纳米TiO_2晶体胶体在居室净化中的应用研究

纳米二氧化钛晶体胶体膜的光催化降解研究实验表明,在普通的日光灯下,经过72h的照射,苯与甲苯的降解率分别为96.7%和97.7%,乙硫醇、甲醛与氨几乎100%降解。实际居室环境实验应用研究结果显示,经过纳米二氧化钛胶体处理后的居室,一周后其空气质量达到相应国家标准。因此,纳米二氧化钛胶体形成的纳米晶体膜对空气污染净化是非常有效的,并具有良好的杀菌防霉效果。     

饮用水中致突变有机物的光化学氧化研究

以Ａｍｅｓ试验为指标，对城市自为水中致突变有机物的光分解和光催化氧化自理效果进行了研究对比，实验表明，在相同的光照强度下，固定膜光催化氧化对水中致突变物有良好的去除作用，效果优于直接光分解，在处理时间同为１ｈ的条件下，光催化氧化对ＴＡ９８菌株诱变指数的削减率为４７％，而光分解的削减率仅为３３％，对水样的有总有机炭，色谱图峰数和峰面积，及Ａｍｅｓ试验透变指数等３个指标的测定结果分析表明，Ａｍｅｓ试验     

水溶液中腐殖酸的二氧化钛膜光催化氧化研究

二氧化钛膜光催化氧化法处理中腐殖酸技术避免了以往悬浮相光催化时催化剂难以分离回收等问题，具有良好的应用前景。研究了光源种类，ＴｉＯ２膜的表面修饰和ＨＡ水溶液的「Ｈ值等因素对ＨＡ光催化氧化效率的影响，讨论了有关的机理并合理解释了实验现象。     

溶胶-凝胶掺杂铁对微弧氧化TiO_2膜光催化性能影响

以磷酸钠为电解液,采用微弧氧化技术在钛片上直接制备TiO2膜,利用溶胶-凝胶法和硝酸铁掺杂方法对该膜表面进行修饰处理,以罗丹明B溶液模拟废水来评价TiO2膜光催化降解水中有机污染物的能力。利用EDX对微弧氧化膜表面成分进行分析。实验结果表明:微弧氧化TiO2膜具有一定的光催化活性。溶胶-凝胶法负载TiO2且硝酸铁掺杂处理后可以使铁离子进入微弧氧化TiO2负载膜,改善膜的光催化性能。溶胶-凝胶法负载TiO2膜对废水的光催化降解效率由13.8%提高到42.5%;铁离子掺杂1%可以使负载TiO2膜对废水的光催化效率由42.5%提高到68.9%。     

电助光催化氧化苯甲酰胺

以钛板为基材,采用溶胶-凝胶法制备固定膜 TiO₂/Ti 光催化剂,并对其施加一定的阳极偏电压,对苯甲酰胺溶液进行了电助光催化氧化处理.考察了阳极偏电压、溶液浓度和pH值对苯甲酰胺降解效率和光电流的影响规律,并比较了电助光催化氧化与光催化氧化、光解和电解处理对苯甲酰胺去除率的差异.结果表明,外加阳极偏电压可以大大提高光催化氧化技术的处理效率,最佳工艺条件为偏电压+0.6V/SCE,苯甲酰胺溶液的浓度 1.0mg/L,溶液呈酸性.在此条件下,经过 1h的处理,苯甲酰胺的去除率可达 90%.     

电化学灭菌的试验研究

对生活饮用水的电化学灭菌过程进行了试验研究。结果表明电解过程能完全杀灭水中细菌。经电解灭菌处理后的水具有一定的持续杀菌能力。研究结果显示了电化学灭菌在小型水系统中的应用潜力     

改性TiO2光催化膜处理贾鲁河河水效果

我国对地表水污染的大力治理已初见成效,但仍有一些地区(如我国中西部缺水地区)的地表水存在污染问题.缺水地区河道生态恢复缓慢,利用光催化膜对河水进行原位治理可辅助这类地区河道的综合整治.研究利用溶液流延法复合真空热处理法制得具有可见光活性的TiO₂光催化膜(N/C-TiO₂),利用扫描电镜表征光催化膜的形貌特征,通过其水处理效果评价其光催化性能.结果表明:①光催化膜材料表面暴露有TiO₂纳米颗粒团聚物,TiO₂纳米颗粒通过桥接成功生长在基体的表面,为催化剂在膜材料中的稳定性提供条件.②热处理温度对N/C-TiO₂膜光催化性能影响的试验结果表明,140℃热处理的N/C-TiO₂膜(140-N/C-TiO₂膜)的可见光催化活性优于120℃热处理的N/C-TiO₂膜(120-N/C-TiO₂膜),140-N/C-TiO₂膜在太阳光下对化学需氧量(COD_Cr)的处理水平高达100%.③光催化膜在自然光照下对贾鲁河河水的处理应用结果表明,N/C-TiO₂膜在降低河水COD_Cr、NH₃-N和TP浓度方面优于P25 TiO₂膜,其中,N/C-TiO₂膜对COD_Cr和BOD₅的日平均去除率分别达50.0%和31.9%,COD_Cr/BOD₅(浓度之比)由0.246升至0.358.④膜循环利用试验结果表明,经多次循环使用,降解效率趋于稳定,仅降低了9.5%,说明该膜具有较好的重复利用性.研究显示,N/C-TiO₂膜光催化技术可作为优良的地表水处理的原位治理技术,可用于辅助缺水地区的河道治理工作,实现地表水水质的改善,具有较好的实际应用价值.      

玻璃纤维布负载TiO2膜光催化氧化垃圾渗滤液

本文以钛酸丁酯为原料，通过溶胶-凝胶技术在玻璃纤维布上制备TiO2膜。分别以10w低压汞灯和400w高压汞灯作为光源。对垃圾渗滤液进行了光催化氧化处理。综合分析了影响CODCr去除率及UV335去除率的因素。结果表明，以玻璃纤维布作载体制备的TiO2膜光催化氧化处理垃圾渗滤液具有较好的效果。     

用光电法深化处理污水的探讨

二级生化处理后的废水,在光催化反应器中催化氧化进行了试验,结果表明在钛金属表面直接制备TiO2膜这种方式,即通过阳极氧化法,在钛金属表面制做的光催化反应器,TiO2活性下降较慢,可用于工业生产.     

Fe^3＋掺杂TiO2纳米膜的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出掺杂Fe^3＋的TiO2纳米膜,并用x射线衍射方法进行表征;探讨了金属离子铁离子掺杂对TiO2纳米膜光催化降解性能的影响;研究了TiO2纳米膜及掺杂改性的TiO2纳米膜对甲基兰的降解作用,同时还尝试不同掺杂的TiO2纳米膜的杀菌功能。实验结果表明通过掺杂Fe的TiO2纳米膜有优良的光催化降解性能。     

天然斜发沸石负载TiO2的光催化性能

为了研究以天然斜发沸石负载TiO₂制备光催化剂,以对甲基橙溶液的光催化降解为光催化功能检验,太阳光为光源,对催化剂的合成条件及其催化活性的影响因素进行了探讨用脱色率及COD去除率对催化剂进行了性能评价,以XRD、IR及比表面积对样品进行了表征研究结果表明:由钛酸四丁酯与斜发沸石复合制备的催化剂在120℃下干燥6h后经200℃焙烧具有最大的光催化活性;甲基橙溶液的降解率随着TiO₂/沸石、外加氧化剂H₂O₂的增多而增大,但过量的H₂O₂也会抑制沸石载TiO₂的光催化活性;甲基橙溶液的pH值为2～5时具有最大的降解性.     

Fulvic acid removal by nanoparticle TiO2 using a submerged membrane photocatalysis reactor

The degradation of fulvic acid（FA） by nanoparticle TiO2 in a submerged membrane photocatalysis（SMPC） reactor was studied. In this reactor, photocatalytic oxidation and membrane separation co-occured. The continuous air supplier provided O2 for the photocatalytical reaction and mixed the solution through an airflow controller. The particle TiO2 could automatically settle due to gravity without particle agglomeration so it could be easily separated by microfiltration（MF） membrane. It was efficient to maintain high flux of membranes. The effects of operational parameters on the photocatalytic oxidation rate of FA were investigated. Results indicated that photocatalyst at 0.5 g/L and airflow at 0.06 m^3/h were the optimum condition for the removal of fulvic acid, the removal efficiency was higher in acid media than that in alkaline media. The effects of different filtration duration on permeate flux rate of MF with P25 powder and with nanoparticle TiO2 were compared. Experimental results indicated that the permeate flux rate of MF was improved and the membrane fouling phenomenon was reduced with the addition of nanoparticle TiO2 catalyst compared with conventional P25 powder. Therefore, this submerged membrane photocatalysis reactor can faciliate potential application of photocatalytic oxidation process in drinking water treatment.     

水中天然有机物的臭氧强化光催化降解研究

研究了饮用水源中大分子天然有机物（NOM）的臭氧强化光催化降解,考察了臭氧投加量、反应时间和HCO3^-浓度对NOM降解速率的影响;分析了臭氧强化光催化过程中NOM相对分子质量的变化,并比较不同相对分子质量大小NOM的降解速率.研究结果表明,臭氧强化光催化比单独臭氧氧化、光催化能更有效地降解NOM,同时增加臭氧投加量和反应时间才能有效提高臭氧强化光催化对TOC的去除率,而单独增加臭氧投加量可显著提高生物可降解性;HCO3^-显著降低光催化的降解效果,臭氧强化光催化能有效地减弱HCO3^-的不利影响;臭氧强化光催化过程中大分子NOM分解为小分子,SUVA值迅速下降,且相对分子质量越大矿化速度越快.     

ZnIn2S4/g-C3N4光催化降解水中痕量药物卡马西平

本文采用水热合成法制备ZnIn₂S₄/g-C₃N₄复合催化剂应用于水中痕量药物卡马西平（CBZ）的太阳光催化降解,探究实际河水中固体颗粒（SS）,无机盐（IS）和溶解性有机物（DOM）对催化剂活性的影响以及ZnIn₂S₄/g-C₃N₄/浮石负载型催化剂光催化CBZ效果.结果表明,质量比为20：1 ZnIn₂S₄/g-C₃N₄的光催化活性高于ZnIn₂S₄,ZnIn₂S₄与g-C₃N₄异质结构加速了电子-空穴对的分离并抑制其复合、ZnIn₂S₄/g-C₃N₄中孔的增多和比表面积的增加有效提高了催化剂活性.水质参数对催化剂活性的影响顺序为DOM>IS>SS,过滤后河水中CBZ的光催化速率常数比原水提高了13倍;125mg/L催化剂投加量和太阳光照射240min后,100μg/L的CBZ被完全降解.动态试验中CBZ的光催化效率随水流速度的增大而下降;流速5mL/min下循环4次,ZnIn₂S₄/g-C₃N₄/浮石光催化降解与矿化CBZ的效率分别为86.4%和43.9%.     

连续流光催化消毒器灭活E.coli及病毒的性能

紫外消毒是污水处理常用技术.紫外线仅能破坏微生物的遗传物质,阻断其繁殖,并不能彻底杀死微生物,一旦停止紫外光照射,微生物可在修复酶的作用下恢复活性.光催化过程能产生强氧化性·OH,破坏细胞壁和细胞膜,彻底杀死微生物.为考察光催化技术消毒效率、抑制复活性能及应用潜力,在市售紫外消毒器中安装了光催化组件,搭建了连续流动式光催化消毒器.以大肠杆菌(E.coli)和噬菌体为目标物评价其消毒能力.紫外剂量50 m J·cm-2条件下,初始浓度3.40×106CFU·m L-1的E.coli原水流经紫外消毒器后被去除4.12 log10的E.coli,而流经光催化消毒器后去除4.79 log10.同时光催化处理后E.coli的光复活率仅为紫外消毒后的17%.连续运行40 h的灭菌能力稳定.光催化设备对噬菌体F2和噬菌体MS2的去除率分别为6.37 log10和6.00 log10,表明该设备也具有病毒去除能力.     

PW_(12)/SiO_2光催化降解水中苯酚

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载H3PW12O40催化剂,并采用红外光谱、XRD及BET对其进行了表征。研究了其对水中苯酚的光催化降解性。讨论了负载催化剂用量、光照时间对苯酚和TOC去除率的影响。结果表明:PW12/SiO2负载型催化剂用量为3g/L,光照6h,10mg/L苯酚水溶液中苯酚去除率为93.06%,TOC去除率为73.20%。PW12/SiO2多相光催化10mg/L苯酚水溶液降解反应和苯酚水溶液直接光解反应均为一级动力学反应。     

凹凸棒负载TiO2对偶氮染料和纺织废水光催化脱污

通过浸渍的方法 ,制备了天然粘土矿石凹凸棒负载的P2 5TiO2 固化催化剂 .实验了催化剂的负载量和煅烧温度对催化剂活性的影响 .研究了最佳固化催化剂对 5种生物难降解的偶氮染料和纺织废水的太阳光催化脱污 .结果证实该固定化催化剂能利用太阳能光催化脱污偶氮染料及毛纺织废水 ,而且具有高的稳定性 ,可重复使用     

Charge transfer between biogenic jarosite derived Fe~(3+) and TiO_2 enhances visible light photocatalytic activity of TiO_2

In this work, we have shown that mining waste derived Fe~(3+)can be used to enhance the photocatalytic activity of TiO_2. This will allow us to harness a waste product from the mines, and utilize it to enhance TiO_2 photocatalytic waste water treatment efficiency. An organic linker mediated route was utilized to create a composite of TiO_2 and biogenic jarosite. Evidence of Fe\O\Ti bonding in the TiO_2/jarosite composite was apparent from the FTIR, EFTEM, EELS and ELNEFS analysis. The as prepared material showed enhanced photocatalytic activity compared to pristine TiO_2, biogenic jarosite and mechanically mixed sample of jarosite and TiO_2 under both simulated and natural solar irradiation. The prepared material can reduce the electrical energy consumption by 4 times compared to pristine P25 for degradation of organic pollutant in water. The material also showed good recyclability. Results obtained from sedimentation experiments showed that the larger sized jarosite material provided the surface to TiO_2 nanoparticles, which increases the settling rate of the materials. This allowed simple and efficient recovery of the catalyst from the reaction system after completion of photocatalysis. Enhanced photocatalytic activity of the composite material was due to effective charge transfer between TiO_2 and jarosite derived Fe~(3+)as was shown from the EELS and ELNEFS. Generation of OHU was supported by photoluminesence(PL) experiments.     

平板构型太阳光催化反应系统中甲基橙降解脱色研究

利用太阳光作为光源，采用自制的非聚焦开放式平板构型光催化反应装置和二氧化钛悬浆体系，以甲基橙溶液光催化脱色为依据，考虑了不同催化剂投加量、溶液初始浓度、ＵＶ辐射强度及体系流量等因素条件下，反应系统的运行情况．实验结果表明，自制的平板式太阳光反应系统能够很好的利用太阳光，在较广泛的运行条件下均能达到较高的去污效果．本实验的最佳运行条件为：平均ＵＶ光照强度２６９３Ｗ／ｍ２的晴天，ＴｉＯ２催化剂投加量１ｇ／Ｌ，系统循环流量１６００Ｌ／ｈ，初始浓度为２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液１５Ｌ，光照１ｈ色度去除率达８３６％以上，光照２ｈ达９７９％．     

光催化反应器中臭氧产量及其影响因素研究

二氧化钛光催化降解染料废水具有反应迅速、降解彻底的优点.文章以悬浮态TiO2作为自制紫外光催化反应器(145W,185W)的催化剂,处理通有定量夺气的清水来产生微量的臭氧,通过改变臭氧捕捉方式、初始pH值、反应时间、TiO2用量及光照强度,研究纯水中臭氧产量及pH与上述因素之间的关系,并以循环伏安法作为对照.单因素实验...