催化技术在污染物治理应用的研究进展

对近年来催化技术在污染物治理应用的研究进展进行了综述,指出了现在研究中存在的主要问题,并对其前景进行了展望。     

光催化降解有机磷农药废水的可行性

在ＴｉＯ２粉末的存在下，研究光催化降解有机磷农药废水的可行性。结果表明，ＣＯＤｃｒ６５０ｍｇ／Ｌ，有机磷１９．８ｍｇ／Ｌ的有机磷农药废水在３７５Ｗ中压汞灯照射４ｈ，ＣＯＤ去除率为９０％，有机磷将完全转化为无机磷。同时还研究了光催化剂ＴｉＯ２的用量，反应液初始ｐＨ值，空气流量，外加Ｆｅ３＋浓度等多种因素对光降解的影响；并利用太阳聚光做了室外实验     

二安替比林甲烷分光光度法测定氯化镁中钛的含量

用盐酸溶解氯化镁样品,以抗坏血酸和焦磷酸钠共同作掩蔽剂,在酸性介质中用二安替比林甲烷分光光度法测定氯化镁中钛的含量,给出了合理的实验条件.     

Photodegradation of Oryzalin in aqueous isopropanol and acetonitrile

The phototransformation of Oryzalin was studied under UV light (λ_max ≥ 290 nm) and sunlight (λ_max ≥ 250 nm) in aqueous isopropanol and acetonitrile solution in absence and presence of TiO₂ as sensitizer. The rate of photodegradation of Oryzalin in different solvent system followed first-order kinetics, and calculated half-lives were found to be in the range of 23.52-53.75 h for UV light and 41.23-61.43 h for sunlight. From this study, total 12 photoproducts were identified and characterized on the basis of column chromatography and Q-Tof micromass spectral data. The plausible mechanism of phototransformation involved was hydrolysis, breaking of sulfonic bond, and loss of amino and sulfonic acid group.     

活性炭纤维负载TiO2催化剂的制备及其电催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭纤维负载TiO₂催化剂（TiO₂/ACF），并通过SEM和XRD等手段对TiO₂/ACF进行了表征。以邻苯二甲酸二甲酯（DMP）为目标降解物，考察了催化材料的电催化活性。实验结果表明：在反应温度为25 ℃、初始DMP质量浓度为100.0 mg/L、电解质Na₂SO₄质量浓度为100 mg/L、电流密度为62.5 mA/cm²、电极板间距为4 cm的条件下，经过40 min的降解，DMP质量浓度为1.8 mg/L，DMP去除率为98.2%;TiO₂/ACF在反应过程中可以原位再生，经6次重复使用后仍保持很高的催化活性，对DMP的去除率仍达90%以上。     

纳米TiO2-石墨烯光催化剂的水热合成及其光催化性能

以钛酸四正丁酯和石墨为原料，通过水热法制备了锐钛矿型为主的纳米TiO2复合光催化剂（纳米TiO2-石墨烯），并采用XRD，FTIR，FESEM，TEM技术对其进行了表征。通过紫外光照射降解溶液中的罗丹明B（RhB）研究了TiO2-石墨烯的光催化活性，分析了初始罗丹明B质量浓度、催化剂加入量、溶液pH和催化剂使用次数等影响降解效果的因素。实验结果表明：在初始RhB质量浓度为20 mg/L、溶液pH为7.10、催化剂加入量为1.000 g/L的条件下，紫外光照射30 min时，纳米TiO2-石墨烯对RhB的降解率高达98.69%，明显高于纳米TiO2的44.69%;纳米TiO2-石墨烯稳定性较强，可多次重复使用。     

二氧化钛脱除高温烟气中的氯化氢

HCl是城市垃圾焚烧产生的主要气体污染物之一。将一种新型脱氯剂TiO2引入到垃圾焚烧系统中,并与其他脱氯剂的性能进行比较。研究了不同脱氯剂使用量、不同反应温度和不同HCl气体浓度对TiO2、CaO和CaTiO3脱氯效果的影响。结果显示,TiO2能在高温(800~1 000℃)、高HCl浓度(1 303.6~1 629.5 mg/m3)下获得较好的脱氯效果。与传统的脱氯剂CaO相比,TiO2更适合于高温烟气脱氯,其在1 000℃时的氯容(36.3 mg HCl/g TiO2)几乎是相同情况下的CaO氯容(9.3 mg HCl/g CaO)的4倍。而CaTiO3的脱氯效果不但受到自身分解效率的影响,还受到TiO2和CaO脱氯效果的影响,其脱氯效果较差。     

模拟阳光下Ag／I-TiO2光催化预处理山核桃加工废水

研究了在模拟太阳光下，采用银修饰的碘掺杂二氧化钛光催化剂（Ag／I—TiO2）对某食品厂山核桃加工废水进行光催化预处理的效果。结合x射线衍射（XRD）、比表面积分析（BET）、紫外-可见漫反射光谱（uV—Vis）的表征结果，来分析催化剂结构对于废水处理效果的影响。探讨了Ag含量、废水初始pH（pHi）和光照时间等因素对化学需氧量（COD）去除及水质可生化性（B／C）提高的影响。并得出适宜的反应参数为：3％Ag含量；pHi为6；光照时间为240min。在最佳条件下，COD去除率45％，废水B／C比由0．17上升到0．31。光催化氧化法能够有效降低山核桃加工废水的COD含量，并达到显著提高废水可生化性的目的。     

TiO2-Cu2O/蒙脱土复合光催化剂的制备与性能

以钠基蒙脱土（MMT）为载体，先采用溶胶-凝胶法将纳米TiO₂引入到MMT层间，再采用化学沉积法将纳米Cu₂O负载在TiO₂/MMT上，制备出TiO₂-Cu₂O/MMT纳米复合光催化剂。采用XRD、SEM、紫外-可见漫反射技术对催化剂进行了表征。以甲基橙为目标污染物，考察了催化剂的光催化性能。表征结果显示：TiO₂与Cu₂O均匀分布在MMT的表面与片层孔隙中;TiO₂-Cu₂O/MMT结合了TiO₂和Cu₂O的特性，拓宽了催化剂的光吸收范围。实验结果表明，在光源为可见光、初始甲基橙质量浓度为20 mg/L、光催化剂加入量为2 g/L的条件下，TiO₂-Cu₂O/MMT纳米复合光催化剂对甲基橙的光催化降解效果明显优于单一负载的Cu₂O/MMT和TiO₂/MMT，大幅提高了催化剂的光催化效率，反应300 min时TiO₂-Cu₂O/MMT对甲基橙溶液的脱色率达到93%。     

TiO2/PS/Fe3O4 光催化剂的低温制备及其光催化和磁回收性能

以聚苯乙烯(PS)包覆油酸修饰过的纳米Fe3O4为磁核,在低温(90℃)、中性(pH=7左右)条件下,制备了以PS为惰性隔离层的磁载TiO2光催化剂.用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)对催化剂的物相组成、形貌、表面性质、磁学性质进行了表征.以苯酚为模拟污染物,考察了其光催化活性,以自制的磁回收装置,考察其回收特性.结果表明,低温制备的TiO2为锐钛矿结构,平均粒径为2～5 nm,催化剂TiO2/PS/Fe3O4[其中物质的量比为n(TiO2)∶n(St)∶n(Fe3O4)=60∶2.5∶1]具有结构完整的壳/壳/核结构,TiO2在PS/Fe3O4表面负载牢固;光催化降解苯酚遵循一级反应动力学方程,TiO2/PS/Fe3O4[n(TiO2)∶n(St)∶n(Fe3O4)=60∶2.5∶1]的反应速率常数K=0.025 8,与纯TiO2的活性接近(K=0.026 2);循环使用5次后,反应速率常数仅降低0.003 4.所制催化剂具有较强的磁感应强度,平均回收率可达到92%以上.该低温水解法制备的磁载TiO2光催化剂具有良好的应用前景.