钠（BESA）以及SO^2-₄、NO^-₃和S^2-对TCP降解有不同的抑制作用。     

多壁碳纳米管结构对复合光催化剂催化效果的影响

采用溶胶凝胶法制备了多壁碳纳米管负载纳米TiO₂的复合光催化剂（TiO₂/MWCNTs），以偶氮类染料甲基橙为目标污染物，在自制的光催化反应器上进行了光催化降解反应实验。主要研究同一甲基橙初始浓度（C₀)下，多壁碳纳米管不同管长和管径对复合光催化剂催化效果的影响。结果表明：该降解反应可用一级反应动力学方程描述，反应速率常数k随着多壁碳纳米管管长和管径的增大而增大；与纯纳米TiO₂相比，复合光催化剂对甲基橙的降解率提高了6％～18％，反应速率常数为前者的1.19～2.11倍；采用复合光催化剂的甲基橙光降解溶液自行沉降分离效果较好，静止沉降60 min后达到沉降平衡，剩余浊度为8.5 NTU，下降了90.6％。     

微量NO2对厌氧氨氧化甲烷化反硝化耦合影响的动力学分析

采用批试验方法，研究微量NO₂对颗粒污泥厌氧氨氧化、甲烷化和反硝化耦合的影响。基于Haldane模型建立了厌氧氨氧化的NO₂强化函数，估计了强化函数中的最大强化系数（30.55）、NO₂半饱和常数（1.96 mg/L）、NO₂抑制常数（0.0082 mg/L）和基础速率系数（0.0314）。微量NO₂对甲烷化和反硝化动力学可用反竞争性抑制动力学方程进行描述。甲烷化的最大比乙酸盐去除速率为0.15 mg COD/（mg VSS·h），乙酸盐半饱和常数为395 mg COD/L，NO₂抑制系数为0.623 mg/L。反硝化的亚硝酸盐氮最大去除速率0.00685 h^-1，亚硝酸盐氮半饱和常数 0.214 mg/L，NO₂抑制系数为22.4 mg/L。试验中大部分的NOx气体物质出现损失。     

La2O3/ZnO/TiO2光催化降解活性艳红K-2BP的研究

采用溶胶-凝胶法制备了La₂O₃/ZnO/TiO₂复合光催化剂,以紫外灯为光源,活性艳红K-2BP为模型降解物,研究了La₂O₃/ZnO/TiO₂的光催化性能。结果表明：当锌和镧的掺杂量w(ZnO)=20%, w(La₂O₃)=0.5%, 煅烧温度为500℃时,La₂O₃/ZnO/TiO₂复合光催化剂的光催化活性最高；当催化剂投加量4 g/L,通气量800 mL/min,初始pH值3.12时,La₂O₃/ZnO/TiO₂对活性艳红K-2BP的降解效果最好。实验证明,La₂O₃/ZnO/TiO₂对活性艳红K-2BP的降解遵从Langmuir-Hinshelwood动力学模型,测得其反应速率常数k＝11.5 mg/(L·min)；吸附常数K＝2.88×10^-2 L/mg。     

直接红染料的臭氧脱色与中间产物研究

以直接红B模拟染料废水为研究对象，考察了臭氧化过程中染料溶液的吸光度和TOC的变化，同时利用离子色谱仪和GC/MS对染料的降解过程进行了分析，最后用发光细菌法检测了染料溶液急性毒性的变化。结果表明，臭氧对染料的降解符合一级反应动力学，20 min时对染料的脱色率达到99.2%；反应40 min后TOC减少32.55%，染料分子有97.8%的S被氧化为SO^2-₄，偶氮键被臭氧化为N₂，分子中的仲胺基小部分转化成游离NH⁺₄和NO^-₃；在臭氧化过程前期新生成的醛类和酰胺类物质使溶液急性毒性迅速上升，25 min后溶液毒性开始逐渐下降。     

真空紫外光臭氧降解偏二甲肼的研究

研究比较了臭氧氧化（O₃）、紫外臭氧（O₃/UV）和真空紫外臭氧（O₃/VUV）对推进剂——偏二甲肼的处理效果，O₃/VUV最为有效，反应速率常数分别比O₃/UV和O₃高39.8%和65.6%，中间产物——甲醛去除得更迅速，反应50 min即无法检出。初始pH 9时，O₃/VUV降解偏二甲肼的速率最快，达到0.4461 min^-1；反应速率常数随臭氧投加量的增加而线性增大；随偏二甲肼初始浓度从100 mg/L增加到2 000 mg/L，反应动力学由一级转为零级。碳酸盐浓度在0～2 mmol/L范围内对O₃/VUV降解偏二甲肼没有明显的抑制作用。偏二甲肼的无机氮产物以氨离子为主，无机氮只占总氮的40%～60%，说明仍有相当比例的氮以有机氮形式存在。     

NO2对颗粒污泥甲烷化动力学特性的影响

采用间歇试验方法，以乙酸和乙酸盐混合物为基质，对取自EGSB反应器具有厌氧甲烷化反硝化与厌氧氨氧化活性的颗粒污泥的甲烷化动力学以及NO₂影响进行研究。无NO₂时，最大比基质降解速率为0.158 mg COD/mg VSS·h，半饱和常数为464 mg COD/L，甲烷的产率系数为0.254 mL CH₄/mg COD。添加微量NO₂对甲烷化有抑制作用，抑制程度随着微量NO₂浓度的增高而增大，在NO₂浓度为30.36 mg/m³、50.6 mg/m³、101.2 mg/m³、202.4 mg/m³和303.6 mg/m³条件下，甲烷化抑制程度分别为7.40％、11.87％、27.56％、39.75％和43.24％，外推得NO₂的甲烷化半抑制浓度IC₅₀值为383.8 mg/m³。NO₂气氛下甲烷化动力学可用反竞争性抑制动力学进行描述，最大比基质降解速率为0.148 mg COD/mg VSS·h，半饱和常数为396 mg COD/L，NO₂抑制系数为250 mg/m³。     

TiO2胶体光催化降解罗丹明B染料

TiO2胶体从钛氧有机物水解制备,表征的方法有:X射线衍射光谱(XRD)、激光散射粒径分布、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)。利用罗丹明B染料分子作为探针分子研究TiO2胶体的光催化活性,分析了pH、催化剂用量、外加氧化剂(H2O2)用量及罗丹明B初始浓度对TiO2胶体光催化活性的影响。结果表明:制备的TiO2胶体粒子平均粒径为13.8 nm(激光散法测定),光催化降解罗丹明B染料的反应属于一级动力学反应,可以用Langmuir-Hinshewood模型加以描述,反应速率常数k1为0.08413 mg/(L.min),平衡吸附常数k2为1.5305 L/mg;在pH为6,TiO2胶体用量为0.04%,H2O2(含量30%)用量为0.2%(V/V),光照度为69.6μW/cm2时,5 h后罗丹明B染料的降解率可达到99%以上;相似的条件,0.2%的P25 TiO2粉体光催化处理染料水时,罗丹明B的降解率为90%。纳米TiO2胶体不仅可以提高罗丹明B的光催化降解率,还具有用量少,可有效降低水处理成本的特点。     

TiO_2胶体光催化降解罗丹明B染料

TiO2胶体从钛氧有机物水解制备,表征的方法有：X射线衍射光谱（XRD）、激光散射粒径分布、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）。利用罗丹明B染料分子作为探针分子研究TiO2胶体的光催化活性,分析了pH、催化剂用量、外加氧化剂（H2O2）用量及罗丹明B初始浓度对TiO2胶体光催化活性的影响。结果表明：制备的TiO2胶体粒子平均粒径为13.8 nm（激光散法测定）,光催化降解罗丹明B染料的反应属于一级动力学反应,可以用Langmuir-Hinshewood模型加以描述,反应速率常数k1为0.08413 mg/（L.min）,平衡吸附常数k2为1.5305 L/mg;在pH为6,TiO2胶体用量为0.04%,H2O2（含量30%）用量为0.2%（V/V）,光照度为69.6μW/cm2时,5 h后罗丹明B染料的降解率可达到99%以上;相似的条件,0.2%的P25 TiO2粉体光催化处理染料水时,罗丹明B的降解率为90%。纳米TiO2胶体不仅可以提高罗丹明B的光催化降解率,还具有用量少,可有效降低水处理成本的特点。     

UV-TiO_2光催化氧化降解双酚A的动力学研究

采用自制光催化氧化反应器,研究了双酚A(BPA)在纳米TiO_2悬浆体系中的光催化氧化特性.结果表明:(1)UV-TiO_2对水中BPA有较强光催化氧化降解作用.在10 W低压汞灯照射下,当纳米TiO_2用量为1.0 g/L、pH为5.5、BPA初始质量浓度为10 mg/L、曝气量为4.0 mL/min、温度为室温、反应时间为120 min时,BPA去除率可达97.1%.当pH≥9.5时,120 min后BPA已经基本光催化氧化降解完全.(2)BPA的光催化氧化降解曲线均很好地符合一级反应动力学方程.其速率常数与纳米TiO_2用量、pH、BPA初始浓度、曝气量有关;促进·OH和电子-空穴对的生成是提高光催化氧化反应速率的重要途径.     

Photocatalytic degradation of the herbicide erioglaucine in the presence of nanosized titanium dioxide: comparison and modeling of reaction kinetics

The present work mainly deals with photocatalytic degradation of a herbicide, erioglaucine, in water in the presence of TiO2 nanoparticles (Degussa P-25) under ultraviolet (UV) light illumination (30 W). The degradation rate of erioglaucine was not so high when the photolysis was carried out in the absence of TiO2 and it was negligible in the absence of UV light. We have studied the influence of the basic photocatalytic parameters such as pH of the solution, amount of TiO2, irradiation time and initial concentration of erioglaucine on the photodegradation efficiency of erioglaucine. A kinetic model is applied for the photocatalytic oxidation by the UV/TiO2 system. Experimental results indicated that the photocatalytic degradation process could be explained in terms of the Langmuir-Hinshelwood kinetic model. The values of the adsorption equilibrium constant, K, and the second order kinetic rate constant, k, were 0.116 ppm-1 and 0.984 ppm min-1, respectively. In this work, we also compared the reactivity between the commercial TiO2 Degussa P-25 and a rutile TiO2. The photocatalytic activities of both photocatalysts were tested using the herbicide solution. We have noticed that photodegradation efficiency was different between both of them. The higher photoactivity of Degussa P-25 compared to that of rutile TiO2 for the photodegradation of erioglaucine may be due to higher hydroxyl content, higher surface area, nano-size and crystallinity of the Degussa P-25. Our results also showed that the UV/TiO2 process with Degussa P-25 as photocatalyst was appropriate as the effective treatment method for removal of erioglaucine from a real wastewater. The electrical energy consumption per order of magnitude for photocatalytic degradation of erioglaucine was lower with Degussa P-25 than in the presence of rutile TiO2.     

固定化催化剂TiO2膜光催化降解三氯乙醛的研究

研究了负载于玻璃上的固定化催化剂TiO2膜光催化降解水中三氯乙醛的效果,探讨了TiO2膜光催化降解三氯乙醛的机理,考察了溶液pH值和三氯乙醛初始浓度埘TiO2膜光催化降解三氯乙醛的影响,并研究了固定化催化剂TiO2膜光催化降解三氯乙醛的动力学.结果表明,固定化催化剂TiO2膜光催化降解水中三氯乙醛的效果良好,当三氯乙醛初始浓度为2.25 mg/L时,在紫外光照时间3 h下,三氯乙醛的降解率高达100%.在相司紫外光照时间下,三氯乙醛的光催化降解率随着三氯乙醛初始浓度的增大而下降.在溶液pH=6.5时,三氯乙醛的降解效率最高.固定化催化剂TiO2膜光催化降解三氯乙醛的反应遵循一级反应动力学,反应速率常数随三氯乙醛初始浓度的增大而减小.     

粉煤灰沸石负载Ce^3＋／TiO2光催化降解水中的菲和荧蒽

以钛酸四丁酯为前驱体，粉煤灰合成沸石为载体，采用溶胶-凝胶方法，在低温条件下制备了稀土铈掺杂的TiO2光催化剂。利用SEM—EDS、XRD、FTIR对催化剂进行了分析和表征。以高压汞灯为灯源，对多环芳烃菲、荧蒽的降解进行了研究。实验考查了稀土铈掺杂质量分数、催化剂用量、溶液pH、目标物初始质量浓度等因素对光催化降解的影响，研究了其光降解动力学。结果表明，当稀土铈含量为0．5％，催化剂用量为3g／L，pH偏碱性时，催化效果最佳。光催化反应符合Langmuir—Hinshelwood动力学规律，菲、荧蒽的降解过程符合一级反应动力学，反应速率常数分别为0．0126min^-1，0．0099min^-1。     

TiO2膜光催化降解4，4’-二溴联苯的研究

研究了负载于玻璃上的固定化催化剂TiO2膜光催化降解水中4，4’-二溴联苯（4，4’-DBB）的效果，考察了溶液pH值和4，4’-DBB初始浓度等对TiO2膜光催化降解4，4’-DBB的影响，探讨了降解机理。结果表明，TiO2膜光催化降解水中4，4’-DBB的效果良好，紫外光照射8h，初始浓度为4mg／L的4，4’-DBB的降解率高达94％，降解速率随着4，4’-DBB初始浓度的增大而下降。在溶液pH：1时，4，4’-DBB的降解效率最高。超声的加入使降解反应的速率加快。经拟合发现4，4’-DBB的降解符合拟一级反应规律，并推导出动力学方程。     

Photocatalytic degradation of p-nitrophenol on nanometer size titanium dioxide surface modified with 5-sulfosalicylic acid

The surface of nanometer size TiO(2) was simply and fast modified by chemical adsorption in saturated solution of 5-sulfosalicylic acid. After surface modification, a stable, yellow surface complex was formed quickly, the wavelength response range of TiO(2) was expanded, it has obvious absorption in the region from 320 to 450 nm; the adsorption efficiency of p-nitrophenol (PNP) by TiO(2) was enhanced from 42% to 84%. The photocatalytic activity was tested on the degradation of PNP. The influences of catalyst and its dosage, pH value, and PNP concentration on the degradation were investigated. On optimal photodegradation conditions, including initial pH 4.0, PNP 5 mg l(-1), catalyst 100 mg, irradiation time 120 min with 160 W high-pressure mercury lamp, the degradation efficiency of PNP was increased from 40% to 88% after surface modification. Surface modification led not only to an increase in the light utilization, but also improved the surface coverage of PNP in comparison with the pure TiO(2). Both of these factors are crucial for the photocatalytic activity of heterogeneous photocatalysis, especially for photodegradation of benzenoid pollutants.     

Photocatalytic degradation of an organophosphorus pesticide phosalone in aqueous suspensions of titanium dioxide

The present work deals with photocatalytic degradation of an organophosphorus pesticide, phosalone, in water in the presence of TiO2 particles under UV light illumination (1000 W). The influence of the basic photocatalytic parameters such as pH of the solution, amount of TiO2, irradiation time, stirring rate, and distance from UV source, on the photodegradation efficiency of phosalone was investigated. The degradation rate of phosalone was not high when the photolysis was carried out in the absence of TiO2 and it was negligible in the absence of UV light. The half-life (DT50) of a 20 ppm aqueous solution of phosalone was 15 min in optimized conditions. The plot of lnC (phosalone) vs. time was linear, suggesting first order reaction (K=0.0532 min(-1)). The half-life time of photomineralization in the concentration range of 7.5-20 ppm was 13.02 min. The efficiency of the method was also determined by measuring the reduction of Chemical Oxygen Demand (COD). During the mineralization under optimized conditions, COD decreased by more than 45% at irradiation time of 15 min. The photodegradation of phosalone was enhanced by addition of proper amount of hydrogen peroxide (150 ppm).     

TiO_2膜光催化降解4,4’-二溴联苯的研究

研究了负载于玻璃上的同定化催化剂TiO2膜光催化降解水中4,4'-二溴联苯(4,4'-DBB)的效果,考察了溶液pH值和4,4'-DBB初始浓度等对TiO2膜光催化降解4,4'-DBB的影响,探讨了降解机理.结果表明.TiO2膜光催化降解水中4,4'-DBB的效果良好,紫外光照射8 b,初始浓度为4 mg/L的4,4'-DBB的降解率高达94%,降解速率随着4,4'-DBB初始浓度的增大而下降.在溶液pH=1时,4,4'-DBB的降解效率最高.超声的加入使降解反应的速率加快.经拟合发现4,4'-DBB的降解符合拟一级反应规律,并推导出动力学方程.