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%.     

一般性问题

环境研究中心一么力2,23(6)一17一21X701么X)301535气相中甲苯的臭氧一光催化降解/梁夫艳…(清华大学环境科学与工程系)//环境科学/中科院生态 环图X一5 初步研究了气相中中低浓度(10一801119/衬)甲苯的臭氧一光催化联合降解,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,臭氧一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10一40111酬时范围时,臭氧一光催化降解效率高达oo%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…     

Pt颗粒负载对CeO2臭氧催化氧化甲苯的增强作用

通过铂颗粒吸附法制备得到Pt/CeO₂催化剂应用于臭氧催化氧化甲苯反应,研究了Pt颗粒负载对CeO₂臭氧催化氧化甲苯的增强作用.采用氢气程序升温还原（H₂-TPR）、氧气程序升温脱附（O₂-TPD）、X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱（Raman）等手段对催化剂进行表征,结果显示,CeO₂负载Pt颗粒后,Pt与CeO₂存在相互作用,提高了CeO₂上氧空位的含量.臭氧分解实验证实了Pt/CeO₂催化剂具有更好的臭氧分解性能.臭氧催化氧化甲苯评价结果表明,Pt/CeO₂具有比CeO₂更优异的催化性能,在80 ℃时甲苯降解率、CO₂产率和臭氧分解率分别达到92.3%、92.1%和99.9%.原位拉曼进一步研究了臭氧分解生成的氧物种种类及含量,以及甲苯存在时氧物种的变化,结果表明,臭氧在氧空位上分解产生的过氧物种较为稳定,是氧化甲苯的重要活性物质.因此,Pt颗粒负载在CeO₂上能增强臭氧在催化剂上分解,并形成更多过氧物种,最终提升臭氧催化氧化甲苯的性能.     

臭氧氧化技术在有机废水处理中的应用

臭氧氧化作为一种有效的有机废水处理技术,对难生物降解的有机废水具有良好的降解效果。臭氧一般不能氧化彻底有机物,由此衍生了一系列的臭氧组合工艺,本文介绍了臭氧的性质及氧化机理,分析了臭氧氧化和衍生技术在处理农药废水、焦化废水、垃圾渗滤液、纺织印染废水等难降解有机废水中的应用,并指出了臭氧氧化技术存在的问题。     

蒽的不完全臭氧氧化及中间产物特性分析

对蒽进行了臭氧不完全氧化实验研究,利用HPLC、UV、TOC监测了臭氧氧化过程中发生的变化.结果表明,蒽被臭氧降解时有中间产物生成,臭氧可以与中间产物继续作用,但是难以使之矿化.另外,氧化体系中水溶性有机物的TOC变化及其对活性污泥OUR的影响结果表明,臭氧氧化改善了蒽的可生化降解性.因此,臭氧氧化与生物降解组合技术,有望成为处理废水中蒽的经济有效方法.     

对硫磷的臭氧降解动力与机制

研究了臭氧降解对硫磷的机制、降解中间产物及影响因素。结果表明,对硫磷的臭氧降解是一个臭氧直接氧化为主和羟基自由基间接氧化为辅的氧化过程,并遵循假二级动力学。50mM离子清除剂叔丁醇使对硫磷的降解速率常数从0．09372min^-1降到0．06397min^-1,但溶液pH值对降解速率常数则无明显影响。通过GC／MS分析,确定了对氧磷为对硫磷的臭氧降解中间产物。较高的对硫磷起始浓度和离子清除剂的存在不利于对氧磷进一步降解。     

对硫磷的臭氧降解动力与机制

研究了臭氧降解对硫磷的机制、降解中间产物及影响因素。结果表明,对硫磷的臭氧降解是一个臭氧直接氧化为主和羟基自由基间接氧化为辅的氧化过程,并遵循假二级动力学。50mM离子清除剂叔丁醇使对硫磷的降解速率常数从0．09372min^-1降到0．06397min^-1,但溶液pH值对降解速率常数则无明显影响。通过GC／MS分析,确定了对氧磷为对硫磷的臭氧降解中间产物。较高的对硫磷起始浓度和离子清除剂的存在不利于对氧磷进一步降解。     

水中本底成分对催化臭氧化分解微量硝基苯的影响

考察了水中本底成分对催化臭氧化分解水中微量硝基苯的影响规律.对比试验结果表明,单独臭氧氧化、臭氧/蜂窝陶瓷催化氧化和臭氧/改性蜂窝陶瓷催化氧化工艺在自来水中比蒸馏水中对硝基苯的去除率分别增加了4.90%、2.47%和5.12%.单独臭氧氧化对硝基苯的分解效率随着镁离子浓度的升高(0～8 mg.L^-1)而增加了6.25%,在相同实验条件下,臭氧/蜂窝陶瓷催化氧化和臭氧/改性蜂窝陶瓷催化氧化对硝基苯的降解效率随着镁离子浓度的升高却降低了11.41%和17.64%;单独臭氧氧化、臭氧/蜂窝陶瓷催化氧化和臭氧/改性蜂窝陶瓷催化氧化在氯离子浓度增加(0～40 mg.L^-1)的情况下对硝基苯的去除率分别下降了4.42%、9.38%和12.24%;低浓度的腐殖酸促进了硝基苯的降解,高浓度的腐殖酸抑制了硝基苯的降解.实验还研究了臭氧投加量和硝基苯初始浓度对硝基苯降解效率的影响.     

土霉素在乙酸水溶液中的臭氧氧化降解研究

采用乙酸作为臭氧氧化降解土霉素（OTC）的介质,考察了臭氧/OTC初始投加量比、臭氧流量、自由基抑制剂叔丁醇（TBA）、金属离子等因素对OTC降解效果的影响.结果表明,臭氧在乙酸水溶液中有较好的稳定性和溶解度;OTC在乙酸溶液中具有较高的去除率和反应降解速率;随着OTC/臭氧初始投加量比的增加,OTC在乙酸中去除率明显减小;适当的臭氧流量,有利于OTC去除率的提高;添加叔丁醇能够明显抑制OTC在乙酸体系中的氧化降解,表明乙酸中同时存在直接臭氧氧化和间接臭氧氧化反应;当反应体系中存在Fe3＋和Co2＋时,OTC的氧化降解明显受到抑制.     

不同臭氧化工艺降解水中腐植酸

腐植酸作为水体中天然有机物的代表性物质的危害大,传统的处理工艺对其处理效果不理想。臭氧具有很强的氧化性,可以通过直接反应氧化水中有机物,也可以通过离解产生的·OH自由基氧化降解有机物。通过静态试验,对比了四种不同臭氧化工艺对腐殖酸的去除效果,分析了臭氧化降解原理、紫外光降解及催化臭氧化原理、活性炭吸附及催化臭氧化原理,探讨了臭氧、紫外线、活性炭三者之间的协同作用。     

甲苯的光氧化降解试验研究

以气相甲苯为对象,研究其在波长为254 nm紫外光下的光氧化降解反应.同时,考察了甲苯初始浓度、光强和相对湿度对甲苯转化率的影响,分析了甲苯降解中间产物的生成机理.结果表明,随着甲苯初始浓度的增加,甲苯转化率缓慢下降;随着光照强度的增强,甲苯转化率逐渐增加;而提高相对湿度,甲苯转化率则为先升高后降低.在甲苯降解动力学分析中发现其光氧化降解过程符合伪一级反应动力学,且表观速率常数与光照强度成正比.通过对甲苯降解中间产物的分析,发现随着光照强度的增加,含苯环物质的降解更为充分,乙醇、乙酸等的相对含量逐渐增加,苯甲醇、苯甲醛缩二甲醇等的含量逐渐降低,在此基础上提出了甲苯生成含苯环产物及开环生成2-戊酮等的降解机理.     

流态化TiO2光催化降解甲苯的实验

在自制的流化床反应器中,以实验室制备的TiO2/硅胶为催化剂,对甲苯、空气混合气进行光催化降解,探讨了初始浓度、紫外光强度、操作气速和床层高度等因素对甲苯降解率的影响。实验结果表明:在低浓度范围内(20~55mg/m3),甲苯降解率不随浓度变化,高达100%,但浓度进一步增加后降解率下降;甲苯降解率随紫外光强度的增加而提高,但提幅不大;甲苯初始浓度越低,维持最高降解率的时间越长;操作气速存在最佳值3·98cm/s,达到此值时降解效果最好;甲苯降解率随床层高度(静态高度)的增加而线性提高。     

功率超声场作用下水溶液中甲苯的降解机理

研究密闭体系功率超声场中甲苯的超声降解过程,并探讨降解机理及反应历程.甲苯的降解效率受辐射时间影响较大,降解过程符合拟一级反应,通常处理40min后可以获得90%～95%的去除率,而溶液中饱和气体种类等也产生一定的影响.经pH、紫外和SMPE-GC-MS等分析,以及发光氨与自由基反应现象,证实甲苯的超声降解以自由基降解为主,主要中间降解产物为苯甲醛、联甲苯、邻苯二甲酸二丁脂等,最终产物为二氧化碳和水.     

陶瓷填料上TiO_2薄膜光催化降解甲苯的研究

在陶瓷填料上负载了P25纳米TiO2,对薄膜的制备和甲苯蒸汽在薄膜上的光催化降解进行了研究。在制备过程中得出如下结论:通过增加浸渍-提拉的次数来提高甲苯降解率的方法是有限的,采用长时间的浸渍或者采用自制粘结剂作下涂层都能大幅度提高甲苯的降解率,甲苯的降解率随镀膜量的增加而增加;在光催化过程中得出如下结论:甲苯的降解率随着湿度的增加而增加,随着甲苯初始浓度的增加而减小;甲苯的降解所需要的光强是一定的,在一定的范围内,甲苯的降解率随着光强的增大而增大,但是超过这个范围的过大的光强并不能提高甲苯的降解率,对于相同的光强,254 nm紫外光的降解率远大于365 nm紫外光的降解率。     

光催化降解模拟室内挥发性有机污染物研究

用浸渍-提拉法制备玻璃弹簧负载型TiO2薄膜催化剂,在自制的反应器中进行光催化降解由丙酮、甲苯、对二甲苯组成的模拟室内挥发性有机污染物VOCs研究。研究发现：催化剂中掺杂金属离子能影响催化剂的降解效果,降解效果依次为掺铈TiO2〉纯TiO2〉掺银TiO2;气体流量显著影响降解效果,丙酮、甲苯和对二甲苯的最佳降解流量分别为3、5、7L／min;混合气体中非对称性的极性分子的降解效率高于对称性分子,导致丙酮、对二甲苯组分降解率降低,甲苯降解率增高。     

等离子体催化降解甲苯途径的原位红外研究

考察了在常温常压条件下,等离子体分别协同SiO₂、Al₂O₃、NiO/Al₂O₃降解甲苯的性能,并从材料的介电常数、对甲苯的吸附性及臭氧分解能力等角度分析了不同活性表现的原因,同时,采用原位红外技术研究了甲苯降解过程中催化剂表面吸附物种的变化.结果表明,当甲苯浓度为100 ppm,气体流量为100 mL·min^-1时,一定范围内,甲苯降解率随着能量密度、介电常数、吸附性及臭氧分解能力的提高而提高.甲苯在催化剂表面的吸附对其降解途径有十分重要的影响:在放电区域中加入SiO₂,甲苯仍然在气相中完成降解;而存在Al₂O₃ 及NiO/Al₂O₃时,甲苯氧化成苯甲酸的过程主要发生在催化剂表面,是甲苯催化降解的关键步骤,苯甲酸在活性位点的积累将降低催化剂的反应活性.     

CuxMn1-xCe0.75Zr0.25Oy催化降解甲苯的性能

采用溶胶凝胶法制备了双主金属、双助剂的Cu_xMn_1-xCe_0.75Zr_0.25O_y催化剂,在固定床反应器中评价了催化剂降解甲苯的性能,并采用XRD、H₂-TPR、O₂-TPD和Raman对催化剂进行表征。试验结果表明:催化剂中Cu含量的增加有助于增强Cu-Ce金属之间的相互作用,增加催化剂中的氧空位浓度和晶格氧含量,提高催化剂低温还原性,从而促进催化活性的提高。Cu₁CeZr催化剂降解甲苯活性最好,其完全降解甲苯的温度（T₁₀₀）为220℃,比Mn₁CeZr催化剂低60℃。     

利用非平衡态等离子体降解甲苯研究

采用介质阻挡放电产生的非平衡态等离子体对含有易挥发性有机化合物甲苯的空气进行了处理．甲苯体积分数为０２６％的空气（１０１３２５Ｐａ）放电１ｓ，可使其中的甲苯去除７０３％．还研究了甲苯在纯氧中的放电和甲苯浓度、电极间电压对非平衡态等离子体法降解甲苯的影响．     

两种放电模式降解甲苯的原位红外研究

采用原位红外对比研究连续放电法和吸附存储-放电法两种降解方式下,γ-Al2O3、Ag/γ-Al2O3、NiO/γ-Al2O3三种催化剂上甲苯的吸附和降解反应,对该过程中催化剂表面中间产物的变化以及催化剂对甲苯降解的作用进行考察.结果表明,吸附存储-放电法要优于连续放电法,其中间产物的种类相对减少,未检测到胺类物质;主要原因是吸附存储-放电模式下的催化剂可以有效利用等离子体产生的活性物种,使中间产物迅速脱附转化.对比γ-Al2O3、Ag/γ-Al2O3、NiO/γ-Al2O3三种催化剂对甲苯的降解作用,结果显示Ag、NiO的添加能有效减少中间产物的累积,其中NiO/γ-Al2O3表现出更良好的效果.     

原位红外光谱法研究CdS-TiO_2/MWCNTs可见光光催化降解气相甲苯

通过原位红外光谱技术研究了可见光下甲苯在CdS-TiO2/MWCNTs（多壁碳纳米管）和CdS-TiO2光催化剂表面的吸附、光催化降解过程,并考察了水汽对光催化反应的影响.结果表明,在吸附过程中甲苯在CdS-TiO2和CdS-TiO2/MWCNTs光催化剂表面就能被氧化成苯甲醛、苯甲酸等中间产物,水汽的存在有利于提高光...