TiO2光催化处理络合铜废水的实验研究

研究了以悬浮态TiO2为催化剂,在紫外光的作用下对络合铜废水进行光催化反应,分别考察了常温下TiO2投加量、反应时间、废水初始pH值、反应气氛等因素对处理效果的影响,并探讨了反应机理。结果表明：TiO2投加量为2 g/L,废水pH=4,300 W高压汞灯照射下,载入60 mL/min的空气反应40 min,120 mg/L EDTA络合铜废水的Cu（II）与COD的去除率达到最高,分别为96.56%和57.67%。     

TiO2光催化处理络合铜废水的实验研究

研究了以悬浮态TiO2为催化剂,在紫外光的作用下对络合铜废水进行光催化反应,分别考察了常温下TiO2投加量、反应时间、废水初始pH值、反应气氛等因素对处理效果的影响,并探讨了反应机理。结果表明:TiO2投加量为2 g/L,废水pH=4,300 W高压汞灯照射下,载入60 mL/min的空气反应40 min,120 mg/L EDTA络合铜废水的Cu(II)与COD的去除率达到最高,分别为96.56%和57.67%。     

氨基化陶瓷膜对水中铜离子的吸附去除性能

以单宁酸(TA)和氯化铁(FeCl₃)为配位单体,在陶瓷中空纤维膜基底表面负载TA-Fe中间层,进而通过聚乙烯亚胺(PEI)和戊二醛(GA)交联形成多氨基功能层,制备出能有效去除水中Cu²⁺离子的吸附膜材料,探究了吸附膜材料结构特征及其对Cu²⁺离子的吸附效能和机制。结果表明,TA-Fe中间层能明显提升陶瓷基底表面多氨基功能层稳定性,促进PEI与GA间交联反应,有助于形成更为均一光滑的多氨基功能层,膜材料表面接触角仅为12.1 ^o。多氨基功能层最佳制备参数为5% GA溶液中浸泡90 s后,再浸泡于2% PEI溶液中反应60 s,在Cu²⁺离子质量浓度为1~100 mg·L⁻¹内,所制备吸附膜材料均能获得>90%的去除率。Langmuir模型能够更好地拟合Cu²⁺吸附去除过程,表明膜材料对Cu²⁺离子的吸附去除主要通过化学吸附作用,且最大吸附容量达到124.2 mg·m⁻²。在处理腐殖酸模拟料液与市政污水料液时,膜材料均表现出优异的运行稳定性与重复利用性。     

二氧化钛纳米管光催化降解水中百草枯

二氧化钛纳米管被用于光催化氧化水体中的百草枯,对光催化反应条件、常见Fe3+离子的干扰情况和百草枯光催化降解动力学规律进行了研究。结果表明,浓度为25 mg/L的百草枯溶液,在二氧化钛纳米管(TNT)1.0 g/L,H2O20.5 mL/50 mL,pH=5.0的最优光催化氧化条件下,经过30 min反应可以被100%从水体中去除,表现出非常高的光催化降解效率;动力学方程拟合表明,百草枯光催化氧化反应符合拟一级动力学规律,动力学方程为ln(C0/C)=1.0267t-0.1282,反应速率常数K为1.0267 h-1;双氧水存在时常见的Fe3+能够进一步提高百草枯光催化降解率;该光催化反应体系对低浓度百草枯废水有很好的处理效果,预示着光催化氧化技术适合地表或地下水体中百草枯的去除。     

TiO2光催化降解水中苯酚的试验研究

以悬浆态TiO2为光催化剂，在紫外光催化反应器中，进行了苯酚溶液的动态光催化降解性能的研究，考察了TiO2用量、TiO2焙烧温度、溶液pH值以及循环流量对苯酚光催化降解的影响。结果表明，TiO2用量1．0g／L，TiO2焙烧温度450℃，循环流量20L／h，紫外光照反应5h，苯酚去除率为71．2％。     

单原子钯铜改性毛竹炭电催化高效还原水中硝酸盐

针对地下水中硝酸盐氮去除难的问题,通过氮掺杂+煅烧还原法制备获得了单原子钯铜改性毛竹炭(palladium-copper single-atom catalysts supported on nitrogen-doped bamboo biochar, SAC-Pd/Cu@NBC),以其为三维粒子电极,考察了初始硝氮质量浓度、粒子电极投加量、电流强度对SAC-Pd/Cu@NBC电催化高效还原硝酸盐氮的机理。结果表明：在电催化反应90 min时,SAC-Pd/Cu@NBC显著提高了硝酸盐氮的去除率,较纳米钯铜改性毛竹炭、二维电催化还原体系分别提升了2.52倍和17.16倍;在粒子电极投加量为0.100 g、初始硝氮质量浓度为100 mg·L⁻¹、电流强度为220 mA和反应时间为180 min的条件下,SAC-Pd/Cu@NBC对硝酸盐氮去除率可达99.62%,质量催化活性为0.689 4 mg·(g·min)⁻¹;粒子电极经过3次循环使用后,对硝酸盐氮的去除率仍达89.72%;HAADF-STEM等表征结果表明单原子Pd、Cu的成功负载,其可高效还原硝酸盐氮的机理主要为单原子Pd位点与Cu位点的协同催化。因此,SAC-Pd/Cu@NBC具备良好的电催化还原水中硝酸盐应用前景。     

TiO2纳米管的水热合成表征及其光催化性能研究

采用水热化学反应的方法制备了TiO2纳米管,并采用TEM、XRD等分析手段对TiO2纳米管的形貌和晶相进行了表征,对比了管与粉的光催化性能.结果表明,采用该方法制得的TiO2纳米管的管径小、管形均匀,TiO2纳米管的光催化性能明显高于TiO2纳米粉.     

绿色合成纳米铁去除水中铬离子

以桉树叶提取液作为还原剂和稳定剂,绿色合成纳米铁（EL-Fe NPs）,用于去除水体中的铬离子。通过SEM、XRD、FT-IR等技术方法对绿色合成的纳米铁去除铬离子反应前后的微观结构进行表征和分析,观察其反应前后的形态结构。主要探究了pH、Cr（VI）溶液初始浓度、EL-Fe NPs投加量和反应温度等因素对EL-Fe NPs去除铬离子效果的影响,研究其吸附动力学并且进行了EL-Fe NPs重复利用实验。实验结果表明：降低溶液初始pH值、升高温度均能提高铬离子的去除率;在铬离子初始浓度10 mg·L-1,EL-Fe NPs投加量1 g·L-1,初始pH=6,反应温度298 K条件下,铬离子的去除率能达到77.2%,其去除过程符合伪一级动力学,反应表观活化能为28.23 kJ·moL-1,表明其为化学控制过程;EL-Fe NPs在重复使用3次之后,铬离子去除率仍能达到35.2%。     

ZnO-TiO2光催化还原亚硝酸盐

利用水热法制备了ZnO-TiO2复合材料,采用XRD、SEM、EDS对催化剂进行了表征分析。实验考察了复合材料催化还原亚硝酸盐的效果,结果表明,pH=5,ZnO-TiO2浓度为1.00 g/L,亚硝酸盐初始浓度为50 mg/L(以氮元素计算),0.03 mol/L的甲酸作空穴捕获剂,反应150 min后,亚硝酸盐转化率为94.64%,氮气选择性为79.12%。对光催化亚硝酸盐反应动力学进行研究,拟和出了反应动力学方程,结果表明该催化反应为一级反应。     

油菜秸秆髓芯对水中铜离子吸附作用及其机理

使用单因素实验,分别考察不同溶液pH、油菜秸秆髓芯加入量、溶液初始Cu2+浓度和吸附时间4个因素对油菜秸秆髓芯吸附水中Cu2+影响作用.采用BBD实验设计分析和优化其吸附条件,并得到最佳吸附条件组合.使用吸附等温方程和动力学方程对其吸附Cu2+过程进行评价,运用红外光谱技术对吸附Cu2+前后油菜秸秆髓芯进行分析,初步推断油菜秸秆髓芯吸附水中Cu2+的机理.最佳吸附条件参数组合:在温度为25℃条件下、初始Cu2+浓度为31 mg/L、溶液pH为5.0和油菜秸秆髓芯加入量为1.17 g/L条件组合下吸附120 min,在此组合条件下油菜秸秆髓芯对水中Cu2+最大去除率达到96.86%.吸附等温方程表明,其吸附Cu2+行为更符合Langmuir方程;动力学方程显示,其吸附Cu2+行为符合二次动力学方程.红外光谱显示,油菜秸秆髓芯中的—C=O、酰胺II基团参与Cu2+的络合吸附.油菜秸秆髓芯对水中Cu2+呈现出良好的吸附性能,为油菜秸秆髓芯作为Cu2+ 吸附剂提供了应用基础与理论依据.     

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。     

光催化反应器的研究进展

介绍了国内外近年来有关多相光催化反应中光催化反应器设计与研究的进展情况,按催化剂在反应中存在的形式分类论述了各种反应器的结构原理和主要特点,以及光反应器设计中存在的问题和今后的研究方向。     

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%。     

胺化木质素对水中Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）的吸附

以胺化木质素作吸附剂对水中Cu2＋、Cd2＋的去除进行了研究,主要考察了吸附时间、溶液pH值、温度和金属离子初始浓度对吸附去除率的影响,并研究了其吸附等温线和动力学。结果表明,胺化木质素能有效去除水溶液中的Cu2＋、Cd2＋,且对Cd2＋的吸附能力大于Cu2＋吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线均可以很好地用Langmuir方程描述。     

TiO_2微球光催化降解腐植酸钠

以阳离子交换树脂为模板,采用溶胶-凝胶法以四氯化钛为原料制备TiO2微球,采用XRD,FTIR,SEM对样品进行了表征。微球中主要组分是锐钛矿型TiO2,同时掺杂有少量Na＋,SO24-等离子,比TiO2粉末具有更好的光催化性能,具备重复使用的能力,使用寿命较长,可作为一种有实用价值的光催化剂。在300 W高压汞灯下采用二氧化钛微球催化降解腐植酸钠,分析了催化剂投加量和反应时间对降解率的影响。腐植酸钠的光催化降解实验结果表明：初始浓度为10 mg/L的腐植酸钠在碱性条件,催化剂投加量为2.5 g/L,反应时间为3 h时最为适宜,最大降解率可达到96.51%。     

水体中常见无机阳离子对TiO2薄膜光催化还原Cr（Ⅵ）的影响

选择了6种水体中常见的阳离子（Na^＋、Mg^2＋、Ca^2＋、Al^3＋、Cu^2＋、Ni^2＋）,分别考查了其对TiO2薄膜光催化还原Cr（Ⅵ）的影响;从光吸收、无机离子本身的性质对光生电子的捕获及传递等讨论了上述离子影响TiO2薄膜光催化还原Cr（Ⅵ）的反应速率的原因。结果表明：由于其不能捕获光生电子,Na^＋、Mg^2＋、Ca^2＋本身对TiO2薄膜光催化还原Cr（Ⅵ）的反应速率影响不大;Al^3＋吸引电子能力较强,成为光生电子和Cr（Ⅵ）之间的桥梁,促进了Cr（Ⅵ）的还原;浓度为1 mmmol/L时,Cu^2＋显著地促进了Cr（Ⅵ）的光催化还原,其主要原因是Cu^2＋捕获光生电子的能力很强,起到了催化剂的作用,而浓度大于10 mmol/L时,Cu^2＋形成单质Cu以及对紫外光的吸收都使促进作用降低;Ni^2＋未充满的d轨道具有获得并传递光生电子的能力,也促进了Cr（Ⅵ）的还原;在浓度同为1mmol/L时,对Cr（Ⅵ）光催化还原的促进作用依次为：Cu^2＋〉Al^3＋〉Ni^2＋〉Na^＋、Ca^2＋、Mg^2＋。     

TiO2微球光催化降解腐植酸钠

以阳离子交换树脂为模板,采用溶胶-凝胶法以四氯化钛为原料制备TiO2微球,采用XRD,FTIR,SEM对样品进行了表征。微球中主要组分是锐钛矿型TiO2,同时掺杂有少量Na+,SO24-等离子,比TiO2粉末具有更好的光催化性能,具备重复使用的能力,使用寿命较长,可作为一种有实用价值的光催化剂。在300 W高压汞灯下采用二氧化钛微球催化降解腐植酸钠,分析了催化剂投加量和反应时间对降解率的影响。腐植酸钠的光催化降解实验结果表明:初始浓度为10 mg/L的腐植酸钠在碱性条件,催化剂投加量为2.5 g/L,反应时间为3 h时最为适宜,最大降解率可达到96.51%。     

青萍在Pb、Cu污染水体植物修复中的应用研究

以青萍种浮萍（Lemna perpusilla Torr.）为实验材料,以Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）为染毒因子,设定金属离子浓度梯度（Pb（Ⅱ）：0～40 mg/L,Cu（Ⅱ）：0～4 mg/L）,考察了在不同金属离子浓度下青萍生长状况、叶片色素含量以及金属离子浓度对青萍N、P和金属离子吸收能力的影响。结果表明：金属离子浓...     

TiO2光催化降解水中土霉素的动力学研究

环境中抗生素的出现及其引起的危害正受到越来越多的关注。以高压汞灯为光源,选用较为广泛的抗生素土霉素（OTC）为处理对象。考察了初始质量浓度、反应过程中光照、催化剂投加量、溶液起始pH、溶液中DOM和NO^-₃对光催化降解的影响,研究了其光降解动力学。结果表明,TiO₂光催化氧化法能够有效去除水中半微量的OTC,OTC的光降解过程符合一级反应动力学模型;UV/TiO₂联用工艺对TOC也有很好的去除效果,反应90 min,TOC去除率可达74%;OTC的初始浓度从30 mg/L增大到90 mg/L,反应速率从0.0619 min^-1降低到0.0130 min^-1;随着光催化剂投加量的增大,光降解速率常数先增大后减小;增加溶液的pH值,速率常数逐渐减小;溶液中的DOM和NO^-₃也可以影响光降解效率。