吸附模式对有机物光催化降解的影响1.H-酸在TiO2表面的吸附模式

H-酸萘环上含有的两个磺酸基团,在水溶液中可以解离一个或者两个.pH 2.5条件下,主要有一个磺酸基团解离,此时,H-酸通过一个磺酸基团吸附在TiO2表面,占位小,饱和吸附量大,但吸附键较弱,吸附较可逆.pH 5.0条件下,主要有两个磺酸基团解离,此时,H-酸通过两个磺酸基团吸附在TiO2表面,占位大,饱和吸附量小,但吸附键较强,吸附不可逆性较强.这种吸附模式的差异是导致H-酸在不同pH条件下饱和吸附量和吸附不可逆性差异的根本原因,也是导致不同pH条件下H-酸具有不同光催化降解途径的重要原因.     

吸附模式对有机物光催化降解的影响3.MEA-Langmuir-Hinshelwood光催化降解动力学方程

传统的Langmuir-Hinshelwood方程式不能定性、定量地解释H-酸在TiO2表面的吸附平衡常数KL与其在TiO2悬浮液中的光催化降解速率r之间的关系.这是因为在实际测定中,吸附平衡常数KL一般是通过给定有机物的平衡吸附量和平衡浓度而求得的.这样的KL不能表达给定有机物不同吸附模式吸附力的差别.因而以往的理论方法不能描述吸附力对光催化降解动力学的影响,而只能描述吸附量对r的影响.亚稳平衡态吸附(MEA)理论认为,同一吸附质在相同的热力学条件下可以不同的MEA态(包括同一溶质的不同吸附构型/模式)达到实际的吸附终态.从MEA的概念对Langmuir-Hinshelwood模型进行半经验性修正,可以较好地描述吸附量和吸附力(吸附模式)共同对H-酸在TiO2悬浮液中光催化降解动力学的影响.     

双酚E在分子识别作用下的光催化降解

研究了经分子识别后的双酚E在TiO2光催化体系中的光降解行为,结果表明:双酚E能与β-环糊精形成稳定的包结物,其包结常数为7.83×103 L·mol-1,经β-环糊精分子识别后双酚E的光催化降解效率可以提高26%,同时研究了双酚E光降解的动力学规律及pH值和β-环糊精浓度对双酚E光降解的影响.β-环糊精对双酚E光催化降解的促进作用源于β-环糊精促进双酚E在TiO2表面的吸附.     

重金属离子存在下黏土矿物表面蒽的光化学降解性能

探讨了蒽在Cu、Pb、Zn、Cd、Ni等重金属离子饱和的黏土矿物表面的光降解行为,研究了重金属离子种类,黏土矿物种类、p H、自由基捕获剂和氧气对黏土表面蒽降解速率的影响.研究表明,不同种类金属离子饱和的蒙脱石表面蒽的降解速率Cu2+Pb2+Zn2+Cd3+Ni2+Na+,其中Cu-蒙脱石表面蒽的光降解速率达78.8%;黏土矿物CEC值越高,可交换的铜离子含量越大,对蒽的光降解速率的促进作用越明显;Cu-蒙脱石表面蒽的光降解速率随p H值增大而逐渐减小,p H≥8.71时,蒽的降解率为0,其变化规律与Cu2+随p H值的存在形态的变化趋势相吻合.此外,蒽在Cu-蒙脱石表面的光降解速率随加入的对苯醌增多而减小,对苯醌含量达2.0 mg·g-1时蒽的降解率为0,无氧条件下蒽的降解率为0,推测该反应体系中有氧化活性自由基(O-2·)的产生,可能为光催化氧化降解起始因素之一.     

SO2-4/TiO2表面的酸性对其光催化性能的影响

采用Na2CO3溶液将SO2-4/TiO2表面的SO2-4洗脱下来,用热重(TG)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶吸附的红外光谱等手段,分析洗脱前后SO2-4/TiO2表面的酸量和酸类型的变化;在相同晶型、结晶度和吸光特性条件下,考察了SO2-4/TiO2表面的酸性对Cr(Ⅵ)光催化还原效率的影响.结果表明:SO2-4/TiO2表面同时存在Lewis酸位和Bronsted酸位,通过Na2CO3溶液降低SO2-4/TiO2表面的酸量并去除Bronsted酸位后,其对Cr(Ⅵ)的光催化活性显著降低.     

太阳光照射土壤中多环芳烃化合物(PAHs)光催化降解动力学

以多环芳烃菲(Phe)、芘(Pyr)和苯并[a]芘(BaP)为目标污染物,研究了土壤pH和腐殖酸对太阳光降解PAHs动力学的影响,以及土壤pH对纳米TiO2和半导体Fe2O3催化太阳光降解PAHs动力学的影响.结果表明,太阳光照射下酸性和碱性土壤中PAHs的降解快于中性,在pH相同的条件下,三种PAHs的降解快慢的顺序为BaP>Pyr>Phe.在PAHs污染土壤中加入腐殖酸后光降解速率加快,5mg·kg-1腐殖酸可有效地促进土壤中PAHs的降解,腐殖酸起到敏化作用.在酸性条件下纳米TiO2和半导体Fe2O3催化降解最快,在碱性和中性条件下相差不大.     

TiO2光催化降解乙酰甲胺磷

在TiO2悬浮体系中,利用光催化技术消除乙酰甲胺磷(DMAPT).探索了催化剂用量和目标物浓度对消除速率的影响.结果表明,催化剂的最佳用量为4g·l-1,DMAPT的光催化降解规律符合L-H模型,吸附常数和反应速率参数分别为2mmol-1·l和0.6mmol·l-1·min-1.反应中主要的活性物种为·OH.反应的主要中间产物和矿化产物有O,S-二甲基硫代磷酰胺酯,O,O',S-三甲基硫代磷酸酯和磷酸甲酯等.DMAPT的降解从C-N键的断裂开始,随后经过P-N,P-S,P-C键的氧化分解,生成低毒和无毒的中间产物,并随着反应的继续最终达到彻底矿化,最终产物为SO2-4,NO-3,PO3-4和CO2.     

SO4^2-／TiO2表面的酸性对其光催化性能的影响

采用Na2CO3溶液将SO4^2-／TiO2表面的SO4^2-洗脱下来,用热重（TG）、NH3程序升温脱附（NH3-TPD）和吡啶吸附的红外光谱等手段,分析洗脱前后SO4^2-／TiO2表面的酸量和酸类型的变化;在相同晶型、结晶度和吸光特性条件下,考察了SO4^2-／TiO2表面的酸性对Cr（VI）光催化还原效率的影响．结果表明：SO4^2-／TiO2表面同时存在Lewis酸位和Bronsted酸位,通过Na2CO3溶液降低SO4^2-／TiO2表面的酸量并去除Bronsted酸位后,其对Cr（Ⅵ）的光催化活性显著降低．     

长江水体分散颗粒物对对乙酰氨基酚光降解的影响

研究了药物对乙酰氨基酚在长江水体颗粒物表面的吸附及颗粒分散体系中的光降解规律,探讨了体系pH、颗粒物浓度及加入柠檬酸、草酸、腐殖酸对对乙酰氨基酚光降解的影响.结果表明,对乙酰氨基酚在颗粒物表面的吸附符合Langmuir型吸附等温式,分散颗粒物可以促进对乙酰氨基酚的光降解,光降解符合一级反应动力学规律;pH=9时光降解速率最快;加入草酸、柠檬酸可以加快对乙酰氨基酚的光降解,而腐殖酸则抑制其光降解.     

TiO2/浮石光催化降解水中邻苯二甲酸二甲酯

采用溶胶.凝胶法制备,TiO2/浮石催化剂,光催化氧化水中内分泌干扰物邻苯二甲酸二甲酯(DMP).考察催化剂用量、pH值对降解率的影响;同时分析降解动力学和有机物矿化程度.结果表明,催化剂最佳投放量为40 g·L-1,最佳pH为6.5.在最佳条件下,DMP初始质量浓度20.0 mg·L-1,5 h DMP降解率达90%以上.降解速率符合准一级动力学方程,动力学方程为:Ln(p0/p)=0.470t-0.050,速率常数=0.470h-1.考察降解过程水样的矿化程度,前4 h矿化率没有明显变化,4 h后矿化率逐渐加快,7 h矿化率达到70%.TiO2/浮石具有成本低、易回收利用、能充分与被降解物接触等优势,用于治理水体中DMP具有一定的实际可行性.     

TiO2/活性炭复合体对罗丹明B的光催化降解

以紫外灯为光源，通过对可溶性染料罗丹明B的降解反应，考察TiO2／活性炭复合体的光催化活性，探讨了光催化反应中溶液的pH值、光强、反应温度和罗丹明B的起始浓度对催化反应的影响，结果表明，TiO2／活性炭复合体具有很高的光催化活性，对罗丹明B的降解过程遵循Langmuir-Hinshelwood动力学方程，降解速率受pH值、罗丹明B起始浓度和入射光强度的影响很大，反应温度对降解速率影响很小．在研究范围内，pH6和40W的入射光强度有利于光催化降解．     

太阳光/电-Fenton法降解H-acid的表观动力学研究

进行了太阳光/电-Fenton法降解染料中间体H-acid模拟废水的表观动力学研究,通过对不同初始H-acid浓度和Fe2+浓度体系以及不同初始电压浓度体系反应的分析,确定该反应的表观动力学方程和动力学参数,为该技术降解H-acid废水优化反应条件提供了依据.结果表明,在固定初始pH值、支持电解质Na2SO4为0.10...     

无机阳离子对TiO2光催化降解染料的影响

考察了6种无机阳离子对P-25 TiO2光催化降解染料的影响，结果发现，Cu^2 ，Mn^2 和Ni^2 对光催化反应有强烈的抑制作用，Ca^2 ，Mg^2 和Al^3 对光催化反应速率无明显的负影响．经X光电能谱(XPS)的分析，确定锰离子以氧化物的形式沉积在氧化钛表面，使催化剂不可逆的中毒．Cu^2 和Ni^2 通过俘获光致电子导致催化活性降低。     

活性炭的光催化再生机理

通过研究催化剂的改性、再生温度、外加氧化剂对活性炭光催化再生反应速度的影响,结合光催化与活性炭的吸附理论,分析了活性炭的光催化再生机理．研究表明,活性炭的光催化再生由三个准一级反应组成．再生初期,再生反应速度由TiO2光催化降解吸附质的速率决定;反应的第二个阶段由光催化反应速度和吸附质的解吸速度共同决定;再生后期,再生反应速度由吸附质在活性炭上的解吸速率所决定．活性炭表面及其大孔内负载的Ti0：是使苯酚降解转化分解为无机物的降解中心．正是由于降解中心的存在及其表面苯酚浓度趋于零的状态,使得已吸附于活性炭孔内的苯酚不断向这个中心扩散,形成活性炭孔内苯酚的浓度差．在浓度差的作用下,扩散作用持续进行,导致活性炭内吸附位的逐步空出,从而实现活性炭的光催化再生．     

加压溶氧光催化反应器降解活性艳红X-3B

探讨了加压溶氧条件对活性艳红X-3B的降解与脱色的作用,考察了加压条件下pH值,TiO2投加量及温度等对活性艳红X-3B降解的影响.结果表明,加压条件与常压条件下变化趋势基本一致.加压充氧有助于活性艳红X-3B的降解与脱色,加压充N2对反应基本没有作用,说明增加活度不是关键因素,加压使溶液中溶解氧增加是导致活性艳红X-3B降解与脱色的主要原因.光催化降解过程,发色基团最易被打碎,60min内降解效果显著,而萘环和苯环降解效果不十分明显.CODCr的降解与色度的褪除成正相关,脱色率越高,COD的降解率也越高.     

几种环境激素酞酸酯的光催化降解研究

在紫外光照射下,以TiO2为催化剂,研究邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)和邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)水溶液的光催化降解规律,不同结构特征的酞酸酯在降解过程中pH值均表现为先升高,再降低的趋势.降解为表观一级反应.采用色质联用技术(GC-MS)分别对上述物质降解过程中生成的中间体进行分析,提出了可能的降解机理.     

银铜离子复合体系的光催化还原

研究了在银、铜离子混合溶液中，TiO2／bead漂浮型光催化剂光催化还原银、铜的效果．考察了pH值、电子给体、络合剂以及反应气氛对银铜还原效率的影响．结果表明：银、铜离子的光催化还原与其电极电势以及在光催化剂表面的吸附有很大关系．pH值增大，银、铜离子在催化剂表面的吸附量增大，还原效率相应增大；电子给体、络合剂的加入以及无氧环境下对金属的还原有一定的促进作用．一般来说，银离子的光催化还原速率和程度比铜离子大．混合溶液中，银、铜离子的光催化还原具有协同作用。     

TiO2/活性炭催化剂对4-CP的吸附和光催化活性

采用常压金属有机物化学气相沉积技术在活性炭表面沉积构成纳米TiO2催化剂,XRD分析表明,沉积在活性炭表面的TiO2为锐钛矿晶型.TEM分析表明负载量为8%(wt)时,TiO2颗粒的粒径为10-20nm;载体负载前后BET面积仅改变了6%,表明负载TiO2后对活性炭的结构影响不大.利用Langmuir-Hinshelwood动力学模型探讨了TiO2/活性炭催化剂对4-CP的吸附行为和光催化活性之间的关系,求出4-CP降解反应速率常数Kr,在紫外光照条件下催化剂对4-CP的吸附明显增强.