VUV/TiO_2/O_3去除水中微量硝基苯的研究

采用负载在钛片上的二氧化钛(TiO2)薄膜光催化剂,以能发射185 nm真空紫外线(VUV)的紫外灯为光源,研究臭氧强化的真空紫外光催化方法(VUV/TiO2/O3)对水中微量硝基苯的去除效果.结果表明,VUV/TiO2/O3是一种有效地去除水中微量硝基苯的方法,VUV/TiO2/O3的表观一级反应速率常数比UV/TiO2/O3和VUV/O3分别高102.8%和30.8%,去离子水中50 μg/L的硝基苯反应60 s后就降低到检测限以下.VUV/TiO2/O3对硝基苯的降解速率随臭氧投加量的增加而显著增大,臭氧投加量1.52 mg/L时的反应速率比不加臭氧时提高了134.4%;虽然表观一级反应速率常数随初始浓度增加而稍有下降,但初始浓度170 μg/L的硝基苯反应2 min后也无法检出.水中常见的重碳酸盐和腐殖酸对硝基苯降解有显著的抑制作用,两者浓度分别为2 mmol/L和3.2 mg/L时,VUV/TiO2/O3对硝基苯的表观反应速率常数分别下降82.9%和71.6%,反应速率常数的倒数与重碳酸氢根浓度线性相关.VUV/TiO2/O3能快速有效地去除地表水(含碳酸盐和天然有机物)中的微量硝基苯,4 min内初始浓度为90 μg/L的硝基苯去除率达到96%,UV254降低了80%.     

VUV/TiO2/O3去除水中微量硝基苯的研究

采用负载在钛片上的二氧化钛（TiO₂）薄膜光催化剂,以能发射185 nm真空紫外线（VUV）的紫外灯为光源,研究臭氧强化的真空紫外光催化方法（VUV/TiO₂/O₃）对水中微量硝基苯的去除效果.结果表明,VUV/TiO₂/O₃是一种有效地去除水中微量硝基苯的方法,VUV/TiO₂/O₃的表观一级反应速率常数比UV/TiO₂/O₃和VUV/O₃分别高102.8%和30.8％,去离子水中50 μg/Ｌ的硝基苯反应60 s后就降低到检测限以下.VUV/TiO₂/O₃对硝基苯的降解速率随臭氧投加量的增加而显著增大,臭氧投加量1.52 　mg/Ｌ时的反应速率比不加臭氧时提高了134.4％;虽然表观一级反应速率常数随初始浓度增加而稍有下降,但初始浓度170 μg/Ｌ的硝基苯反应2 min后也无法检出.水中常见的重碳酸盐和腐殖酸对硝基苯降解有显著的抑制作用,两者浓度分别为2 mmol/Ｌ和3.2 　mg/Ｌ时,VUV/TiO₂/O₃对硝基苯的表观反应速率常数分别下降82.9%和71.6%,反应速率常数的倒数与重碳酸氢根浓度线性相关.VUV/TiO₂/O₃能快速有效地去除地表水（含碳酸盐和天然有机物）中的微量硝基苯,4 min内初始浓度为90 μg/Ｌ的硝基苯去除率达到96%,UV₂₅₄降低了80％.     

硅胶负载纳米TiO2催化臭氧化降解水中微量硝基苯的研究

研究了纳米TiO2负载于硅胶表面作为臭氧氧化硝基苯过程中的催化剂时,热处理温度对催化活性的影响.结果表明,在700℃条件下烧结的纳米TiO2/硅胶表现出了最佳活性,反应10min硝基苯去除率相比于单独臭氧氧化提高了约25%.在一定范围内催化剂投量越大,硝基苯去除率越高.碱性pH环境有利于催化臭氧化反应的进行,但当pH值高于10时,硝基苯去除率有所降低.催化臭氧化反应遵循一级反应,反应速率常数与硝基苯的初始浓度无关.典型的自由基捕获剂叔丁醇与碳酸根离子对硝基苯的降解有强烈的抑制作用,间接地证明催化臭氧化反应遵循自由基作用机理.反应温度为10～40℃之间时,硝基苯去除率随着温度升高而提高.催化剂重复使用实验证明TiO2在硅胶表面负载牢固,催化剂具有较好的稳定性与耐用性.     

臭氧/纳米TiO2催化氧化去除水中微量硝基苯的研究

在悬浮颗粒搅拌混合反应器中,研究了臭氧/纳米TiO2催化氧化去除水中微量硝基苯的性能,结果表明,纳米TiO2催化臭氧化去除硝基苯较单独臭氧氧化有明显的提高,反应20min硝基苯的去除率提高了44%.实验中分别考察了纳米TiO2热处理温度、催化剂投量、臭氧投量、硝基苯初始浓度、pH值对臭氧/纳米TiO2催化氧化去除硝基苯的影响.发现550℃烧结得到的纳米TiO2表现出最好的催化臭氧化活性,在较低的臭氧投量与催化剂用量条件下,硝基苯的去除率可达到56.57%;增大臭氧或者硝基苯的初始浓度,硝基苯的去除率随之提高;但是改变催化剂投量,硝基苯的去除效果几乎不受影响;中性或碱性pH环境利于纳米TiO2催化臭氧化反应的进行.通过研究叔丁醇对纳米TiO2催化臭氧化反应的影响,证明反应遵循羟基自由基(·OH)反应机理.     

臭氧/纳米TiO2催化氧化去除水中微量硝基苯的研究

在悬浮颗粒搅拌混合反应器中,研究了臭氧/纳米TiO₂催化氧化去除水中微量硝基苯的性能,结果表明,纳米TiO₂催化臭氧化去除硝基苯较单独臭氧氧化有明显的提高,反应20min硝基苯的去除率提高了44%.实验中分别考察了纳米TiO₂热处理温度、催化剂投量、臭氧投量、硝基苯初始浓度、pH值对臭氧/纳米TiO₂催化氧化去除硝基苯的影响.发现550℃烧结得到的纳米TiO₂表现出最好的催化臭氧化活性,在较低的臭氧投量与催化剂用量条件下,硝基苯的去除率可达到56.57%;增大臭氧或者硝基苯的初始浓度,硝基苯的去除率随之提高;但是改变催化剂投量,硝基苯的去除效果几乎不受影响;中性或碱性pH环境利于纳米TiO₂催化臭氧化反应的进行.通过研究叔丁醇对纳米TiO₂催化臭氧化反应的影响,证明反应遵循羟基自由基(·OH)反应机理.     

TiO2/Al2O3复合分离膜的制备及其对染料的去除性能

以孔径为200 nm的Al2O3膜片作为载体,应用溶胶-凝胶方法制备了孔径为50～100 nm的TiO2/Al2O3复合分离膜.用XRD、SEM对TiO2膜的物相、TiO2/Al2O3复合分离膜的形貌等进行了分析和表征.根据XRD分析,用Scherrer公式计算复合分离膜中TiO2粒子的平均粒径为22 nm,其中锐钛矿相占86%,金红石相占14%.同时,应用TEM、EDX、UV-Vis扩散反射光谱对TiO2/Al2O3复合分离膜的微观结构、组成、性质等进行了进一步调查和研究通过应用可溶性染料酸性橙Ⅱ作为目标污染物,对TiO2/Al2O3复合分离膜的分离和光催化性能进行了调查和评价.实验结果表明,应用这种具有光催化能力的复合分离膜,持续处理1000 mL酸性橙Ⅱ溶液(100 mg·L-1)400 min,去除率可达80%以上,相对于单独的光催化技术(65%)或单独的膜分离技术(59%),染料的去除效率明显提高.     

活性炭负载纳米TiO2对腐殖酸光催化降解动力学

采用溶胶-凝胶法制备了以颗粒活性炭(GAC)为载体的纳米TiO2/AC复合催化剂,并将其用于腐殖酸的光催化降解.动力学研究表明,TiO2/AC光催化降解腐殖酸过程可用Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模式表示.L-H表观反应速率常数KLH=0.1124mg·L-·1min-1,吸附平衡常数K*=0.3402L·mg-1.活性炭负载TiO2对腐殖酸的光催化降解过程,体现了活性炭与TiO2的协同作用,活性炭的吸附作用提高了光催化反应速率.     

磷钨酸表面修饰TiO2光催化降解空气污染物

 以磷钨酸水溶液湿法浸渍表面修饰TiO₂制备了磷钨酸/二氧化钛复合催化剂,并进行了H₂-TPR、BET比表面、TG-DTA、FTIR、UV-vis表征.以含甲醛、丙酮的模拟污染空气,研究其在复合光催化剂作用下的光催化降解行为.结果表明,修饰剂磷钨酸含量为21.9%时,光催化降解甲醛的效果最佳;该反应随修饰剂磷钨酸含量的增加,甲醛的部分还原产物甲醇含量增加,说明HPW与TiO₂产生了明显的协同作用,改变了TiO₂光催化反应历程,由此推导出可能的反应机理;修饰剂磷钨酸含量为21.9%时,光催化降解丙酮的效果也最好,去除率达到100%.     

粉煤灰非均相催化H2O2氧化S2-的研究

研究了利用电厂粉煤灰作为过氧化氢催化氧化S^2-的非均相催化剂，试验了各种因素对S^2-去除率的影响。结果表明粉煤灰具有良好的催化活性；常温下，当硫化钠和过氧化氢的起始浓度分别为0．26和0．23mol/L时，粉煤灰的用量仅为4％（质量分数，％）就可使S^2-的去除率提高40％左右；与新灰相比，旧灰的活性下降了约20％。     

陶粒负载纳米TiＯ2催化臭氧化降解水中微量硝基苯

制备了以陶粒为载体的纳米二氧化钛催化剂,并以硝基苯为稳定性有机污染物的目标降解物,研究了其对臭氧化的催化性能,对影响催化效果因素及降解机理进行了探讨.实验对不同温度条件下烧结的催化剂催化臭氧化有机物能力进行了比较,使用SEM进行表征,确定最佳烧结温度.通过改变催化剂投量、硝基苯初始浓度、pH值、添加不同浓度自由基抑制剂和催化剂重复使用实验等,表明在700℃温度下烧结的催化剂具有最大催化活性;硝基苯臭氧化反应中主要氧化剂为羟基自由基,其降解反应为一级反应;硝基苯的去除率随催化剂投量增加而增大;在pH为10时催化剂具有最好的催化效果,对硝基苯的去除率为46.5%;催化剂连续3次重复使用性能良好.     

O3/H2O2氧化工艺去除水中硝基苯的研究

以硝基苯为代表性有机污染物 ,对比了臭氧化和O3/H2 O2 高级氧化工艺对水中硝基苯的去除效果 .发现与臭氧化相比 ,O3/H2 O2 高级氧化工艺可以显著地提高水中硝基苯的去除效率 .无论在臭氧化还是在O3/H2 O2 高级氧化工艺中 ,水中硝基苯的降解都主要是由OH·完成的 .通过考察O3/H2 O2 高级氧化工艺去除水中硝基苯的影响因素发现 ,在O3和过H2 O2 投量相同的条件下 ,多次投加O3和催化剂H2 O2 对水中硝基苯的处理效果明显优于一次性投加 ;在本次试验条件下 ,O3/H2 O2 高级氧化工艺降解蒸馏水和自来水中硝基苯的最优H2 O2 与O3摩尔比均为 0 5 ,HCO- 3碱度水平 (以CaCO3计 )在低于 1 0 0mg/L范围内对去除硝基苯无显著影响     

Degradation of micropolluants in flow-through VUV/UV/H2O2 reactors: Effects of H2O2 dosage and reactor internal diameter

The degradation of atrazine (ATZ), sulfamethoxazole (SMX) and metoprolol (MET) in flow-through VUV/UV/H₂O₂ reactors was investigated with a focus on the effects of H₂O₂ dosage and reactor internal diameter (ID). Results showed that the micropollutants were degraded efficiently in the flow-through VUV/UV/H₂O₂ reactors following the pseudo first-order kinetics (R² > 0.92). However, the steady-state assumption (SSA) kinetic model being vital in batch reactors was found invalid in flow-through reactors where fluid mixing was less sufficient. With the increase of H₂O₂ dosage, the ATZ removal efficiency remained almost constant while the SMX and MET removal was enhanced to different extents, which could be explained by the different reactivities of the pollutants towards HO^?. A larger reactor ID resulted in lower degradation rate constants for all the three pollutants on account of the lower average fluence rate, but the change in energy efficiency was much more complicated. In reality, the electrical energy per order (E_EO) of the investigated VUV/UV/H₂O₂ treatments ranged between 0.14–0.20, 0.07–0.14 and 0.09–0.26 kWh/m³/order for ATZ, SMX and MET, respectively, with the lowest E_EO for each pollutant obtained under varied H₂O₂ dosages and reactor IDs. This study has demonstrated the efficiency of VUV/UV/H₂O₂ process for micropollutant removal and the inadequacy of the SSA model in flow-through reactors, and elaborated the influential mechanisms of H₂O₂ dosage and reactor ID on the reactor performances.     

UV/H2O2/微曝气联用工艺对BP的去除

采用新型工艺UV/H2O2/微曝气对水中内分泌干扰物(EDCs)4-叔丁基苯酚(BP)的降解进行研究.结果表明,UV/H2O2/微曝气工艺比UV/H2O2工艺可以更为有效地去除水中BP;UV/H2O2/微曝气联用工艺降解BP受BP初始浓度值、UV光强、初始H2O2投加浓度以及溶液初始pH影响较大.随着光强的增大,BP的降解速率呈线性增长;在329～882μg/L浓度范围内,k1随着浓度的增大而逐步降低;随着初始H2O2投加浓度从1mg/L上升到20mg/L,k1几乎呈线性增长;当BP溶液pH值为3.94时,UV/H2O2/微曝气对BP的降解速率最大.     

零价铁/TiO_2去除水中三氯甲烷的实验研究

通过实验研究了零价铁(高碳铁屑)与TiO2对水中三氯甲烷去除率的共同作用规律。实验采用氯离子选择电极、气相色谱和扫描电镜分析方法,研究了相关材料及零价铁与TiO2比例,pH等条件对水中三氯甲烷去除率的影响规律:当铁屑与TiO2质量比为97:3、pH值为6.0时,水中三氯甲烷去除率最高;并采用相应的动力学模型进行了拟合分析以及对实验结果进行了分析和讨论。     

O3/UV降解水中的乙酸和硝基苯

利用O3 /UV和O3/H2O2降解了水中的乙酸,结果表明,在相同条件下处理60min后,O3/UV对乙酸的去除率仅比单独臭氧化处理提高了3%,而O3/H2O2在此条件下完全降解乙酸.O3/UV在处理硝基苯过程中却显示较好的氧化降解能力,通过分析表明,硝基苯降解过程中所产生的副产物H2O2对有机物的去除具有很重要的作用.因此,O3/UV氧化降解能力的提高可能有2方面的原因,紫外光对有机物的活化作用;中间产物H2O2催化臭氧分解产生了高活性的羟基自由基. 单独紫外光催化臭氧分解产生羟基自由基的效率极低.     

UV/H2O2工艺降解水中17α-乙炔基雌二醇

采用UV/H2O2间歇式光氧化反应器去除饮用水中低浓度17α-乙炔基雌二醇(EE2).结果表明,在原水中EE2浓度约为650μg/L、UV光强154μW/cm2、H2O2投加量5mg/L、反应时间30min条件下,EE2的去除效率可达到90%;光降解过程符合拟一级反应动力学模型;EE2的光降解速率常数随着H2O2投加量和光强的增加而增加.较低的反应液pH值有助于EE2的光降解.UV/H2O2联用工艺对EE2的去除具有协同作用.阴离子HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-对EE2光降解反应有抑制作用.     

UV/H2O2/草酸铁络合物光降解水中氯仿的研究

以４００Ｗ高压汞灯为紫外光源，Ｈ２Ｏ２－草酸铁络合物为光氧化剂，对氯仿水溶液进行了光降解反应实验研究．结果表明，ＵＶ／Ｈ２Ｏ２草酸铁络合物体系能有效地使水溶液中氧仿迅速光解脱氯；在等摩尔系列溶液中,Ｆｅ３＋／草酸根的摩尔比为１：３时，氯仿光解效果最好：溶液ｐＨ值对氯仿光解有显著影响，ｐＨ值在３－４时光解速率最快；随着Ｈ２ｏ２浓度的增加，氯仿大解速率提高，但Ｈ２Ｏ２浓度较大时，Ｈ２Ｏ２的有效利用率降低；温度对氯仿光解反应有一定影响，反应的表观活化能为７．６ｋＪ／ｍｏｌ.