纳米TiO2对酸性大红催化光降解的实验研究

以紫外光为光源,纳米TiO2为光降解催化剂,研究了溶液pH值、酸性大红初始浓度、TiO2投加量、光照时间及曝气量对酸性大红光催化降解的影响。结果表明,TiO2对酸性大红光降解的适宜条件为：溶液pH值2．5,酸性大红的初始质量浓度为20mg／L,TiO2投加量1．25g／L和光照时间150min,充分曝气。在此条件下,酸性大红的降解率达74．41％。处理后该染料废水的可生化性大大提高。     

TiO_2光催化降解活性艳兰KN-R的研究

以纳米TiO2为光催化剂,以活性艳兰KN-R为模拟染料废水,研究了溶液pH值、TiO2投加量、H2O2用量及染料初始浓度对染料脱色率的影响。结果表明,活性艳兰KN-R的脱色率随溶液pH值的升高及染料初始浓度的降低而增大;TiO2和H2O2的投加量均存在一个最佳值,在本实验条件下,它们分别为0.5g/L和2.0×10-2mol/L,低于或超过该值都会导致染料脱色率的下降。在适宜的操作条件下,活性艳兰KN-R的脱色率可达98%以上,化学需氧量(COD)的去除率在70%以上。     

二氧化钛膜光催化降解水中壬基酚的研究

用溶胶-凝胶法于500℃制备了不同层数的锐钛矿纳米二氧化钛（TiO2）薄膜。利用TiO2薄膜作催化剂,研究了水中壬基酚（NP）的紫外光降解特性。考察了镀膜层数、pH值、初始浓度、光照距离和光照时间与降解率的关系。结果表明,镀3层膜,pH值为5．0～6．0,光照距离为9cm,光照时间为60min的条件下,ρ（NP）初始为100μg/L时降解率可达80％以上。     

UV/TiO2去除水中磺胺甲 唑的动力学及影响因素分析

采用UV/TiO2工艺去除磺胺甲 唑(SMX),研究了SMX在纳米TiO2(Degussa P-25)悬浆体系中的光催化去除效果,考察了TiO2投加量、SMX初始质量浓度、pH值、CO32-和叔丁醇等因素对SMX去除效果的影响.结果表明,UV/TiO2工艺可以有效地去除水中的SMX,其反应过程符合拟一级反应动力学模型.当TiO2投加量为500mg/L,SMX初始质量浓度为5mg/L,反应液pH值为7时,SMX的去除率达到98.76%,反应速率常数k为0.1438min-1,半衰期t1/2为4.82min.相同条件下,反应速率在TiO2投加量为500mg/L 时最大,pH7时最大,并随SMX初始质量浓度增加而降低.少量CO32-投加不利于SMX的去除,但大量CO32-投加明显促进反应速率.叔丁醇对SMX光催化去除存在显著的抑制效果.同时引入和计算了每一对数减小级电能输入(EEo)指标以评价该工艺的电能利用效率.     

光催化降解制浆漂白废水试验条件的优化

制浆漂白废水的主要成分之一氯代愈创木酚在TiO2作催化剂、254nm波长的紫外光作光源时,发生光催化降解反应,苯环特征峰在反应过程中逐渐消失。采用正交试验得到较佳的试验条件,结果表明,有机物的初始浓度是一个关键因素,其次是溶液的酸碱度,降解时间的延长可以提高光催化降解效果,同时还要考虑催化剂的用量和反应器的循环流量等工艺参数。在初始浓度为0.05mmol/L、循环流量20L/h、催化剂用量250mg/L、pH值10、反应180min时,降解率达到99%。     

银、钕掺杂TiO_2催化光解甲基橙的实验研究

实验用水热合成法制备出银、钕掺杂TiO2催化剂粉体,然后以高压汞灯为光源,掺杂TiO2催化剂粉体为光化降解催化剂,探究对甲基橙模拟印染废水光催化分解的效果。光解实验研究采用正交设计法,以模拟废水浓度、催化剂用量、光照时间以及pH为因素,各因素选取4个水平,对催化光解甲基橙染料的降解率进行评价。分析结果表明:银、钕掺杂TiO2催化剂对甲基橙光化降解有良好的效果,最佳实验条件为:溶液pH为5,甲基橙的初始质量浓度为2 mg/L,催化剂投加量60 mg/L和光照时间80 min。在最佳条件下,连续光照8 h后甲基橙的降解率达到92%以上。     

响应面方法优化光催化降解抗生素类污染物过程研究

近年来抗生素类污染物对环境的影响及其生态毒性日益引起广大研究者的关注。对TiO2光催化降解典型抗生素类污染物磺胺二甲嘧啶（SMT）进行了研究。采用中心组合设计方法（CCD）进行试验设计,使用响应面方法（RSM）对光催化过程中的影响因素（TiO2浓度、初始磺胺二甲嘧啶浓度、双氧水浓度）进行了探讨和分析,并对反应过程进行了优化。优化结果表明,最佳反应条件为：TiO2浓度1.74 g/L、初始磺胺二甲嘧啶浓度20.0 mg/L、双氧水浓度106.28 mg/L,在优化条件下的磺胺二甲嘧啶光催化实际去除率为83.6%。响应面方法能够优化光催化条件,预测光催化结果,有利于优化光反应器的设计,对于工程化光催化水处理技术的发展具有一定的参考价值。     

2株分别降解壬基酚和双酚A细菌的分离、鉴定和降解特性

对上海天山污水处理厂氧化沟的活性污泥进行驯化,分离纯化并筛选得到2株能分别以壬基酚（NP）和双酚A（BPA）为唯一碳源和能源生长的降解菌株N1和B2.根据菌株的16S rDNA序列同源性分析,结合菌落和菌体形态以及生理生化特征,初步鉴定N1为柠檬酸杆菌属（Citrobacter sp.57）,B2为芽孢杆菌属（Bacillus sp.A1-3）.通过摇瓶试验并借助正交试验优化菌株降解条件,结果表明,N1降解NP的最佳条件:35 ℃,初始pH为 5.5,无机盐培养液中初始ρ（NP）为10 　mg/L,降解24 h,去除率达79.64%;B2降解BPA的最优条件:30 ℃,初始pH为 7.0,无机盐培养液中初始ρ（BPA）为10 　mg/L,降解24 h,去除率达78.68%.在该优化温度和初始pH条件下,分别在不同初始ρ（NP）和ρ（BPA）下对N1和B2降解反应过程进行动力学分析,该降解过程在底物质量浓度为5～40 　mg/L时符合Monod方程,N1和B2的动力学参数K_s和μ_m分别为4.32,8.36和0.177 8,0.111 9.      

泡沫镍载二氧化钛光催化降解磺基水杨酸

为了探索有机物在固定后光催化剂上的降解行为,将TiO₂（锐钛型）粉末固定在多孔泡沫镍上,以一只6W主波长为365nm的紫外线杀菌灯为光源,研究了磺基水杨酸（Ssal）在TiO₂-Ni体系上的光催化降解。结果表明,Ssal的降解动力学可采用Langmuir-Hinshelwood（L-H）方程来描述。通过测定降解反应的半衰期和测定初始速率的方法确定了L-H方程的参数,两种方法的结果相吻合。还研究了Ssal的光催化降解反应速率与Ph值和温度的关系。结果表明,当Ph值为7.5左右时,Ssal的光催化降解最为有利;当温度从20℃升至50℃时,Ssal的光催化降解加快。通过考察不同Ph值时Ssal在TiO₂-Ni体系上的吸附能力探讨了反应初始速率与Ph值的关系     

ZnFe_2O_4/TiO_2光催化剂制备及乙酰甲胺磷降解性能研究

分别采用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了ZnFe2O4和掺杂ZnFe2O4的纳米级TiO2光催化剂,进行了XRD、TEM和UV visDRS表征,以卤素灯为光源对纳米TiO2降解水溶液中乙酰甲胺磷农药进行了研究。考察了反应液初始pH值、催化剂用量、H2O2用量对降解率的影响。实验结果表明,焙烧温度为400℃、掺杂量为0.5%的ZnFe2O4/TiO2纳米粉体降解效果最佳,在相同条件下,反应2h后农药降解率可比纯TiO2提高20%左右。正交实验优化了降解反应条件,在常温常压下,起始pH值为12、H2O2浓度为12mmol/L、催化剂浓度为0.5g/L、反应3h后,初始浓度为1.0×10-4mol/L的乙酰甲胺磷农药降解率可达61.2%。     

CTN-4降解百菌清的条件优化及动力学模型的研究

选用已筛选出的以百菌清为唯一碳源的降解菌株Pseudomonas sp. CTN-4作为百菌清降解菌.采用CCD设计试验,以响应面法优化CTN-4降解百菌清的条件,并建立了降解模型.结果表明,CTN-4降解百菌清的最优条件为:百菌清浓度为102.66mg/L,葡萄糖量为0.40%,初始pH值为7.05.在该条件下理论预测百菌清降解率可达93.89%,与在该条件下测定的实际值95.07%基本吻合.实验表明温度, pH值以及百菌清的初始浓度对百菌清的降解过程都有较大影响.百菌清的降解动力学模型与Compertz模型较为相似,可以用修饰过的Compertz模型进行拟合.     

Sonocatalytic degradation of methyl orange in the presence of (nanometer and ordinary) anatase TiO2 powders

The nanometer and ordinary anatase titanium dioxide(TiO2 ) powders were adopted as the sonocatalysts for the degradation of methyl orange used as a model compound for the first time. It was found that the sonocatalytic degradation effect of methyl orange in the presence of TiO2 powder were much better than that without TiO2, but the sonocatalytic activity of the nanometer anatase TiO2 particle was obviously higher than that of ordinary anatase TiO2 particle. Although there are many factors influencing sonocatalytic degradation of methyl orange, the experimental results showed that the best degradation ratio of methyl orange could be obtained when the experimental conditions were: initial concentration 15 mg/L, nanometer anatase TiO2 adding amount 750 mg/L, ultrasonic frequency 40 kHz, output power 50 W, pH = 3.0 and temperature 40℃ within 150 min. In addition, the catalytic activity of reused nanometer anatase TiO2 catalyst was also studied and found to decline gradually comparing with initial nanometer anatase TiO2 catalyst. All experiments indicated that the method of the sonocatalytic degradation of organic pollutants in the presence of TiO2 powder was an advisable choice for non-or lowtransparent organic wastewaters.     

染料废水在旋转式光催化反应器中的降解研究

采用旋转式光催化反应器处理染料废水,探讨染料ｐＨ值,液层厚度,反应器转速,光照时间对脱色效率的影响．结果表明,对所试染料品种,ｐＨ６为最佳值,２０ｍｉｎ为最佳反应时间．液层厚度和反应器旋转速度对半导体光催化氧化反应有一定影响．在优化条件下采用悬浮态ＴｉＯ２时,偶氮染料的脱色率为９８％,采用ＴｉＯ２器壁固定时为７８．５％～９１．５％     

光合细菌黑暗好氧降解2-氯酚的特性研究

研究了光合细菌PSB-1D在黑暗好氧条件下处理2-氯苯酚时的降解规律和影响因素。考察了不同培养时间、碳源、氮源、初始pH值、PSB-1D接种量、摇床转速、不同初始2-氯苯酚浓度等因素对PSB-1D生长和2-氯苯酚处理效果的影响。结果表明:以葡萄糖、硫酸铵和酵母膏作为最佳碳氮营养源,初始pH值为7.0、接种量为10%、摇床转速为130r/min为最佳工艺条件,在此条件下PSB-1D处理2-氯苯酚降解率可达61.50%。黑暗好氧条件下光合细菌PSB-1D降解2-氯苯酚的规律符合一级降解动力学模型。随着初始2-氯苯酚的浓度逐渐由20mg/L提高到150mg/L,半衰期由39.36h延长为92.88h,也即2-氯苯酚浓度越高,降解所需的时间越长,降解速率常数Kb亦逐渐减小,由0.01754mg(/L·h)降到0.007458mg(/L·h)。     

辛基酚聚氧乙烯醚混合菌的构建及响应面优化

为提高辛基酚聚氧乙烯醚（OPnEO）的生物降解效果,在本实验室已筛选出的H1、TXBc10、OPQb11、TXBa23四株OPnEO高效降解菌的基础上,首次从构建OPnEO混合菌的角度,着重探究了四菌株等比例不同组合降解OPnEO的效果.结果表明,混合菌L9（H1：TXBc10：TXBa23为1：1：1）培养7d后对初始浓度500mg/LOPnEO的降解率最高,达到56.44%,比各单一菌株降解效果有较明显提高.运用单因素试验考察了影响L9的相关因素,初步确定L9降解OPnEO的最适外加碳源和氮源分别为葡萄糖和胰蛋白胨,最适初始pH值为7.0,最适温度为28℃,最适接种量为4%.Plackett-Burman试验筛选获得影响OPnEO降解率的3个显著因子为L9接种量、温度及初始pH值.最陡爬坡试验逼近3个显著因子的最大响应区域,采用Box-Behnken试验设计及响应面法分析,确定L9的最优降解条件为50mL反应体系中接种量4.16%、温度28.20℃、初始pH值7.13、葡萄糖与胰蛋白胨浓度均为2%、OPnEO初始浓度500mg/L、180r/min培养7d,该条件下混合菌L9对OPnEO降解率达62.15%,比未优化条件提高了5%左右.     

过氧化钙去除水中糖皮质激素的响应面分析

结合响应面方法Box-Behnken实验设计,对过氧化钙降解代表性糖皮质激素曲安奈德过程中的影响因素（过氧化钙投加量、溶液初始pH值、反应时间、糖皮质激素初始浓度）进行了探讨与分析,并对反应条件进行了优化.得出最优反应条件为：过氧化钙投加量4g/L;溶液初始pH值5.7,反应时间15.7min,初始TA浓度为0.06mmol/L.最优条件下模型预测的目标物降解率（88.6%）和实验得出的降解率（82.8%）数值接近,说明此响应面模型能够较准确预测过氧化钙对糖皮质激素的去除效果,并用电子顺磁共振仪对过氧化钙降解有机物过程中的作用自由基进行了检测.研究结果对过氧化钙技术去除有机污染物的发展有一定的参考价值.     

气相正己烷的光催化及臭氧/光催化降解动力学

初步研究了气相中低浓度的正己烷在较大流量(5L/min～17L/min)臭氧/紫外(O₃/UV),光催化(TiO₂/UV)及臭氧/光催化(O₃/TiO₂/UV)3种方法的降解的动力学,考察了正己烷的初始浓度、流量、水蒸气浓度、臭氧投加量等因素的影响.研究表明:正己O₃/TiO₂/UV降解效率远高于O₃/UV的降解效率,明显高于TiO₂/UV降解效率;相对于初始浓度,正己烷的TiO₂/UV及O₃/TiO₂/UV反应符合L-H模型,对于O₃/UV过程用L-H模型不能得到较好的拟合;随着流量的增加正己烷在TiO₂/UV与O₃/TiO₂/UV降解过程中的反应速率先增加后保持不变,但是在O₃/UV过程中其反应速率变化不大;湿度对正己烷的降解有一定的影响;随着臭氧投加量的增加,正己烷O₃/UV和O₃/TiO₂/UV的降解速率呈直线增加,在O₃/UV过程中正己烷的反应速率增加更快.     

光催化降解模拟室内挥发性有机污染物研究

用浸渍-提拉法制备玻璃弹簧负载型TiO2薄膜催化剂,在自制的反应器中进行光催化降解由丙酮、甲苯、对二甲苯组成的模拟室内挥发性有机污染物VOCs研究。研究发现：催化剂中掺杂金属离子能影响催化剂的降解效果,降解效果依次为掺铈TiO2〉纯TiO2〉掺银TiO2;气体流量显著影响降解效果,丙酮、甲苯和对二甲苯的最佳降解流量分别为3、5、7L／min;混合气体中非对称性的极性分子的降解效率高于对称性分子,导致丙酮、对二甲苯组分降解率降低,甲苯降解率增高。     

分子筛固载Fe~(2+)-Fenton法降解水中甲基橙的研究

单因素实验考察了不同Fe2+负载量、甲基橙溶液初始浓度、温度、催化剂用量、pH值以及H2O2浓度对降解率的影响。正交实验优化了降解反应条件,得出各因素影响显著性的先后顺序为:pH值、温度、反应时间、催化剂用量、H2O2浓度。结果表明:在常压、温度为35℃,起始pH值为3.00、H2O2浓度为0.552mmol/L、催化剂浓度为0.83g/L、反应时间为80min的最佳条件下,甲基橙降解率可达98.15%。对催化剂进行了紫外照射处理回收再生,功率100W条件下,照射3h后再生催化剂活性可达原来的80.64%。     

一株苯酚降解菌的分离鉴定及响应面法优化其固定化

从太原市焦化厂废水活性污泥中分离、筛选出一株苯酚降解细菌,经生理生化反应和16S rRNA鉴定,该菌株为Diaphorobacter属细菌,命名为PD-07.代谢机制研究表明,苯酚可诱导该菌合成邻苯二酚2,3-加氧酶降解苯酚.为了提高该菌株对苯酚的降解率,以海藻酸钙为材料,对该菌株进行包埋固定化研究.首先采用Plackett–Burman实验设计筛选出影响固定化菌株苯酚降解率的关键因素,然后采用最陡爬坡实验逼近最大苯酚降解率响应区域.最后用Box–Behnken实验设计及响应面回归分析,应用二次方程对实验数据进行拟合得,拟合曲线与实验实测值相关性良好,最佳条件为海藻酸钠浓度3.83%(m/V)、CaCl2 0.3mol/L、菌胶比1:26.73、固定化时间2h、摇床转速180r/min、培养温度30℃、初始pH值7.2、液固比4.86:1,在此条件下苯酚降解率可达96.89%.