多能场协同紫外光催化降解甲基橙的实验研究

以甲基橙为模拟废水,负载型纳米TiO2为光催化剂,在自制的多能场组合反应器中,初步研究了电场和超声场协同紫外光催化降解水中甲基橙的特点和规律。结果表明,在偏置电场电压为20 v,超声场声频为21.33 kHz、声强为0.375 W/cm2,紫外光波长为366 nm,功耗为O.25 W/mL,TiO2催化降解负荷为1.25 mL/cm2的条件下,对浓度为4 mg/L的甲基橙溶液分别处理30 min和90 min,脱色率分别可达91.67％和95.36％;比单一紫外光催化降解脱色率分别提高86.59％和86.79％。     

可见光下H2La2Ti3O10／TiO2光催化降解有机染料的研究

通过固相反应、离子交换、粒子插入等一系列反应合成一种层状纳米光催化复合材料H2La2Ti3O10／TiO2。可见光照射下，对选定的染料模型——甲基橙溶液(20mg／L)、汽巴克隆黄(100mg／L)、依利尼尔红(100mg／L)溶液做光降解实验。结果表明，在可见光照射下，H2La2Ti3O10／TiO2均能对溶液中甲基橙、汽巴克隆黄、依利尼尔红有效降解，光照30min后，其对溶液中甲基橙、汽巴克隆黄、依利尼尔红的降解率分别可达60．4％、60．7％和72．0％，而标准TiO2(P-25)仅为6．2％、10．6％和12．3％。     

Fe（Ⅱ）EDTA／H2O2电催化降解甲基橙模拟废水的研究

在无隔膜电解槽中，采用SPR（Ru—Ir—TiO2）为阳极，石墨为阴极，考察了Fe（Ⅱ）EDTA／H2O2电催化降解甲基橙（methylorange）模拟废水的影响，发现EDTA很大程度上促进了类电Fenton试剂对甲基橙模拟废水的降解。实验研究表明，在外加电压为5．0V，EDTA：Fe2＋=2：1（摩尔比，Fe2＋=40mmol／L），H202=48mmot／L，电解质Na2SO4=40mmol／L，废水pH值为（6．5±0．1）的条件下，降解260mg／L的甲基橙模拟废水90min，EDTA的加入可以使甲基橙模拟废水的脱色率由29．5％上升到78．4％，COD由571．429mg／L降至80mg／L，COD的降解率为86％，EDTA在此过程中既是催化剂又是反应物，可有效避免EDTA带来二次环境污染的可能性。     

银钛共负载型光催化材料降解甲基橙废水

以膨胀珍珠岩为载体，采用溶胶凝胶法对其进行负载，制备出不同类型的光催化材料（TiO2．EP、Ag＋-TiO2-EP），并在模拟日光条件下，研究其对甲基橙溶液的降解效果。结果表明，浸渍3次且担载0．04％Ag＋的负载型TiO2光催化活性最高，在光催化剂用量为0．3g，20mL初始浓度为10mg／L甲基橙溶液光照4h后降解率可达81．6％，且甲基橙的光催化降解服从一级动力学方程。回收3次后仍有较强的活性，其2h降解率为24．8％。     

微波诱导鳞片石墨-H2O2催化氧化处理甲基紫废水

研究微波诱导鳞片石墨-H2O2催化氧化处理甲基紫废水工艺，探讨各种因素的协同作用及对废水脱色效果的影响，并采用SEM、EDX、XRD和FTIR对新鲜及使用6次后的鳞片石墨进行表征。结果表明，微波诱导鳞片石墨-H2O2能高效快速降解废水中的甲基紫；在50mL初始pH为3，质量浓度为10mg／L的甲基紫废水中，H2O2用量1mL／L，鳞片石墨3g／L，微波输出功率259W，微波辐射时间9min的最佳处理工艺条件下，甲基紫脱色率达到了98．80％；微波、鳞片石墨、H2O2体系对甲基紫废水降解效果明显，产生协同效应。紫外-可见光谱分析表明，废水中甲基紫结构被破坏，但仍含有少量苯环等小分子。动力学研究表明，脱色反应符合一级反应动力学规律，反应速率常数^为0．42613min^-1，反应半衰期t。为1．626min。     

膨胀珍珠岩负载TiO2光催化脱色性能的研究

以钛酸四丁酯为原料，膨胀珍珠岩为载体，用溶胶—凝胶法制备可漂浮于水面的负载型TiO2。利用该负载型TiO2对罗丹明B(RB)进行光催化脱色实验，结果表明，浸渍3次的负载型TiO2光催化活性最高，催化剂最佳用量为500mg／100mL RB，经5h光照，对100mL浓度为1mg／L和2．5mg／LRB脱色率分别为76．67％和47．27％；该催化剂使用寿命长，25h后催化剂脱色性能没有减弱，可重复使用；经8h光照，染料废水脱色效果好。     

高压电弧放电处理偶氮染料废水

用高压电弧放电产生的低温等离子体对含偶氮染料的废水进行了处理，以甲基橙为例研究了电压幅值、处理时间、溶液初始浓度、溶液初始pH值、投加Fe^2＋和Fe^3＋对染料脱色的影响。实验结果表明，甲基橙浓度为50mg／L时其降解率随时间和电压幅值的增加而增加。溶液初始浓度对染料去除效果影响较为明显，同等条件下初始浓度越低降解率越高。酸性条件下有利于低温等离子体处理甲基橙。Fe^2＋和Fe^3＋对低温等离子体降解甲基橙有一定的催化作用。电压8kV处理3min，Fe^2＋为20mg／L时去除率由89．64％增至99．72％。Fe2（SO4），的最佳投加量为5mg／L（以Fe^3＋计），而FeCl，的最佳投加量为80mg／L（以Fe^3＋计）。     

Cu^2＋对TiO2光催化活性的影响

采用搅拌式光催化反应器，以中压汞灯作光源，甲基橙为模型化合物，考察了Cu^2 对TiO2光催化活性的影响。研究发现，在此反应体系中甲基橙的降解为一级反应，甲基橙的光催化降解速率与光强度成正比，TiO2光催化剂的投加量为150mg／L、Cu^2 的加入量为200μg／L时光催化效果最佳。     

TiO2/CdS复合半导体光催化剂降解甲基橙的实验研究

采用Sol-Gel法制备TiO2/CdS复合半导体光催化剂,以8 W-365 nm的紫外灯为光源、甲基橙溶液模拟染料废水、在自制的光催化反应器中研究TiO2/CdS的光催化活性和光催化降解甲基橙的特点和规律.结果表明,当CdS掺入量为0.5%(摩尔比)时,TiO2/CdS的光催化活性最高;当CdS的掺入量＞3.5%(摩尔比)时,TiO2/CdS光催化剂的光催化活性低于TiO2的光催化活性;对初始浓度为15 mg/L的甲基橙溶液处理2.5 h后,脱色率可达44%;甲基橙的光催化降解反应符合Y=A B1×X B2×X2动力学模型.     

Ru-TiO2光电极对亚甲基蓝的光电催化降解

采用阳极氧化法制备Ru—TiO2光电极，以该电极为工作电极，石墨作对电极，饱和甘汞电极为参比电极，对亚甲基蓝溶液的光电催化降解进行了研究。结果表明：煅烧温度600oC，掺杂1％Ru的Ru-TiO2光电极催化活性最好；以紫外灯（125W）为光源，当外加偏压0．2V，pH为5时，Ru-TiO2光电催化亚甲基蓝120min可使其完全脱色；亚甲基蓝的光电催化降解遵从Langmuir—Hinshelwood动力学模型，测得其反应速率常数k：0．781mmol／（L·min），吸附常数K=0．225L／mmol。     

铜铈复合氧化物催化降解甲基橙

采用水热法制备的铜铈复合氧化物能够直接催化降解甲基橙,探究了铜铈摩尔比、pH、投加量对催化降解效果的影响。研究发现,pH=3.5、Cu/Ce=1、投加量1.0 g·L~(-1)时,甲基橙的降解效果最佳。在0.5～1.0 g·L~(-1)之间时,随着投加量的增加,甲基橙的脱色速率加快,脱色率也有所增加。随着溶液中的pH逐渐下降,甲基橙脱色率有所增加,pH=3.5时,甲基橙脱色率最高;而进一步降低pH至3.0时,脱色率反而下降,可能是强酸腐蚀了金属氧化物表层,降低了甲基橙的降解效果。甲基橙主要因其被降解而脱色,促使甲基橙脱色的活性物质为·OH,且与体系中的分子氧有关,反应过程消耗一定的H+。     

微波促进含Cr(Ⅵ)-H2O2体系降解甲基橙溶液的研究

研究了微波辐射下Cr(Ⅵ)-H2O2催化降解甲基橙溶液的行为,探索了微波功率、微波辐射时间、pH值、H2O2浓度、Cr(Ⅵ)等对甲基橙溶液脱色率和COD去除率的影响.研究结果表明,Cr(Ⅵ)-H2O2能形成类Fenton体系;微波辐射可提高H2O2产生羟基自由基(·OH)的效率.1000 mg/L的甲基橙溶液,在Cr(Ⅵ)浓度为10.0 mmol/L、pH值为2.5、H2O2浓度为20.0 mmol/L、微波功率为700W下加热2 min,甲基橙溶液的脱色率为99.2%,COD去除率为82.8%.     

不同态二氧化钛处理模拟印染废水的研究

以普通载玻片为基底材料,负载态和悬浮态的纳米二氧化钛/普通二氧化钛被用于处理甲基红模拟印染废水,实验结果表明:纳米二氧化钛的脱色效果明显优于普通的二氧化钛,适当增加负载量和处理时间,负载态的处理效果与悬浮态相当。首次提出了由光源决定的纳米光催化活性激发理论,解释了不同光源辐照时脱色率变化曲线差异的问题,并发现纳米TiO2光催化氧化模拟印染废水的脱色反应,主要由吸附过程控制的表面反应机理;150 mL模拟印染废水中,加入3块纳米TiO2负载量1 mg/cm2的普通载玻片,3~5 mL ClO2或H2O2,紫外光照60 min后,脱色率达到99.2%。     

磷钨酸光催化降解甲基橙溶液的研究

以磷钨酸为光催化刺，在紫外灯照射下。对模拟染料废水甲基橙溶液进行光催化降解，并研究了催化剂加入量、pH值、甲基橙初始浓度和外加氧化剂H2O2对光催化降解效果的影响。结果表明，磷钨酸光催化剂加入量为300mg／100mL，pH=2．5时，甲基橙溶液的降解率明显高于其他pH值的降解率；在较低浓度下，甲基橙溶液的光催化降解反应符合一级动力学方程；外加氧化剂H2O2可提高光催化反应速率。     

废弃树脂负载铁催化过硫酸盐降解甲基橙

为了降解废水中偶氮染料甲基橙,通过离子交换法在废弃树脂上负载铁制备出一种具有较高催化活性的催化剂,并利用该催化剂催化过硫酸盐降解甲基橙废水,同时考察了不同操作条件对甲基橙降解效果的影响。实验结果表明,甲基橙的脱色率随催化剂和过硫酸盐投加量的升高而升高,但是随着染料初始浓度的升高而降低,随初始pH的升高先升高而后降低。为了考察该催化剂稳定性,经5次连续循环使用后,发现甲基橙脱色率仍然可保持在86%以上,说明该催化剂具有良好的循环使用性能。     

微波—Cu/Fe双金属催化剂—过氧化氢工艺催化降解甲基橙废水的研究

采用超声浸渍法制备了具有较高催化活性的Cu/Fe双金属催化剂。采用微波—Cu/Fe双金属催化剂—过氧化氢工艺处理甲基橙废水,并研究了相关影响因素。结果表明,Cu/Fe双金属催化剂的Cu和Fe具有协同催化效应,可大大提高甲基橙废水的降解率。在Cu/Fe双金属催化剂投加量10g/L、过氧化氢(质量分数为30%)投加体积1.0mL、微波功率500 W、辐照时间5min的最优化条件下,50mL质量浓度为100mg/L的甲基橙废水降解率可达98.94%。     

固体超强酸SO4^2-／TiO2-SnO2／Ce^4＋光催化降解含酚废水

采用共沉淀-浸渍法制备了固体超强酸SO4^2-／TiO2-SnO2／Ce^4＋，并用XRD、SEM等方法对其结构进行了表征。以苯酚的光催化降解为反应模型，确定了最佳的工艺条件和催化剂再生方法。结果表明：在pH值为6，苯酚初始浓度为50mg／L，催化剂投加量4g／L，光照距离12cm，光照时间为150min，降解率达67．73％，添加助催化剂H2O2后，反应60min，苯酚降解率达到86．33％，催化剂的最佳再生方法是先用1mol／L的硫酸浸渍24h后，在450℃下焙烧6h。     

活性炭-双氧水催化氧化法深度处理DSD酸废水的研究

以活性炭为催化剂、H2O2为氧化剂的催化氧化技术来处理DSD酸母液树脂吸附出水。处理效果比单纯的活性炭吸附或H2O2氧化要好的多。在温度25℃，线速度0．10m／h，pH3．50，H2O2添加量0．35％，处理500mL水样后，脱色率达到90%以上，TOC去除率达到40．0％以上。     

TiO／NiFe2O4磁性纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究

先用水热法制备了纳米级NiFe2O4磁核，然后采用均匀沉淀法在NiFe2O4磁核表面包覆TiO2，制备了一种新型磁性纳米光催化剂TiO2／NiFe2O4。通过实验确定了制备TiO2／NiFe2O4的最佳Ti／Ni（摩尔比）为30／1，用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见（UV—Vis）漫反射、热重一差示扫描量热分析（TG-DSC）、磁力学测试等手段对其进行了表征。以甲基橙的水溶液为模拟污染物，评价了TiO2／NiFe2O4的光催化性能，在光照2h后，甲基橙的脱色率可达98．5％。研究结果表明，TiO2／NiFe2O4是一种可重复使用的高效光催化剂。     

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%.