仿生矿化法制备壳聚糖/纳米CdS复合粒子对猩红B光催化降解研究

用仿生矿化法制备了壳聚糖/纳米CdS复合粒子，并用于可见光光催化降解猩红B染料模拟废水，系统地研究了染料初始浓度、pH值、催化剂投加量、光照情况和催化剂重复使用等因素对猩红B的光解脱色效率的影响。结果表明，当pH=3.0，催化剂投加量为0.7 g/L的条件下，对初始溶液为20 mg/L的猩红B模拟废水，60 min之内脱色率超过96%。酸性媒介比碱性媒介更有利于猩红B染料光解脱色。实验范围内Br^-、NO^-₃和Cl^-等无机阴离子，均对降解脱色有促进作用，其中NO₃^-对脱色作用促进最显著。处理前后的UV-Vis谱图分析表明猩红B在壳聚糖/纳米CdS复合粒子可见光光解处理过程中脱色是因为染料发生氧化光降作用。催化剂重复利用5次后，处理60 min对猩红B的脱色率仍可达到80.7%。     

交联壳聚糖/Cu_2O复合颗粒可见光催化脱色活性艳红

利用壳聚糖对金属离子的吸附和螯合作用,通过简单的液相沉淀-还原过程一步原位合成了交联壳聚糖/Cu2O复合粒子。X射线衍射(XRD)和红外(FT-IR)测试结果表明,壳聚糖与Cu2O纳米微粒能有效复合。以活性艳红X-3B溶液为模拟印染废水,采用Langmuir-Hinshelwood假一级方程模拟交联壳聚糖/Cu2O复合粒子光催化脱色反应的动力学行为,从动力学角度系统研究染料初始浓度、反应体系pH、催化剂用量和反应体系气氛等因素对复合粒子可见光催化脱色反应速率的影响。结果表明,当染料溶液浓度较低时,光催化过程可视为假一级反应。降低活性艳红X-3B初始浓度和pH,增加催化剂用量和反应体系的含O2量都可显著增加光解脱色反应速率常数。相同条件下,与纯Cu2O相比,交联壳聚糖/Cu2O复合粒子对X-3B呈现出更好的吸附性和更高的可见光催化活性。     

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.     

交联壳聚糖／Cu2O复合颗粒可见光催化脱色活性艳红

利用壳聚糖对金属离子的吸附和螯合作用，通过简单的液相沉淀一还原过程一步原位合成了交联壳聚糖／Cu2O复合粒子。x射线衍射（XRD）和红外（FT—IR）测试结果表明，壳聚糖与Cu2O纳米微粒能有效复合。以活性艳红X-3B溶液为模拟印染废水，采用Langmuir-Hinshelwood假一级方程模拟交联壳聚糖／Cu2O复合粒子光催化脱色反应的动力学行为，从动力学角度系统研究染料初始浓度、反应体系pH、催化剂用量和反应体系气氛等因素对复合粒子可见光催化脱色反应速率的影响。结果表明，当染料溶液浓度较低时，光催化过程可视为假一级反应。降低活性艳红X-3B初始浓度和pH，增加催化剂用量和反应体系的含O2量都可显著增加光解脱色反应速率常数。相同条件下，与纯Cu2O相比，交联壳聚糖／Cu2O复合粒子对X-3B呈现出更好的吸附性和更高的可见光催化活性。     

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.     

复合纳米Fe2O3/TiO2可见光催化降解邻甲酚溶液的研究

以复合纳米Fe2O3／TiO2作为催化剂,日光色镝灯为光源,研究了邻甲酚溶液的可见光降解。考察了催化剂制备方法、催化剂使用量、溶液pH、催化剂重复使用等条件对可见光降解的影响。实验结果表明,1％Fe2O3／TiO2（n）对邻甲酚溶液的可见光降解效果最优,比Ti02（p25）的降解率提高了2．6倍。在实验条件下,可见光降解3h,邻甲酚溶液的浓度去除率达95．4％,TOC去除率为72．3％。在较宽的浓度范围内,邻甲酚的反应服从一级动力学反应方程,随着浓度的增大,反应速率常数不断降低。     

非均相UV/Fenton氧化法降解水中六氯苯的研究

采用超声辐照促进浸渍法制备了非均相UV/Fenton催化剂Fe/Al2O3,并对其进行了表征.以制备的催化剂对水中六氯苯进行非均相UV/Fenton法氧化降解.考察了铁的负载量、初始pH、H2O2投加量、催化剂投加量和反应时间对六氯苯降解效果的影响,并探讨了六氯苯的降解动力学规律.结果表明,制备的催化剂表面活性组分分散均匀,对六氯苯具有较高的催化活性和重复利用性.非均相UV/Fenton法降解六氯苯的最佳实验条件为:铁的负载量为2%,废水初始pH为3,H2O2和Fe/Al2O3催化剂的投加量分别为34 mg/L和150 mg/L,反应时间为20 min.在此条件下,浓度为500μg/L的六氯苯降解效率达94.5%.HCB的降解反应动力学规律可用Langmuir-Hinshwood方程很好地描述.六氯苯在催化剂表面的吸附常数为1.962 L/mg,表面反应速率常数为0.08 mg/(L·min).     

臭氧光催化降解水中甲醛的研究

研究比较了3种光化学方法对水中低浓度甲醛的降解效果,考察了初始pH值、甲醛浓度和臭氧投加速率等因素对臭氧光催化(TiO_2/UV/O_3)降解甲醛的影响。结果表明,紫外臭氧(UV/O_3)、光催化(TiO_2/UV)和TiO_2/UV/O_3对甲醛的降解均符合表观一级反应动力学,TiO_2/UV/O_3降解甲醛的一级表观速率常数大于TiO_2/UV与UV/O_3之和,说明臭氧、光催化有明显的协同作用。pH值对臭氧光催化降解甲醛的速率几乎没有影响;甲醛初始浓度增加,表观反应速率常数下降,但甲醛的绝对去除量仍随初始浓度的增加而显著增加;臭氧投加速率增加,降解速率增加。甲醛降解的主要中间产物为甲酸,但甲酸在臭氧光催化反应过程中也快速降解而被矿化,说明臭氧光催化是一种能安全有效去除甲醛的方法。     

Mg-Al-LDHs复合促进CdS光催化剂的可见光催化活性

采用过饱和沉淀法制备了镁铝层状双氢氧化物(Mg-Al-LDHs)载体,并通过水热法将高分散纳米CdS粒子负载于其上,得到了可见光响应和高活性的CdS/Mg-Al-LDHs复合光催化材料。通过XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis-DRS和BET等技术对催化剂进行了表征。结果表明,水热过程中,CdS纳米粒子的插层使Mg-Al-LDHs发生了剥离,由于剥离态Mg-AlLDHs较大的负载表面,与纯CdS纳米颗粒相比,负载的CdS纳米粒子的分散度较高、晶粒粒径较小且光吸收明显蓝移,这不仅增加了复合催化剂的活性位点,而且提高了负载CdS纳米粒子的光生电子-空穴对的氧化还原能力,从而使复合催化剂具有较高的反应活性。可见光条件下(λ420 nm),CdS/Mg-Al-LDHs复合材料光催化降解亚甲基蓝(MB)的活性明显高于纯CdS,当CdS的负载量为50%时,降解MB的活性与纯CdS相比提高了2.4倍。     

超声波/铁粉对废水2,4-二氯酚的降解研究

采用超声波/铁粉协同作用,降解废水中的2,4-二氯酚,考察了超声功率、铁粉投加量、2,4-二氯酚初始质量浓度、溶液初始pH值等因素,对2,4-二氯酚降解效果的影响,并对其动力学进行了初步探讨。结果表明：超声波与铁粉具有明显的协同效应。在超声波与铁粉的协同作用下,2,4-二氯酚的降解效率,随着超声功率的增大和初始质量浓度的减小而增大,随着铁粉投加量的增加而增大,但铁粉的投加量达到20 g/L时,降解效率的增幅趋于平缓。在pH值为4的弱酸性条件下,2,4-二氯酚的降解效率最佳,pH值为8时,降解效率次之,在中性或弱碱性条件下,降解效率最差。投加适量的铜作催化剂,可提高2,4-二氯酚的降解效率。本实验条件下,催化剂Cu^2＋的最佳投加量为0.256 g/L。超声波/铁粉协同作用对2,4-二氯酚的降解过程符合一级动力学反应规律。协同体系中,2,4-二氯酚降解速率比单独超声降解和铁粉单独作用时的降解速率分别提高了大约13倍和5倍。     

CNTs/TiO2/CS光降解苯的动力学

综合光催化氧化苯的动力学过程、光辐射场模型和质量守恒定律,采用平板型反应器建立了碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖（CNTs/TiO2/CS）催化薄膜光催化氧化气相苯的数学模型;该模型考虑了光强、相对湿度、初始浓度与气体流速对气相苯光降解的影响。结果表明,建立的数学模型与实验结果吻合较好。     

CNTs/TiO2/CS光降解苯的动力学

综合光催化氧化苯的动力学过程、光辐射场模型和质量守恒定律,采用平板型反应器建立了碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖(CNTs/TiO2/CS)催化薄膜光催化氧化气相苯的数学模型;该模型考虑了光强、相对湿度、初始浓度与气体流速对气相苯光降解的影响。结果表明,建立的数学模型与实验结果吻合较好。     

Treatment of Basic Red 29 dye solution using iron-aluminum electrode pairs by electrocoagulation and electro-Fenton methods

The aim of this study is the treatment of Basic Red 29 (BR29) dye solution using hybrid iron-aluminum electrodes by electrocoagulation and electro-Fenton methods. The effect of current density, initial pH, supporting electrolyte, H₂O₂, and initial dye concentration on dye removal efficiency was investigated, and the best experimental conditions were obtained. Time-coarse variation of UV-Vis spectra and toxicity and chemical oxygen demand (COD) removal were also examined at the best experimental conditions. Both systems were found very successful for the removal of BR29 dye. The removal efficiency of >95 % for BR29 dye solution was reached easily in a short time. At the best experimental conditions, for the initial BR29 concentration of 100 mg/L, >95 % BR29 dye and 71.43 % COD removal were obtained after 20 and 40 min of electrolysis, respectively. Additionally, toxicity results for electro-Fenton treatment of 100 mg/L BR29 were also very promising. According to the results obtained, although electro-Fenton is more effective, both systems can be used successfully to treat textile wastewater including dyes.     

二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖薄膜的制备及对苯的降解性能

研究了光催化降解挥发性有机化合物过程中催化剂二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖薄膜的制备以及该催化剂对苯的光催化性能。首先采用溶胶-凝胶法制备纳米复合材料二氧化钛/碳纳米管,然后利用壳聚糖作为交联剂,制得二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖复合材料催化薄膜。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)透射电镜扫描(TEM)和紫外-可见光漫反射(UV-Vis)等技术分析了复合材料薄膜的组成、结构、形貌和对光的吸收性能,然后使用该催化剂对室内常见的污染物苯进行降解,并在同样的实验条件下,使用催化剂二氧化钛(P25)/壳聚糖对苯进行降解,对两者催化性能进行对比,结果表明,二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖对苯有更强的吸附能力和更高的催化活性。     

Adsorption/desorption of arsenite and arsenate on chitosan and nanochitosan

Equilibrium sorption studies of anionic species of arsenite, As(III) ions and arsenate As(V) ions onto two biosorbents, namely, chitosan and nanochitosan, have been investigated and compared. The results and trends in the sorption behavior are novel, and we have observed during the sorption process of the As(III) and As(V) on chitosan, a slow process of desorption occurred after an initial maximum adsorption capacity was achieved, before reaching a final but lower equilibrium adsorption capacity. The same desorption trend, however, is not observed on nanochitosan. The gradual desorption of As(III) and As(V) in the equilibrium sorption on chitosan is attributed to the different fractions of the dissociated forms of arsenic on the adsorbent surface and in solution and the extent of protonation of chitosan with the changing of solution pH during sorption. The change of solution pH during the sorption of arsenite ions on chitosan was also influenced by the interaction between the buffering effect of the arsenite species in the aqueous medium and the physical properties of chitosan. The final equilibrium adsorption capacity of chitosan for As(III) and As(V) was found to be around 500 and 8000 μg/g, respectively, whereas the capacities on nanochitosan are 6100 and 13,000 μg/g, respectively.

     

黄铁矿催化H2O2氧化降解水中三氯生

以三氯生为目标污染物,研究了黄铁矿催化H2O2非均相类Fenton体系对污染物的去除效果,并利用SEM、EDS等手段对天然黄铁矿进行了表征。考察了催化剂、H2O2投加量、溶液初始pH、反应时间等重要因素对催化氧化反应的影响。在H2O2投加量5 mg/L,黄铁矿用量0.1 g/L,溶液初始pH为8,反应10 min后,三氯生的去除率达90%以上。相对于传统Fenton反应,pH对本非均相催化反应的影响较小,在2～10的pH范围内,仍有较高的催化活性。利用GC-MS分析显示,三氯生降解过程能够产生包括2,4-二氯苯酚在内的多种中间产物。