TiO_2光催化同时脱硫脱硝效率影响因素研究

基于多元线性回归,对TiO2光催化同时脱硫、脱硝效率进行了预测研究.在最佳实验条件下,预测了不同SO2和NOx浓度的光催化脱除效率.依据正交试验结果,确定了最佳运行工况,将温度、湿度、SO2和NOx浓度对同时脱硫、脱硝效果的影响程度划分为3个等级,在此基础上有针对性地提出了可行措施.     

TiO2-PTFE光催化膜的制备及性能

以聚四氟乙烯（PTFE）乳液和纳米TiO2粉末为原料,采用无水乙醇为溶剂,经辊压后与不锈钢网结合,制备了多孔固定化TiO2-PTFE光催化膜。膜性能研究结果表明,m（TiO2）：m（PTFE）=4时,光催化反应处理质量浓度为20mg／L的苯甲酸溶液,2h内TOC去除率高达81．3％。通过扫描电子显微镜观察,TiO2-PTFE光催化膜表面平整,且孔隙分布均匀。TiO2最佳负载量为15mg／cm2。在优化反应条件下同悬浮态TiO2光催化反应体系相比,TiO2-PTFE光催化膜对光源有更高的利用率,表现出更佳的催化活性。     

负载Pt对锐钛矿-板钛矿双相TiO_2光催化性能的影响

采用水热法合成了板钛矿-锐钛矿双相TiO_2,通过浸渍和氢还原法将贵金属Pt负载在双相TiO_2表面制成Pt/双相TiO_2催化剂。TEM表征结果显示:Pt/双相TiO_2催化剂中Pt的晶粒尺寸很小,晶粒尺寸分布较窄;低负载量(质量分数0.2%和2.0%)时,Pt晶粒在TiO_2表面分布非常均匀,Pt负载量达到4.0%时,Pt晶粒在TiO_2表面的分散性变差。光催化活性实验结果表明:负载Pt能显著提高双相TiO_2催化剂的甲基橙降解率;2.0%Pt/双相TiO_2催化剂的光降解性能最佳。光催化活性提高的主要原因是由于Pt颗粒的电子贮存能力促进了光生电子-空穴对的分离。     

超临界氨水改性活性炭及其对CO2的吸附性能

采用超临界氨水改性活性炭(AC),考察了改性AC对CO2的吸附性能,表征了改性前后AC的表面结构和化学性质.实验结果表明,改性温度为150℃制备的改性AC具有最高的CO2吸附量,25℃时吸附量从改性前的0.979 mmol/g增至1.291 mmol/g,增加了约30％.表征结果显示:改性后AC表面成功负载了含氮基团;...     

微波诱导水解法制备纳米TiO_2及光催化降解盐酸四环素

采用微波诱导水解法快速制备了纳米TiO_2光催化剂,通过XRD、TEM、SEM、BET和EDS技术对其进行了表征。该方法可在10 min内制备出平均粒径约7.5 nm的锐钛矿相纳米TiO_2。采用该催化剂(加入量0.5 g/L)对盐酸四环素(TC,100 mg/L)进行紫外光催化降解,40 min时降解率高达92.9%,60 min时TOC去除率为81.7%,明显优于市售P25纳米TiO_2。这主要归功于所制备纳米TiO_2表面残留的有机物提高了光生电子-空穴对的分离能力,以及纳米粒子的小尺寸效应和较大的比表面积。溶液p H为9时TC的降解率更高。该催化剂具有较好的光催化稳定性。活性基团捕获实验表明,纳米TiO_2光催化降解TC过程中空穴起主要作用。     

分子筛孔结构对CO_2吸附性能的影响

采用巨正则蒙特卡罗方法模拟了CO_2在FAU分子筛上的吸附情况,比较了不同CO_2逸度下,CO_2在分子筛模型上的吸附位、吸附量的变化,拟合了其吸附等温线。结果表明:在吸附饱和状态下,分子筛的孔结构越大,对CO_2的吸附量越大,对于比CO_2分子更小的微孔结构,吸附几乎不发生;在低逸度下,CO_2的吸附主要发生在小孔内,随着逸度的提高,CO_2的吸附量迅速上升;在高逸度下,吸附量的提高主要发生在大孔内;FAU分子筛吸附CO_2的过程符合Ⅰ型Langmuir吸附等温线,在高压下对CO_2的吸附能力远大于低压下的吸附能力。     

烟气组分对低温等离子体协同TiO_2光催化工艺氧化Hg~0的影响

采用介质阻挡放电低温等离子体协同TiO2光催化工艺氧化烟气中Hg0,考察了烟气组分对氧化效果的影响。实验结果表明:低温等离子体放电会产生大量近紫外光;在6 k V电压下,低温等离子体协同TiO2光催化工艺时N2/Hg0氛围下Hg0的氧化率达86%,显著高于单一等离子体时的30%;O2和H2O产生的活性粒子会使Hg0氧化率进一步提高,在5 k V电压下,N2/Hg0氛围中添加5%(φ)O2或5%(φ)H2O,低温等离子体协同TiO2光催化工艺时可分别获得96%和94%的氧化率;NO与Hg0的竞争关系会导致作用于Hg0的活性粒子减少,抑制低温等离子体对Hg0的氧化,而在低温等离子体协同TiO2光催化时,抑制作用减弱;在复杂烟气氛围下,低温等离子体协同TiO2光催化对Hg0仍保持了较高的氧化率,3次重复实验的Hg0氧化率均接近92%。     

天然黏土材料附着纳米TiO2对 电解锰渣中锰的吸附固定

采用机械球磨法对膨润土、硅藻土、高岭土3种天然黏土材料进行预处理,通过超声法将纳米TiO_2附着于其上制得复合材料,考察了不同复合材料加入量及养护时间条件下复合材料对电解锰渣中Mn的吸附固定效果。3种天然黏土材料中,硅藻土的平均粒径最小,比表面积和总孔隙度最大,对水中Mn的吸附量也最大。黏土材料附着纳米TiO_2后对电解锰渣中Mn的吸附固定效果较单纯黏土材料有明显改善。在养护时间为12 d、硅藻土附着纳米Ti O_2复合材料加入量为10%(w)的最佳条件下,Mn的TCLP浸出量较原电解锰渣下降了83.04%。     

膨润土-钢渣复合吸附剂对Fe2+的吸附性能

研究了膨润土-钢渣复合吸附剂对模拟酸性矿山废水中Fe²⁺的吸附去除效果、Fe²⁺在吸附剂表面的赋存形态及其吸附机理和规律。结果表明：复合吸附剂在处理含Fe²⁺模拟酸性矿山废水时,不仅能释放碱性物质中和酸,且发生了吸附-聚沉协同作用;Fe²⁺可与膨润土发生晶格置换,还可通过静电吸附作用形成硅酸盐类矿物相,还有一部分通过配合作用生成多金属氧化物,最后一类是通过化学沉淀作用生成的 Fe（OH）₂或Fe（OH）₃受热分解而形成Fe₂O₃;被吸附的Fe²⁺中98.62%以残渣态形式存在于复合吸附剂中;复合吸附剂对Fe²⁺的吸附行为符合BET等温吸附模型和准二级动力学模型。     

聚苯乙烯/CdS/TiO_2双壳层核壳纳米颗粒可见光催化降解甲基橙

采用溶胶-凝胶法,在聚苯乙烯(PS)/CdS核壳纳米颗粒表面包覆致密TiO_2层,制备出具有双壳层结构的PS/CdS/TiO_2纳米复合颗粒,考察了制备条件对材料结构的影响,并利用甲基橙溶液对其光催化性能进行了评价。SEM、TEM、XRD和FTIR分析结果表明,制得的微球单分散性良好,壳层包覆完整,厚度均匀。PS/CdS/TiO_2制备的适宜反应时间为12~18 h,适宜反应pH为7~9。PS/CdS/TiO_2较PS/CdS具有更为优异的可见光催化性能。     

TiO2载体对Mn-Ce/TiO2催化剂脱硝活性的影响

以TiO₂为载体,选取过渡金属元素Mn为活性组分,稀土金属元素Ce为活性助剂,采用分步共混法制备了Mn-Ce/TiO₂催化剂（活性组分负载量16%）,系统研究了TiO₂载体的晶型和晶粒尺寸对催化剂脱硝活性的影响。实验结果表明：分别以锐钛矿型和金红石型TiO₂为载体制备的催化剂,其低温脱硝活性相差不大,活性组分均以无定型态高度分散于载体中,以金红石型TiO₂为载体制备的催化剂中部分TiO₂转变为锐钛矿型;以不同晶粒尺寸TiO₂载体制备的催化剂的低温脱硝活性相差较大,比表面积较大、晶粒尺寸较小的TiO₂载体制备的催化剂,其脱硝活性低于晶粒尺寸较大的TiO₂载体制备的催化剂。     

不同晶面锐钛矿TiO2对正己烷和丙酮的催化降解

通过水热法(180 ℃)分别制备出{001}面表面含氟、{001}面表面不含氟和{101}面3种锐钛矿型TiO₂光催化剂(分别记为C-{001}-F、C-{001}和C-{101})。考察了3种光催化剂在室温光催化和光热协同催化条件下分别降解非极性分子正己烷和极性分子丙酮的催化活性。对于室温光催化降解正己烷和丙酮,3种催化剂有类似的活性顺序,C-{001}-F的活性最高,经表面去氟后的C-{001}活性下降,但与C-{101}的活性无显著差别。在光热协同催化条件下,3种催化剂的活性与室温光催化条件下相比均有显著提高。对于光热协同催化降解正己烷,C-{001}表现出最高的活性,显著高于C-{001}-F和C-{101};对于光热协同催化降解丙酮,C-{001}-F表现出最高的活性,而C-{001}与C-{101}的活性差别不大。     

Cu2O/PTCDI复合材料的制备及其光催化活性

] 以p型半导体氧化亚铜（Cu₂O）与n型半导体苝二酰亚胺（PTCDI）为原料,通过原位还原的方法制备了Cu₂O/PTCDI复合材料,并考察了其对亚甲基蓝的光催化降解活性。实验结果表明：与纯Cu₂O及PTCDI自组装体相比,Cu₂O/PTCDI复合材料的光催化活性与稳定性都有所提升; PTCDI自组装体质量分数为90%的Cu₂O/PTCDI复合材料对亚甲基蓝的降解率可达70%。Cu₂O和PTCDI自组装体的有效复合降低了光生电子和空穴的复合率,同时改善了Cu₂O和PTCDI自组装体的光催化活性。     

MoS_2/Bi_2S_3异质结光催化剂的制备及其光催化性能

以五水硝酸铋为铋源、钼酸钠为钼源、硫脲为硫源,采用简单的一步水热法合成了MoS_2/Bi_2S_3异质结光催化剂,采用XRD,SEM,TEM,BET,UV-Vis DRS技术对其进行了表征。表征结果显示,MoS_2纳米片在Bi_2S_3微棒表面生长,增加了比表面积和活性位点,并形成异质结构,促进了光生载流子的迁移,抑制了电子-空穴对的再复合。实验结果表明:钼酸钠与五水硝酸铋的质量比为1∶2时制备的复合光催化剂性能最好,反应180min时对亚甲基蓝的去除率可达96.4%,明显高于MoS_2和Bi_2S_3,且具有较高的稳定性;该催化剂对罗丹明B、甲基橙和4-硝基苯酚的去除率分别为97.1%、93.1%和90.5%,表明其对污染物具有普适性。     

锐钛矿-金红石混合晶型TiO2降解气相苯

用溶胶-凝胶法并通过控制煅烧温度合成不同晶相比的混合晶型纳米TiO_2,在紫外光光照下降解气相苯。考察了苯初始质量浓度、紫外灯光照强度和催化剂加入量对苯去除率的影响;探究了光催化降解气相苯的动力学特征。结果表明:450℃煅烧制备的催化剂降解苯效率最高,此催化剂金红石相质量分数为6.30%;在苯初始质量浓度为74.39 mg/m~3、催化剂加入量为7 g、光照强度为2.18 klux的最佳条件下反应84 min,苯去除率达99.73%;光催化降解率与光照强度之间符合0.5级动力学特征;当催化剂加入量为3 g时,单位时间单位质量催化剂降解苯的质量最多;苯的光催化降解反应均符合一级动力学方程。     

二氧化钛/石墨烯气凝胶的制备及其可见光催化性能

以不同m（氧化石墨）∶V（钛酸四丁酯）的氧化石墨和钛酸四丁酯为原料,采用一步水热还原法制备4种TiO₂/石墨烯气凝胶。采用XRD谱图、FESEM照片、拉曼光谱谱图和能谱谱图对样品的结构、形貌、组成元素进行了表征分析。以溶液中罗丹明B的降解率作为评价指标,考察了4种TiO₂/石墨烯气凝胶的可见光催化性能。实验结果表明：随着氧化石墨含量的增加,石墨烯对TiO₂的包覆变好,石墨烯与TiO₂ 成功复合形成三维气凝胶;罗丹明B在TiO₂/石墨烯气凝胶体系中的光催化降解反应属于一级反应,4种TiO₂/石墨烯气凝胶对罗丹明B的最高降解率和反应速率分别是纯TiO₂体系的4.5倍和9.9倍,实现了TiO₂的可见光催化。     

脱硝性能V2O5-WO3-CeO2/TiO2催化剂的制备及其

采用一步浸渍法和分步浸渍法分别制备了V_2O_5-WO_3-CeO_2/TiO_2催化剂,考查了其脱硝性能、抗SO_2中毒性能和脱硝活性稳定性,并通过SEM、EDS、XRD、激光拉曼等技术对催化剂进行了表征。实验结果表明:分步浸渍法制备的催化剂的脱硝活性优于一步浸渍法,且抗SO_2中毒能力更强;在m(V_2O_5)∶m(WO_3)∶m(CeO_2)∶m(TiO_2)=1∶5∶10∶100时催化剂脱硝活性最佳,且具有良好的脱硝活性稳定性。表征结果显示,分步浸渍法与一步浸渍法制备的催化剂晶型结构相差不大,而分步浸渍法制备的催化剂颗粒粒径更小、更均匀,催化剂中Ce、O、V和W元素的含量更高。     

助剂Ga对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

对V₂O₅-MoO₃/TiO₂脱硝催化剂进行Ga改性处理,制备了一系列不同Ga₂O₃质量分数的V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂脱硝催化剂。采用XRD、N₂-吸附脱附、H₂-TPR、UV-vis、拉曼光谱、NH₃-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示：Ga的添加对催化剂上MoO_x物种的影响不大,但降低了催化剂上VO_x物种的聚合度,从而提升催化剂的还原性能,同时Ga的添加还减少了催化剂的酸性位。当Ga₂O₃质量分数为0.2%时,V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂催化剂的脱硝性能最佳。