TiO2薄膜光催化降解双酚A的研究

采用sol-gel法制备TiO2薄膜.以该薄膜为催化剂,研究了在H2O2存在的条件下,对内分泌干扰物质双酚A的光催化降解反应.分别讨论了pH值、H2O2的加入量、双酚A的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响.结果表明,在pH=4,30 mg/L的H2O2中对初始浓度为50 mg/L的双酚A溶液光照180 min有较好的降解效果.     

TiO2薄膜光催化降解双酚A的研究

采用sol-gel法制备TiO2薄膜。以该薄膜为催化剂，研究了在H2O2存在的条件下，对内分泌干扰物质双酚A的光催化降解反应。分别讨论了pH值、H2O2的加入量、双酚A的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响。结果表明，在pH=4，30mg／L的H2O2中对初始浓度为50mg／L的双酚A溶液光照180min有较好的降解效果。     

O_3/H_2O_2工艺降解1,2,4-三氯苯的优化设计

考察用不同的氧化剂降解1,2,4-三氯苯(TCB),3种不同方法对TCB的去除效果存在较大差别,其处理效果依次为:H2O2O3O3/H2O2。采用响应面法优化O3/H2O2工艺降解TCB的条件。结果表明,TCB初始浓度和H2O2投加量对TCB去除效果影响较大。TCB的降解符合准一级反应动力学规律,最佳降解条件为TCB初始浓度0.3 mg/L,pH=8.13,H2O2投加量0.40 mmol/L,O3转化率75%。在此条件下,TCB的平均去除率为91.5%,与预测值93.1%吻合度较高。     

O3/H2O2工艺降解1,2,4-三氯苯的优化设计

考察用不同的氧化剂降解1,2,4-三氯苯（TCB）,3种不同方法对TCB的去除效果存在较大差别,其处理效果依次为：H2O2〈O3〈O3/H2O2。采用响应面法优化O3/H2O2工艺降解TCB的条件。结果表明,TCB初始浓度和H2O2投加量对TCB去除效果影响较大。TCB的降解符合准一级反应动力学规律,最佳降解条件为TCB初始浓度0.3 mg/L,pH=8.13,H2O2投加量0.40 mmol/L,O3转化率75%。在此条件下,TCB的平均去除率为91.5%,与预测值93.1%吻合度较高。     

CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极液膜光催化降解染料废水

采用溶胶-凝胶法制备了CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极,以该复合膜电极为阳极、Cu为阴极,组装高效低耗的斜置双极液膜光催化反应装置,以活性艳红X-3B(RBR)为目标污染物,在可见光激发下进行光催化降解,探讨了电极制备条件对CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极光催化性能的影响,考察了不同条件对RBR脱色率的影响,并初步探究了可见光光催化降解RBR的机制。结果表明:(1)最佳制备条件为CeO2、TiO2摩尔比(简写为n(Ce∶Ti))1∶10、煅烧温度400℃。线性伏安曲线和紫外—可见漫反射谱图分析表明,该制备条件下得到的CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极具有较明显的可见光响应。(2)在RBR初始质量浓度为20mg/L、RBR废水循环流量为5.10L/h、初始pH为2.0的最佳条件下,可见光光催化90min时,RBR脱色率可达80.8%。(3)RBR光催化降解过程中的紫外—可见分光光度谱图分析表明,CeO_2-TiO_2/Ti复合膜电极液膜光催化降解RBR主要是使其发色基团即偶氮键断裂,并由苯环生成小分子有机酸等中间产物,而不能使其矿化。     

响应面方法优化Fenton试剂处理甲萘酚废水

利用响应面方法(RSM)对Fenton试剂处理甲萘酚废水工艺过程进行优化,考察了Fe2+浓度、H2O2浓度和初始p H 3种工艺条件对甲萘酚废水处理效果的影响,并提出Fenton试剂降解甲萘酚废水的数学模型及优化后的工艺参数。Fenton试剂降解甲萘酚废水的数学模型可以较好地模拟真实的曲面,方程的F值为24.90,相关系数(R2)为0.9573,调整相关系数(R2adj)为0.9188。通过优化得到最佳的工艺参数Fe2+浓度为0.89 g/L,H2O2浓度为0.79 g/L,p H为4.00。在此条件下,COD去除率的预测值为91.15%,与实测值90.78%接近。说明建立的模型能真实地反映各主要因素的影响,模型与实际情况吻合。     

磁性Fe_3O_4/石墨烯纳米复合材料催化降解水中17β-雌二醇

利用化学沉淀法制备磁性四氧化三铁/石墨烯(Fe3O4/GE)纳米复合材料,并将其与H2O2构成非均相Fenton体系用于催化降解水中微量的17β-雌二醇(E2),研究了初始p H值,初始H2O2浓度,催化剂用量对E2降解的影响。结果表明,Fe3O4/GE纳米复合材料在无需外加光源的条件下能够有效催化降解E2。在p H 7.0,E2初始浓度为1 mg/L,初始H2O2浓度为15 mmol/L,Fe3O4/GE投加量为15 mg/L的条件下,反应8 h后可去除92.9%的E2。Fe3O4/GE具有便捷的磁分离特性和稳定的催化活性,经过7次循环使用后对E2的降解效率仍保持在91.5%左右。     

混凝+芬顿法对中晚期垃圾渗滤液色度去除

垃圾渗滤液经一般生化处理后色度很大。对混凝和芬顿法结合深度处理垃圾渗滤液对色度去除进行了研究。混凝段通过中心复合设计(简称CCD)和响应面方法(简称RSM)分析了混凝的色度去除率的响应特征,建立了实际因素的最终方程模型:Y(色度去除率,%)=-553.40+73.74A+229.06B+0.38AB-34.16A2-22.67B2,(Y、A、B分别代表色度去除率、投加量和pH)并对絮凝条件进行优化,得到混凝反应的最佳优化条件:投加量1.11 g/L,pH 5.06,及在此条件下的去除率67.2%。在芬顿段,将芬顿反应对水中亲水性有机物相对含量(UV254)与对色度的去除特征相结合进行了研究,证明色度的去除跟该类有机物的去除有关,色度去除率最优值条件选择为H2O2/COD=1.0,Fe2+/H2O2=0.35∶1,而初始pH=2.5时对色度的去除达到99%以上。整个工艺出水可达到达标排放标(GB16889-2008)。     

TiO2光催化氧化脱除模拟烟气中的NOx

采用P25纳米TiO2为催化剂,对NOx浓度360 mg/m3的模拟烟气进行了光催化氧化实验研究,以期为此种方法在电厂烟气脱硝方面的应用提供依据.经SEM、XRD等表征手段,探讨了催化剂晶型尺寸对光催化的作用.实验考察了光催化反应过程规律以及负载量、光照度、NO初始浓度、O2含量、相对湿度和停留时间对光催化氧化效率的影响.结果表明,光催化反应是瞬态到稳态的过程,其催化效率与上述影响因子有密切关系.实验最优条件下NOx的脱除率为46％,但只需适当提高氧化效能,便能达到理想的效果.     

掺杂负载型纳米TiO2降解橙黄G的光催化活性及其动力学研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍-焙烧法制备了掺杂Sn(Ⅳ)的TiO2/AC光催化剂,以偶氮染料橙黄G为目标降解物,对光催化反应条件进行了优化.结果表明:利用Sn(Ⅳ)掺杂量为2.5 at.%的TiO2/AC光催化剂,在进水浓度50 mg/L,催化剂的用量12.5 g/L,pH值2.0,H2O21.5 mL/L,主波长为365 nm的300W高压汞灯光照条件下,反应60 min,橙黄G的光催化去除率可达99.1%.该反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程,其速控步为吸附反应.共存阴离子SO42-和H2PO4-,对橙黄G的光催化降解反应均有一定的抑制作用.     

响应面分析法优化絮凝酵母SPSC01去除Cr(Ⅵ)

采用响应面法对絮凝酵母SPSC01去除水中Cr(Ⅵ)的条件进行优化。根据Box-Behnken Design的中心组合实验设计原理,采用三因素三水平的响应面分析方法,优化絮凝酵母SPSC01对Cr(Ⅵ)的去除。二阶模型的方差分析表明,预测响应值和实际值相符合,针对初始浓度为50 mg/L的Cr(Ⅵ)废水,在絮凝酵母SPSC01用量为10.89 g/L干重、温度为40℃、初始pH为2时的去除条件最优,二阶模型分析预测絮凝酵母SPSC01在4 h时对Cr(Ⅵ)去除率可达95.47%,在此条件下,实测Cr(Ⅵ)的去除率达93.06%,说明利用响应面法优化絮凝酵母SPSC01对Cr(Ⅵ)的去除条件是可行的。     

响应面法优化Fenton预处理干法腈纶废水

采用Fenton法预处理难降解干法腈纶废水,选取H2O2用量、Fe2+用量、初始pH和反应温度4个因素为变量,COD去除率为响应值进行中心组合设计。利用响应面法对实验结果进行分析,建立了以COD去除率为响应值的二次多项式模型并进行了显著性检验,分析了各因素单独及交互作用对COD去除率的影响,确定了最佳反应条件,并考察了最佳条件下处理前后废水可生化性和毒性变化。结果表明,所选取的4个因素影响COD去除率的主次顺序依次为:H2O2用量、Fe2+用量、初始pH和反应温度;在H2O2浓度为90.0 mmol/L、Fe2+浓度为23.9 mmol/L、初始pH值为3.4、温度为38.5℃的最佳条件下,COD去除率为53.8%,与模型预测值51.9%吻合度较高,偏差仅为3.66%;最佳条件下处理后废水可生化性显著提高,生物毒性明显降低,适宜于后续的生化处理。     

UV-TiO_2光催化氧化降解双酚A的动力学研究

采用自制光催化氧化反应器,研究了双酚A(BPA)在纳米TiO_2悬浆体系中的光催化氧化特性.结果表明:(1)UV-TiO_2对水中BPA有较强光催化氧化降解作用.在10 W低压汞灯照射下,当纳米TiO_2用量为1.0 g/L、pH为5.5、BPA初始质量浓度为10 mg/L、曝气量为4.0 mL/min、温度为室温、反应时间为120 min时,BPA去除率可达97.1%.当pH≥9.5时,120 min后BPA已经基本光催化氧化降解完全.(2)BPA的光催化氧化降解曲线均很好地符合一级反应动力学方程.其速率常数与纳米TiO_2用量、pH、BPA初始浓度、曝气量有关;促进·OH和电子-空穴对的生成是提高光催化氧化反应速率的重要途径.     

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。     

响应面法优化UV/H_2O_2光氧化法处理高浓度LAS废水

采用响应面法对UV/H2O2光氧化法处理高浓度LAS废水的工艺参数进行了系统研究。根据Box-Behnken Design(BBD)设计原理,以初始pH与H2O2投加量、反应时间和温度为主要影响因素,设计4因素3水平共29个实验点的实验方案,并建立了二次响应面拟合模型。方差分析表明,初始pH与H2O2投加量、反应时间和温度以及初始pH和H2O2投加量、H2O2投加量和温度之间的交互作用,对实验结果具有显著性影响。实验得到的光氧化高浓度LAS废水最佳工艺条件,pH为4.0,H2O2投加量为40 mmol/L,反应时间为90 min,温度为25℃,在此条件下,LAS的平均去除率为98.1%。     

TiO_2纳米管光催化处理络合银:Ag(I)与配体协同机制

以纳米Ti O2为原料,采用水热合成法制备Ti O2纳米管,以XRD、FT-IR和SEM进行表征。XRD表明Ti O2纳米管主要为锐钛矿相;FT-IR表明制备材料含有丰富的羟基;SEM表明材料分散均匀、不易团聚,比原料具有更大的比表面积。在300 m L/min空气曝气、p H=3、T=(26±0.5)℃和300 W紫外光照的条件下,进行光催化降解EDTA-Ag(I)和DTPA-Ag(I)的实验。结果表明,制备的催化材料对含络合银废水的处理具有较高的光催化活性,金属银的去除率和EDTA、DTPA的降解率都达到95%以上,反应近似符合一级模型;有机配体的光催化氧化与Ag(I)的光催化还原之间具有明显的协同效应。     

负载工艺对ACF担载二氧化钛光催化性能的影响

采用分散液中添加环氧树脂黏结剂并进行热处理的方法,制备出活性炭纤维(ACF)担载二氧化钛光催化材料。并对光催化材料的表面形貌和孔结构进行表征,评价复合光催化材料对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能。重点探讨了负载方式、负载时间以及光催化剂的添加量等方面对光催化活性的影响。研究表明,当采用浸渍方式、负载时间控制在15 min左右、光催化剂添加量达11 g/L时,ACF/TiO2光催化复合材料中光催化剂负载量最佳,在15%左右,对亚甲基蓝(初始浓度为50 mg/L)的降解效果最好,在2 h内可以达到90%。     

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.     

ZnO-TiO_2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1.00g/L,亚硝酸盐初始浓度为50mg/L(以氮元素计算),0.03mol/L的甲酸作空穴捕获剂,反应150min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。     

光催化氧化-Fenton组合方法降解高浓度正丙醇废水

研究了1%和10%2种浓度正丙醇废水在光催化氧化-Fenton组合工艺条件下的降解情况,分别考察了H2O2加药方式及剂量、Fe2+浓度、TiO2浓度,以及废水的初始浓度对反应的影响,得到了优化工艺参数。结果显示,在23 W的低压汞灯照射下,当Fe2+离子浓度为0.44 g/L,TiO2为0.4 g/L,H2O2分6次等幅递增投加,增幅为均值的10%,投加总量至28.6 g/L时,反应6 h后,组合工艺可将1%浓度正丙醇废水的COD从17 200 mg/L降低至2 000 mg/L。H2O2总用量为136.5 g/L,其他条件及加药方式不变条件下,废水浓度提高至10%,紫外光能量利用率明显提高,反应15 h后,可将COD从172 000 mg/L降至1 000 mg/L以下,降解速率随浓度降低而下降。