改性TiO2光催化降解三苯甲烷类污染物

以硫酸钛为原料采用水热法制备了掺Fe3+TiO2晶体粉末,采用X射线衍射仪(XRD)对样品的结构进行了表征。在可见光条件下,用溴酚蓝、甲基绿、甲基蓝、孔雀石绿、甲基紫和碱性品红等6种典型三苯甲烷类化合物为目标降解物,研究了以自制的掺Fe3+TiO2晶体粉末对它们的催化降解作用。实验结果表明,制备的掺Fe3+TiO2晶体属于锐钛矿型。6种化合物的光催化降解反应遵循拟一级动力学规律,且可用Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型描述,其表观反应速度常数(k)的大小顺序为:溴酚蓝<甲基绿<甲基蓝<孔雀石绿<甲基紫<碱性品红,大小变化次序与其半衰期t1/2成反比,并从分子结构上对它们的降解规律进行定性解释。     

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％。     

微乳法制备Fe-TiO_2纳米晶复合体及光催化性能

采用微乳法制备铁掺杂TiO2纳米晶（Fe-TiO2）复合体,通过热重-差热（TG-DTA）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和紫外漫反射光谱（DRS）等对其结构和形态进行表征;以亚甲基蓝溶液（MB）为标准模拟降解物,对Fe-TiO2,纯TiO2和P25光催化降解性能进行评价。结果表明,Fe-TiO2的光催化活性明显〉P25,原因是Fe掺杂不仅能抑制TiO2晶粒生长,提高TiO2的热稳定性和比表面积,而且能够拓展TiO2的吸收波长范围至可见光区,提高了Ti3＋离子浓度,降低了光生载流子的复合几率。     

Fe^3＋掺杂TiO2/凹凸棒复合材料的光催化性能

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe^3＋掺杂TiO2/凹凸棒（Fe^3＋-TiO2/ATP）复合光催化剂材料。在可见光条件下,以亚甲基蓝（MB）溶液的光催化降解反应,评价了样品的光催化性能,研究了TiO2负载量、Fe^3＋掺杂量和焙烧温度对复合材料光催化性能的影响。在单因素实验的基础上,采用正交实验设计（L25（53））优化了催化剂的制备条件。光催化实验结果表明,MB在复合材料上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood（L-H）动力学模型。正交实验结果表明,当TiO2负载量为15%、Fe^3＋掺杂量为0.5%和焙烧温度为550℃时,得到的复合材料对MB的光催化降解效率最佳,测得表观反应速率常数kapp为6.09×10^-3min^-1,反应4 h后MB的降解率（Dt）可达75.88%,相同实验条件下与P25（1.51×10^-3min^-1）相比较,反应速率提高了4.03倍,降解率提高了45.05%。另外,复合材料的沉降性能优于P25,易于分离,是一类有应用前景的复合光催化剂。敏世雄王芳魏立强王永生冯雷佟永纯韩玉琦     

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-vis DRS）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25～30 nm，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%。     

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％。     

亚甲基蓝表面修饰纳米TiO2降解造纸废水动力学

以亚甲基蓝(MB)作为表面修饰剂,采用简单的化学吸附法制备亚甲基蓝表面修饰的纳米TiO2光催化剂(TiO2-MB)。经表面修饰后,TiO2-MB光催化剂波长响应范围红移至可见光区575 nm处。探讨了光催化剂量、光照时间和溶液pH值对TiO2-MB光催化降解造纸废水的影响;研究了纳米TiO2-MB对造纸废水的暗吸附规律和光降解性能。结果表明:纳米TiO2-MB对造纸废水的吸附规律都较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,属于吸热反应;光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型。在160 W高压汞灯光照80 min,3.0 g/L纳米TiO2-MB光催化降解pH=2.0的造纸废水(COD:2 069.8 mg/L),COD去除率可达94.7%,处理效果远高于避光条件下。光催化剂经8次使用仍具有较高的催化活性。     

纳米Au/TiO2复合物光催化降解亚甲基蓝

以纳米金棒为掺杂物,采用溶胶-凝胶法制备了纳米Au/TiO2复合材料,在紫外光下对亚甲基蓝溶液进行光催化降解。结果表明,在紫外光下,Au/TiO2复合物对亚甲基蓝的脱色率最高可达99.6%,是纯TiO2的1.3倍。这主要归结于掺杂纳米尺寸的Au可增加TiO2对光的吸收以及减少电子-空穴对的复合,由此提高其光催化能力。     

催化臭氧氧化染料溶液的研究

采用催化臭氧化技术降解染料废水,以甲基紫溶液为目标污染物,研究了过渡型金属离子的类型,Fe2+的浓度,溶液初始pH值,染料浓度和正丁醇等因素对其降解率的影响。实验结果表明:臭氧氧化甲基紫溶液的过程中,加入一定浓度的过渡型金属离子对甲基紫的去除具有促进作用;当臭氧浓度为16 mg/L,一定浓度范围内,Fe2+催化臭氧化的效果随着浓度的增加而增加,但Fe2+浓度为13 mg/L时,甲基紫的降解率下降;在酸性范围时,pH值增大其降解率会减小;染料浓度增加,甲基紫的降解率减小,但是其绝对降解值会增加;正丁醇的加入抑制氧化反应的进行,甲基紫的降解率下降,说明催化臭氧化过程中有羟基自由基产生。染料降解过程符合一级反应动力学规律。     

Fe/TiO2光催化降解水溶液中的4-氯苯酚

以TiO2-P25及FeC2O4为前驱物制备了Fe3 掺杂TiO2光催化剂--Fe/TiO2.X射线衍射结果表明,500 ℃煅烧温度下的Fe/TiO2主要是锐态矿晶型,当掺Fe3 量为0.5%(质量分数,下同)时,Fe3 以取代掺杂形式进入TiO2晶格,而当掺Fe3 量达5.0%时,则出现α-Fe2O3的特征衍射峰;900 ℃煅烧温度下的Fe/TiO2则均为金红石晶型,掺Fe3 量达2.0%～5.0%时,出现Fe2TiO5的特征衍射峰.4-氯苯酚的光催化实验结果表明,煅烧温度及Fe3 掺杂量对Fe/TiO2的光催化活性有显著影响,以煅烧温度500 ℃及掺Fe3 量0.5%的Fe/TiO2为光催化剂,反应80 min,4-氯苯酚的降解率达100%,总有机碳去除率约95%.     

Electrochemical decolourisation of structurally different dyes

The electrochemical decolourisation of structurally different dyes (bromophenol blue, indigo, poly R-478, phenol red, methyl orange, fuchsin, methyl green and crystal violet) by means of the application of DC electric current was assessed. It was found that the electrochemical process allowed a colour removal of all dyes studied, although the decolourisation rate largely depended on the chemical structure of the different dyes. Nearly complete decolourisation was achieved for bromophenol blue followed by methyl orange and methyl green, whereas phenol red was hardly decolourised (30% in 60 min). In mixtures of two dyes, the decolourisation rate became similar for both dyes. However, the addition of a redox mediator, (Co(2+/3+)) clearly enhanced the degradation rate of all tested dyes, but the simplest dye molecules were attacked firstly, followed by dyes with more complex chemical structures. The results revealed the suitability of the process to effectively decolourise wastewaters from dyeing process.     

微乳液法合成掺硫纳米TiO_2及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,硫脲为掺硫前驱物,采用聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）/正己醇/环己烷/氨水的微乳液体系合成了掺硫的纳米TiO2粉体;对其结构进行了表征,以甲基橙为目标降解物考察了其光催化性能。烧结温度通过影响TiO2的晶型转变和颗粒尺寸来影响其光催化性能,随着烧结温度的升高,TiO2的光催化性能先是提高,然后迅速降低;在600℃烧结2 h时催化剂的降解性能达到最佳。掺杂硫可提高TiO2的光催化活性,随着掺杂量的增加,催化剂对甲基橙的降解率先快速增加然后缓慢降低,当掺杂量为S/Ti（摩尔比）=0.01∶1时TiO2的光催化降解效果最好。催化剂在用量较小时迅速提高TiO2的光催化降解性能,而后随着用量的增大反而降低,当催化剂用量为1.5 g/L时,对甲基橙的降解效果最好。     

添加壳聚糖溶胶-凝胶法制备的TiO2光催化剂及其光催化性能研究

采用添加壳聚糖（CTS）的溶胶-凝胶法制备了具有较高光催化活性的TiO2光催化剂，并用XRD、TEM、BET和IR等手段对其进行表征。结果表明，CTS的添加使TiO2衍射强度增强、分散性提高、比表面积增大从而使光催化活性提高；用所制备的催化剂光催化降解甲基橙反应60min后，其去除率由不添加CTS所制备TiO2的32％提高到48％，TOC去除率由14％提高到23％。     

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%。     

海藻酸钠-刺槐豆胶复合凝胶珠吸附孔雀绿

以刺槐豆胶、海藻酸钠为材料制备复合凝胶珠，利用红外光谱、热重分析对其进行表征，探讨孔雀绿浓度、吸附时间及pH对复合凝胶珠吸附孔雀绿的影响。红外光谱和热重分析表明，复合凝胶珠制备成功且热稳定性介于刺槐豆胶和海藻酸钠之间。复合凝胶珠对孔雀绿的吸附在5h后达到平衡，pH=6为最佳吸附pH，相同条件下复合凝胶珠对孔雀绿的吸附作用优于活性炭，其对孔雀绿的吸附行为符合Freundlich吸附等温方程和颗粒内扩散模型。海藻酸钠一刺槐豆胶复合凝胶珠有望成为新的处理印染废水的吸附剂。