TiO_2/NiPECO体系降解DMP的动力学和光电协同作用研究

以采用微波辅助法制备的TiO2/Ni光电极为阳极,纤维状石墨毡材料(graphite felt,GF)为阴极,饱和甘汞电极(saturated calomel electrode,SCE)为参比电极建立TiO2/Ni光电催化氧化(PECO)体系.以邻苯二甲酸二甲酯(dimethyphthalate,DMP)为目标物,研究其光电催化降解反应动力学和光电协同作用.结果显示:DMP的降解符合拟一级动力学规律;当DMP初始浓度一定时,影响DMP光电催化降解速率的因素由强到弱依次为:催化剂有效面积,紫外光强度,曝氧速率,外加偏转电压等.实验证明本体系中光电之间具有协同作用.     

TiO2/Ni PECO体系降解DMP的动力学和光电协同作用研究

以采用微波辅助法制备的TiO₂/Ni光电极为阳极,纤维状石墨毡材料(graphite felt,GF)为阴极,饱和甘汞电极(saturated calomel electrode, SCE)为参比电极建立TiO₂/Ni 光电催化氧化（PECO）体系。以邻苯二甲酸二甲酯（dimethy phthalate,DMP）为目标物,研究其光电催化降解反应动力学和光电协同作用。结果显示：DMP的降解符合拟一级动力学规律;当DMP初始浓度一定时,影响DMP光电催化降解速率的因素由强到弱依次为：催化剂有效面积,紫外光强度,曝氧速率,外加偏转电压等。实验证明本体系中光电之间具有协同作用。     

Ru-TiO2光电极对亚甲基蓝的光电催化降解

采用阳极氧化法制备Ru—TiO2光电极,以该电极为工作电极,石墨作对电极,饱和甘汞电极为参比电极,对亚甲基蓝溶液的光电催化降解进行了研究。结果表明：煅烧温度600oC,掺杂1％Ru的Ru-TiO2光电极催化活性最好;以紫外灯（125W）为光源,当外加偏压0．2V,pH为5时,Ru-TiO2光电催化亚甲基蓝120min可使其完全脱色;亚甲基蓝的光电催化降解遵从Langmuir—Hinshelwood动力学模型,测得其反应速率常数k：0．781mmol／（L·min）,吸附常数K=0．225L／mmol。     

新型光电催化反应器的设计及其反应动力学

研制了一种新型的光电催化反应器,并对PEG-2000模拟废水进行了降解动力学研究。结果表明,电解、光催化、光电催化去除0.5 g/L的PEG-2000模拟废水中COD为零级反应,从动力学角度来看,光电协同作用明显;在不同的外加偏压、初始pH值、曝气量和光强条件下,反应符合零级动力学规律;不同初始浓度PEG-2000模拟废水的光电催化反应具有不同的反应级数,高浓度时,此光电催化体系符合零级反应动力学规律,低浓度时,光电催化氧化符合一级反应动力学规律。     

复合型CoO／TiO2光催化剂降解亚甲基蓝动力学研究

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶凝胶法,制备了CoO掺杂的TiO2光催化剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外可见漫反射（UV—visDRS）对催化剂进行了分析、表征。以中压汞灯为光源,研究了亚甲基蓝（MB）在CoO／TiO2微粒水悬浮液中的降解动力学。结果表明：所制备的催化剂活性组分主要是锐钛矿型的二氧化钛和CoO固溶体,粒径为25～30nm,分布均匀。亚甲基蓝的光催化降解动力学满足一级动力学,在一定的浓度范围内,反应速率常数随初始浓度增大而减少,适当的掺钴量可以有效地提高TiO2光催化活性,其最佳掺杂量重量百分比为0．25％。     

UV/TiO2光催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯

酞酸酯是环境中普遍存在的有机污染物(内分泌干扰物)之一。利用UV/TiO2光催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯(DMP),讨论了溶液pH、TiO2投加量及DMP初始浓度等因素对DMP降解的影响。结果表明,DMP为10mg/L左右时,TiO2投加量为0.2～0.5g/L、pH=7是比较理想的降解条件;DMP初始浓度越高,其降解率则越低。研究了Langmuir-Hinshelwood模式下DMP在TiO2表面的吸附与催化活性的关系,发现DMP主要通过吸附在催化剂的表面而非在溶液本体中发生降解。线性回归计算所得光照条件下的吸附常数远大于无光照条件下的吸附常数,可能是由于UV和TiO2体系之间产生协同效应,提高了UV/TiO2体系对DMP的降解效果。另外,初步分析了可能的降解反应机制。     

纳米TiO2薄膜在不同陶瓷表面的负载及其光催化性能研究

利用2种不同表面处理的陶瓷作为载体，用溶胶凝胶法在其表面进行了纳米TiO2光催化薄膜的负载。采用X射线衍射法（XRD）、X射线光电于能谱仪（XPS）和扫描电镜（SEM）对薄膜的粒径、横断面及表面组成进行了表征和分析，结果表明，TiO2的平均粒径约为15nm，釉面陶瓷TiO2薄膜分布均匀，膜厚约为300nm；无釉陶瓷TiO2薄膜分布不均，膜层不明显；2种载体中的一些基质离子在TiO2薄膜有渗透。苯酚的降解实验表明，以2种不同表面处理的陶瓷为载体的TiO2薄膜对苯酚的降解均符合一级反应动力学，就催化活性而言，TiO2／釉面陶瓷〉TiO2／无釉陶瓷，分析认为基质渗透的Ca^2＋有降低TiO2光催化活性的作用；该薄膜对实际生产多菌灵废水具有催化降解作用。重复降解实验20次，TiO2／釉面陶瓷和TiO2／无釉陶瓷对苯酚的去除率仅分别降低9％和6％。     

UV／TiO2薄膜体系光降解酞酸酯研究

采用自制玻璃负载TiO2薄膜，研究了UV-Vis／TiO2以及UV／TiO2／H2O2体系对2种酞酸酯DBP和DEHP的光催化降解情况。研究结果表明，TiO2在暗处对酞酸酯没有降解作用；UV／TiO2体系能有效光降解DBP和DEHP，TiO2具有明显的光催化作用，增强因子分别为，fDBP=2．06，fDEHP=1．53；在一定浓度范围内DBP在UV／TiO2体系中的降解速率与其初始浓度成负一级动力学关系；UV／TiO2／H2O2体系对DBP的光降解能力远大于UV／TiO2和UV／H2O2体系，H2O2能显著提高TiO2的光催化活性。     

光催化电化学联合降解水中苯酚的研究

采用电化学、光催化联合工艺降解水中苯酚,在对其降解机理、反应动力学进行分析的基础上,考察了电解质浓度、电流密度及溶液pH等控制因素对降解速率的影响。实验结果表明：电化学和光催化同时作用时,产生了协同作用;以氯化钠为电解质可增强协同作用;光电联合工艺降解苯酚符合准一级反应动力学;弱酸性环境有利于降解反应的进行。在电流密度...     

光电催化氧化法降解藻毒素MCLR

使用DSA阳极,对光电催化氧化降解藻毒素MCLR的效能及其影响因素进行了研究。结果表明,电极表面的TiO2在光催化氧化降解MCLR的过程中发挥了明显的光催化作用。在光降解、电催化氧化、光催化氧化和光电催化氧化4个过程中,光电催化氧化对MCLR和TOC的去除率最高,分别可达100%和13%,并且光电催化氧化的去除率大于光催化氧化和电催化氧化之和,表明后两者的耦合过程产生了一定的协同作用。辐照光源和电流密度存在最佳匹配条件,分别为UVC辐照、电流密度10 mA/cm2和UVA辐照、电流密度1.0 mA/cm2,此条件下光电协同作用最显著。在光电催化氧化过程中,随极板间距增大而出现的去除率下降取决于电催化过程,而不是光催化过程;光电催化氧化MCLR的去除率随其初始浓度增加而减小。     

超声协同TiO2光催化降解4,4′-二溴联苯

以纳米TiO2膜为光催化剂,对4,4′-二溴联苯水溶液进行了超声光催化（US＋UV）、光催化（UV）和超声（US）降解,探讨了初始浓度、超声的声强和频率等对降解4,4′-二溴联苯的影响。结果表明,4,4′-二溴联苯的超声光催化降解存在协同效应,降解率随4,4′-二溴联苯初始浓度的增大而下降,随声强和频率的增大而增大。超声光催化过程符合一级动力学方程,反应数率常数为0.011 min^-1。超声光催化与光催化的降解产物不同。     

改性TiO_2光催化降解三苯甲烷类污染物

以硫酸钛为原料采用水热法制备了掺Fe3＋TiO2晶体粉末,采用X射线衍射仪（XRD）对样品的结构进行了表征。在可见光条件下,用溴酚蓝、甲基绿、甲基蓝、孔雀石绿、甲基紫和碱性品红等6种典型三苯甲烷类化合物为目标降解物,研究了以自制的掺Fe3＋TiO2晶体粉末对它们的催化降解作用。实验结果表明,制备的掺Fe3＋TiO2晶体属于锐钛矿型。6种化合物的光催化降解反应遵循拟一级动力学规律,且可用Langmuir-Hinshelwood（L-H）动力学模型描述,其表观反应速度常数（k）的大小顺序为：溴酚蓝〈甲基绿〈甲基蓝〈孔雀石绿〈甲基紫〈碱性品红,大小变化次序与其半衰期t1/2成反比,并从分子结构上对它们的降解规律进行定性解释。     

纳米TiO_2/EP光催化降解罗丹明B废水的研究

通过溶胶-凝胶法制备出可漂浮于水面的膨胀珍珠岩（EP）负载型TiO2,研究其在水中对罗丹明B（RB）的去除效果、吸附降解动力学以及最佳工艺条件,并研究其多次回收再生后的降解效果。结果表明,浸渍3次的负载型TiO2光催化活性最高,回收5次后活性变化很小,降解率下降不到8%;光催化剂用量为0.2 g,20 mL初始浓度为10 mg/L和15mg/L RB溶液光照6 h后降解率分别达98%和74%。在实验浓度范围内,该光催化反应可用一级反应动力学方程描述。     

活性炭负载Fe^3＋催化H2O2氧化邻苯二甲酸二甲酯

将Fe3＋负载在活性炭上制得载铁催化剂Fe/AC,并研究了该催化剂对邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的催化降解性能。通过正交实验和单因素实验,探讨了催化剂投加量、H2O2投加量、溶液pH值和反应温度对水中DMP降解率的影响,同时对DMP矿化度进行了分析。实验结果表明,制得的载铁催化剂具有较高的催化活性;降解效果的影响顺序是反应温度〉催化剂投加量〉H2O2投加量〉溶液pH值;在反应温度为80℃、催化剂投加量为4 g/L、H2O2投加量为20 mL/L和溶液pH值为3的条件下反应120 min后,质量浓度为10 mg/L的DMP降解率最高可达97.73%;在优化的实验条件下反应150 min,DMP矿化度可达62.73%;催化剂反复使用5次仍具有较好的催化活性,DMP降解率仍可达到77%以上;反应过程中溶液Fe3＋浓度的变化维持在1.07 mg/L左右,且可推测催化降解DMP主要是由非均相和均相催化氧化反应共同作用的。     

Ru-TiO_2光电极对亚甲基蓝的光电催化降解

采用阳极氧化法制备Ru-TiO2光电极,以该电极为工作电极,石墨作对电极,饱和甘汞电极为参比电极,对亚甲基蓝溶液的光电催化降解进行了研究。结果表明:煅烧温度600℃,掺杂1%Ru的Ru-TiO2光电极催化活性最好;以紫外灯(125 W)为光源,当外加偏压0.2 V,pH为5时,Ru-TiO2光电催化亚甲基蓝120 min可使其完全脱色;亚甲基蓝的光电催化降解遵从Langmuir-Hinshelwood动力学模型,测得其反应速率常数k=0.781 mmol/(L.min),吸附常数K=0.225 L/mmol。     

三维电极电化学反应器深度处理焦化废水

为探索焦化废水深度处理新途径,采用了焦粒、活性炭负载Mn（NO3）2和Zn（NO3）2化合物粒子电极为第3极的三维电极反应器对二级生化处理后的焦化废水进行深度处理。考察了焦化废水中有机物去除的影响因素及处理效果,并探讨了有机物的降解动力学。结果表明,以焦粒为载体的粒子电极三维电极系统在pH为6.5,电导率为4 580μS/cm,电流密度为16 mA/cm2,投加量大于25 g/L时,降解20 min,COD去除率超过35%以上。焦化废水的降解的动力学研究表明,焦化废水降解符合表观一级反应动力学规律。该研究可为三维电极反应器在焦化废水深度处理工程应用中提供参数依据。     

微乳液法合成掺硫纳米TiO_2及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,硫脲为掺硫前驱物,采用聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）/正己醇/环己烷/氨水的微乳液体系合成了掺硫的纳米TiO2粉体;对其结构进行了表征,以甲基橙为目标降解物考察了其光催化性能。烧结温度通过影响TiO2的晶型转变和颗粒尺寸来影响其光催化性能,随着烧结温度的升高,TiO2的光催化性能先是提高,然后迅速降低;在600℃烧结2 h时催化剂的降解性能达到最佳。掺杂硫可提高TiO2的光催化活性,随着掺杂量的增加,催化剂对甲基橙的降解率先快速增加然后缓慢降低,当掺杂量为S/Ti（摩尔比）=0.01∶1时TiO2的光催化降解效果最好。催化剂在用量较小时迅速提高TiO2的光催化降解性能,而后随着用量的增大反而降低,当催化剂用量为1.5 g/L时,对甲基橙的降解效果最好。