水体中微污染磺胺嘧啶光催化降解行为

抗生素在人体健康和畜牧业生产中起到了积极的作用,但是未被完全吸收和利用的抗生素或其代谢物将通过尿液、粪便排泄等途径进入水体,对水环境的生态安全性及人体健康构成威胁,因而,痕量抗生素在环境中的出现及其潜在危害引起了越来越多的关注.对使用较为广泛的广谱抗菌剂磺胺嘧啶(SDZ)在水中的光催化氧化降解行为进行研究,探讨了反应过程中光照、TiO2的用量、反应起始pH、SDZ的初始质量浓度、反应时间等因素对SDZ降解效率的影响.研究结果表明,SDZ降解符合一级动力学规律,当pH=6.7、SDZ初始质量浓度为2.O mg·L-1、TiO2用量为80 mg·L-1、反应时间为60 min时,SDZ的降解率达到99.9%.结果表明,UV-TiO2光催化氧化能够有效降解水中的磺胺类微污染物.     

纳米ZnO光催化降解溴化乙锭(EB)的初步研究

对ZnO光催化降解溴化乙锭(EB)中的光源、反应介质、pH值、光催化剂用量、光照时间及氧化剂的加入等因素进行了考察.结果表明,在日光和紫外光照射下,EB都能得到较好的降解.在EB初始浓度50mg·l-1,pH 9的水溶液中,紫外光照射240min,ZnO(80mg)光催化降解EB的降解率可达到92.9%.     

多孔氮化碳纳米材料光催化降解莠去津的性能及机理研究

本文利用磷酸水热法制备了多孔氮化碳(PCN-H)纳米材料,通过紫外-可见吸光光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和比表面积分析等多种手段表征催化剂的形貌、光学属性及结构特点等.在可见光照射下光催化降解除草剂莠去津,评价材料对莠去津的催化降解活性.分别测试最优化氮化碳材料在不同pH条件下对莠去津降解效率的变...     

g-C_3N_4光催化降解2,4-DCP的活性及机理

以三聚氰胺(Melamine)为原料,在高温条件下采用热缩合反应合成了石墨型氮化碳(g-C_3N_4)光催化剂.通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、衰减全反射红外光谱(ATR-IR)等技术对其物理结构及性质进行了表征,结果表明实验制备的g-C_3N_4为片层状结构,比表面积为15.34 m~2·g~(-1).在可见光(λ420 nm)照射下,用g-C_3N_4降解有机小分子污染物2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP),该过程反应符合一级动力学,反应速率常数为0.0113 min~(-1),以0.67 g·L~(-1)的用量反应250 min后2,4-DCP矿化率达到60%;2,4-DCP在弱酸性条件下(p H=5.4)的降解效率最高;通过捕获实验及电子自旋共振(ESR)实验表明,超氧自由基(O·-2)是g-C_3N_4光催化降解2,4-DCP过程中的主要活性物种.2,4-DCP的降解路径主要涉及脱氯、苯环开环和碳链断裂等反应历程.     

太阳光照射土壤中多环芳烃化合物(PAHs)光催化降解动力学

以多环芳烃菲(Phe)、芘(Pyr)和苯并[a]芘(BaP)为目标污染物,研究了土壤pH和腐殖酸对太阳光降解PAHs动力学的影响,以及土壤pH对纳米TiO2和半导体Fe2O3催化太阳光降解PAHs动力学的影响.结果表明,太阳光照射下酸性和碱性土壤中PAHs的降解快于中性,在pH相同的条件下,三种PAHs的降解快慢的顺序为BaP>Pyr>Phe.在PAHs污染土壤中加入腐殖酸后光降解速率加快,5mg·kg-1腐殖酸可有效地促进土壤中PAHs的降解,腐殖酸起到敏化作用.在酸性条件下纳米TiO2和半导体Fe2O3催化降解最快,在碱性和中性条件下相差不大.     

吸附模式对有机物光催化降解的影响3.MEA-Langmuir-Hinshelwood光催化降解动力学方程

传统的Langmuir-Hinshelwood方程式不能定性、定量地解释H-酸在TiO2表面的吸附平衡常数KL与其在TiO2悬浮液中的光催化降解速率r之间的关系.这是因为在实际测定中,吸附平衡常数KL一般是通过给定有机物的平衡吸附量和平衡浓度而求得的.这样的KL不能表达给定有机物不同吸附模式吸附力的差别.因而以往的理论方法不能描述吸附力对光催化降解动力学的影响,而只能描述吸附量对r的影响.亚稳平衡态吸附(MEA)理论认为,同一吸附质在相同的热力学条件下可以不同的MEA态(包括同一溶质的不同吸附构型/模式)达到实际的吸附终态.从MEA的概念对Langmuir-Hinshelwood模型进行半经验性修正,可以较好地描述吸附量和吸附力(吸附模式)共同对H-酸在TiO2悬浮液中光催化降解动力学的影响.     

Fe~(2+)/单过氧硫酸氢盐(PMS)体系降解水体中酮洛芬的机制研究

以酮洛芬(KTP)为目标污染物,研究了其在Fe~(2+)/单过氧硫酸氢盐(PMS)体系中的降解行为.溶液的pH值不仅会影响KTP的存在形态,而且也会影响Fe~(2+)/PMS体系中Fe~(2+)的形态,进而影响KTP的降解,结果表明,酸性条件有利于KTP的降解,当pH=3时降解效果达到最佳,降解率为66.87%.分别以乙醇和叔丁醇做为自由基猝灭剂,检测到体系中存在硫酸根自由基与羟基自由基,且酸性时以硫酸根自由基为主导,而中性和碱性时以羟基自由基为主导,说明随pH值的升高体系中发生了SO_4~(-·)向HO·转化.当HCO_3~-浓度从0增大至0.01 mmol·L~(-1)时,其对KTP的降解起到促进作用,继续增大至10 mmol·L~(-1)时,对KTP的降解起抑制作用.HA在0至10 mg·L-1浓度范围内对KTP的降解起到促进作用,继续增大至50 mg·L~(-1)时则表现出抑制作用.自然水体中低浓度的腐殖酸、碳酸氢盐对KTP的降解起到促进作用,而高浓度则表现为抑制作用;采用UPLC/MS/MS对KTP降解产物进行鉴定,推测KTP在Fe~(2+)/PMS体系下的降解途径主要涉及脱羧反应、酮基化反应和羟基化反应;用发光菌急性毒性实验评价了KTP降解过程中的毒性变化,发现KTP氧化过程中体系的毒性低于氧化前KTP的毒性,表明Fe~(2+)/PMS体系是一种有效降低KTP毒性的方法.     

活性炭的光催化再生机理

通过研究催化剂的改性、再生温度、外加氧化剂对活性炭光催化再生反应速度的影响,结合光催化与活性炭的吸附理论,分析了活性炭的光催化再生机理．研究表明,活性炭的光催化再生由三个准一级反应组成．再生初期,再生反应速度由TiO2光催化降解吸附质的速率决定;反应的第二个阶段由光催化反应速度和吸附质的解吸速度共同决定;再生后期,再生反应速度由吸附质在活性炭上的解吸速率所决定．活性炭表面及其大孔内负载的Ti0：是使苯酚降解转化分解为无机物的降解中心．正是由于降解中心的存在及其表面苯酚浓度趋于零的状态,使得已吸附于活性炭孔内的苯酚不断向这个中心扩散,形成活性炭孔内苯酚的浓度差．在浓度差的作用下,扩散作用持续进行,导致活性炭内吸附位的逐步空出,从而实现活性炭的光催化再生．     

水体中常见无机阴离子对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的影响

选择了5种水体中常见的阴离子(Cl~-,SO_4~(2-),HCO_3~-,NO_3~-以及HPO_4~(2-)/H_2P_4~-),分别考察了其对TiO_2薄膜光催化还原模拟Cr(Ⅵ)废水的影响.从上述离子的光吸收,对·OH的捕获作用以及与Cr(Ⅵ)的竞争吸附三个方面讨论了上述离子影响TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)速率的原因.结果表明,体系酸性越强,越有利于Cr(Ⅵ)的还原;在pH值约为6时,HCO_3~-,Cl~-和SO_4~(2-)对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)具有促进作用,NO_3~-具有抑制作用,H_2PO_4~-/HPO_4~(2-)在低浓度时具有促进作用,而在高浓度时具有抑制作用.造成上述结果的主要原因是Cl~-,SO_4~(2-)和HCO_3~-具有较强的·OH捕获作用和在TiO_2表面较低的吸附能力;H_2PO_4~-/HPO_4~(2-)在TiO_2表面具有较强的吸附能力;NO_3~-对紫外光吸收作用降低了TiO_2表面的紫外光强度以及自身光化学反应产生了·OH.     

部分水溶性偶氮染料的光催化降解研究

本研究以高压汞灯为光源,系统地研究了１６种偶氮染料在水溶液中的ＴｉＯ２光催化降解。结果表明,这些偶氮染料的光解为一级动力学反应,采用ＴｉＯ２光催化降解方法处理所研究的偶氮染料是可行的,并初步探讨了染料的结构与光解反应表观速率常数之间的关系。     

g-C3N4/RGO的制备、光催化降解性能及其降解机理

尿素固相反应得到石墨相氮化碳(g-C₃N₄),石墨(G)被氧化制得氧化石墨(GO),GO被还原制得石墨烯(RGO),通过3种复合方法分别制得g-C₃N₄/RGO材料.通过对污染物亚甲基蓝、罗丹明B和甲基橙的降解,考察了g-C₃N₄与GO不同复合比9.7:1、9.3:1、9:1、8:1和6.7:1对光催化剂g-C₃N₄/RGO光催化性能的影响.同时考察了复合物对污染物的选择性降解.用X-射线衍射谱(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对催化剂的结构性质进行了表征.结果表明,g-C₃N₄与GO混合-水合肼还原-高温固相反应法制备的g-C₃N₄/RGO,时间最短,产量较高,对罗丹明B的降解效果最佳,说明该方法较好.另外,当g-C₃N₄与GO的质量比为9.7:1时,制备的g-C₃N₄/RGO降解效果最佳.还有,该复合材料对亚甲基蓝的降解效果最佳,罗丹明B次之,甲基橙最差.机理研究结果表明超氧自由基在光催化过程中起主导作用,羟基自由基起次要作用.     

DECP在TiO2上的热降解与光催化降解

以沙林模拟剂--氯磷酸二乙酯(DECP)在P25 TiO2上的热降解反应和光催化降解反应,通过原位红外光谱(In situ IR)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)等方法考察两种降解反应过程.证实DECP的热降解产物主要包括:DEHP(Diethyl hydroxyphosphonate),TEPP(Tetraethly pyrophosphate)和TEP(Triethyl phosphate)等.光催化反应过程中气相降解产物中除了有DEHP,TEP和TEPP以外,还发现了CO2,CO,H2O,HCl,甲烷,乙醇,乙醛和微量的DEP(Diethyl phosphite)等.DECP的降解机理,其光催化反应由脱氯,P-O-R键断裂,C-C键断裂和含磷基团的重组等复杂过程构成,最终转化为CO2,H2O和HCl等无机产物.     

光催化技术降解水中环境药物的研究进展

环境水体中检测到大量药物的存在,主要包括抗生素,抗惊厥抗抑郁药物,解热和非甾体消炎药,血脂调整剂,β-阻滞剂等。传统的水处理技术并不能有效地去除这些药物,存在于水体中的环境药物对公共健康的潜在危害引起了广泛的关注。文中简要地介绍了近年来光催化技术在降解环境药物动力学和机理方面的研究进展,试图找出水体中环境药物降解的一般规律,为环境水体中该类物质的迁移和转化提供理论依据。     

几种环境激素酞酸酯的光催化降解研究

在紫外光照射下,以TiO2为催化剂,研究邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)和邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)水溶液的光催化降解规律,不同结构特征的酞酸酯在降解过程中pH值均表现为先升高,再降低的趋势.降解为表观一级反应.采用色质联用技术(GC-MS)分别对上述物质降解过程中生成的中间体进行分析,提出了可能的降解机理.     

悬铃木果毛基α-FeOOH光催化还原去除水中Cr(Ⅵ)的性能和机理

选用经氢氧化钠和纤维素酶预处理的悬铃木果毛(ae-PAF)作为载体,通过一步水热法得到悬铃木果毛基α-FeOOH复合材料(α-FeOOH@ae-PAF),利用SEM、FT-IR和XRD对样品进行表征,详细考察了样品对Cr(Ⅵ)的光催化还原去除性能.实验结果表明,预处理实现了悬铃木果毛表面蜡质及纤维素组分的去除,水热法得...     

南四湖沉积物中二(口恶)英类化合物的分布

用13C同位素内标法,高分辨率气相色谱-高分辨率质谱对南四湖表层沉积物中17种含2,3,7,8-氯代二苯并二NB12E英/呋喃(PCDD/Fs)及12种共平面多氯联苯(Co-PCBs)的含量、同系物异构体的分布特征、沉积通量、毒性当量及来源进行了初步分析,并与山东近海(日照、烟台、青岛)的测定结果进行比较.总Co-PCBs含量分别为54.4pg·g-1dw(南阳湖)和41.4pg·g-1dw(微山湖).总PCDD/Fs含量分别为106.7pg·g-1 dw(南阳湖)和147.0pg·g-1 dw(微山湖).两湖含2,3,7,8-PCDD/Fs异构体对总毒性当量浓度的贡献基本相同,即以四-五氯代异构体为主.PCDD/Fs含量次序为青岛＞日照＞南四湖＞烟台.南四湖、日照、烟台近海沉积物中的PCDD/Fs对总TEQ(PCDD/F-TEQ+PCB-TEQ)的贡献为68.8%-93.0%.南四湖与山东近海沉积物中PCDDs/PCDFs比值和OCDD%∑百分比表明,山东省PCDD/Fs的来源较为一致,相对恒定.除河口处外,大气沉降应是南四湖及山东近海PCDD/Fs的主要来源.     

吸附模式对有机物光催化降解的影响2.H-酸在TiO2表面的光催化降解途径

水溶液中H-酸通过磺酸基团吸附在TiO2表面,UV照射TiO2所产生的自由基首先进攻吸附在TiO2表面的磺酸基团,从而进一步导致萘环开环.pH 2.5条件下,虽然饱和吸附量较大,但由于H-酸仅通过一个磺酸基团吸附在TiO2表面,过程中产生的硫酸根速率较慢,最终的光降解速率也较慢.pH 5.0条件下,虽然饱和吸附量较小,但由于吸附在TiO2表面的两个磺酸基团同时受到来自TiO2表面自由基的进攻,过程中产生的硫酸根速率较快,最终的光降解速率也较快.吸附模式的差异是导致H-酸在不同pH值条件下光催化降解途径和速率差异的关键因素.     

改性TiO2光催化膜的制备及其光催化降解2,4-DCP的研究

利用活性炭粉末对TiO2光催化剂进行改性,并对2,4-二氯苯酚进行光催化降解.结果表明,改性后TiO2光催化剂的光催化活性较之改性前有很大的提高.在pH=10,活性炭粉末掺杂量为10mg·ml-1时,300W高压汞灯下光催化降解120min,2,4DCP的去除率可达96.75%.     

纳米TiO2光催化降解有机磷农药的研究

通过实验,探讨了用纳米TiO2光催化处理有机磷农药模拟废水和实际应用的有机磷农药的可行性.实验表明,以测定不同时间PO43-的浓度来衡量有机磷的降解率,并以此来衡量有机磷农药及其中间产物降解的程度是合理的.光催化降解甲胺磷和水胺硫磷的结果,显示了有机磷农药的降解率与其结构有关.实际应用的有机磷农药也可用光催化降解.     

基于半导体材料的光催化降解全氟辛酸研究进展

近年来,环境中广泛存在的持久性有机污染物——全氟辛酸(PFOA)引起了社会与学界广泛关注,对于PFOA的高效处置一直是研究热点和难点。相较于其他方法,异相光催化降解技术具有绿色高效、易于推广、降解彻底等优点,是具有应用前景的PFOA有效处理手段。异相光催化技术的关键是构筑能够高效利用光能的半导体催化材料。目前常用的半导体催化材料存在光生电子-空穴对复合速率快等缺陷,可以通过金属离子掺杂、贵金属沉积、碳材料复合、构建异质结和改变微观形貌等方式进行改性增效。结合当前国内外研究现状,介绍了常用的PFOA处理技术,总结了基于半导体材料的异相光催化氧化降解机制,综述了半导体材料光催化降解PFOA的研究进展,并结合不同半导体催化材料的优缺点、效能,讨论了目前异相光催化降解PFOA技术存在的不足之处。该研究可为今后光催化降解PFOA技术的进一步发展和应用提供借鉴和理论支持。