纳米TiO2可见光催化氧化有机污染物的研究进展

纳米TiO2较宽的带隙宽度决定了其只能被紫外光激发,从而限制了其在光催化氧化有机污染物领域的大规模应用.本文从纳米TiO2自身可见光催化氧化、复合其他半导体氧化物、非金属元素掺杂3个方面综述了使纳米TiO2可见光吸收增强,从而能够在可见光条件下光催化降解有机污染物的最新研究进展.其中,TiO2与CeO2、MnO2、Co...     

纳米TiO2薄膜光催化降解废水中的苯胺

以钛酸丁酯为原料、无水乙醇为溶剂、硝酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法于500℃制备了3～6层的锐钛矿型纳米TiO2薄膜.以TiO2薄膜为催化剂,紫外灯为光源,通过正交实验确定了光催化降解废水中苯胺的最佳操作条件.实验结果表明:当初始苯胺质量浓度为10 mg/L、光照时间为7h、紫外灯功率为20 W、初始废水pH为8、TiO2薄膜层数为6时,苯胺去除率达到80.00％.     

TiO2-TiOF2光催化剂的制备及其性能表征

采用水热法制备了TiO2-TiOF2异质半导体复合材料.以废水中的盐酸四环素(TTCH)为目标污染物,研究了TiO2-TiOF2的光催化活性.在催化剂投加量为0.3 g/L的条件下,光催化反应30 min,对质量浓度为10 mg/L的TTCH去除率高达85.4％,且TiO2-TiOF2催化剂具有较好的重复使用性能.催化...     

废水处理用CNT改性TiO2光催化剂的制备及其性能表征

以碳纳米管(CNT)和TiO2为原料,通过溶胶-凝胶工艺制得废水处理用CNT/TiO2复合材料,考察了CNT/TiO2催化剂对罗丹明B(RhB)降解反应的催化性能,分析了催化反应机理,并表征了该材料的结构及光电等性能.光催化实验结果表明,最优CNT添加量为6％(w),最优CNT/TiO2加入量为0.6 g/L.结构和表...     

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。     

电解法降解有机污染物机理及动力学的研究

对阳极电解催化降解有机污染物的机理进行了研究。结果表明 ,在电解过程中能够产生氧化能力极强的羟基自由基 (HO· ) ,使有机污染物以间接氧化的方式降解。用非线性最小二乘法对试验数据的分析表明 ,降解过程基本符合两步一级模型 ,并得到了水杨酸降解过程中的两步速率常数和 2 ,3-二羟基苯甲酸在 5 10 nm处的摩尔吸光系数     

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。     

过一硫酸盐的活化及其降解水中有机污染物机理的研究进展

基于活化过一硫酸盐（PMS）产生SO₄^-·的新型高级氧化技术,在芬顿和类芬顿催化降解水中有机污染物的研究中占有重要地位。本文从活化PMS方法的特点和用途出发,对目前活化PMS的主要方法进行了论述,并对活化PMS降解水中有机污染物的机理进行了探讨,最后对该领域研究中存在的问题进行了分析。指出,开发高效的协同活化PMS的方法将成为该领域研究的必然趋势。     

TiO2气溶胶快速去除空气中的芥子气模拟剂

在自制反应器内,通过喷射法将纳米TiO_2分散成气溶胶形式,用以降解空气中的芥子气模拟剂二乙基硫醚(DES)。利用自行设计的一套气溶胶沉降行为评价装置,对TiO_2气溶胶的释放条件进行了优化。系统研究了相对湿度、反应温度、光强、催化剂加入量、反应物浓度等因素对DES降解速率和彻底矿化速率的影响。结果表明:TiO_2气溶胶对2.80 mg/L(近似芥子气快速致死浓度)DES降解的半衰期由涂覆型TiO_2的34.5 min缩短至8.5 min;TiO_2气溶胶光催化降解DES的最佳相对湿度为35%,此时CO_2最快生成速率可达34.64μg/(L·min),150 min内彻底矿化比例达66.1%;对于1.5 L反应器,催化剂加入量为30 mg时降解DES的量效比达到最佳状态;TiO_2气溶胶光催化适用于含低浓度DES空气的快速净化。     

纳米TiO2在有机废水处理方面的研究进展

综述了光催化材料纳米TiO2的制备、光催化降解水中有机污染物的机理、动力学规律及其研究现状和发展方向。     

TiO_2-Ag_3PO_4光催化剂的制备及其紫外光催化性能

采用化学沉淀法(两步法)制备了TiO_2-Ag_3PO_4复合光催化剂,考察了该光催化剂紫外光催化降解阳离子染料番红花红T(简称ST)的性能。实验结果表明:在TiO_2-Ag_3PO_4投加量0.7 g/L,初始ST质量浓度70 mg/L、不调节溶液pH的条件下,紫外光照射35 min时的ST降解率高达97.9%;TiO_2-Ag_3PO_4复合光催化剂的光催化性能明显优于单一光催化剂Ag_3PO_4和TiO_2,同时也明显优于Ag-AgCl/Ag_3PO_4复合光催化剂;避光条件下反应40 min,TiO_2-Ag_3PO_4对ST的吸附量仅为2.3 mg/g;TiO_2-Ag_3PO_4在室内自然光下也具有一定的光催化活性;TiO_2-Ag_3PO_4的光催化活性在酸性条件下要优于碱性条件;TiO_2-Ag_3PO_4重复使用5次后,其光催化活性无明显下降,稳定性较好。     

漂珠负载Ce掺杂Bi_2O_3光催化剂的制备及其处理含油废水性能

以漂珠为载体制备了Ce掺杂Bi_2O_3可见光响应催化剂。采用XRD、FTIR、SEM和DRS等表征手段对制备的催化剂进行了结构和形貌研究。以4#燃料油配制模拟含油废水,研究了催化剂在可见光作用下的光催化性能。表征结果显示:Ce掺杂Bi_2O_3成功负载到漂珠载体上,以四方相β-Bi_2O_3、α-Bi_2O_3和Ce O_2的形式存在;与空白Bi_2O_3相比,Ce掺杂Bi_2O_3固有的边带吸收波长拓展至544 nm。实验结果表明,在500℃条件下焙烧3 h制备的催化剂光催化效率最高,光照70 min时,油去除率可达88%。     

PANI-TiO_2光催化剂的制备及其降解甲基橙的性能

采用溶胶-凝胶法和原位氧化聚合法制备了新型聚苯胺修饰纳米TiO_2(PANI-TiO_2)复合光催化剂。以甲基橙溶液模拟有机染料废水,考察了过硫酸钾加入量、苯胺加入量、盐酸浓度及反应温度对PANI-TiO_2复合光催化剂降解甲基橙性能的影响。采用XRD,UV-vis,FTIR技术对PANI-TiO_2复合光催化剂进行了表征。实验结果表明:PANI-TiO_2复合光催化剂降解甲基橙的最适宜工艺条件为:n(过硫酸钾):n(钛酸四丁酯)=0.1,n(苯胺):n(钛酸四丁酯)=0.11,盐酸浓度2 mol/L,反应温度20℃,在此最适宜条件下,反应时间为60 min时,甲基橙降解率为97%。表征结果显示:与TiO_2相比,PANI-TiO_2复合光催化剂明显发生了红移现象,带隙变窄,有利于光催化反应效率的提高;与PANI相比,PANI-TiO_2复合光催化剂的红外特征峰向低波数的方向发生偏移;PANI-TiO_2复合光催化剂为锐钛矿型。     

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.     

Ag_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2/膨胀石墨复合光催化剂的制备及甲基橙的降解

以钛酸四丁酯为钛源、膨胀石墨(EG)为载体,通过溶胶凝胶-浸渍法制备了Ag_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2/EG复合光催化剂。采用SEM,EDS,XRD,FTIR,UV-vis等技术对其进行表征,研究了该催化剂在紫外光及可见光下对甲基橙的降解性能。表征结果显示:Ag_6P_2W_(18)O_(62)被成功负载到TiO_2上且保持Dawson结构;经Ag_6P_2W_(18)O_(62)表面修饰后的复合光催化剂可见光吸收性能增强;EG提供的丰富孔道有利于有机污染物吸附去除。实验结果表明:在甲基橙质量浓度为20 mg/L、催化剂加入量为1.0 g/L、反应温度为25℃的条件下,n(Ag)∶n(Ti)=1∶16时的复合光催化剂(ATE-2)的紫外光、可见光催化活性最佳;紫外光下反应70 min时甲基橙去除率为96.5%,可见光下反应40 h时甲基橙去除率为83.5%;ATE-2使用5次后,反应70 min时,其甲基橙去除率仍为92.5%。     

TiO2-xNx光催化氧化苯甲酸的研究

采用悬浮态光催化反应体系,以氙灯为光源,自制纳米TiO2-xNx为催化剂,考察了苯甲酸光催化氧化过程中TiO2-xNx质量浓度、反应体系初始pH和苯甲酸初始质量浓度对苯甲酸溶液中TOC去除率的影响。实验结果表明：最佳催化剂质量浓度为0．30g／L;TiO2-xNx的等电点为pH=5．3,在酸性条件下（pH=2．0）更有利于苯甲酸在催化剂表面的吸附,以及光生电子与O2反应生成·OH的进行;随苯甲酸初始质量浓度增加,TOC去除率降低,反应速率也相应地降低。TiO2-xNx比P25型TiO2表现出更强的浓度适应能力。     

氧化钆掺杂二氧化钛催化超声降解甲基橙的研究

用实验室合成的Gd2O3掺杂TiO2为催化剂,以甲基橙超声降解反应为模型,研究了各种因素对Gd2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的影响。研究结果表明,Gd2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的效果明显优于非掺杂的锐钛矿型TiO2的情况;在甲基橙溶液pH1．0～3．0、甲基橙质量浓度20mg／L、溶液用量100mL、催化剂用量0．5～1．0g／L的条件下,用输出功率1．0W／cm^2和频率25kHz的超声波照射60min,甲基橙降解率可达98．6％,COD去除率可达99．0％。