膜分离-光催化组合工艺的应用研究

文章主要对膜分离-光催化组合工艺进行了研究。通过对悬浮体系中二氧化钛粒径的分析,选择合适的中空纤维膜。在不同的条件下对二氧化钛悬浮体系的研究结果表明,二氧化钛粒子的分离性能受粒子粒径、抽吸压力、曝气量、温度、pH值、料液环境等因素的影响,而在光催化反应常用的二氧化钛浓度范围内(1～4g/L),浓度对分离性能的影响不大。     

钒酸银改性二氧化钛制备及其可见光光催化性能研究

通过水热法将钒酸银掺杂负载到二氧化钛上,制备了一种新型改性二氧化钛复合光催化剂.利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和紫外-可见光漫反射技术对催化剂进行了表征,以亚甲基蓝为目标降解物,考察了该催化剂在可见光下的光催化活性、稳定性等,探讨分析了反应机理.结果表明,可见光下该催化剂降解亚甲基蓝的反应过程符合一级反应动力学,其降解速率常数为0.009min-1,是二氧化钛P25的3倍,且3次回收利用后降解率仅下降4.8%,仍具有较高活性.钒酸银与二氧化钛形成耦合异质结,在可见光照射下,光生电子由钒酸银导带传到二氧化钛导带上,空穴则聚集在钒酸银价带上,产生的h+、·OH等是降解亚甲基蓝的主要物质,电子与受体的结合是反应的限速步骤.     

四环素光催化降解特性与选择性研究

研究了盐酸四环素的光催化降解行为,结果表明四环素光催化降解反应符合一级反应动力学方程,吸附过程为整个光催化降解的控制步骤,推断四环素的主要降解途径是吸附在二氧化钛(TiO2)表面发生光催化氧化反应.同时,通过对四环素与磺胺甲唑或阿莫西林混合样品的降解实验表明,改变pH、TiO2投加量等因素,两种抗生素的降解表现出了明显的选择性.     

固定化二氧化钛膜的制备及其光催化性能

稳定、高催化活性二氧化钛膜的制备是光催化技术实用化的关键,采用改进的溶胶-凝胶法制备固定化二氧化钛膜并试验其光催化性能,考察了溶胶溶液组成、涂覆基材、涂覆方式、涂覆次数、焙烧温度等制备条件的影响.结果表明,用组成及配比为钛酸异丙酯︰正丙醇︰乙酰丙酮︰水＝4.5︰35︰1.5︰3.0(体积比)的溶胶浸涂钛板,并在400℃空气气氛下焙烧30min,重复浸涂4~6次得到的二氧化钛固定膜具有较高的活性,对活性艳红X-3B的光催化降解性能与悬浮式0.1g/L Degussa P25的性能相当.     

二氧化钛复合纸板对壬基酚聚氧乙烯醚水溶液的光催化降解

制备了一系列无机物含量大于80%的植物纤维/吸附剂/二氧化钛复合纸板,考察了复合纸板对壬基酚聚氧乙稀醚(NP-10)水溶液的光催化降解性能.结果表明,二氧化钛复合纸板对NP-10具有优良光催化降解性能,紫外光照34h后浓度为50mg·mL-1的NP-10的降解率达80%以上,光照前后NP-10水溶液的化学需氧量(COD)的变化表明,光催化降解可导致NP-10矿化.活性炭对二氧化钛光催化降解有协同作用,其在无机粉体中的质量分数为15%时,复合纸板的光催化降解性能最好.过氧化氢可大幅提高复合纸板的光催化降解性能,其最佳浓度为20mg·mL-1.二氧化钛复合纸板在NP-10水溶液中的稳定性好,重复使用10次后其质量损失小于2%,光催化降解性能不变.     

二氧化钛(P25)光催化降解二苯砷酸的研究

二苯砷酸(diphenylarsinic acid,DPAA)是经化学武器泄漏而产生的一种含苯基的有机砷化合物,具有较强的生物毒性,严重威胁生态环境的安全.目前关于降解DPAA方法的研究较少.前期研究发现利用光催化剂二氧化钛(P25)能快速降解DPAA,本实验在此基础上主要研究该催化剂对DPAA的吸附特征、光催化降解动力学及其影响因素,并利用活性氧猝灭剂实验进一步了解各活性氧基团在光反应中的贡献.结果表明,P25光催化降解DPAA可以分为表面吸附与光反应两个阶段,并可用Langmuir-Hinshelwood反应动力学模型拟合.溶液中离子强度和酸碱度的变化会引起光催化剂对DPAA吸附量的改变,进而引起反应速率的改变,反应速率随吸附量的减小而下降.溶液中溶解氧也能促进二氧化钛对DPAA的催化降解.活性氧猝灭实验发现羟自由基在催化反应中贡献最大.     

酸改性纳米TiO_2降解模拟污染物的研究

用溶胶-凝胶法制备了酸改性纳米二氧化钛,并用XRD、UV-vis等测定技术对所制得的粉体试样进行了表征,同时以甲基橙为模拟污染物,评价了改性后纳米二氧化钛的光催化性能,发现其光催化活性大大高于未改性二氧化钛粉体。并从酸改性的样品中筛选出了光催化活性最好的粉体,以光催化降解苯酚为模型反应,确立了降解的最优条件。     

用纳米级二氧化钛催化降解室内污染气体的实验

设计了一个模拟室内环境污染的反应箱，对主要环境污染物；苯、甲醛、氮氧化物，硫氧化物等。在二氧化钛光催化剂作用下的降解效果进行了定量测量，实验结果表明，如在室内墙壁上喷涂适量的二氧化钛微粒，在光催化下能有效地降低污染气体的浓度。     

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     

光活性二氧化钛膜的制备方法

近二十年来发展起来的光催化技术可利用太阳光能对水体中的多种有机污染物进行降解．这符合可持续发展的长远需要,具有诱人的发展前景。光催化技术利用可再生的清洁资源,氧化能力强．适用于广谱有机物,能使难被一般氧化剂氧化、又难生物降解的污染物降解．是当前太阳能利用及水污染控制方面开辟的前沿领域．在治理环境污染方面具有明显的发展优势。本文以溶胶-凝胶法、金属有机化学气相淀积、煅烧沉淀法等多种方法制备光活性二氧化钛膜。