水泥基材料负载纳米TiO2光催化反应动力学模型研究

针对路面水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化汽车尾气中的氮氧化物,研究了路面水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化汽车尾气中的氮氧化物的氧化反应速率所遵循的规律.通过Mear标准分析、试验验证和试验数据拟合,结果表明,水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化NO2整个过程的反应速率由表面反应过程控制,且其反应速率遵循L H动力学模型和一级反应动力学模型.     

Pt掺杂TiO2纳米粉体的制备及其光催化活性研究

以钛酸丁酯为前驱物,醋酸为酸催化剂,采用溶胶-凝胶法制备掺有不同质量分数Pt的纳米TiO2粉体.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等现代分析手段对所制备的不同Pt/TiO2纳米粉体的微观结构进行了表征.并以甲基橙染料的光催化降解为模型反应,考察了不同条件下所制备的光催化剂的光催化活性,探讨了纳米粉体中Pt的掺杂量对其光催化活性的影响.实验结果表明,Pt质量分数为0.2%的纳米TiO2粉体的光催化活性最好,过低或者过高的掺Pt量无法提高TiO2的光催化活性,甚至会降低TiO2的光催化活性.     

分子印迹TiO2的制备及性能研究

以水杨酸为模板分子制备了分子印迹纳米TiO_2材料,对分子印迹前后的纳米材料降解水杨酸的催化活性进行测定,并用SEM,BET和UV-Vis等对其微观结构及形貌特征进行表征。由实验结果分析可得,分子印迹改性对纳米TiO_2粉体的催化性能有显著影响。分子印迹TiO_2紫外光下催化降解水杨酸溶液,180 min脱色率达到97%以上。在苯甲酸、水杨酸混合液中进行光催化降解,分子印迹TiO_2优先降解水杨酸,选择因子达到2.37。因而分子印迹改性有效地改善了TiO_2的催化效率和降解的选择性。     

活性炭负载TiO2光催化剂的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/活性炭(TiO2/AC)复合光催化剂,并考察载体粒度、浸渍时间、煅烧温度对其光催化降解腐殖酸性能的影响,确定了最佳条件.利用XRD(X射线衍射)、氮吸附等手段对复合催化剂的物理特性进行了表征;探讨了催化剂投加量、重复使用次数等因素对光催化降解腐殖酸反应的影响.结果表明:试验制备的TiO2/AC复合催化剂具有大的比表面积,纳米TiO2晶粒为锐钛矿型且尺寸较小;催化剂投加量为2 g/L、反应3 h,可去除腐殖酸溶液的UV254值96%,具有比简单悬浮体系更高的光催化性能.     

铜铁共掺杂TiO2/膨润土光催化剂的制备及光催化性能

以溶胶-凝胶法、液相沉淀法和机械混合法制备了Cu-Fe双金属掺杂的TiO2/膨润土复合光催化剂,采用XRD、FTIR对其进行了结构表征,以紫外光和可见光催化降解直接天蓝染料废水为模型,考察了制备方法对催化剂光催化性能的影响。结果表明:各催化剂中均有锐钛矿型TiO2生成,且部分TiO2进入了膨润土的蒙脱石层间,改变了其层间的有序性,生成了Ti—O—Si键,实现了TiO2粒子与膨润土的复合。溶胶-凝胶法制备的催化剂中TiO2与膨润土的复合程度最高,Cu2+和Fe3+成功掺入了TiO2晶格,形成了复合半导体,拓宽了TiO2的光谱响应范围,使该催化剂表现出最优的光催化活性,并且该催化剂性能稳定,易于沉降分离,经高温活化再生后仍具有良好的催化活性,可重复多次使用,表现出良好的再生性能。     

附着态TiO2光催化降解壬基酚的研究

采用sol-gel法制备TiO2薄膜,以该薄膜为催化剂,研究了在H2O2存在的条件下,对内分泌干扰物质壬基酚的光催化降解反应。分别研究了pH值、H2O2的加入量,壬基酚的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响。结果表明：在pH=5,30mg／L的H2O2中对初始质量浓度为20mg／L壬基酚的溶液光照180min有较好的降解效果。     

TiO2薄膜超亲水性的研究进展

TiO2薄膜在紫外、光照射下所表现出来的超亲水性得到了国内外许多科学工作者的广泛关注。简要介绍了TiO2薄膜材料的超亲水机理、制备方法及应用发展等，指出了目前存在的问题并简单评述了今后的研究和发展方向。     

纳米TiO2治理室内甲醛的实验研究

利用纳米材料TiO2对室内甲醛进行了治理研究。测定了TiO2在不同吸附剂量、吸附时间时的吸附效率、穿透时间和吸附容量。将TiO2、活性炭对甲醛的吸附效果进行了对比，结果表明，纳米材料TiO2对甲醛的吸附率比相同质量的活性炭高10％-15％；当吸附时间为13h时，TiO2对甲醛的吸附量比活性炭高28％；穿透时间比活性炭长2h。利用SEM图谱进行了机理分析。     

热处理温度对TiO2的微结构及催化性能的影响研究

采用溶胶一凝胶法制得稳定的TiO2透明溶胶,凝胶经焙烧制备了纳米TiO2粉体,利用,TG、DSC和XRD方法对其进行了结构和形貌表征,考察了其对茜索红的光催化活性.结果表明,热处理温度对样品的微结构以及光催化活性有很大的影响.采用溶胶一凝胶法制备的TiO2最佳焙烧温度为550℃,晶型组成为44.32%的锐钛矿和45.68%的金红石态,在降解茜索红的实验中具有最佳的处理效果.     

掺钒TiO_2光催化剂的活性及其失活再生实验研究

采用溶胶-凝胶法制备掺钒Ti O2光催化剂,在不同条件下通过对甲醛废水进行光催化降解实验来研究催化剂活性影响因素,确定最佳实验条件。对失活后催化剂用不同方法进行再生,对再生效果进行分析比较。结果表明在10 g/L掺钒Ti O2作为催化剂,甲醛初始质量浓度为50 mg/L,空气流量为0.15 m3/h,65 W节能灯照射条件下甲醛废水降解效率最高为88.5%。4种再生方法中,高温焙烧和酸洗再生效果较好,再生率接近90%。     

上流边光型反应器中负载型TiO_2光催化剂处理印染废水的研究

试验采用Fe3+-Ce4+双元素共掺杂改性的TiO2光催化剂在自制的边光上流型光催化反应器中处理人造丝织物印染废水。在成功地解决了催化剂与水分离的同时,达到了充分发挥双元素改性TiO2光催化剂性能的目的。试验结果表明,催化剂投加量、pH值、曝气量、反应时间等指标对光催化效果有影响。在上流型反应器中加入10 g/L双元素掺杂改性的TiO2光催化剂,曝气量0.5 m3/L,处理水样240 min后出水水质色度去除率为97.6%,COD去除率为73.9%,去除效果良好。     

矿井瓦斯液相催化氧化制甲醇的理论初探

提出了以瓦斯气中的氧气作为氧化剂,选用适当的催化剂对瓦斯气中的甲烷进行直接催化氧化合成甲醇的研究思路。从甲烷液相催化氧化反应机理入手,围绕着矿井瓦斯部分氧化制甲醇的热力学、甲烷液相部分氧化制甲醇的研究基础、瓦斯中氮气的防爆惰化作用及构建的实验系统几个方面对矿井瓦斯液相催化氧化制甲醇的可行性进行了探讨。     

硝基苯气相氟代脱硝反应热安全性的理论研究

为研究硝基苯气相氟代脱硝反应的热安全性,采用Gaussian98软件,运用密度泛函理论(DFT)B3LYP,在6-31G(D)基组水平上,全优化计算气相条件下氟离子对硝基苯进攻的氟代脱硝反应的微观机理,得到反应路径并通过IRC验证,并对反应过程中反应物,各中间体、过渡态、产物进行分子几何构型优化,标准热力学函数计算。理论计算研究表明:该反应属于SN2亲核取代反应;反应能垒较低,反应所需能量可以从过程R→IM1和TS3→P所释放的能量(279.06 kJ/mol,143.34 kJ/mol)中获得;与席曼反应相比较,该反应速率下降3个数量级,热安全性更高,符合化工工程设计的本质安全化要求,具有广阔的应用前景。     

TiO2悬浮体系光催化降解壬基酚的研究

研究了以悬浮态TiO2为催化剂,在H2O2存在的条件下,壬基酚的光催化降解反应.分别研究了pH值、TiO2和H2O2的加入量、壬基酚的初始质量浓度以及光照时间对降解反应的影响.结果表明:在pH=5,30 mg/L的H2O2中,初始质量浓度为20 mg/L壬基酚的溶液光照180min后,降解率达54.42%.     

油气管道风险评价研究

管道风险评价作为管道风险管理的基础,其目的是通过计算某段管道或整条管道系统的风险值对各个管段(或各条管道)进行风险排序,以识别高风险的部位,确定那些最大可能导致管道事故和有利于潜在事故预防的至关重要的因素,确定管段维护的优先次序,为维护活动经济性的决策提供依据,最终使管道的运行管理更加科学化。本文对油气管道风险评价现状及评价方法进行描述,并提出我国油气管道风险评价技术的对策。     

气瓶火烧试验的热及力学响应数值模拟研究

火烧试验中,气瓶内流体介质的温度和压力及气瓶壁的温度不断升高,导致气瓶破裂。基于分区求解、边界耦合数值解法和流固耦合传热理论,采用计算流体力学软件Fluent,建立燃烧火焰模型和气瓶传热(包括气瓶壁及其内部介质)耦合模型并进行计算,得到燃烧火焰的温度场、热流密度分布与气瓶的温度场及其内部介质的温度场、流场和压力场。通过节点插值方法,实现Fluent热边界无缝转化到有限元软件Ansys中继而进行热-结构分析。利用Fluent和Ansys联合仿真模拟预测气瓶爆破时间,对于气瓶的灭火救援具有一定的指导意义。     

纳米TiO2光催化技术在废水处理中问题的探讨

光催化技术是一种新型的高效废水处理技术,但目前还处于实验研究阶段.详细地论述了目前纳米TiO2光催化技术在废水处理领域存在的一些问题,并提出一些建议和今后的研究方向.     

二氧化钛/累托石制备及其光催化性能研究

以累托石和四氯化钛为原料制备了二氧化钛／累托石复合材料,考察了各种制备条件如灼烧温度、复合反应温度、HCI／TiCl4等对光催化性能的影响。X射线衍射及红外光谱对材料的分析表明,反应中发生了聚合钛离子与累托石中阳离子的交换反应。酸性红B水溶液的脱色效率的结果表明,不同实验条件对复合材料的光催化性能都有不同程度的影响。初步探讨了影响光催化性能的机理及材料制备的最佳条件。