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.     

微波Sol-Gel制备TiO2的研究及其对活性艳红X-3B的降解

采用微波Sol-Gel法在石英表面制备了负载型TiO2光催化剂,通过紫外吸收光谱和X衍射分析表征了TiO2溶胶的变化过程及锐钛型TiO2的生成。以活性艳红X-3B为模拟污染物进行光催化降解,探讨了微波功率、反应温度和反应时间对微波Sol-Gel法制备TiO2光催化活性的影响。由因素试验确定了最佳工艺条件:微波功率400W,反应温度90℃,反应时间2min。在此条件下制备的TiO2催化剂对活性艳红X-3B溶液进行光催化降解,反应30 min的脱色率达93%,TOC去除率为55%。采用中空纤维膜三相液相微萃取-毛细管电泳(HF-LLLME-CE)联用技术对降解生成的小分子有机物进行了测定。     

微波辐射烟杆氯化锌法制造活性炭工艺

提出了利用烟杆废料制造活性炭的新工艺.采用正交试验法对影响活性炭性能的因素,如微波辐射的功率、辐射时间、氯化锌浓度等进行了系统研究,得到了最佳工艺条件:微波辐射功率750 W,辐射时间7 min,氯化锌浓度为50%,利用该工艺条件所制备活性炭的产率为34.7%,亚甲蓝脱色力为17 mL/0.1 g,碘吸附值为1 093.4 mg/g.对比该活性炭与市售一级活性炭的微观结构,发现其具有更发达的微观孔隙结构.同传统方法相比,微波辐射法缩短了工艺时间,提高了产品性能.     

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.     

改性活性炭在微波场中的升温行为

以椰壳活性炭为载体,研究经Cu-Mn硝酸盐改性后的活性炭AC1在微波场中的升温行为.结果表明,相同微波辐照条件下,与未改性活性炭AC0相比,AC1的升温速率和能达到的最高温度均高于AC0,且AC1的升温行为受空气流速的影响,即在微波功率P＝231 W条件下,当空气线速度Qair＝400 mL/min时,改性活性炭能达到的最高温度为705 ℃.对AC1与AC0的升温行为的定量分析表明,活性炭的升温均可分为2个阶段,其中第1阶段升温较快,可用线性关系式T＝at＋b描述;第2阶段升温缓慢,可用负指数函数T＝ced/t描述.改性活性炭在微波场中升温行为的研究对于进一步研究改性活性炭的微波加热再生具有重要意义.     

活性炭微波再生的研究及应用

阐述了利用微波辐射法来再生活性炭,并分别考察需再生活性炭的浓度、微波功率、微波的时间以及碱度对活性炭再生后吸附性能的影响.实验结果表明,将1.5 g活性炭在100 mL浓度为1 mol/L的NaOH溶液活化,在微波功率为560 W,微波时间为3 min的条件下再生性能最佳;再生后的活性炭去吸附焦化废水可将焦化废水的COD降到了100 mg/L,达到了废水的出水标准.     

Fe掺杂Bi2MoO6的制备及其可见光催化活化PMS降解橙黄Ⅱ的研究

采用一锅水热合成法制备Fe掺杂Bi2MoO6光催化剂,对Bi2MoO6的主体结构进行修饰和调整.在可见光LED照射下,利用合成的Fe-Bi2MoO6催化剂活化过一硫酸盐(PMS,peroxymonosulfate,oxone)对偶氮染料橙黄Ⅱ进行光催化降解.采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)对催化剂的形貌微观结构和化学价态进行表征,并应用在光催化活化PMS降解橙黄Ⅱ的过程中.结果表明,催化剂投加量为0.4 g/L,PMS投加量为0.4 mmoL/L,初始pH值接近中性条件下,Fe-Bi2MoO6材料对橙黄Ⅱ的去除率可以达到100％.经过Fe掺杂后,Fe取代一部分的Bi3+,致使主体晶格出现畸变,不仅有利于光生电子和空穴的产生、分离和转移,还增强了 Bi2MoO6的光催化活性.Fe-Bi2MoO6光催化剂经重复使用5次后对橙黄Ⅱ的降解率仍然可以达到89.1％以上,具有优秀的光催化稳定性能.活性自由基的出现在光催化降解过程中起到主要作用,由此展示出一种潜在的光催化降解机制,且Fe掺杂Bi2MoO6比单纯Bi2MoO6具有更好的光催化降解稳定性.     

一种复合催化剂及其光催化降解煤矿瓦斯的性能研究

为提高催化剂光催化降解煤矿瓦斯效率,运用溶胶-凝胶浸渍过程将具有优异吸附性能的活性炭颗粒引入催化剂,制备了新型复合催化剂Ga2O3/AC。采用XRD、SEM、N2吸附等方法对新型复合催化剂的结构形貌及比表面积进行理化表征,验证了复合催化剂制备方法的可行性。同时以真空紫外灯为光源,进行光催化氧化降解瓦斯的模拟实验,对比考察Ga2O3、活性炭颗粒及复合催化剂的光催化活性。结果表明,相比单一Ga2O3,复合催化剂光照时间为180 min后对甲烷的降解率提高了13%,达到100%去除率。     

Fe2+催化剂湿式催化氧化处理染料废水的试验研究

以活性炭固载Fe2+为催化剂,在微波反应器中进行湿式催化氧化反应,以单因子法考查亚甲基蓝的湿式催化氧化效果受反应时间、催化剂、H2O2、初始浓度、pH、微波功率条件影响的关系.确定了湿式氧化反应的最优化条件:Fe2+的固载量125 mg,30％H2O2用量10 mL,pH值3.8,功率380 W条件下微波加热10min,处理20 mg/L亚甲基蓝溶液100 mL,降解率超过95％.     

TiO2对有机磷农药乐果光催化降解的影响

以TiO2作为光催化氧化剂降解有机磷农药乐果,用磷钼蓝分光光度法测定降解后乐果溶液中的磷酸根浓度.研究有机磷农药乐果在不同时间、温度和TiO2质量浓度条件下的降解.不同温度下,向质量浓度为100 mg/L的乐果中加入不同质量浓度的TiO2光催化剂(调至pH=7.0),测定乐果的降解量.结果表明,乐果降解的适宜时间为6 h,适宜TiO2质量浓度为1 000 mg/L,适宜降解温度为30 ℃.本文为TiO2对乐果光催化降解影响的进一步研究提供了参考.     

负载TiO2颗粒活性炭去除微囊藻毒素- LR的动力学

以活性炭为载体,采用溶胶凝胶法制备负载型的催化剂(TiO2/GAC),进行了有无紫外光降解和有无活性炭条件下的微囊藻毒素- LR( MCLR)降解试验.结果显示,在紫外光照射下,MCLR不会自身降解,且紫外光照对活性炭吸附性能无明显影响.此外,通过负载型催化剂对不同初始质量浓度的MCLR溶液的吸附和光催化降解试验,进行了Lagergreen准二级模型和颗粒内部扩散模型拟合催化剂的吸附去除动力学研究,应用Langmuir- Hinshelwood和Freundlich-Hinshelwood模型拟合光催化降解过程.结果表明,Lagergren准二级模型和Langmuir- Hinshdwood模型均能较好地描述TiO2/GAC对MCLR的吸附、光降解过程,Langmuir-H inshelwood模型中吸附平衡常数Kt值基本保持不变,约(0.057 0±0.0008)L/μg,降解速率常数k值随着初始质量浓度的增加有所下降.     

TiO2/ACF的Sol-Gel法制备及其对甲基橙的去除历程

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/ACF复合材料.采用SEM、低温液氮吸附对TiO2/ACF复合材料的结构进行表征.以甲基橙为模型物考察TiO2/ACF对液相有机污染物的去除性能.通过液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)检测紫外光照射下TiO2/ACF和TiO2去除甲基橙过程中中间产物的种类与分布.结果表明:随着涂覆次数增加,复合材料比表面积下降,TiO2涂层变厚、开裂,部分TiO2脱落;煅烧温度决定TiO2晶型结构和晶粒尺寸.涂覆2次、煅烧温度450 ℃所得TiO2/ACF具有最高催化活性,100 min内对甲基橙的去除率高达100%,且循环使用5次后对甲基橙的去除率仍可达83.4%.ACF的负载减少了甲基橙去除过程中中间产物的种类和含量.在以TiO2为光催化剂时检测到3种中间产物,甲基橙主要经过中间产物的路径被降解;而在TiO2/ACF上以直接光催化降解为主,中间产物种类、数量均低于TiO2.     

颗粒活性炭的制备及其PSA分离CH4/N2的性能

以无烟煤为原料,煤焦油为黏结剂,采用预氧化-炭化-水蒸气活化法制备了变压吸附(PSA)分离甲烷/氮气(CH4/N2)用的颗粒活性炭( GAC).系统研究了炭化和活化制备条件对GAC的PSA分离效果的影响.结果表明,GAC分离CH4/N2是基于平衡分离效应.在炭化温度500～ 600℃,炭化时间1～3h,活化温度800～950℃,活化时间2～4h,水蒸气流速5～7 mL/min条件下制备的GAC能够将CH4/N2中的CH4体积分数较原料气提高20％以上;其中,在炭化温度600℃,炭化时间2.5h,活化温度900℃,活化时间2h,水蒸气流速5mL/min的条件下制备的GAC能够将CH4体积分数较原料气提高36.6％.     

木屑型香菇菌菌渣活性炭及其制备方法

以木屑型香菇菌菌渣为原料,采用微波辐照碳酸钾(K2CO3)活化法制备菌渣活性炭。探讨了活化时间、K2CO3与菌渣质量比、活化功率对活性炭得率及吸附性能的影响,得到适宜的制备条件为:活化时间16 min,K2CO3与菌渣质量比0.8∶1,活化功率520 W。该制备条件下所得活性炭碘值为729.94 mg/g,亚甲基蓝吸附值为163.47mg/g,得率为23.4%。SEM、N2吸附、零点电荷p H值的表征结果表明,微波辐照K2CO3活化起到了很好的造孔作用,菌渣活性炭的孔大多为直径介于3~6 nm的中孔。根据BET方程计算的菌渣活性炭比表面积(SBET)为674.2 m2/g,孔容为0.54 m L/g,平均孔径为3.7 nm,菌渣活性炭的p HZPC为5.23。     

水热法制备纳米TiO_2处理垃圾渗滤液的实验研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用水热法制备纳米TiO_2材料,经过高温煅烧后,对其降解垃圾渗滤液的催化活性进行测定,并用XRD,TEM和UV-Vis对其晶体结构进行表征。实验结果表明,水醇比、水热温度和酯加入量对TiO_2催化效率有显著的影响,当水醇比为1∶3、煅烧温度500℃、水热时间4 h、Ti(OC_4H_9)_4加入量为10 m L条件下制备的TiO_2粉末光催化活性最好,对垃圾渗滤液的降解在180 min时均可以达到73%,COD的去除率可达76.92%。     

ZnO纳米材料的制备及其光催化性能研究

采用有机液相合成法合成ZnO纳米材料,分析了制备ZnO纳米材料的机理,研究了配比、煅烧、煅烧温度等因素对制备的ZnO纳米材料光催化降解染料废水的影响。通过TEM,XRD,XPS等手段对其成分、形貌及晶体结构进行表征。实验结果显示,制备的ZnO纳米材料煅烧前粒径为5.9 nm,煅烧后粒径为37.1 nm,煅烧可以提高其光催化性能,最佳原料配比为5∶1,最佳煅烧温度为500℃。     

五氯苯酚的降解研究进展

综述了近年来我国在五氯苯酚(PCP)降解研究中取得的进展,并对五氯苯酚的化学与生物降解法进行了评述.在化学降解法中着重讨论了光催化降解和辐射降解,对比了常用光催化技术(UV,UV/H2O2,UV/H2O2/Fe(Ⅱ/Ⅲ),UV/TiO2)和辐射技术对PCP的降解效率及其影响因素,分析了其降解产物和降解机理.化学降解主要为自由基氧化降解,五氯苯酚在HO·、·O2-等自由基作用下,逐步脱氯生成多酚或醌,然后开环矿化.在微生物降解法中,综述了降解PCP微生物的筛选,论述了PCP在好氧和厌氧条件下的降解过程.五氯苯酚的生物降解路径为:好氧条件下,五氯苯酚在氢氧化酶作用下,被氧化生成氯代醌,并逐步脱去所有的氯原子,生成苯酚后开环;在厌氧和缺氧条件下,五氯苯酚还原脱氯,在得到电子的同时,脱掉一个氯取代基,最终矿化为CH4和CO2.PCP的降解研究对讨论其在环境中的迁移、转化以及含酚废水的处理具有重要意义.     

微波辐射/Fenton试剂法处理聚磺钻井废水研究

采用微波辐射/Fenton试剂法对大湾404井完并聚磺钻井废水混凝水进行处理,考察了微波温度、微波功率、辐射时间对废水COD去除率的影响.结果表明,当微波温度为100℃,微波功率为400W,辐射时间为30 min,废水pH值为3.0,H2O2投加量为20 mL/L,FeS04投加量为0.1 g/L时,COD去除率较高,为60.50％,BOD/COD提高到0.5,因此该法可缩短聚磺钻井废水处理时间,提高COD去除率和可生化性.     

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%.     

微波诱导热解法制备落叶吸附剂及其工艺优化

采用微波诱导热解法制备低成本落叶吸附剂,以实现落叶的资源化利用.以碘吸附值为响应值,采用响应面分析法研究了微波诱导热解法制备落叶吸附剂的工艺条件.结果表明,热解时间与微波功率之间存在交互作用,当热解功率增加时,可适当缩短热解时间.落叶吸附剂的最佳制备工艺条件为:热解时间4.04 min,微波功率488.72W,氯化锌质量分数27％.落叶吸附剂以微孔吸附为主,BJH孔径分布较窄,孔容最高峰对应的孔径在1.9 nm左右,Langmuir比表面积为769.61 m2/g.