Fe/Ti-MIL-NH2吸附-光催化降解NDPhA

通过水热法成功制备Fe/Ti-MIL-NH₂吸附-光催化复合材料,考察了该材料对亚硝基二苯胺(NDPhA)的降解效能与机制.结果表明,Fe/Ti摩尔比为3:1时,Fe/Ti-MIL-NH₂能在不同水质条件下稳定去除84.4%以上的NDPhA,10mmol/L HCO₃^-的加入可使去除率达95.1%.与Fe-MIL-NH₂相比,Fe/Ti-MIL-NH₂(3:1)优异的吸附-光催化性能归因于其原位异质结构的形成,使其比表面积增加(310.2m²/g),加速光生空穴对分离并抑制其复合.通过动力学、吸附等温线拟合,明确了Fe/Ti-MIL-NH₂对NDPhA的吸附机制为表面吸附和分配作用.自由基捕获与探针实验结果表明,Fe/Ti-MIL-NH₂光催化过程通过自由基(^·O₂^-, ^·OH)与非自由基(Fe[IV]=O, h⁺)的共同作用降解NDPhA,提出了Fe/Ti-MIL-NH₂去除NDPhA的吸附光催化机制.通过分析光催化氧化中间产物,提出了NDPhA可能的降解路径.此外,Fe/Ti-MIL-NH₂(3:1)可完全去除天然水体基质中浓度<0.1mg/L的NDPhA,且重复使用5次后仍能去除83%的NDPhA,表明该材料稳定性较高.     

光催化处理含酚废水研究进展

含酚废水主要来源于煤化工、石油化工和以苯酚或酚醛为原料的生产过程,毒性高、难降解,对所有生物个体都有毒害作用。高浓度的含酚废水可回收利用,而目前对低浓度含酚废水还没有理想的处理方法。文章阐述了半导体光催化材料光催化降解机理和光催化剂的研究进展,重点讨论了光催化材料在处理含酚废水中的应用,并对光催化材料应用的发展前景进行了展望。     

Optimization of parameters on photocatalytic degradation of chloramphenicol using TiO2 as photocatalyist by response surface methodology

The experimental design methodology was applied for modeling and optimizing the operation parameters on photocatalytic degradation of chloramphenicol (CAP) using TiO2 as photocatalyst in a photoreactor. Three experimental parameters (including pH, TiO2 concentration and CAP initial concentration) were adopted to obtain the preliminary information. The multivariate experimental design was employed to establish a quadratic model as a functional relationship between the degradation rate of CAP and three experimental parameters. The interaction e ects and optimal parameters were obtained by using Design Expert software. The optimal values of the operation parameters under the related constraint conditions were found at pH 6.4, TiO2 concentration of 0.94 g/L and CAP initial concentration of 19.97 mg/L, respectively. The degradation rate of CAP approached 85.97% under optimal conditions. The regression analysis with R2 value of 0.9519 had a good agreement between the experimental results and the predictive values. In addition, pH and TiO2 concentration had a significant influence on the degradation rate of CAP.     

二氧化钛光催化消毒技术在水处理中的研究

二氧化钛光催化消毒是一种新型的水处理技术,可以有效地去除水中常规的和新出现的致病微生物,杀菌效果好且相对常规消毒手段消毒副产物较少,处理工艺自身不会对处理水造成二次污染。通过总结光催化技术的研究历史,阐述了光催化氧化机理和杀灭微生物的具体过程,综述了二氧化钛光催化技术在水处理领域中杀灭细菌、真菌、藻类、原生动物和病毒的研究成果,论述了二氧化钛光催化消毒的必要性,并对二氧化钛光催化消毒的应用前景作了展望。     

光催化反应中活性氧物种产生及抗菌机制研究

空气中的致病菌引发的流行性疾病严重威胁人类生命安全。近年来,光催化微生物灭活技术作为一种广谱高效、安全稳定、持久耐热、不易产生耐药性、杀菌彻底的方法受到广泛关注。光催化反应中产生的活性氧物种（reactive oxygen species,ROS）在光催化抗菌中发挥着不可替代的作用,但特定类别ROS的产生和杀菌机制的研究较少,尚未有综述对其进行系统概述。本文重点从光催化半导体的能带结构与特定ROS（∙O₂⁻、∙OH、H₂O₂）氧化还原电势的关系综述了三种自由基的产生机制,从氧化能力、存在寿命、主要作用对象等方面简要讨论了自由基对细菌造成氧化损伤和功能失调的具体过程,另外还涉及ROS的检测方法和抗菌性能评价方式,进一步对光催化抗菌技术在环境消杀领域的应用前景进行了展望。     

响应面方法优化光催化降解抗生素类污染物过程研究

近年来抗生素类污染物对环境的影响及其生态毒性日益引起广大研究者的关注。对TiO2光催化降解典型抗生素类污染物磺胺二甲嘧啶（SMT）进行了研究。采用中心组合设计方法（CCD）进行试验设计,使用响应面方法（RSM）对光催化过程中的影响因素（TiO2浓度、初始磺胺二甲嘧啶浓度、双氧水浓度）进行了探讨和分析,并对反应过程进行了优化。优化结果表明,最佳反应条件为：TiO2浓度1.74 g/L、初始磺胺二甲嘧啶浓度20.0 mg/L、双氧水浓度106.28 mg/L,在优化条件下的磺胺二甲嘧啶光催化实际去除率为83.6%。响应面方法能够优化光催化条件,预测光催化结果,有利于优化光反应器的设计,对于工程化光催化水处理技术的发展具有一定的参考价值。     

TiO2纳米管对水源水中MC-LR的光催化降解

采用“草酸+氟化铵”水相电解液体系通过阳极氧化法制备出了TiO₂纳米管材料,可有效光催化深度降解水源水中的微囊藻毒素（MC-LR）.结果表明,阳极氧化电压为20V、组分配比为1/12mol/L H₂C₂O₄·2H₂O+0.5wt% NH₄F、电解液pH值为4、阳极氧化时间1~2h的条件下制得的纳米管形貌最清晰,孔径为50nm左右,管长为250~600nm;催化剂经过500~600℃的温度煅烧后对MC-LR的光催化降解效率相对较高;pH值在3.5或8左右时,有利于MC-LR的光催化降解,且光化学反应符合准一级反应动力学模型;MC-LR的光催化降解机理主要包括产生的强氧化性·OH自由基对Adda支链共轭双键、Mdha氨基酸单双键以及Adda支链中甲氧基等部位的攻击氧化和肽键的水解.     

水杨酸和5-磺基—水杨酸表面修饰纳米TiO2吸附去除对硝基苯酚

利用化学吸附法合成了水杨酸和5-磺基-水杨酸表面修饰的TiO2纳米粒子．对表面修饰前后的TiO2纳米粒子，采用红外光谱法、固体紫外-可见漫反射电子光谱法比较其官能团和吸光性能的变化．研究发现，经水杨酸和5-磺基-水杨酸改性后的TiO2分别呈浅黄色、土黄色，吸收带边发生了明显的红移，吸收边起始点分别延伸至420nm和450nm处，出现-COOTi-和芳香羧酸酯的特征吸收峰；这说明TiO2表面羟基与水杨酸或5-磺基-水杨酸间发生类似酸和醇之闻的酯化反应，分别形成的稳定六元环化合物；在最佳吸附pH值4．0和吸附平衡时闻100min的条件下，水杨酸和5碱基-水杨酸表面修饰的TiO2纳米粒子对硝基苯酚的吸附率可由改性前的43％分别提高至89％和94％，突破了TiO2吸附去除芳香族污染物的瓶颈——在吸附剂表面的低覆盖率；同时表层链接苯环的极性减弱，非极性增强，并在水、苯和乙醇中具有良好的分散性．     

纳米TiO2薄膜光催化降解2,4-二氯酚的动力学研究

以主波长为365nm的紫外光灯为光源，纳米TiO2薄膜为光催化剂，研究了2，4-二氯酚光催化降解的产物及Cl^-对2，4-二氯酚光催化反应动力学的影响，并进一步探讨了Cl对2，4-二氯酚光解影响的机理，2，4-二氯酚可以经光催化氧化被彻底矿化，结合外加Cl^-对2，4-二氯酚光催化降解的影响和L-H反应动力学分析，可以认为Cl^-对2，4-二氯酚光催化降解的抑制作用，是由于Cl^-与2，4-二氯酚在TiO2表面竞争同一活性位点所致。因此，当光催化反应进行到Cl^-在TiO2表面竞争性吸附较强时，在反应动力学方程中必须考虑Cl^-的竞争性作用。     

TiO2光催化剂的改性研究

采用浸渍法制备了掺杂Fe3+ ,用NH4 Cl提高单分散性并且用稀H2 SO4 表面修饰的TiO2 粉体光催化剂 ,考察了它与TiO2 在紫外光和日光作用下对直接耐晒黑G的降解效果。结果表明 ,以TiO2 干凝胶为母体 ,依次浸渍Fe3+ 、NH+ 4以及SO2 - 4所制备的粉体光催化剂Fe3+ /SO2 - 4/TiO2 在紫外光作用下降解效果比纯TiO2 高 2 .1倍 ,在日光作用下比TiO2 高 1 .9倍。X射线衍射分析表明 ,该法制备的TiO2 粉体中锐钛矿相占 1 0 0 % ,没有金红石相 ,平均晶粒粒径为 4nm ;红外吸收光谱分析表明 ,无论是纯TiO2 还是经过掺杂Fe3+ 、用H2 SO4 进行表面修饰后的TiO2 ,红外吸收光谱图基本相似 ,说明掺杂和表面修饰并没有极大地改变TiO2 的化学结构 ,光催化性能的提高归属于杂质能级的电子捕获陷阱作用、有效光成分增加和光生电子向反应物的迅速转移     

无水条件下气相三氯乙烯的光催化降解机理

研究无水条件下气相三氯乙烯的光催化降解反应及其机理,结果表明三氯乙烯的降解产物对ＨＣｌ,ＣＯ２及其Ｃｌ２,,光催化降解速率方程符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ公式,提出了无水条件下ＴＣＥ的光催化降解机理为空穴直接氧化机理。     

水热合成温度对纳米TiO2特性及其可见光波段光催化性能的影响

以乙醇-丙酮-吡啶为溶剂，采用水热法制备了在可见光波段（≤450nm）具有良好光催化活性的纳米TiO2粉体,通过XRD、TEM、DTA、漫反射谱（DRS）与光电压谱等手段，研究了水热合成温度及250℃热处理对合成纳米TiO2粉体的材料特性，以及在可见光激发下纳米TiO2对甲基橙光催化降解的影响．结果显示，纳米TiO2晶型（锐钛矿）与粒径不随水热合成温度及热处理（250℃）条件的变化发生明显改变；各样品的表面吸附物状态以及可见光响应特性在未经热处理时随水热合成温度变化发生明显变化，而在经250℃热处理后则差异不明显；样品的表面吸附物状态、可见光响应以及可见光催化活性之间有显著关联，水热合成温度显著地影响了纳米TiO2粉体的表面吸附物状态及可见光催化活性。     

Enhanced photocatalytic activity of TiO2 by surface fluorination in degradation of organic cationic compound

Experiments were carried out to investigate the influence of TiO2 surface fluorination on the photodegradation of a representative organic cationic compound, Methylene Blue （MB）. The eleetropositive MB shows poor adsorption on TiO2 surface; its degradation performs a HO. radical-mediated mechanism. In the F-modified system, the kinetic reaction rate enlarged more than 2.5 fold that was attributed mainly to the accumulating adsorption of MB and the increased photogenerated hole available on the F-modified TiO2 surface.     

气相正己烷的光催化及臭氧/光催化降解动力学

初步研究了气相中低浓度的正己烷在较大流量(5L/min～17L/min)臭氧/紫外(O₃/UV),光催化(TiO₂/UV)及臭氧/光催化(O₃/TiO₂/UV)3种方法的降解的动力学,考察了正己烷的初始浓度、流量、水蒸气浓度、臭氧投加量等因素的影响.研究表明:正己O₃/TiO₂/UV降解效率远高于O₃/UV的降解效率,明显高于TiO₂/UV降解效率;相对于初始浓度,正己烷的TiO₂/UV及O₃/TiO₂/UV反应符合L-H模型,对于O₃/UV过程用L-H模型不能得到较好的拟合;随着流量的增加正己烷在TiO₂/UV与O₃/TiO₂/UV降解过程中的反应速率先增加后保持不变,但是在O₃/UV过程中其反应速率变化不大;湿度对正己烷的降解有一定的影响;随着臭氧投加量的增加,正己烷O₃/UV和O₃/TiO₂/UV的降解速率呈直线增加,在O₃/UV过程中正己烷的反应速率增加更快.     

Fenton反应及其参与的光催化体系的机理研究进展

综述了光催化降解有机污染物和杀菌的机理,其中降解有机物机理的主要内容为空穴和羟基自由基(·OH)氧化分解有机污染物,杀菌机理与降解有机物类似,即电子和空穴或含氧自由基攻击细菌的细胞壁、细胞膜和胞内成分,使细菌失活。分别从Fe~(2+)和Cu~(2+)两种离子介导的Fenton反应总结了Fenton反应的机理,得出两种离子介导的Fenton反应具有类似机理的结论。最后阐述了目前在光催化体系中引入Fenton反应的研究现状及作用机理,发现将Fenton反应引入光催化体系是促进光催化活性的有效途径。     

表面包覆TiO_2材料的制备及光催化降解染料废水

以介孔硅基分子筛SBA-15为载体,采用溶胶-凝胶法在SBA-15分子筛表面包覆TiO_2。制备了不同TiO_2含量的链状二维六方形介孔复合材料。采用电子显微镜扫描仪、X射线衍射仪、傅立叶红外光谱、紫外-固体漫反射等技术对复合材料进行表征。SEM结果表明样品具有良好的包覆效果,UV-Vis光谱结果表明样品具有较好的光吸收能力。XRD结果表明复合材料表面包覆的TiO_2为锐钛矿和金红石的混合晶型,随载体用量的增加TiO_2的粒径逐渐减小。以光催化降解亚甲基蓝为目标,研究复合材料在煅烧温度、载体用量、底物溶液初始浓度等影响因素下的光催化效果。考察复合材料的再生光催化活性。研究表明:介孔TiO_2复合材料相比于市售P-25有较高的光催化活性。复合材料可进行回收利用,并且其介孔结构牢固不易崩塌。     

TiO2光催化降解哒螨酮机理研究

以TiO2 为催化剂对非均相纳米光催化降解杀虫剂哒螨酮进行了机理研究 .结果表明该反应遵循一级动力学方程 .速率常数为 0 0 2 95 7min-1 ,半衰期为 2 3 4 4min .重点利用气质联用 (GC MS)结合与标准品 ,合成化合物相对照的方法 ,鉴定出反应过程中可能产生的 8种中间产物 .据此 ,提出了降解路线 .同时用PM3算法计算模拟前线电子密度 (FED2 ) .证明哒螨酮分子中S原子上分布的FED2 最大 ,是诱发降解系列反应的起始位点 .此结论与实验结果———光催化降解哒螨酮的初始步骤是分子的苯环和杂环之间碳硫键的断裂相一致     

气相中甲苯的臭氧-光催化降解

初步研究了气相中中低浓度(10～80mg/m³)甲苯的臭氧-光催化联合降解,考察甲苯初始浓度、气体流量和湿度对降解效率及去除负荷的影响,并与单一光催化降解进行了比较.结果表明,臭氧-光催化对甲苯的降解效率大大高于光催化的降解效率,在较高浓度时效果更为显著;甲苯浓度在10～40mg/m³范围时,臭氧-光催化降解效率高达90%以上,但随甲苯初始浓度升高而缓慢地线性下降;湿度对甲苯的臭氧-光催化降解稍有影响,但去除率变化不超过2.5%.     

TiO_2光催化降解直接耐酸大红的动力学研究

以TiO2为催化剂,直接耐酸大红4BS为模型污染物,对暗吸附实验和不同光强下的光催化反应进行了研究。实验结果表明,TiO2对4BS有很强的吸附作用,其原因主要与染料的结构特性和催化剂表面物种有关,由于高吸附作用导致光催化反应为零级动力学;反应速率r随起始浓度C0的增加变化不大,随着光强的增强,反应速率逐渐加快,但当光强大于1.48 mw/cm2,变化较小达到光饱和;通过分析推测光催化反应途径主要是羟基自由基.OH与吸附在催化剂表面有机物的反应。     

热液中金的沉淀机理研究综述

金的沉淀机理是了解热液金矿床成矿机制的关键。本文总结了金从热液中沉淀机理的最新研究成果，介绍了各种主要含金配合物的溶解度拨制机制，阐述了矿物表面吸附／还原以及电化学富集等矿物表面作用对金沉淀行为的制约。