二氧化钛膜光催化氧化苯酚

以钛酸丁酯为原料，通过溶胶－凝胶法在玻璃纤维布上制备了ＴｉＯ２膜。分别以主波长２５３．７ｎｍ的１５Ｗ紫外线杀菌灯和主波长３６５ｎｍ的１５Ｗ兰黑管荧光灯作为光源，利用所制ＴｉＯ２膜对不同起始浓度的苯酚水溶液进行了光催化氧化处理，综合分析了苯酚去除率，ＴＯＣ去除率和吸光度－波长扫描曲线。     

基于柱状发光体悬浆式光催化反应器绝对量子产率的计算方法

与均相体系不同 ,多相光催化体系不能忽略催化剂颗粒对光子的散射 ,但严格求解光辐射传递方程在数学上是很困难的 .通常采用的输入光强计算表观量子产率的方法往往低估了真实的光量子产率 .本文针对带有柱状发光体圆筒形悬浆体系反应器 ,在做出一些合理的简化后 ,提出了一种以二氧化钛为催化剂在近紫外光辐照下多相光催化绝对量子产率的计算方法 .以苯酚为模型化合物 ,应用在典型反应器中光催化降解的实验结果 ,求得局域体积光子吸收速率 (LVRPA)在反应器内的分布 ,计算了绝对光量子产率 .表观量子产率与绝对量子产率相差7.08% ,约有1.1%输入光辐射从反应器筒壁上被淬灭 .本方法可用来评价不同催化剂或同一催化剂不同模型化合物的光催化效率 ,也为光催化反应器的设计提供了依据 .     

苯酚水溶液光催化降解的盐效应

实验研究了不同浓度的NaCl, KCl, KBr, CaCl₂和Na₂SO₄等电解质对323K下苯酚水溶液光催化降解速度的影响,采用分光光度法测定了光催化降解的动力学曲线.结果表明,各种电解质对苯酚的光催化降解均有抑制作用,且随电解质浓度的增加而增强;盐效应强弱主要取决于阴离子而不是阳离子;对于所研究的体系,阴离子的盐效应作用顺序为Br->SO₄^2->Cl^-.光催化过程的盐效应可能与阴离子对光催化剂表面光生空穴的俘获和稳定作用以及阳离子的电导作用引起催化剂表面光生电子和空穴之间的短路有关.     

金属离子修饰纳米TiO2薄膜光催化降解苯酚

通过溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜，在制备过程中分别掺杂一定量的Fe^3 、Zn^2 、Pd^2 等金属离子。以高压汞灯做光源，用制得的纳米TiO2薄膜对苯酚作光催化降解实验，结果表明：掺杂Fe^3 、Zn^2 、Pd^2 的纳米TiO2催化剂光催化性能明显提高。并探讨了金属离子掺杂浓度和氧化剂对光催化的影响。     

二氧化钛悬浆体系太阳光催化降解甲基橙研究

利用太阳光作为光源，采用二氧化钛悬浆体系，考察了甲基橙溶液光催化降解反应中影响反应速度的相关因素．实验结果表明，太阳光强度、二氧化钛的投加量、反应器的Ａ／Ｖ值、溶液的初始浓度是影响反应速率的重要因素．在平均照度为９２６００ｌｘ的晴天，初始浓度为２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液，初始ｐＨ为３８８，反应器Ａ／Ｖ值为３６ｍ－１时，光照２ｈ后色度去除率达９０％以上，４ｈ后ＴＯＣ去除率接近７０％．实验结果证明了非聚焦开放式反应器构型和二氧化钛悬浆体系能很好地利用太阳能、有效地完成对甲基橙的脱色和有机碳的去除．各因素与甲基橙脱色速率的关系将作为进一步设计反应器的重要参数．     

新型负载型纳米TiO_2光催化降解苯酚的试验研究

以岩棉为载体制备一种新型负载型纳米TiO2,对有机污染物苯酚的降解效果较好。岩棉对苯酚有一定的吸附作用。经过120min的处理,苯酚基本上被完全降解。流速对降解率的影响较大,本试验选择流速为5mL/min。初始浓度越小,苯酚的降解效果越好。通入O2和加入适量H2O2均有利于苯酚的降解,且少量的H2O2可使苯酚的降解率大大提高。苯酚在pH=4.5时降解效果最好。     

负载型二氧化钛光催化降解苯胺

以紫外灯为光湖，在圆柱型光反应器中，负载在镍网上的ＴｉＯ２为催化剂，研究了水中苯胺光催化剂降解行为，结果表明苯胺的降解动力学可用Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ方程来描述，对苯胺的浓度、介质ｐＨ、液体流速、氧气浓度和外加Ｈ２Ｏ２等因素对光催化反应的影响进行了研究，并以实验现象予以解释。     

微波辅助光催化降解水中苯酚

利用改装的家用微波炉、微波无电极灯(EDLs)和TiO₂催化剂研究了水溶液中苯酚的光催化降解效果.结果表明,反应30 min,微波辅助光催化(MAPC)能去除92%的苯酚,溶液总有机碳(TOC)减少84%.MAPC的最佳反应条件为:苯酚初始浓度10 mg/L,微波功率900 W,反应液体积50 mL,EDLs-3,催化剂用量1～4 g/L,循环态流速15 mL/min.MAPC处理含酚废水具有较好的应用潜能.     

泡沫镍载二氧化钛光催化降解磺基水杨酸

为了探索有机物在固定后光催化剂上的降解行为,将TiO₂（锐钛型）粉末固定在多孔泡沫镍上,以一只6W主波长为365nm的紫外线杀菌灯为光源,研究了磺基水杨酸（Ssal）在TiO₂-Ni体系上的光催化降解。结果表明,Ssal的降解动力学可采用Langmuir-Hinshelwood（L-H）方程来描述。通过测定降解反应的半衰期和测定初始速率的方法确定了L-H方程的参数,两种方法的结果相吻合。还研究了Ssal的光催化降解反应速率与Ph值和温度的关系。结果表明,当Ph值为7.5左右时,Ssal的光催化降解最为有利;当温度从20℃升至50℃时,Ssal的光催化降解加快。通过考察不同Ph值时Ssal在TiO₂-Ni体系上的吸附能力探讨了反应初始速率与Ph值的关系     

纳米二氧化钛光催化降解斯蒂酚酸影响因素的研究

研究了几种阳离子和pH值对纳米二氧化钛光催化降解斯蒂酚酸的影响。结果表明 :在实验条件下 ,Fe3+ 、Cu2 + 、Zn2 + 3种阳离子使光催化的效果增强 ,Mn2 + 对光催化产生一定的抑制作用 ,水体pH值高于或低于二氧化钛等电点时对光催化降解有促进作用。在实验研究的基础上 ,对机理进行了初步探讨     

负载型活性炭/TiO2光催化降解苯酚的研究

在温和条件下(75℃和常压),通过在酸性水溶液中水解钛酸四丁酯并回流提高其结晶度,制备了锐钛矿型的TiO2.将此TiO2负载于粉末活性炭上,并用之来降解模拟废水苯酚.实验结果表明,该负载型催化剂的光催化效果要优于纯TiO2以及P25 TiO2加活性炭的混合体系.0.58g负载型催化剂降解0.4L浓度为100mg·L-1的苯酚溶液,经18W紫外灯光照6h后溶液中的苯酚去除率达到98%.同时,载体活性炭上吸附的苯酚量也随着光照时间逐渐减少,6h后残留的量仅为初始值的3.5%.     

光催化降解刚果红时TiO_2失活机理及再生方法研究

以刚果红作为模拟污染物,研究了Ti O2光催化剂的使用活性、失活及再生问题.Ti O2循环使用1、2、3、4、6、8次后,刚果红脱色率依次为86.0%、83.4%、79.1%、65.1%、46.0%、18.8%;失活Ti O2采用250℃、350℃、450℃、550℃进行焙烧再生,并考察其再生效果;通过SEM、XRD、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、傅立叶红外光谱(FTIR)对失活前后及再生Ti O2进行表征,分别分析了光催化剂的表面形态、晶体结构、光学特性及表面物种变化.结果表明:实验条件下,光催化剂反复使用8次后就基本丧失活性;造成Ti O2失活的主要原因,一是Ti O2颗粒的团聚;二是刚果红降解的中间产物,如硫酸盐,硝酸盐及含碳化合物累积在Ti O2表面占据催化剂的活性位,并阻碍光子和底物到达催化剂表面,使其光催化活性逐渐降低;失活Ti O2经最适温度450℃再生后,光催化活性恢复至81.4%.     

Synergistic photocatalytic degradation of pyridine using precious metal supported TiO2 with KBrO3

A series of precious metals catalysts （M/TiO/, M = Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt or Au） were prepared by a light deposition method and the synergistic photocatalytic degradations of pyridine （20 mg/L） under UV irradiation （365 nm） using M/TiO2 with electron capture agent KBrO3 have been investigated. The results show that KBrO3 has a greatly synergistic role on M/TiO2 and the photocatalytic activity of M/TiO2 is closely related to its work function. Ag could greatly enhance the activity of TiO2 due to the binding characteristics of pyridine on Ag. Under the conditions of 0.5 wt.% Ag loading, Ag/TiO2 concentration of 0.1 g/L, KlrO3 concentration of 10 mmol/L and reaction liquid pH value at 9, the pyridine can be degraded by 64% within 3 hr, doubled than TiO2 photocatalytic system. The degradation kinetics of pyridine follows first-order kinetics and k = 5.53 × 10-3 min^-1.     

FeTiO3/TiO2纳米异质结的制备和可见光催化性能

采用水热法和溶胶凝胶法制备了新型FeTiO3/TiO2纳米异质结复合材料,并明确了最优的掺杂比例(0.5%).随后利用X射线衍射能谱(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段对该复合材料进行表征,证实了其结晶度、吸光度随掺杂量的规律性变化.电镜照片显示,该复合材料具有蓬松多孔的微观结构,且晶格条纹清晰、分散度高,有利于光电子的传导.对苯的降解实验表明,相比于纯TiO2,该催化剂的气相可见光催化能力大幅提高,降解率提升了3倍,达到40%,而CO2生成量提升了5倍,超过300 ppm.同时,电化学测试和电子顺磁共振谱(ESR)等均证实,FeTiO3的窄能带能够提高TiO2的光响应,实现可见光激发;而二者的能带相互匹配,有助于转移光生载流子,实现电子-空穴的高效分离,进而其光生电子和自由基生成能力大幅增强,因此,表现出了较强、较稳定的光催化活性.     

Effect of TiO2 nanoparticle aggregation on marine microalgae Isochrysis galbana

TiO_2 nanoparticles(NPs) could adversely impact aquatic ecosystems. However, the aggregation of these NPs could attenuate this effect. In this work, the biological effects of TiO_2 NPs on a marine microalgae Isochrysis galbana were investigated. The aggregation kinetics of TiO_2 NPs under different conditions was also investigated to determine and understand these effects. Results showed that, though TiO_2 NPs had no obvious impact on the size and reproducibility of algal cells under testing conditions, they caused a negative effect on algal chlorophyll, which led to a reduction in photosynthesis. Furthermore, fast aggregation of TiO_2 NPs occurred under all conditions, especially at the pH close to the p Hzpc. Increasing ionic strength and NP concentration also enhanced the aggregation rate.The aggregation and the following sedimentation of TiO_2 NPs reduced their adverse effects on I. galbana.     

Effect of crystalline structure on terbuthylazine degradation by H2O2-assisted TiO2 photocatalysis under visible irradiation

Various methods for shifting the optical response of TiO₂ into the visible (Vis) range have been reported. Herein, we reported the application of a TiO₂/H₂O₂/Vis process and the effects of TiO2 crystalline structure on the degradation of terbuthylazine. The results indicated that TiO₂ crystalline structure and H₂O₂ addition had significant effects on terbuthylazine degradation: its degradation rate could be increased from 7% to 70% with H₂O₂ addition after 180?min of reaction, the synergistic degradation of terbuthylazine by TiO₂-Fe^{3 +} was substantially accelerated, with the degradation rate reaching up to 100% after 20?min of reaction, and rutile TiO₂ showed better photocatalytic activity and a more obvious synergistic effect than anatase TiO₂. The addition of free-radical scavengers (tert-butyl alcohol or methanol) inhibited the degradation efficiency of rutile TiO₂, but had a relatively minor effect on anatase TiO₂. Fluorescence spectrophotometry analysis indicated that hydroxyl free radicals could be continuously produced when using rutile TiO₂ as the photocatalyst. Degradation of terbuthylazine catalyzed by rutile TiO₂ occurred mainly in solution, but occurred on the particle surface of the photocatalyst when catalyzed by anatase TiO₂. This study provides new insight into the role of TiO₂ crystalline structure on the degradation of terbuthylazine and its photocatalytic degradation mechanism.     

复合催化剂PWn/TiO2光催化降解甲醛反应的研究

合成了PWn／TiO2(n=11，12)两种复合催化剂，运用FTIR，TG-DTA，BET比表面积，SEM，FL等手段对复合催化剂进行了表征，并将其用于甲醛的光催化氧化降解实验．结果表明，PWn／TiO2复合催化剂中的钛醇基团可在PW11的缺位位置发生化学键合作用，导致复合体系中结构的变化，光催化活性较低；PWn／TiO2复合催化体系中不仅保持了PW12完整的Keggin结构，而且，经350℃焙烧处理后PW12与TiO2形成载流子的有效迁移，使得复合催化剂具有较高的光催化活性，明显优于纯TiO2，2种复合催化剂对甲醛的光催化降解反应遵循L-H机理，符合一级动力学方程，PW12／TiO2(350℃焙烧)和PW11／TiO2(300℃焙烧)为催化剂时，光催化降解的表观反应速率常数分别为0．01243min^-1，0．005214min^-1。     

Combined effects of adsorption and photocatalysis by hybrid TiO2/ZnO-calcium alginate beads for the removal of copper

The use of nanosized titanium dioxide(TiO_2) and zinc oxide(ZnO) in the suspension form during treatment makes the recovering and recycling of photocatalysts difficult.Hence,supported photocatalysts are preferred for practical water treatment applications.This study was conducted to investigate the efficiency of calcium alginate(CaAlg) beads that were immobilized with hybrid photocatalysts,TiO_2/ZnO to form TiO_2/ZnO-CaAlg.These immobilized beads,with three different mass ratios of TiO_2:ZnO(1:1,1:2,and 2:1) were used to remove Cu(Ⅱ) in aqueous solutions in the presence of ultraviolet light.These beads were subjected to three cycles of photocatalytic treatment with different initial Cu(Ⅱ) concentrations(10-80 ppm).EDX spectra have confirmed the inclusion of Ti and Zn on the surface of the CaAlg beads.Meanwhile,the surface morphology of the beads as determined using SEM,has indicated differences of before and after the photocatalytic treatment of Cu(Ⅱ).Among all three,the equivalent mass ratio TiO_2/ZnO-CaAlg beads have shown the best performance in removing Cu(Ⅱ) during all three recycling experiments.Those TiO_2/ZnO-CaAlg beads have also shown consistent removal of Cu,ranging from 7.14-52.0 ppm(first cycle) for initial concentrations of10-80 ppm.In comparison,bare CaAlg was only able to remove 6.9-48 ppm of similar initial Cu concentrations.Thus,the potential use of TiO_2/ZnO-CaAlg beads as environmentally friendly composite material can be further extended for heavy metal removal from contaminated water.     

附载二氧化钛光催化降解水中对氯苯胺(PCA)

以紫外灯为光源 ,附载在镍网上的 TiO₂ 为催化剂 ,研究水中 PCA光催化降解动力学行为和机理 .结果表明 ,PCA的降解符合准一级动力学方程 ;初始 pH4～11对其反应速率影响较小 ;增大氧气浓度能加快 PCA的降解和脱氯速率 ;外加电位能大幅度提高 PCA的降解速率 .通过 GC-MS技术确定其降解中间产物主要有苯胺、硝基苯、对氯硝基苯、偶氮苯、4,4′-二氯偶氮苯等 ,它们最终矿化为 NH⁺₄、Cl^-、NO^-₃ 和 CO₂ .光催化能有效地降解 PCA但其矿化比降解需要更长的时间 .