炻器餐饮具的抗菌研究

以一种特种陶瓷——炻器为载体，分别用负载TiO2光催化薄膜和添加抗菌剂的方法进行炻器餐饮具的抗菌研究。结果表明，在紫外光和日光下，表面负载了TiO2膜的炻器灭菌率分别为90％和88％，均高于未负载TiO2膜的炻器，且灭菌率随光强的增加而提高。复合银盐显示了很好的杀菌效果，当釉表层银含量为0．2％时，24h内对所有细菌的灭菌率为94．6％、总大肠菌群为96．9％。复合锌盐也有一定的灭菌效果，当釉表层锌含量为1．1％时，24h内对所有细菌的灭菌率为56．8％，总大肠菌群为59．3％。但将TiO2粉末加入炻器表层的釉中，却未显示灭菌作用。对掺杂的炻器表面层成分和掺杂后Ag^＋、Zn^2＋的溶出量进行了测定，对灭菌结果和机理也进行了讨论。     

光催化三维蜂窝陶瓷网净化室内空气的研究

先制备钛酸溶胶和掺杂Fe3 的钛酸溶胶,用溶胶-凝胶法分别将其负载于具有一定厚度的矩形蜂窝陶瓷三维网载体上,再用程序升温法煅烧.得到复合纳米TiO2光催化三维蜂窝陶瓷网.经扫描电镜(SEM)测定,三维蜂窝陶瓷网体上负载膜的厚度为300～400 nm,TiO2的粒径为15～20 nm.将光催化三维蜂窝陶瓷网置于光处理箱体内,在紫外光强、循环风量一定的条件下,对容积为72.6 m3和81.4 m3房间进行空气净化.结果表明,无论掺Fe3 与否的TiO2光催化三维蜂窝陶瓷网都有净化效果,其中以掺Fe3 的效果最好:当甲醛起始浓度为0.404 mg/m3,18 h的去除率为99.5%;当起始细菌总数为924 cfu/m3,24 h后的灭菌率为99.5%.     

Ce掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及降解甲醛的研究

介绍了溶胶-凝胶法制备Ce离子掺杂纳米TiO2的工艺流程.采用X射线衍射(XRD)、紫外可见分光光度法(UV-Vis)等方法表征了Ce掺杂TiO2的相组成、紫外可见漫反射率与掺杂量的关系.结果表明,掺杂的TiO2在520℃、650℃焙烧2 h呈锐钛矿结构,在520℃焙烧2 h的TiO2的晶粒尺寸大约为20 nm,而掺杂Ce后其晶粒尺寸均减小,大约为12nm.UV-Vis吸光度分析表明,掺Ce后吸收带边明显发生红移,但随着Ce掺杂浓度的增大,其对可见光的吸收影响不大.光催化降解反应表明,未掺杂Ce的TiO2反应2 h后对甲醛的没有降解作用,而Ce掺杂TiO2反应2 h后甲醛降解率达15%.     

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.     

纳米TiO2-Ag改性VACF处理氨气研究

利用浸渍法将纳米TiO2·Ag负载于粘胶基活性炭纤维上进行改性来处理低浓度氨气,扫描电镜观测和能量色散谱分析表明纳米TiO2和Ag均较成功地负载于VACF表面上,改性VACF对氨气脱除性能良好,最大脱除率为93.3%;当Ag*掺杂量为TiO2含量的0.5wt%时氨气脱除率达到最大值;存在最佳相对湿度为55%;在氨气浓度为13～65 mg/m3范围内,浓度越低,脱除效果越好;处理较高浓度氨气可通过增加改性VACF用量;随着反应连续进行,改性VACF稳定性受到影响,但仍具有脱除氨气能力.     

负载TiO_2浮石对污水处理厂二沉池出水的矿化与灭菌研究

城市污水处理厂第二沉淀池出水的污染物浓度较低,经过矿化及灭菌等深度处理后可以同用,从而减轻对淡水资源的需求.本实验采用溶胶-凝胶法制备了负载TiO2的浮石光催化剂,对城市污水处理厂第二沉淀池出水进行了矿化及灭菌处理研究.采用低压汞灯对处理水样照射2 h,有机物降解率可以达到50%,灭菌效率达到100%.处理后的水可以作为农作物灌溉、城市绿化和娱乐用水.负载在浮石表面的TiO2薄膜经过10次的光催化循环实验后,没有明显破损,可以再次循环使用.TiO2浮石具有质轻、机械性能好和价格低等优点,该方法处理废水的适用浓度低,可以广泛应用于微污染水和城市污水处理厂出水的深度处理.     

Ce掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及降解甲醛的研究

介绍了溶胶-凝胶法制备Ce离子掺杂纳米TiO2的工艺流程。采用X射线衍射（XRD）、紫外可见分光光度法（UV-Vis）等方法表征了Ce掺杂TiO2的相组成、紫外可见漫反射率与掺杂量的关系。结果表明，掺杂的TiO2在520℃．650℃焙烧2h呈锐钛矿结构，在520℃焙烧2h的TiO2的晶粒尺寸大约为20nm，而掺杂Ce后其晶粒尺寸均减小，大约为12nm。UV-Vis吸光度分析表明，掺Ce后吸收带边明显发生红移，但随着Ce掺杂浓度的增大，其对可见光的吸收影响不大。光催化降解反应表明，未掺杂Ce的TiO2反应2h后对甲醛的没有降解作用，而Ce掺杂TiO2反应2h后甲醛降解率达15％。     

纳米TiO2薄膜在不同陶瓷表面的负载及其光催化性能研究

利用2种不同表面处理的陶瓷作为载体,用溶胶凝胶法在其表面进行了纳米TiO2光催化薄膜的负载.采用X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电镜(SEM)对薄膜的粒径、横断面及表面组成进行了表征和分析,结果表明,TiO2的平均粒径约为15 nm,釉面陶瓷TiO2薄膜分布均匀,膜厚约为300 nm;无釉陶瓷TiO2薄膜分布不均,膜层不明显;2种载体中的一些基质离子在TiO2薄膜有渗透.苯酚的降解实验表明,以2种不同表面处理的陶瓷为载体的TiO2薄膜对苯酚的降解均符合一级反应动力学,就催化活性而言,TiO2/釉面陶瓷＞TiO2/无釉陶瓷,分析认为基质渗透的Ca2 有降低TiO2光催化活性的作用;该薄膜对实际生产多菌灵废水具有催化降解作用.重复降解实验20次,TiO2/釉面陶瓷和TiO2/无釉陶瓷对苯酚的去除率仅分别降低9%和6%.     

微米级负载型TiO_2催化剂在光催化-膜分离反应器中的应用

基于光催化-膜分离三相流化床反应器的结构特点及膜分离特性,以微米级MCM-41分子筛为载体,采用原位生成法制备微米级负载型TiO2催化剂。针对微米级负载型TiO2催化剂在光催化-膜分离反应器中的分布特性、悬浮特性、分离特性及膜污染特性进行研究。结果表明,曝气量一定的情况下,微米级负载型TiO2催化剂在光催化-膜分离反应器中具有良好的悬浮特性,且优于纳米TiO2。随着催化剂投加量的增加,悬浮浓度也随之增加。光催化反应器底部曝气0.3m3/h、催化剂投加量为1 g/L时为宜。膜分离器中催化剂悬浮浓度明显低于光催化反应器;该微米级催化剂与纳米TiO2相比具有不粘附、不堵塞膜孔等优良特性,能够有效降低膜污染,延长分离膜使用寿命。膜底曝气为0.1 m3/h时,反应器连续运行5 h(未加反冲洗)后,微米级负载型TiO2催化剂和纳米TiO2对膜组件的污染程度分别为膜通量衰减率4.3%和37.4%。反应器连续运行72 h,膜组件依然具有很好的分离特性。     

锰掺杂WO3-TiO2复合光催化剂的制备及其性能研究

溶胶-凝胶和浸渍相结合的方法制备锰掺杂WO3-TiO2复合光催化剂,RXD表征,考察WO3和Mn2 掺入量、焙烧温度、焙烧时间及催化剂用量对光催化降解甲基橙的影响.结果表明,500℃焙烧2 h,掺杂量n(Mn2 )∶n(wo3)∶n(TiO2)=0.8∶1∶100时,光催化活性最高,光催化降解甲基橙溶液,120 min后,降解率达90%,比单纯TiO2的光催化活性提高81%.     

无机抗菌剂在建筑涂料中的应用研究

研究了5种无机抗菌剂:锌型沸石抗菌剂、银型沸石抗菌剂、氧化锌晶须复合抗菌剂、纳米TiO2光催化抗菌剂和Ca10-x-yTixZny(PO4)6(OH)2复合抗菌剂在涂料中的应用。以对大肠杆菌(E.coli)的灭菌效果评价抗菌性能。结果表明:锌型抗菌涂料的抗菌效果较差,后4种类型抗菌涂料具有很好抗菌效果。但是,银型抗菌剂和氧化锌晶须复合抗菌剂在涂料中存在易引起涂料变色和难分散问题;纳米TiO2光催化型抗菌剂在涂料中易加快涂料老化;而Ca10-x-yTixZny(PO4)6(OH)2复合抗菌剂既具有良好的抗菌性能,又对涂料的基本性能没有影响,它能够应用到抗菌涂料中。     

可见光活性纳米TiO2光催化涂料的抗菌性能研究

基于过渡金属离子掺杂技术,制备了在室内光辐照条件下具有良好光催化抗菌性能的可见光响应型铁掺杂TiO2光催化涂料。研究结果表明,在可见光活性光催化涂料中添加1%的纳米TiO2时,抗菌效果最好,光照24 h后对大肠杆菌、白色念珠球菌、黑曲霉的杀菌率分别达到99.9%、97.2%、82%。采用致孔剂聚乙二醇6 000对光催化剂改性后,能加快该涂料的抗菌性能,光照6 h后杀菌率就能达到99.9%。表明该涂料在室内可见光照射下具有较好的广谱抗菌效果,能抑制和杀灭多种微生物。     

可见光活性纳米TiO2光催化涂料的抗菌性能研究

基于过渡金属离子掺杂技术,制备了在室内光辐照条件下具有良好光催化抗菌性能的可见光响应型铁掺杂TiO2光催化涂料.研究结果表明,在可见光活性光催化涂料中添加1%的纳米TiO2时,抗菌效果最好,光照24 h后对大肠杆菌、白色念珠球菌、黑曲霉的杀菌率分别达到99.9%、97.2%、82%.采用致孔剂聚乙二醇6 000对光催化...     

Transport of Escherichia coli through variably saturated sand columns and modeling approaches

A sand column leaching system with well-controlled suction and flow rate was built to investigate the effects on bacterial transport of air-water interface effects (AWI) correlated to water content, particle size, and column length. Adsorption of Escherichia coli strain D to silica sands was measured in batch tests. The average % adsorption for coarse and fine sands was 45.9+/-7.8% and 96.9+/-3.2%, respectively. However, results from static batch adsorption experiments have limited applicability to dynamic bacterial transport in columns. The early breakthrough of E. coli relative to bromide was clear for all columns, namely c. 0.15 to 0.3 pore volume earlier. Column length had no significant effects on the E. coli peak concentration or on total recovery in leachate, indicating retention in the top layer of sands. Tailing of breakthrough curves was more prominent for all fine sand columns than their coarse sand counterparts. Bacterial recovery in leachate from coarse and saturated sand columns was significantly higher than from fine and unsaturated columns. Observed data were fitted by the convection-dispersion model, amended for one-site and two-site adsorption to particles, and for air-water interface (AWI) adsorption. Among all models, the two-site+AWI model achieved consistently high model efficiency for all experiments. Thus it is evident from experimental and modeling results that AWI adsorption plays an important role in E. coli transport in sand columns.     

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。     

缺氧池填料投配比对A~2/O-MBR工艺反硝化除磷的影响

按20%的投配比往好氧1,2池中加入相同数量的悬浮式填料,将传统A2/O工艺转变为A2/O-MBR复合工艺。通过处理实际市政污水,重点考察了在缺氧池中不同填料投配比条件下,复合工艺的去除效果以及反硝化除磷效果。实验结果表明,当缺氧池中填料投配比为20%时,装置总体的处理效果最好。COD、总氮、氨氮和总磷的去除率分别达到了81.1%、80.3%、100%和85.2%。当投配比为10%时,反硝化除磷效果最明显,占总除磷量的48.3%。从经济角度出发,10%的投配比为最佳投配比。     

Peracetic acid disinfection: a feasible alternative to wastewater chlorination.

The paper summarizes the results of a bench-scale study to evaluate the feasibility of using peracetic acid (PAA) as a substitute for sodium hypochlorite both for discharge into surface water and for agricultural reuse. Trials were carried out with increasing doses (1, 2, 3, 5, 10, and 15 mg/L) and contact times (6, 12, 18, 36, 42, and 54 minutes) to study disinfectant decay and bacterial removal and regrowth, using fecal coliform and Escherichia coli (E. coli) as process efficiency indicators. Peracetic acid decay kinetics was evaluated in tap water and wastewater; in both cases, PAA decays according to first-order kinetics with respect to time, and a correlation was found between PAA oxidative initial consumption and wastewater characteristics. The PAA disinfection efficiency was correlated with operating parameters (active concentration and contact time), testing different kinetic models. Two data groups displaying a different behavior on the basis of initial active concentration ranges (1 to 2 mg/L and 5 to 15 mg/L, respectively) can be outlined. Both groups had a "tailing-off" inactivation curve with respect to time, but the second one showed a greater inactivation rate. Moreover, the effect of contact time was greater at the lower doses. Hom's model, used separately for the two data groups, was found to best fit experimental data, and the disinfectant active concentration appears to be the main factor affecting log-survival ratios. Moreover, the S-model better explains the initial resistance of E. coli, especially at low active concentrations (< 2 mg/L) and short contact times (< 12 minutes). Microbial counts, performed by both traditional methods and flow cytometry, immediately and 5 hours after sample collection (both with or without residual PAA inactivation), showed that no appreciable regrowth took place after 5 hours, neither for coliform group bacteria, nor for total heterotrophic bacteria.     

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.     

SO2的气相光催化氧化及催化剂的失活和再生研究

在模拟大气环境中,紫外光照射以及纳米TiO2光催化剂的作用下,气相无机污染物SO2被完全氧化为SO3或H2SO4。本文提出了SO2的非均相光催化氧化机理,并得出光催化反应速率符合一级动力学过程;经过连续使用之后,TiO2的光催化活性降低,最后活性消失;经过水洗之后,失活的TiO2可以得到再生。失活的TiO2和新鲜的TiO2的IR和XPS光谱差异表明,失活的TiO2表面存在H2SO4,其被认为是使催化剂失活的成分。