CuO/ZnO复合光催化剂降解海水养殖废水中盐酸四环素

为降解海水养殖废水中盐酸四环素,采用沉淀法自制CuO/ZnO复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外—可见漫反射(UV-Vis DRS)等表征手段对其进行表征,得到CuO/ZnO复合光催化剂的粒径、外貌特征以及光吸收范围。可见光照射下,考察了CuO/ZnO复合光催化剂投加量、煅烧温度、掺杂比(ZnO和CuO摩尔比)、过氧化氢浓度、反应时间以及盐酸四环素初始浓度6项因素对光催化降解海水养殖废水中盐酸四环素的影响。通过正交试验得到CuO/ZnO复合光催化剂降解盐酸四环素的优化反应条件为:海水养殖废水中含有的盐酸四环素初始质量浓度为0.025g/L,过氧化氢质量浓度为0.5g/L,掺杂比为10∶1,煅烧温度为550℃,CuO/ZnO复合光催化剂投加量为0.15g/L,可见光下反应3.5h。在此条件下海水养殖废水中盐酸四环素的平均去除率可达93.01%。     

CaF2(Tm3+)/TiO2光催化剂的制备及其对海水养殖废水中氨氮的降解研究

采用溶胶凝胶法制备了CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂,并用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)等手段对其晶型、粒径以及形貌进行了表征。对比分析了可见光下纯TiO_2和CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂对模拟海水养殖废水中氨氮的降解情况。结果表明,CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂粒径基本在15～25nm,晶型为锐钛矿型;CaF_2(Tm~(3+))的掺杂提升了TiO_2对可见光的利用率,使光催化效率大幅提升;CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂对海水养殖废水中氨氮的适宜光催化降解条件为CaF_2(Tm~(3+))掺杂比10%(摩尔分数)、CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂投加量0.6g/L、氨氮初始质量浓度100mg/L、H2O2质量浓度0.3g/L、pH=10.0、反应时间2.0h,在此条件下,氨氮去除率可达近90%;光催化降解氨氮的最终降解产物为N_2,处理比较彻底。     

TiO_2光催化耦合SO_4~-·体系对硝基苯酚的降解性能及动力学

利用溶胶-凝胶法在改性的ZSM-5分子筛上负载TiO_2制备复合光催化剂TiO_2/ZSM-5m,采用扫描电镜、N2吸附-脱附等温线和X射线衍射对材料进行表征。通过耦合Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)产硫酸根自由基SO_4~-·体系,以对硝基苯酚(pNP)为目标污染物,系统考察了初始pH、TiO_2/ZSM-5m投加量、FeSO_4、Na_2S_2O_8浓度和初始浓度对pNP降解性能的影响。结果表明,在TiO_2/ZSM-5_m投加量为0.8g/L,pH为4.0,FeSO_4为0.4g/L,Na_2S_2O_8为2.4g/L,常温下反应240min的优化条件下,对pNP(初始浓度50mg/L)去除率达到99.31%,光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood模型,UV-vis图谱推测对硝基苯酚分子结构发生改变,被有效降解。     

磷钨酸/二氧化钛光催化降解酸性大红3R催化效能研究

采用溶胶-凝胶法制备了磷钨酸(PW_(12))掺杂二氧化钛(TiO_2)纳米粉末光催化剂(PW_(12)/TiO_2),催化降解偶氮染料酸性大红3R,并运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对催化剂进行表征。通过单因素实验、紫外光谱分析与催化效能分析,对PW_(12)/TiO_2的最优催化条件及催化效能机制进行了研究。结果表明:PW_(12)掺杂TiO_2后,两者表现为协同促进作用,催化效果优于两者单独催化;当PW_(12)/TiO_2在最优催化条件时,即PW_(12)与TiO_2质量比为0.46,PW_(12)/TiO_2投加量为0.20g/L,pH=3,酸性大红3R溶液质量浓度为100mg/L时,其脱色率达到97.0%;紫外光谱分析表明,催化过程中,特征峰出现蓝移,偶氮双键发生破裂,是导致溶液脱色的原因;动力学研究表明,PW_(12)/TiO_2催化反应表现为一级反应。     

La2O3/ZnO/TiO2光催化降解活性艳红K-2BP的研究

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3/ZnO/TiO2复合光催化剂,以紫外灯为光源,活性艳红K-2BP为模型降解物,研究了La2O3/ZnO/TiO2的光催化性能.结果表明:当锌和镧的掺杂量w(zno)=20%,w(La2O3)=0.5%,煅烧温度为500℃时,La2O3/ZnO/TiO2复合光催化剂的光催化活件最高;当催化荆投加量4 g/L,通气量800 mL/min,初始pH值3.12时,La2O3/ZnO/TiO2对活性艳红K-2BP的降解效果最好.实验证明.La2O3/ZnO/TiO2对活性艳红K-2BP的降解遵从Lang-muir-Hinshelwood动力学模型,测得其反应速率常数k=11.5 mg/(L·min);吸附常数K=2.88×10-2L/mg.     

Pd/N共掺杂TiO_2的制备及其光催化降解苯酚的研究

将纳米管钛酸浸入含尿素和金属(Pd)硝酸盐的乙醇溶液中,乙醇超声挥发后所得样品先在空气气氛、600℃下煅烧,再在H2气氛、400℃下热还原制备得到Pd/N共掺杂TiO2光催化剂(Pd/N-TiO2)。利用光电子能谱(XPS)仪研究了催化剂表面N、Pd元素的化学态。结果表明,N元素以Ti—O—N形式存在,Pd元素以单质金属状态存在。考察了Pd/N-TiO2的紫外光光催化降解苯酚的活性,与单纯TiO2光催化剂和N掺杂TiO2光催化剂相比,Pd/N-TiO2活性明显提高。研究了催化剂用量、苯酚初始浓度和pH、O2流量以及外加双氧水等条件对紫外光光催化降解苯酚的活性的影响,得到光催化降解苯酚的最佳工艺条件:苯酚初始质量浓度为120mg/L,催化剂用量为0.10g/L,苯酚溶液初始pH为8,O2流量为80mL/min,加入适量双氧水。     

溴掺杂TiO_2光催化剂的制备与性能研究

以KBr和Ti(SO4)2为原料,通过水热法制备了高催化活性的溴掺杂纳米TiO2(Br-TiO2)光催化剂,利用XRD、XPS、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征。通过苯酚降解实验评价了Br-TiO2的光催化活性。结果表明,700℃焙烧、溴与钛的摩尔比为0.35∶1时,Br-TiO2具有最佳光催化活性。该催化剂为晶体发育完整的锐钛矿相TiO2,粒径平均大小为50 nm,比表面积为16.81 m2/g,在紫外区的吸收得到加强,光催化能力优于Degussa P-25。确定了降解苯酚的最佳条件:催化剂投加量为0.5 g/L,苯酚初始浓度为10 mg/L,pH值为6.0。     

不同煅烧温度的N-TiO_2制备、表征及可见光催化性能

以钛酸丁酯为钛源,氯化铵为氮源,采用溶胶-凝胶法,不同煅烧温度条件制备N掺杂TiO_2纳米材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)手段对其进行表征,并通过降解腐殖酸(HA)实验,探讨N-TiO_2可见光催化性能。结果表明,制备的光催化纳米材料为锐钛矿相,TiO_2光响应范围可拓宽到可见光区;煅烧温度是影响可见光催化活性的重要因素,350℃煅烧的N-TiO_2可见光催化活性最佳,光反应140min后,对初始浓度为5 mg/L的HA溶液降解率达80.32%,光催化反应过程符合准一级动力学,煅烧温度过高或过低,动力学反应速率常数呈现不同程度的减小,降解反应速率明显下降。     

石墨烯/TiO_2复合物的制备及其光催化性能

为拓展二氧化钛(TiO_2)在可见光区的光响应范围,在140℃水热条件下制备了不同氧化石墨烯含量的石墨烯/二氧化钛(RGO/TiO_2)复合材料。利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对材料进行了表征。以甲基橙为目标污染物,研究了在模拟太阳光和紫外光照下TiO_2和RGO/TiO_2对甲基橙的光催化降解性能。结果表明,TiO_2和GO复合后,TiO_2由原来单一的金红石型转变为金红石型和锐钛矿型并存,出现了混晶效应;在模拟太阳光的条件下,复合材料的催化活性均高于TiO_2本身;光照4 h后80 mg氧化石墨烯添加量制备的复合材料对甲基橙的光催化降解率达到69.58%,是TiO_2的1.65倍;在紫外光照1.5 h时,复合材料对甲基橙的降解率达到了70%。由此可知,石墨烯的存在能够促进TiO_2半导体中电子和空穴的有效分离,显著提高了TiO_2光催化剂对可见光的响应。     

漂浮型可见光复合光催化剂B-N-TiO_2/EP的制备、表征及其光催化性能

以膨胀珍珠岩为漂浮型载体,采用溶胶凝胶法制备B和N共掺杂的B-N-TiO_2/EP可见光催化材料和单一N掺杂的N-TiO_2/EP可见光催化材料。应用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、N2吸脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行表征。并以可见光为光源,评价了该催化剂催化降解罗丹明B的活性,考察了不同B掺杂量对该催化材料性能的影响。实验结果表明,与N-TiO_2/EP相比,B-N-TiO_2/EP吸收光谱发生了明显的红移,可见光吸收强度更大。B的掺杂可以抑制TiO_2晶型从锐钛矿向金红石的转变。B0.57-N-TiO_2/EP对罗丹明B降解效果最好,可见光条件下反应3 h,罗丹明B去除率高达93%以上,B0.57-N-TiO_2/EP催化材料重复利用4次仍有75%的去除率,显示了较好的稳定性和重复利用性。     

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.     

磁载TiO2光催化剂处理喷漆废水的影响因素及动力学特性

为探讨光催化技术对喷漆废水的处理能力,采用酸溶胶法制备了既具有较强光催化性能又能够回收的磁载TiO_2光催化剂,研究其在紫外光照射下处理喷漆废水的影响因素及动力学特性。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对光催化剂的微观形貌和结晶特点进行分析,发现磁载TiO_2光催化剂呈球形并具有较好的结晶度。当喷漆废水的COD初始质量浓度为3 280mg/L、初始pH为9、温度为50℃、光催化剂投加量为6g/L、光催化时间为480min时,COD去除率接近80%。光催化降解过程符合准一级动力学,遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型。当喷漆废水COD初始质量浓度为1 300mg/L时,光催化剂经过6次循环使用,其回收率和COD去除率仍分别可达到85%和82%。     

漂浮型可见光催化剂Fe-N-TiO_2/FP-CTS的制备及其对溶解性柴油的降解

以漂珠为载体,用壳聚糖对漂珠进行改性,并采用溶胶凝胶法,制备了Fe-N共掺杂改性TiO2的漂浮型可见光催化剂(Fe-N-TiO2/FP-CTS),使用X射线衍射(XRD)、紫外可见分光光谱(UV-Vis)、N2吸附-脱附(BET)和扫描电子显微镜(SEM)等分析进行表征。研究结果表明,用壳聚糖改性漂珠可以增加复合光催化剂的比表面积和孔容;相较于N-掺杂TiO2/FP复合光催化剂,Fe-N共掺杂更能促进对复合光催化剂可见光的吸收;光催化4 h后,Fe-N-TiO2/FP-CTS对溶解性柴油的降解率达到61.7%,明显优于Fe-N-TiO2/FP和N-TiO2/FP。当初始pH=5,柴油乳化剂浓度=120 mg/L时,复合光催化剂对溶解性柴油的光催化降解效果最佳。     

溴掺杂TiO2光催化剂的制备与性能研究

以KBr和Ti（SO4）2为原料,通过水热法制备了高催化活性的溴掺杂纳米TiO2（Br-TiO2）光催化剂,利用XRD、XPS、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征。通过苯酚降解实验评价了Br-TiO2的光催化活性。结果表明,700℃焙烧、溴与钛的摩尔比为0.35∶1时,Br-TiO2具有最佳光催化活性。该催化剂为晶体发育完整的锐钛矿相TiO2,粒径平均大小为50 nm,比表面积为16.81 m2/g,在紫外区的吸收得到加强,光催化能力优于Degussa P-25。确定了降解苯酚的最佳条件：催化剂投加量为0.5 g/L,苯酚初始浓度为10 mg/L,pH值为6.0。     

纳米铁酸铜催化过硫酸盐降解酸性红FRL

采用共沉淀法-焙烧制备纳米铁酸铜催化剂,利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征。以酸性红FRL为降解目标物,研究此催化剂催化过硫酸钠降解酸性红FRL的性能。考察了氧化剂浓度、催化剂用量和初始染料浓度对降解的影响。结果表明:催化剂经700℃焙烧3 h,可得到完整晶相的Cu Fe2O4;当初始污染物浓度为20 mg/L,过硫酸盐浓度为2.0 g/L,催化剂用量为2.0 g/L时,降解2.5 h,酸性红FRL染料溶液的降解率可达85.3%。实验所得催化剂可重复使用5次,同时酸性红FRL降解过程遵循准一级动力学方程。     

石英棒负载TiO2光催化膜的制备、表征与降解性能

利用浸涂法在石英光导棒上制得了TiO2光催化膜.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法对膜的形貌和晶相组成进行了表征,以苯酚为模型污染物考察了膜的活性.结果表明,所制得的TiO2膜催化剂主要由锐钛矿和金红石2种晶相组成;光催化降解苯酚的效果明显优于直接光解;当苯酚初始浓度为0.98 mg/L时,反应2.5 h后的降解率为86%.     

低密度聚乙烯膜负载型Fe/N-TiO_2制备及光催化降解二苯胺

采用溶胶凝胶法研制了Fe、N单独掺杂或Fe、N共同掺杂改性TiO_2催化剂,并用浸渍法负载于低密度聚乙烯(LDPE)膜上,制备出LDPE膜负载型催化剂。利用X射线衍射、X射线能谱、紫外—可见光吸收光谱、扫描电子显微镜对催化剂进行表征分析,并考察了催化剂种类、二苯胺(DPA)初始浓度、pH、曝气等因素对降解DPA的影响。结果表明:LDPE膜负载型Fe/N-TiO_2在可见光区有较强的吸收;负载的Fe/N-TiO_2粒子均匀地分布于LDPE膜表面;在氙灯的可见光照射下,DPA初始质量浓度为20mg/L、曝气量为2L/min、溶液pH为3时,Fe/N-TiO_2光催化反应90min时DPA降解率可达到80.11%。     

TiO_2光催化涂料的制备及其降解甲醛研究

自制TiO_2光催化涂料,重点对所制备的涂料在室内进行降解甲醛研究,考察了在不同分散剂、不同光催化剂以及不同甲醛初始浓度、不同光源、不同温度和不同湿度等环境因素下涂料对甲醛降解率的影响。结果表明,选用聚丙烯酸钠离子型分散剂,铜金属掺杂TiO_2光催化剂制备的光催化涂料对甲醛降解率达80%以上且具有良好的耐久性,在室温(20℃左右)湿度50%日光灯照射下,甲醛初始浓度5μL时效果最佳。     

Cu2O光催化降解水中对硝基苯酚的研究

用CuCl水解法制备Cu2O粉末,用透射电镜(TEM)和X衍射(XRD)对Cu2O粒子进行了表征.在仿太阳光源的照射下,研究了Cu2O对水中难降解有机污染物对硝基苯酚的光催化降解效果.结果表明,在8 h内,对硝基苯酚几乎完全降解.在催化剂用量为0.2 g时,对浓度为22.4 mg/L的200mL对硝基苯酚溶液有良好的降解效果.降解反应符合一级反应动力学.     

石英棒负载TiO2光催化膜的制备、表征与降解性能

利用浸涂法在石英光导棒上制得了TiO2光催化膜。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法对膜的形貌和晶相组成进行了表征，以苯酚为模型污染物考察了膜的活性。结果表明，所制得的TiO2膜催化剂主要由锐钛矿和金红石2种晶相组成；光催化降解苯酚的效果明显优于直接光解；当苯酚初始浓度为0．98mg／L时，反应2．5h后的降解率为86％。