TiO2光催化氧化降解乳酸的工艺及机理研究

以TiO2为催化剂、紫外灯为光源对乳酸进行光催化降解实验,考察了乳酸初始浓度、TiO2用量、反应时间、曝气方式等因素对乳酸降解率的影响,并在此基础上应用正交实验对降解条件进行优化,同时对乳酸的降解机理进行了探索研究。实验结果表明：以300 W紫外汞灯为光源,在乳酸初始浓度为0.5 g/L、TiO2量为0.20 g/L、反应时间120 min、持续通入空气鼓泡的条件下,乳酸降解效果最佳,乳酸降解率为99.9%;降解12 h总有机碳去除率达91.2%。乳酸光催化降解的反应途径为：乳酸脱羧生成乙醇,乙醇被氧化生成乙醛,进而氧化为乙酸,所有的中间产物被继续降解,最终矿化为CO2和H2O等小分子物质。     

Fenton试剂协同TiO2光催化降解三氯乙酸及协同机理

为了研究Fenton试剂协同TiO2光催化降解三氯乙酸(TCAA)的反应及其协同机理,在自制的光催化反应装置中分别考察了Fenton、UV/TiO2及Fenton/ UV/TiO2 3个反应对TCAA的降解情况。研究结果表明,在TCAA初始浓度为2.0 mg/L,TiO2用量为1.0 g/L,紫外辐射光源为15 W(λmain=254 nm)的实验条件下,Fenton试剂协同TiO2光催化降解TCAA反应在pH 3~7范围内均有较高的降解率;TCAA 在Fenton、UV/TiO2及Fenton/ UV/TiO2 3个反应中的一级反应速率常数分别为0.0009、0.0131和0.0456 min-1;Fenton试剂与TiO2光催化反应间存在较明显的协同效应,其协同机理主要体现在两个方面:一是紫外光激发Fe(OH)2+和H2O2分解产生更多的·OH,二是Fenton试剂中部分被氧化成的Fe3+可与TiO2表面的光生电子结合被还原为Fe2+,抑制了光生电子与空穴的复合,从而提高了TiO2光催化降解TCAA的效率。     

TiO2/GeO2复合膜光催化氧化降解农药废水的研究

提出了一种新的TiO2/GeO2复合膜圆形光催化氧化反应器,研究了该反应器对经物化处理后的农药废水进行降解的过程。研究表明,光催化氧化的最佳条件是锌片镀TiO2/GeO2复合膜、pH=6.7、过氧化氢（H2O2）浓度为400 mg/L。并对其他氧化剂对该过程的影响进行了探讨。有机废水通过该反应器处理后,其COD值降为57mg/L。能使有机污染物全部降解为小分子无机物,废水达到国家一级排放标准。     

TiO2光催化降解有机污染物的协同效应研究

微量的强氧化剂H2O2、O3引入纳米TiO2光催化体系能够极大地提高有机污染物氧化降解效率。本文通过对这一效应促进有机物降解的相关文献综述，探讨论述了协同效应产生的机理以及影响因素，并就其将来研究与实际污染物处理应用提出了新思路。     

TiO2光催化氧化十二烷基苯磺酸钠

家用或工业用表面活性剂的排放是河流、湖泊和海洋的主要污染源之一,其中十二烷基苯磺酸钠比较具有代表性.用TiO2光催化其降解具有无毒、快速、矿化彻底、操作成本低、催化剂价廉易得、无二次污染等优点,应用前景广阔.本文就该反应的机理、反应动力学以及影响反应的因素作了简要概述.     

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。     

掺银TiO2光催化降解活性艳红X-3B的研究

通过活性艳红X-3B的光降解，评价了掺银改性TiO2的光催化活性。研究结果表明，适量的银离子掺杂可显著提高TiO2的光催化活性。掺银TiO2光降解X-3B反应的动力学符合Langmuir—Hinshelhood模型，掺银改性能使TiO2对太阳光的利用率有极大提高。     

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.     

负载型TiO2固定相光催化降解含酚废水的试验研究

以20W紫外灯为光源,研究了将TiO2粉末负载在硅胶颗粒上,对含酚废水进行光催化降解.由试验得出光催化反应过程中的工艺条件,在此基础上添加H2O2、Fe3+、Cu2+,反应1 h后,苯酚的降解率达95%以上.     

氮掺杂二氧化钛可见光催化降解曙红Y溶液

采用溶胶凝胶法制备了氮掺杂二氧化钛光催化剂,用XRD、SEM、FTIR和粒度分析仪对催化剂进行了表征,并且在可见光作用下对曙红Y溶液进行了光催化降解实验。研究了催化剂的投加量、曙红Y的初始浓度、光照时间和pH对曙红Y溶液的光降解效果。结果表明,以可见光作光源,催化剂的投入量为0.4 g,曙红Y溶液的初始浓度为20 mg/L,光照时间为50 min,pH=4条件下,曙红Y溶液的降解率达98.87%。     

碘掺杂TiO2可见光光催化性能研究

在低于100℃温度条件下,采用溶胶-凝胶法以钛酸正丁酯为钛源,碘酸钾为碘源,制备了I掺杂纳米TiO2催化剂(I-TiO2),运用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及X-射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行表征,结果表明,TiO2及I-TiO2催化剂均为锐钛矿,I吸附并包裹在TiO2表面或以间隙进入的形式存在,并未进入TiO2晶格。通过在可见光照射下(λ>420 nm)以罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解为探针反应研究了在不同条件下制备催化剂的催化性能,结果表明,掺杂比为nI:nTi=0.05∶1,焙烧温度为400℃,降解介质条件pH=7时,I-TiO2光催化活性明显优于未掺杂的TiO2。光催化降解过程通过红外光谱(IR),总有机碳(TOC)跟踪测定,比较了TiO2掺杂前后降解RhB和对氯苯酚(4-CP)的光催化特性差异;同时采用苯甲酸荧光光度法跟踪测定体系中的氧化物种,表明在可见光下,I-TiO2光催化体系中产生.OH高活性氧化物种从而氧化降解目标化合物。     

镧负载改性TiO2太阳光催化降解微囊藻毒素的研究

考察了镧负载改性TiO₂催化剂在太阳光下降解微囊藻毒素LR (MCLR)的效果及其影响因素。结果表明,镧负载改性的TiO₂可显著增加MCLR在TiO₂表面的吸附量,同时提高MCLR在太阳光下的降解率。随着镧负载量的增加,太阳光下MCLR降解率可从65%提高到95%,pH降低可促进MCLR的降解。改性TiO₂对藻毒素的降解存在最佳投加量,实验结果表明,在pH=6,MCLR初始浓度为2 mg/L,0.001-La-TiO₂的最佳投量为0.5 g/L,在3 600 μW/cm²太阳光下照射30 min,降解率可达97%。     

碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜光催化活性及苯降解机理

通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外可见光漫反射谱(UV-vis)对碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖复合薄膜的晶体结构和形貌进行表征,以室内空气典型污染物气相苯为模型反应物,研究碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜的光催化活性及其对苯的光降解机理。结果表明,制备的碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜所具有的良好催化活性归功于碳纳米管、二氧化钛和壳聚糖三者的协调效应;气相苯光降解产生的主要中间产物是乙酸乙酯和十一烷,以及少量的丙烯醛、4-羰基-甲基-苯乙酮、十二烷烃、2,4,-二叔丁基苯酚、二十一烷烃。根据红外光谱分析与GC/MS分析结果,进一步提出了气相苯的降解机理过程。     

纳米TiO2/活性炭复合光催化剂的制备及其对甲醛气体降解

研究了纳米TiO2/活性炭复合光催化剂对空气中典型污染气体甲醛的光催化降解特性。采用扫描电镜(SEM)表征复合催化剂的表面特征。结果显示,经改性后的纳米TiO2在复合催化剂表面分布均匀,呈球状。对甲醛气体的降解实验显示TiO2负载量为1%时对甲醛的去除效果最好,6 h去除率为61.7%。结果显示复合催化剂把甲醛气体分解成CO2,可以直接排空,无二次污染。     

H4SiW12O40/TiO2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料,空心微珠为载体,采用溶胶凝胶法制备TiO₂/beads光催化剂载体,然后浸渍法制备出H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads表面负载修饰型复合光催化剂,并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析。研究了H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性,考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响。实验结果表明,在中性条件下,H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads催化剂的投加量为0.25 g/L,浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%。     

Relationship between Pd oxidation states on TiO2 and the photocatalytic oxidation behaviors of nitric oxide

This study has been undertaken to investigate the relationship between Pd oxidation states on TiO₂ photocatalysts and their photocatalytic oxidation behaviors of NO. Three types of Pd-modified TiO₂ with different Pd oxidation states were prepared by wet impregnation method, neutralization method and photodeposition method, respectively. And these Pd-modified photocatalysts were characterized by X-ray diffraction analysis, X-ray photoelectron spectrum analysis (XPS), UV–Vis diffuse reflectance spectra and temperature programmed desorption (TPD). It was found from XPS results that the dominant oxidation states of Pd on these Pd-modified TiO₂ catalysts were Pd²⁺, PdO, and Pd⁰, respectively. NO-TPD results showed that the NO adsorption capacity was improved greatly by the modification of Pd²⁺ ions. The activity tests showed that Pd-modified TiO₂ by a wet impregnation method increased photocatalytic activity compared to pure TiO₂ (Degussa P25). It was concluded that Pd²⁺ ions on as-prepared TiO₂ catalysts provided key contributions to the improvement of photocatalytic activity. However, Pd⁰ and PdO deposits on TiO₂ almost had no positive effect on NO oxidation. The mechanism of photocatalytic oxidation of NO in gas phase over Pd-modified TiO₂ was also proposed.     

模拟可见光下掺杂TiO2对甲醛溶液光催化降解

模拟自然条件下的可见光,以甲醛的光催化降解为探针反应,评价了通过溶胶凝胶法分别制备的8种（银Ag、铜Cu、铁Fe、钨W、铈Ce、镧La、硫S、氯Cl）掺杂TiO₂纳米晶体的光催化活性及对甲醛水溶液的去除效果。用X射线衍射、激光粒度分析和紫外-可见分光光谱表征了掺杂纳米TiO₂的微晶尺寸、晶体结构与光学性能。结果表明：Ce离子尽管有较大的半径但是主要还是掺杂到晶格中,Ce掺杂可以促进TiO₂由非正分锐钛矿相向锐钛矿相和金红石相的转变,抑制载流子复合,使TiO₂的光吸收带边发生红移且有利于对可见光的吸收,从而使Ce掺杂TiO₂在模拟可见光下光催化甲醛水溶液的能力得到明显提高。     

CdS-TiO_2/MWCNTs结构表征及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)负载的双组分复合半导体光催化剂CdS-TiO2/MWCNTs。通过透射电镜(TEM)、比表面分析(BET)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了CdS-TiO2/MWCNTs对甲苯降解的光催化性能。结果表明:纳米活性粒子CdS-TiO2均匀负载于MWCNTs上,比表面积、光吸收阈值和强度增大,活性粒子间以及活性粒子与载体之间具有协同作用,有利于光催化性能的提高,CdS-TiO2/MWCNTs在主波长为254 nm紫外光照射下对甲苯的降解效果较好,去除率可达55.3%。