环境化学

X132《众力tX)11苯甲酸类光催化降解和经基自由基反应的关系/张彭义…(清华大学环境科学与工程系,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室)刀中国环境科学/中国环境科学学会一1999,19(3)一193一1% 环图X一58 研究了13种苯甲酸类化合物在固定膜平板反应器中的光催化降解,探讨了光降解速率与化合物结构之间的定量关系(QsAR),同时分析了苯甲酸类化合物和控基自由基反应的速率常数与结构的关系。结果表明,Hammett常数(。)和摩尔对数溶解度(l爵)是影响苯甲酸类光降解速率lgK的重要因素,其定量关系式为:I薛二一。.3的。 0.125坛S一2.612,苯甲酸…     

苯甲酸类光催化降解和羟基自由基反应的关系

研究了13种苯甲酸类化合物在固定膜平板反应器中的光催化降解,探讨了光降解速率与化合物结构之间的定量关系（QSAR）,同时分析了苯甲酸类化合物和羟基自由基反应的速率常数与结构的关系结果表明,Hammett常数（σ）和摩尔对数溶解度（lgS）是影响本甲酸类光降解速率lgK的重要因素,其定量关系式为：lgK＝-0．309σ＋0.125lgS－2.612,苯甲酸类与羟基自由基反应的定量关系式为lgK_OH＝－0.414σ＋9．816,证实了羟基自由基在本甲酸类光催化过程中的重要作用.     

基于平板型反应器的光催化降解研究

本论文围绕平板型反应器系统地研究了多相光催化技术的三个方面:平板型光反应器的试验与优化设计、光催化剂在平板上的固定方法和典型污染物在平板型反应器中的光催化降解及其定量结构活性关系(QSAR).     

负载型纳米Ti02光催化降解水中微量三氯乙烯

利用负载型纳米TiO2作为光催化剂，对水中微量三氯乙烯进行紫外光催化降解处理。研究表明，三氯乙烯光催化降解过程符合表现一级反应动力学规律。不同的三氯乙烯初始浓度。光照强度和催化剂用量，对三氯乙烯的光催化降解具有不同的效果。在一定初始浓度范围内，随着初始浓度的增大，三氯乙烯光催化降解的反应速率常数逐渐减小；光强与反应速率常数呈正比例相关，显示出有一个最佳值；催化剂的用量与反应速率常数并非呈直线相关。此外，还讨论了三氯乙烯光催化降解的机理。     

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     

泡沫镍负载Ti02光催化降解丙酮研究

以10w直管紫外杀菌灯为光源，固定在泡沫镍上的Ti02为催化剂，研究了低沸点有机小分子污染物的光催化降解行为。以丙酮为光催化降解对象，结果表明丙酮的降解符合准一级动力学方程，并研究了多种因素对丙酮的光催化降解的影响，并对实验现象加以解释。实验还对类似于丙酮的低沸点有机污染物，设计了一种新颖的光催化反应器。     

膜载Fe~(3+)/TiO_2光催化降解4-氟苯甲酸的研究

用自制半导体纳米Fe3+/TiO2玻璃薄膜,在高压汞灯下进行了光催化降解4-氟苯甲酸的研究。结果表明,反应光强、催化剂用量、pH值、溶解氧含量等反应条件改变对光催化降解效率具有显著的影响,光催化降解4-氟苯甲酸反应为一级动力学方程。     

光催化氧化处理水中污染物的研究现状及发展趋向

论述了光催化氧化的机理，介绍了光催化氧化在降解水中有机污染物、去除有毒无机物和回收贵金属方面的应用。讨论了光催化氧化速率的影响因素和提高光催化氧化速率的方法，并预测了光催化氧化的应用前景和今后的研究方向。     

利用日光能催经降解水体有机污染物研究进展

以日光为驱动力的高级氧化技术在总体上尚处于实验研究阶段，但具有良好的应用前景。反应器设计近年已由高倍聚光式转为非聚光式；ＴｉＯ２纳米级材料与含ＴｉＯ２复合体的研制提高了多相体系的光催化降解速率；有机物结构、光照与催化剂条件及溶液条件对降解动力学影响的研究也取得了进展。     

单偶氮染料AY17的光催化降解动力学及机制

为了研究水体环境中单偶氮染料酸性黄17(AY17)有效地去除方式及其可能的降解途径、转化和归趋等,实验首先探索了AY17在不同深度氧化体系中降解的可行性,研究发现其去除效率的大小按照UV/H_2O_2UV/Na_2S_2O_8≈UV/FeSO_4·7H_2OUV/KHSO_5UV/TiO_2排列.然后选取UV/TiO_2体系,研究了催化剂用量,反应温度,底物浓度以及溶液初始p H值等因素对其光催化降解动力学的影响,结果表明AY17的光催化降解遵循假一级动力学,其降解速率常数为0.011 2 min~(-1);当催化剂TiO_2用量为3 g·L~(-1)时其降解效果最好;高温有利于AY17的光催化降解,而随着底物浓度和溶液初始p H值的升高,其降解速率常数显著下降.最后利用GC/MS对AY17光催化降解中间产物进行了初步鉴定,研究发现在·OH等活性氧物种的作用下偶氮键的断裂、羟基自由基对芳香环上基团的取代以及吡唑环的裂解是其主要降解途径.     

原位红外光谱法研究CdS-TiO_2/MWCNTs可见光光催化降解气相甲苯

通过原位红外光谱技术研究了可见光下甲苯在CdS-TiO2/MWCNTs（多壁碳纳米管）和CdS-TiO2光催化剂表面的吸附、光催化降解过程,并考察了水汽对光催化反应的影响.结果表明,在吸附过程中甲苯在CdS-TiO2和CdS-TiO2/MWCNTs光催化剂表面就能被氧化成苯甲醛、苯甲酸等中间产物,水汽的存在有利于提高光...     

ZnO催化剂对苯胺光降解的研究

以太阳光，氙灯为光源，ＺｎＯ为光催化剂，对苯胺光降解行为进行研究，考察了溶液的初始浓度催化剂量，溶液ｐＨ值对苯胺光降解速率的影响。实验结果证实苯胺光降解符合准 级动力学规律，氧不足的条件下苯胺降妥的速率减慢。     

Detection of intermediates in the TiO2-assisted photodegradation of Rhodamine B under visible light irradiation

The photocatalytic degradation of dye Rhodamine B （RhB） in the presence of TiO2 nanostdpe or P25 under visible light irradiation was investigated. The degradation intermediates were identified using Infrared spectra （IR spectra）, ^1H nuclear magnetic resonance （^1HNMR） spectra, and gas chromatography-mass spectroscopy （GC-MS）. The IR and the ^1HNMR results showed that the large conjugated chromophore structure of RhB was efficiently destroyed under visible light irradiation in both the photocatalytic systems （TiO2 nanostfipe or P25 and Rhodamine B systems）. GC-MS results showed that the main identified intermediates were ethanediotic acid, 1,2-benzenedicarboxylic acid, 4-hydroxy benzoic acid and benzoic acid, which were almost the same in the TiO2 nanostdpes and P25 systems. This work provides a good insight into the reaction pathway（s） for the TiO2-assisted photocatalytic degradation of dye pollutants under visible light irradiation.     

α-FeOOH类Fenton可见光光催化降解有毒有机污染物

用氨水滴定法制备了针铁矿α-FH,以α-FeOOH作为光催化剂,橙Ⅱ(Orange-Ⅱ)和2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,DCP)为目标化合物,研究了可见光照射下(λ＞420 nm) α-FeOOH对其光催化降解的催化特性.结果表明:在可见光照射下,pH为7.02,H2O2浓度为1.5×10-2...     

Comparative study of performance efficiency for three kinds of photoreactors

This paper generalized the structure characteristics of three different configuration photoreactors: annular-type irradiated by lamp, solar shallow-pond and solar flat-plate and compared their performance efficiency at the same reaction condition level which was determined by the first order rate constant in photocatalytic decolorization of methyl orange in TiO2 suspension. It was demonstrated that solar could be considered as an alternative light source in photoreactors not only for low running and construction cost but also for their successful performance. The evidence has proved the feasibility of solar photocatalytic oxidation as an additional or alternative advantage stage of wastewater treatment process.     

Comparative study of performance efficiency for three kinds of photoreactors

ＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｆｉｃｉｅｎｃｙｆｏｒｔｈｒｅｋｉｎｄｓｏｆｐｈｏｔｏｒｅａｃｔｏｒｓＷａｎｇＹｉｚｈｏｎｇ，ＦｕＹｕａｎ，ＴａｎｇＨｏｎｇｘｉａｏＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｖｉｒｏ...     

TiO2光催化膜反应器的实验研究

采用溶胶-凝胶法,分别在炻器管、不锈钢管和玻璃管内壁负载TiO₂催化剂膜,在连续式光催化膜反应器中研究TiO₂膜光催化降解水中有机物的实际应用性能.结果表明:负载于玻璃表面的TiO₂膜上出现了Na元素的渗透,而在不锈钢表面所形成的TiO₂膜层均匀度较差;利用炻器管负载TiO₂催化降解亚甲基蓝(MB)的速率常数是不锈钢管和玻璃管的2倍;反应过程中鼓气与否所得到的苯酚光催化速率常数分别为0.143和0.103min-1;溶液在管内的流速为1和9 L/min时流体的Re分别为4 000和10 000.      

水中天然有机物的臭氧强化光催化降解研究

研究了饮用水源中大分子天然有机物（NOM）的臭氧强化光催化降解,考察了臭氧投加量、反应时间和HCO3^-浓度对NOM降解速率的影响;分析了臭氧强化光催化过程中NOM相对分子质量的变化,并比较不同相对分子质量大小NOM的降解速率.研究结果表明,臭氧强化光催化比单独臭氧氧化、光催化能更有效地降解NOM,同时增加臭氧投加量和反应时间才能有效提高臭氧强化光催化对TOC的去除率,而单独增加臭氧投加量可显著提高生物可降解性;HCO3^-显著降低光催化的降解效果,臭氧强化光催化能有效地减弱HCO3^-的不利影响;臭氧强化光催化过程中大分子NOM分解为小分子,SUVA值迅速下降,且相对分子质量越大矿化速度越快.     

喹啉的微波辅助光催化氧化降解研究

对微波辅助紫外光催化(MV/UV/P25)处理喹啉模拟废水的工艺条件进行了实验研究,并比较了MW、UV、UV/曝气、MW/UV/曝气、MW/UV/P25等五种体系下喹啉的降解,结果表明,微波辐射与紫外光催化(MV/UV/P25)在喹啉的降解过程中具有很好的协同作用,在反应进行到lh时,喹啉的去除率达到了64.9%。实验还对MW/UV/P25体系中喹啉降解的影响因素进行了研究。     

TiO2光催化降解PFOA的反应动力学及机制研究

全氟辛酸(PFOA)是一种新的持久性有机污染物,其处置技术是研究的热点.以UV254 nm紫外灯为光源,采用商品TiO2(P25)对PFOA进行光催化降解实验,并考察pH、TiO2用量、初始浓度、反应气氛对降解的影响.结果表明,反应符合准一级动力学方程,pH对反应有重要影响,氧气存在下能提高反应效率.在pH为3,TiO2用量为1.5 g·L-1,通入空气条件下反应7 h实现基本降解,速率常数为0.4206 h-1.投加俘获剂实验表明,空穴(h+)是主要的活性物质,其对反应速率贡献率为66.1%;羟基自由基(·OH)也参与PFOA的降解过程;投加NaF实验表明,PFOA在TiO2上吸附是反应发生的首要条件.UPLC-QTOF/MS分析表明,PFOA光催化降解逐级生成短链全氟羧酸(PFCAs).