CeO2/TiO2纳米管催化剂脱硝性能研究

利用废气中本身含有的CO催化还原烟气中的NO_x,可以实现以废治废。采用TiO₂纳米管负载CeO₂,制备CeO₂/TiO₂纳米管催化剂,并对其进行了SEM表征及影响因素实验。实验结果表明：在n（Ce）∶n（Ti）=3∶7、焙烧温度500 ℃、焙烧时间3 h时制备的CeO₂/TiO₂纳米管催化剂形貌较好,表面颗粒分布相对均匀;反应温度400~600 ℃时NO脱除率达98%;该催化剂具有一定的抗氧性能;当n（SO₂）∶n（NO）=（1∶2）~（2∶1）时,NO脱除率仍然在95%以上。     

适于工业应用的TiO2纳米管的阳极氧化法制备

通过阳极氧化法制备了适于工业应用的大尺寸二氧化钛纳米管阵列.考察了电极形状和面积、氧化电压、氧化时间、预处理等因素对阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列形貌的影响.结果显示,电极形状对纳米管的制备没有影响;阳极氧化前打磨与否对纳米管也没有影响;氧化电压、氧化时间和电极面积对纳米管的影响较大,只有在合适的电压和时间下才能制成纳米管阵列.电极面积影响电流密度,从而影响纳米管的形貌,试验中电极最大面积为360cm2.通过试验得出工业化制备二氧化钛纳米管阵列的最佳条件是电压20V,电解时间30min,反应前不用进行打磨.实验结果显示制成的纳米管阵列对强酸强碱的耐受力强,完全可以适应工业化废水的pH变化.     

氧气热处理的TiO2纳米管阵列光电催化降解亚甲基蓝的研究

采用原位阳极氧化法在Ti基底上制备了高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜,SEM图像表明TiO2纳米管定向排列整齐,分布均匀,其管径范围在70～100 nm.XRD结果证明,阳极氧化法制备的TiO2纳米管为无定型晶型,经退火后为具有良好光催化活性的锐钛矿型.以亚甲基蓝（methylene blue）为目标物研究了TiO2纳米管光电催化性能及影响因素,结果表明,以0.1 mol/L NaCl为电解质,在氧气热处理气氛下,外加偏压为0.5 V、pH=3.25、光照强度为1 000μW/cm2、纳米管薄膜表面积为2 cm×2 cm且MB初始浓度为10 mg/L的条件下,TiO2纳米管阵列薄膜光电催化降解MB的降解效率可达99.56%.电化学阻抗谱分析显示,光电催化降解过程的速控步骤均为表面反应步骤,外加偏压减小了界面电荷转移阻抗,提高了光生载流子的分离效率.     

Zn-杂多酸合物催化降解碱性藏花红实验研究

以自制的多金属氧酸盐Zn1.5PW12O40纳米管作为催化剂,以空气作为氧化剂,对碱性藏花红进行了催化氧化实验。结果表明:中空结构、纳米级Zn1.5PW12O40适合用作催化剂。空气氧化体系中的催化氧化最佳反应时间为4h,降解率达到78%,降解速率达到665μg/h;催化剂的活性和稳定性均较高,循环使用4次时降解率仍>65%。     

TiO2 nanotubes as solid-phase extraction adsorbent for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in environmental water samples

An analytical method based on TiO2 nanotubes solid-phase extraction (SPE) combined with gas chromatography (GC) was established for the analysis of seven polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs): acenaphtylene, acenaphthene, anthracene, fluorene, phenanthrene, fluoranthene and pyrene. Factors a ecting the extraction e ciency including the eluent type and its volume, adsorbent amount, sample volume, sample pH and sample flow rate were optimized. The characteristic data of analytical performance were determined to investigate the sensitivity and precision of the method. Under the optimized extraction conditions, the method showed good linearity in the range of 0.01–0.8 g/mL, repeatability of the extraction (RSD were between 6.7% and 13.5%, n = 5) and satisfactory detection limits (0.017–0.059 ng/mL). The developed method was successfully applied to the analysis of surface water (tap, river and dam) samples. The recoveries of PAHs spiked in environmental water samples ranged from 90% to 100%. All the results indicated the potential application of titanate nanotubes as solid-phase extraction adsorbents to pre-treat water samples.     

温度对合成钛酸盐纳米材料的影响及其对水中Cd (Ⅱ)的去除效果

为有效去除水中Cd（Ⅱ）,以TiO₂纳米粉和NaOH为原料,调节水热反应温度分别为100、120、150和190℃,制备出了不同形貌的TNs（钛酸盐纳米材料）,分别记为TNs-100、TNs-120、TNs-150和TNs-190,并对其形貌、结构、比表面积、化学组成等物理化学性能进行了表征;通过对水中Cd（Ⅱ）的静态吸附试验,考察了TNs对Cd（Ⅱ）的吸附性能.结果表明:随着合成温度的升高,TNs的形貌逐渐从纳米片演变成纳米管,管长逐渐变长,最后变成纳米棒.TNs-100的晶型结构主要是锐钛矿型;随着温度升高,结晶度逐渐增强;TNs-190出现了部分金红石相.TNs-150对Cd（Ⅱ）的吸附能力最强,最大平衡吸附量为254.66 mg/g,最佳吸附pH为5.0.再生的TNs-150对Cd（Ⅱ）循环吸附6次的去除率和解吸率均可达93%以上.TNs-150对Cd（Ⅱ）的吸附过程符合准二阶动力学方程和Langmuir吸附等温模型,吸附机制主要是TNs层间Na+和H+与溶液中Cd（Ⅱ）的离子交换.研究显示,TNs的饱和吸附量均高于同类吸附剂,能有效去除水中Cd（Ⅱ）.      

微生物燃料电池改性阳极处理PTA废水

探讨了不同改性阳极对微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)产电性能及其对MFC处理难降解废水能力的影响.以单室空气阴极为基础,利用0.1 g电气石、质量分数75%二氧化锰/埃洛石纳米管(manganese bioxide/halloysite nanotube,MnO_2/HNT)和多壁碳纳米管-羧基(multi-walled carbon nanotube-carboxyl,MWCNT-COOH)对MFC阳极进行修饰.结果表明,不同改性阳极的MFC对含精对苯二甲酸(purified terephthalic acid,PTA)废水的去除率均高于70%,且化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率在79%以上.相较于其他几种改性阳极,以MWCNT-COOH改性材料作阳极的MFC产生的最大输出电压最高,获得的最大功率密度最高,分别为529 mV和252.73 mW·m~(-2).     

臭氧/TiO_2纳米管工艺处理水中2,4-二氯酚的效能研究

采用水热合成法制备TiO2纳米材料,用BET、XRD、TEM技术对样品进行表征,结果表明,制备出来的样品均为纳米管,随着煅烧温度的增加,晶型从锐钛矿变成金红石相。实验考察了体系参数对臭氧/TiO2纳米管工艺降解2,4-二氯酚废水影响,结果表明:随着臭氧投加量的增加,废水COD的去除效率随之增加,初始浓度的增加会抑制降解效率,中性或弱碱性水环境有利于反应的进行。另外,通过研究叔丁醇对反应体系的影响,表明实验反应遵循羟基自由基的反应机理。     

TiO2纳米管催化降解4，4’-二溴联苯的影响因素和动力学研究

利用TiO2纳米管催化降解水中的4，4’-二溴联苯，对催化降解过程和影响因素进行研究。结果表明，TiO2纳米管对其有较高的催化降解效率且降解过程符合Langmuir—Hinshelwood动力学模式。不同光源、4，4’-二溴联苯的初始浓度、纳米管添加量和pH值对催化降解过程都有较大影响，其中pH值的影响最为明显。反应液在中性状态下的降解率明显低于pH=1或11的情况。在pH=1时，4，4’一二溴联苯的降解率达86％。     

催化氧化技术降解碱性藏花红废水

采用自制的多金属氧酸盐Zn1.5PW12O40纳米管作为催化剂和分子氧作为氧化剂的催化氧化技术进行碱性藏花红的降解实验。结果表明:Zn1.5PW12O40适合用作催化剂,中空结构,杂多酸型,纳米级;空气氧化体系中的催化氧化最佳反应时间为4h,降解率78%、降解速率665μg/h;催化剂的活性和稳定性均较高,循环使用4次时,降解率仍>65%。