负载型纳米复合半导体WO3-TiO2/AC光催化降解刚果红废水

采用溶胶-凝胶-浸渍-焙烧法制备了负载型纳米复合半导体WO₃-TiO₂/AC光催化剂，以偶氮染料刚果红为目标降解物，通过正交实验优化了刚果红废水的降解条件，并对其光催化动力学进行了探讨。结果表明，刚果红废水的最佳降解条件为：催化剂投加量10 g/L，pH=7，H₂O₂用量为3.5 mL/L。在最佳条件下，当刚果红废水起始浓度为40 mg/L时，反应120 min后，刚果红溶液的去除率可达95.21%，较相同条件下TiO₂/AC对刚果红染料的降解率提高了19.57％。光催化剂对刚果红的光催化降解符合Langmuir-Hinshelwood（L-H）模型。     

掺杂负载型纳米TiO2降解橙黄G的光催化活性及其动力学研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍-焙烧法制备了掺杂Sn(Ⅳ)的TiO2/AC光催化剂,以偶氮染料橙黄G为目标降解物,对光催化反应条件进行了优化.结果表明:利用Sn(Ⅳ)掺杂量为2.5 at.%的TiO2/AC光催化剂,在进水浓度50 mg/L,催化剂的用量12.5 g/L,pH值2.0,H2O21.5 mL/L,主波长为365 nm的300W高压汞灯光照条件下,反应60 min,橙黄G的光催化去除率可达99.1%.该反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程,其速控步为吸附反应.共存阴离子SO42-和H2PO4-,对橙黄G的光催化降解反应均有一定的抑制作用.     

TiO_2/AC复合催化剂的制备及其对六氯苯的光催化降解性能研究

以颗粒活性炭（AC）和钛酸丁酯为原料,采用微波辐射法制备TiO2/AC复合光催化剂,并对制备的催化剂进行了表征;采用该催化剂对六氯苯进行光催化降解,确定了六氯苯降解的最佳工艺条件,并就几种外加试剂对TiO2/AC光催化降解六氯苯的强化作用进行了探讨。结果表明,制备的催化剂中TiO2均匀分布在活性炭表面、呈单一的锐钛矿晶型,晶粒生长完善。该催化剂催化降解六氯苯的最佳工艺条件为：pH值为5、TiO2负载量为18.2%、TiO2/AC投加量为0.4 g/L、反应时间为60 min。在此条件下,六氯苯降解效率达90.3%。添加适量的H2O2、AgNO3、K2S2O8、KIO4和KMnO4均能提高TiO2/活性炭对六氯苯的光催化降解效率。5种外加试剂的适宜添加量分别为0.3%、1.0、1.0、0.1和0.1 mmol/L,对TiO2/AC光催化效率的强化作用大小顺序为：H2O2〉AgNO3〉K2S2O8〉KMnO4〉KIO4。     

漂浮负载型光催化剂制备及降解草甘膦研究

以漂珠(FP)为载体,采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了漂浮负载型CdS/TiO2/FP复合膜光催化剂,通过SEM、XRD对其结构进行了表征.以甘草膦农药的光催化降解为模型反应,使用不同光源研究了CdS/TiO2/FP的光催化性能,探讨了影响催化剂活性的因素及采用太阳光做光源处理草甘膦的可行性.结果表明,经4层镀膜500℃热处理的20%(w/w)CdS/TiO2/FP光催化剂具有良好的光催化性能,最佳降解条件为:催化剂加入量3 g/L,初始pH 7～9,Fe2 浓度为2.0×10-3 mol/L.通气量200 mL/min.在最佳条件下,对135 mg/L草甘膦溶液降解率可以分别达到96.3%(125 W高压汞灯,60 min)和82.4%(太阳光,180 min).     

对乙酰氨基酚制备过程中废水的处理

采用芬顿法、光催化氧化法与生物降解法相结合,研究对乙酰氨基酚制备过程中高浓度废水的降解。以COD的去除率为指标,研究各种方法的主要因素对废水降解效果的影响,通过控制单因素变量实验,确定各种方法的最佳工艺条件。结果表明,芬顿法的最佳工艺条件:废水的pH为4.0、FeSO4·7H2O加入量为0.10 mol/L、H2O2(30%)加入量为56.5 mL/L、反应时间3 h;光催化氧化降解废水的最佳条件:H2O2(30%)加入量4.5 mL/L,光照时间4 h。生物降解较适宜条件:pH为7.0,温度为28~29℃。在各种方法的最佳条件下,可使废水的COD从18 979.24 mg/L降至36.14 mg/L。     

亚甲基蓝表面修饰纳米TiO2降解造纸废水动力学

以亚甲基蓝(MB)作为表面修饰剂,采用简单的化学吸附法制备亚甲基蓝表面修饰的纳米TiO2光催化剂(TiO2-MB)。经表面修饰后,TiO2-MB光催化剂波长响应范围红移至可见光区575 nm处。探讨了光催化剂量、光照时间和溶液pH值对TiO2-MB光催化降解造纸废水的影响;研究了纳米TiO2-MB对造纸废水的暗吸附规律和光降解性能。结果表明:纳米TiO2-MB对造纸废水的吸附规律都较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,属于吸热反应;光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型。在160 W高压汞灯光照80 min,3.0 g/L纳米TiO2-MB光催化降解pH=2.0的造纸废水(COD:2 069.8 mg/L),COD去除率可达94.7%,处理效果远高于避光条件下。光催化剂经8次使用仍具有较高的催化活性。     

CaF2(Tm3+)/TiO2光催化剂的制备及其对海水养殖废水中氨氮的降解研究

采用溶胶凝胶法制备了CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂,并用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)等手段对其晶型、粒径以及形貌进行了表征。对比分析了可见光下纯TiO_2和CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂对模拟海水养殖废水中氨氮的降解情况。结果表明,CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂粒径基本在15～25nm,晶型为锐钛矿型;CaF_2(Tm~(3+))的掺杂提升了TiO_2对可见光的利用率,使光催化效率大幅提升;CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂对海水养殖废水中氨氮的适宜光催化降解条件为CaF_2(Tm~(3+))掺杂比10%(摩尔分数)、CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂投加量0.6g/L、氨氮初始质量浓度100mg/L、H2O2质量浓度0.3g/L、pH=10.0、反应时间2.0h,在此条件下,氨氮去除率可达近90%;光催化降解氨氮的最终降解产物为N_2,处理比较彻底。     

天然沸石负载La2O3-ZnO-TiO2光催化降解活性艳红K-2BP

利用80目天然斜发沸石作载体制备La2O3(0.5%)-ZnO(20%)-TiO2/沸石复合光催化剂,以20 W紫外灯为光源,在自制的光催化反应器中降解活性艳红K-2BP,考察了光照时问、空气通入量、催化剂用最、溶液初始浓度、H2O2与Fe3 投加量等对活性艳红K-2BP光催化降解率的影响.结果表明,当溶液初始浓度为60 mg/L,催化剂投加量为12 g/L,通气量为1 200 mL/min,光照2.5 h,活性艳红K-2BP的降解率可达99.2%;H2O2和Fe3投加量为4 mL/L和3 g/L时,光照1 h活性艳红K-2BP降解率分别为100%和97.2%.紫外-可见吸收光谱显示,LZTZ光催化剂町有效降解印染废水.     

磁载TiO2光催化剂处理喷漆废水的影响因素及动力学特性

为探讨光催化技术对喷漆废水的处理能力,采用酸溶胶法制备了既具有较强光催化性能又能够回收的磁载TiO_2光催化剂,研究其在紫外光照射下处理喷漆废水的影响因素及动力学特性。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对光催化剂的微观形貌和结晶特点进行分析,发现磁载TiO_2光催化剂呈球形并具有较好的结晶度。当喷漆废水的COD初始质量浓度为3 280mg/L、初始pH为9、温度为50℃、光催化剂投加量为6g/L、光催化时间为480min时,COD去除率接近80%。光催化降解过程符合准一级动力学,遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型。当喷漆废水COD初始质量浓度为1 300mg/L时,光催化剂经过6次循环使用,其回收率和COD去除率仍分别可达到85%和82%。     

Fe~(3+)掺杂TiO_2/凹凸棒复合材料的光催化性能

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe3+掺杂TiO2/凹凸棒(Fe3+-TiO2/ATP)复合光催化剂材料。在可见光条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解反应,评价了样品的光催化性能,研究了TiO2负载量、Fe3+掺杂量和焙烧温度对复合材料光催化性能的影响。在单因素实验的基础上,采用正交实验设计(L25(53))优化了催化剂的制备条件。光催化实验结果表明,MB在复合材料上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型。正交实验结果表明,当TiO2负载量为15%、Fe3+掺杂量为0.5%和焙烧温度为550℃时,得到的复合材料对MB的光催化降解效率最佳,测得表观反应速率常数kapp为6.09×10-3min-1,反应4 h后MB的降解率(Dt)可达75.88%,相同实验条件下与P25(1.51×10-3min-1)相比较,反应速率提高了4.03倍,降解率提高了45.05%。另外,复合材料的沉降性能优于P25,易于分离,是一类有应用前景的复合光催化剂。     

Radiation degradation of Congo Red in aqueous solution

Radiation-induced degradation of Congo Red (an azo dye) in aqueous solution was studied both with steady-state radiolysis and time-resolve techniques of pulse radiolysis and laser flash photolysis. Decomposition and mineralization of Congo Red by gamma-rays was investigated with the changes of absorption spectra, degradation efficiency, TOC removal and pH changes of the solutions in different irradiation systems. The main radiolytic products resulting from steady-state radiolysis of Congo Red were examined by HPLC and LC-MS. Complete degradation of Congo Red was observed at different absorbed doses under diverse irradiation condition. The TOC removal of the solutions saturated with O2 or N2O reached 76% and 86% at the absorbed dose of 11.9 kGy, respectively. Pulse radiolysis and laser flash photolysis experiments were carried out to study the reaction of Congo Red with e(aq)- and ()OH. The reaction rate constants were determined.     

突变灰盖鬼伞过氧化物酶降解刚果红的响应面法优化分析

酶法降解偶氮染料刚果红是一个复杂的过程，受温度、pH、酶量、刚果红浓度和双氧水浓度显著影响。为研究各因素及因素间交互作用对刚果红降解影响，提高刚果红的降解率，分别使用单因素法和响应面分析法对刚果红降解条件进行了优化。单因素实验结果显示灰盖鬼伞过氧化物酶降解刚果红的最适条件为：pH5．0、32℃、酶量4．98u、双氧水0．1mmol／L、刚果红20mg／L，此时刚果红最高降解率为34．84％。然后选双氧水浓度、刚果红浓度和灰盖鬼伞过氧化物酶量作为3个因素，通过中心组合设计实验，用响应面法对刚果红降解进行优化分析，最后得到一个拟合度良好的二次多项方程模型（R2=0．9900）。方差分析结果显示，刚果红浓度和酶量是影响最显著的因素，双氧水与酶以及染料与酶之间的交互作用极显著。响应面分析优化后的反应体系为：双氧水浓度0．15mmol／L，刚果红浓度为27．21mg／L，酶为2．07U，在此条件下，刚果红降解率达58．13％。     

纳米TiO2/EP光催化降解罗丹明B废水的研究

通过溶胶-凝胶法制备出可漂浮于水面的膨胀珍珠岩(EP)负载型TiO2,研究其在水中对罗丹明B(RB)的去除效果、吸附降解动力学以及最佳工艺条件,并研究其多次回收再生后的降解效果。结果表明,浸渍3次的负载型TiO2光催化活性最高,回收5次后活性变化很小,降解率下降不到8%;光催化剂用量为0.2 g,20 mL初始浓度为10 mg/L和15mg/L RB溶液光照6 h后降解率分别达98%和74%。在实验浓度范围内,该光催化反应可用一级反应动力学方程描述。     

纳米TiO_2/EP光催化降解罗丹明B废水的研究

通过溶胶-凝胶法制备出可漂浮于水面的膨胀珍珠岩（EP）负载型TiO2,研究其在水中对罗丹明B（RB）的去除效果、吸附降解动力学以及最佳工艺条件,并研究其多次回收再生后的降解效果。结果表明,浸渍3次的负载型TiO2光催化活性最高,回收5次后活性变化很小,降解率下降不到8%;光催化剂用量为0.2 g,20 mL初始浓度为10 mg/L和15mg/L RB溶液光照6 h后降解率分别达98%和74%。在实验浓度范围内,该光催化反应可用一级反应动力学方程描述。     

Fe^3＋掺杂TiO2/凹凸棒复合材料的光催化性能

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe^3＋掺杂TiO2/凹凸棒（Fe^3＋-TiO2/ATP）复合光催化剂材料。在可见光条件下,以亚甲基蓝（MB）溶液的光催化降解反应,评价了样品的光催化性能,研究了TiO2负载量、Fe^3＋掺杂量和焙烧温度对复合材料光催化性能的影响。在单因素实验的基础上,采用正交实验设计（L25（53））优化了催化剂的制备条件。光催化实验结果表明,MB在复合材料上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood（L-H）动力学模型。正交实验结果表明,当TiO2负载量为15%、Fe^3＋掺杂量为0.5%和焙烧温度为550℃时,得到的复合材料对MB的光催化降解效率最佳,测得表观反应速率常数kapp为6.09×10^-3min^-1,反应4 h后MB的降解率（Dt）可达75.88%,相同实验条件下与P25（1.51×10^-3min^-1）相比较,反应速率提高了4.03倍,降解率提高了45.05%。另外,复合材料的沉降性能优于P25,易于分离,是一类有应用前景的复合光催化剂。敏世雄王芳魏立强王永生冯雷佟永纯韩玉琦     

Photocatalytic degradation of acetaminophen in modified TiO2 under visible irradiation

This study investigated the photocatalytic degradation of acetaminophen (ACT) in synthetic titanium dioxide (TiO₂) solution under a visible light (λ >440 nm). The TiO₂ photocatalyst used in this study was synthesized via sol–gel method and doped with potassium aluminum sulfate (KAl(SO₄)₂) and sodium aluminate (NaAlO₂). The influence of some parameters on the degradation of acetaminophen was examined, such as initial pH, photocatalyst dosage, and initial ACT concentration. The optimal operational conditions were also determined. Results showed that synthetic TiO₂ catalysts presented mainly as anatase phase and no rutile phase was observed. The results of photocatalytic degradation showed that LED alone degraded negligible amount of ACT but with the presence of TiO₂/KAl(SO₄)₂, 95 % removal of 0.10-mM acetaminophen in 540-min irradiation time was achieved. The synthetic TiO₂/KAl(SO₄)₂ presented better photocatalytic degradation of acetaminophen than commercially available Degussa P-25. The weak crystallinity of synthesized TiO₂/NaAlO₂ photocatalyst showed low photocatalytic degradation than TiO₂/KAl(SO₄)₂. The optimal operational conditions were obtained in pH 6.9 with a dose of 1.0 g/L TiO₂/KAl(SO₄)₂ at 30 °C. Kinetic study illustrated that photocatalytic degradation of acetaminophen fits well in the pseudo-first order model. Competitive reactions from intermediates affected the degradation rate of ACT, and were more obvious as the initial ACT concentration increased.     

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.     

H4SiW12O40/TiO2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料,空心微珠为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/beads光催化剂载体,然后浸渍法制备出H4SiW12O40/TiO2/beads表面负载修饰型复合光催化剂,并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析。研究了H4SiW12O40/TiO2/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性,考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响。实验结果表明,在中性条件下,H4SiW12O40/TiO2/beads催化剂的投加量为0.25 g/L,浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%。     

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。