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。     

模拟太阳光协同三维电极/电Fenton降解甲基橙

以TiO_2纳米管为阳极、石墨电极为阴极、泡沫镍颗粒为粒子电极组成新型的模拟太阳光协同三维电极/电Fenton(3D/SPEF)体系降解甲基橙。研究了该体系的协同处理效果,以及该体系降解甲基橙的影响因素和反应动力学。结果表明:模拟太阳光与3D/EF体系光电催化联合处理表现出良好的协同效应,其处理能耗仅为3D/EF的9/16;协同体系降解甲基橙过程的表观反应动力学总级数为0.97;通过单因素实验确定协同体系最优反应条件为:电压为15 V、初始p H为7、甲基橙初始浓度为50 mg/L、Fe~(2+)投加量为1 mmol/L,甲基橙的去除率达到93.77%,3D/SPEF体系在中性条件更有利于甲基橙的降解,克服了常规三维电极/电Fenton一般只能在酸性条件下进行的不足。     

基于过碳酸钠的类Fenton体系对亚甲基蓝的降解动力学

采用改良低温结晶法制备过碳酸钠(sodium percarbonate,SPC),对其进行XRD表征,并用以作为氧化剂构建类Fenton体系(SPC/Fe~(2+))降解亚甲基蓝(MB),对其降解的影响因素及反应动力学进行了研究。结果表明,在该体系中,当溶液初始pH分别为2~10时,亚甲基蓝的去除率在1 min时均可达到97%以上,说明该体系可高效去除水体中的亚甲基蓝,反应速率快,且过碳酸钠的使用可以拓宽Fenton反应的pH范围。该反应的最佳工艺条件为0.75 g·L~(-1)硫酸亚铁,300 mg·L~(-1)过碳酸钠,亚甲基蓝去除率在反应10 min后可达99.0%。亚甲基蓝在该体系中的降解遵循二级反应动力学方程,反应速率常数分别为64.50×10~(-3)L·(mol·s)~(-1),快于Fenton体系的17.83×10~(-3)L·(mol·s)~(-1)。该体系反应活化能为16.6 kJ·mol~(-1),远小于Fenton体系(46.234 kJ·mol~(-1)),说明以过碳酸钠为氧化剂更有利于非均相类Fenton反应的发生。     

微生物燃料电池驱动的光电催化降解甲基橙

实验制备出了具有光催化性能的Cu2O纳米线电极,对比研究了Cu2O电极在光催化、微生物燃料电池驱动的电催化和微生物燃料电池驱动的光电催化反应过程中对甲基橙溶液的降解效果的影响。实验结果表明,微生物燃料电池驱动的光电催化反应对甲基橙的降解效果最好,当溶液p H为3、外加偏压为0.7 V、反应时间为40 min时,对甲基橙的降解率可以达到83%。实验首次利用微生物燃料电池作为外界驱动电压光电协同降解了甲基橙,证明在微生物燃料电池产生的较低电压也可以对光电极催化降解污染物的效率有提升。     

H4SiW12O40/TiO2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料，空心微珠为载体，采用溶胶凝胶法制备TiO₂/beads光催化剂载体，然后浸渍法制备出H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads表面负载修饰型复合光催化剂，并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析。研究了H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性，考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响。实验结果表明，在中性条件下，H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads催化剂的投加量为0.25 g/L，浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%。     

LiFePO_4非均相Fenton法处理亚甲基蓝染料的研究

采用水热法制备出LiFePO4催化剂,通过电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅立叶红外光谱（FTIR）对其进行表征,并将其作为非均相Fenton催化剂处理亚甲基蓝（MB）染料溶液。实验结果表明,在催化剂用量为4 g/L,H2O2浓度为0.04 mol/L,pH值为3,温度为50℃,反应时间为60 min的条件下,浓度为500 mg/L的亚甲基蓝脱色率达99%。根据实验结果,讨论了LiFePO4作为非均相Fenton催化剂对亚甲基蓝的降解机理。     

混晶TiO_2微纳米管的制备及其对亚甲基蓝染料的光催化降解性能研究

以偕胺肟纤维为模板纤维,通过优化TiCl4浓度、煅烧温度和煅烧时间制备了混晶TiO_2微纳米管,并考察了其对亚甲基蓝的光催化降解性能。结果表明,制备的混晶TiO_2微纳米管中含有锐钛矿和金红石两种晶相。其最佳制备条件:TiCl4摩尔浓度为0.022mol/L、煅烧温度为600℃、煅烧时间为30min。混晶TiO_2微纳米管对亚甲基蓝具有较好的光催化降解性能,太阳光源下降解5h,降解率可达89.44%。     

LiFePO4非均相Fenton法处理亚甲基蓝染料的研究

采用水热法制备出LiFePO4催化剂,通过电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅立叶红外光谱(FTIR)对其进行表征,并将其作为非均相Fenton催化剂处理亚甲基蓝(MB)染料溶液。实验结果表明,在催化剂用量为4 g/L,H2O2浓度为0.04 mol/L,pH值为3,温度为50℃,反应时间为60 min的条件下,浓度为500 mg/L的亚甲基蓝脱色率达99%。根据实验结果,讨论了LiFePO4作为非均相Fenton催化剂对亚甲基蓝的降解机理。     

氢氧化钾改性亚麻对亚甲基蓝的吸附性能研究

以亚麻为原料,氢氧化钾为改性剂,制备了一种吸附剂,用红外光谱和扫描电子显微镜对其结构进行表征,并对其吸附亚甲基蓝的性能进行了研究。结果表明,经120℃、0.8mol/L氢氧化钾改性的亚麻对亚甲基蓝的吸附量和去除率明显提高。经优化,当pH=5、超声功率为50%(125W)、超声时间为25min、亚甲基蓝初始质量浓度为300mg/L、改性亚麻投加量为0.3g时,亚甲基蓝的去除率为95.1%,吸附量为28.54mg/g。其中,pH=5~9、亚甲基蓝初始质量浓度为300~500mg/L时,亚甲基蓝的去除率和吸附量变化不大。改性亚麻对亚甲基蓝的吸附过程符合Freundlich吸附等温式,其动力学过程符合准二级动力学方程。     

热氧化法制备Ti/RuO_2-TiO_2-IrO_2电极及处理亚甲基蓝废水

采用热氧化法制备Ti/RuO_2-TiO_2-IrO_2钛基氧化物材料,通过SEM、XRD、XRF等方法对制备物形貌和结构进行表征分析,用该涂层材料为阳极,不锈钢为阴极,活性炭颗粒为粒子电极构成电解系统处理亚甲基蓝模拟废水。结果表明,电解时间60 min时,该装置对亚甲基蓝脱色率达到87.83%,COD去除率达到74.45%,脱色率符合表观一级反应动力学规律。将Ti/RuO_2-TiO_2-IrO_2电极与其他常用电极对MB废水的降解效果进行比较分析,该电极对废水脱色率高于其他电极。     

TiO2/Ni PECO体系降解DMP的动力学和光电协同作用研究

以采用微波辅助法制备的TiO₂/Ni光电极为阳极，纤维状石墨毡材料(graphite felt,GF)为阴极，饱和甘汞电极(saturated calomel electrode, SCE)为参比电极建立TiO₂/Ni 光电催化氧化（PECO）体系。以邻苯二甲酸二甲酯（dimethy phthalate,DMP）为目标物，研究其光电催化降解反应动力学和光电协同作用。结果显示：DMP的降解符合拟一级动力学规律；当DMP初始浓度一定时，影响DMP光电催化降解速率的因素由强到弱依次为：催化剂有效面积，紫外光强度，曝氧速率，外加偏转电压等。实验证明本体系中光电之间具有协同作用。     

TiO_2/NiPECO体系降解DMP的动力学和光电协同作用研究

以采用微波辅助法制备的TiO2/Ni光电极为阳极,纤维状石墨毡材料(graphite felt,GF)为阴极,饱和甘汞电极(saturated calomel electrode,SCE)为参比电极建立TiO2/Ni光电催化氧化(PECO)体系.以邻苯二甲酸二甲酯(dimethyphthalate,DMP)为目标物,研究其光电催化降解反应动力学和光电协同作用.结果显示:DMP的降解符合拟一级动力学规律;当DMP初始浓度一定时,影响DMP光电催化降解速率的因素由强到弱依次为:催化剂有效面积,紫外光强度,曝氧速率,外加偏转电压等.实验证明本体系中光电之间具有协同作用.     

TiO2／Ni PECO体系降解DMP的动力学和光电协同作用研究

以采用微波辅助法制备的TiO2／Ni光电极为阳极，纤维状石墨毡材料（graphite felt，GF）为阴极，饱和甘汞电极（saturated calomel electrode，SCE）为参比电极建立TiO2／Ni光电催化氧化（PECO）体系。以邻苯二甲酸二甲酯（dimethy phthalate，DMP）为目标物，研究其光电催化降解反应动力学和光电协同作用。结果显示：DMP的降解符合拟一级动力学规律；当DMP初始浓度一定时，影响DMP光电催化降解速率的因素由强到弱依次为：催化剂有效面积，紫外光强度，曝氧速率，外加偏转电压等。实验证明本体系中光电之间具有协同作用。     

复合型CoO／TiO2光催化剂降解亚甲基蓝动力学研究

以钛酸四丁酯为前驱体，采用溶胶凝胶法，制备了CoO掺杂的TiO2光催化剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外可见漫反射（UV—visDRS）对催化剂进行了分析、表征。以中压汞灯为光源，研究了亚甲基蓝（MB）在CoO／TiO2微粒水悬浮液中的降解动力学。结果表明：所制备的催化剂活性组分主要是锐钛矿型的二氧化钛和CoO固溶体，粒径为25～30nm，分布均匀。亚甲基蓝的光催化降解动力学满足一级动力学，在一定的浓度范围内，反应速率常数随初始浓度增大而减少，适当的掺钴量可以有效地提高TiO2光催化活性，其最佳掺杂量重量百分比为0．25％。     

新型二氧化铅电极处理染料废水

利用高压塑片法制备掺杂镧和活性炭以及聚四氟乙烯(PTFE)的新型二氧化铅电极,采用X衍射(XRD),循环伏安曲线(CV),扫描电镜(SEM)等手段对电极性能进行表征,研究了其电催化处理有机染料废水(亚甲基蓝)的降解效果,并对反应机理进行了相关研究。研究表明,该电极具有良好的抗腐蚀能力,对亚甲基蓝具有较好的降解效果。通过与普通二氧化铅电极比较,该电极在染料脱色和去除COD方面都有较明显优势,显示出较好的工业应用前景。     

Photoelectrocatalytic degradation of 4,4'-dibromobiphenyl in aqueous solution on TiO₂ and doped TiO₂ nanotube arrays

Polybrominated biphenyls have been widely used as flameretardants in textile and electronic industries, and additives in plastics. Over the past few decades, much attention has been given to polybrominated biphenyls in the environment and their effects on humans. In this paper, we studied on the degradation of 4,4′-dibromobiphenyl, a typical one of polybrominated biphenyls, through photoelectrocatalytic process with TiO₂, Zr/TiO₂ and Zr, N/TiO₂ nanotube arrays. The results showed that the photoelectrocatalytic process was more efficient than photocatalytic and electrolytic process alone. The results exhibited that the photoelectrocatalytic efficiency was significantly affected by the properties of the catalysts and bias potential, and the highest photoelectrocatalytic degradation rate was achieved with Zr, N/TiO₂ at 1 V and the order was Zr, N/TiO₂ > Zr/TiO₂ > TiO₂. The mechanism was also discussed by detecting the changes of pH value, bromine anion, total organic carbon and intermediates during the process.     

光电催化氧化法降解藻毒素MCLR

使用DSA阳极,对光电催化氧化降解藻毒素MCLR的效能及其影响因素进行了研究。结果表明,电极表面的TiO2在光催化氧化降解MCLR的过程中发挥了明显的光催化作用。在光降解、电催化氧化、光催化氧化和光电催化氧化4个过程中,光电催化氧化对MCLR和TOC的去除率最高,分别可达100%和13%,并且光电催化氧化的去除率大于光催化氧化和电催化氧化之和,表明后两者的耦合过程产生了一定的协同作用。辐照光源和电流密度存在最佳匹配条件,分别为UVC辐照、电流密度10 mA/cm2和UVA辐照、电流密度1.0 mA/cm2,此条件下光电协同作用最显著。在光电催化氧化过程中,随极板间距增大而出现的去除率下降取决于电催化过程,而不是光催化过程;光电催化氧化MCLR的去除率随其初始浓度增加而减小。