纳米TiO_2-光催化灭活水中噬菌体MS

提出了一种简易的水中病毒灭活方法,以噬菌体MS2为模式病毒,探讨了紫外光照射时间、TiO2浓度、紫外光强度对自来水中MS2灭活效率的影响;评价了太阳光代替紫外光用于光催化灭活病毒的可行性.研究结果表明,聚乙烯(PE)材质的样品袋能更好地透过紫外光;紫外光照射6h,50mg/L的TiO2可以灭活自来水中7.95Log的MS2;紫外光强度在45μW/m2以下时,灭活率随强度的提高而增加;在溪水中,50mg/L的TiO2仅有4.87Log的灭活效率.在太阳光下,50mg/L的TiO2在自来水和溪水中对MS2的灭活效率差异不明显,都达到了6.1Log以上,表明太阳光-TiO2灭活水中的病毒可行且高效.     

TiO_2-Cu~(2 )体系降解偏二甲肼的研究

研究了在TiO2 催化氧化降解偏二甲肼的反应体系中添加Cu2 的效果以及Cu2 浓度、添加H2 O2 、反应体系A/V值以及紫外光与太阳光作光源对偏二甲肼降解率的影响 ,结果表明 ,在TiO2 光催化降解偏二甲肼的反应体系中Cu2 的最佳投加量为 4 0mg/L ,添加适量H2 O2 以及在紫外光照射下 ,适当增大反应液的A/V值都会大大提高偏二甲肼的降解率。同时也研究了偏二甲肼降解中间产物随着反应进程的降解规律。     

太阳光/硫掺杂TiO2体系对双酚A的氧化性能研究

利用小试试验研究了太阳光和硫(S)掺杂TiO2体系对水中双酚A(BPA)的降解效能及影响因素.结果表明,太阳光/S掺杂TiO2体系对纯水中BPA的去除效能较太阳光/TiO2体系显著提高,30 min时的去除率分别为79%和49%,且两体系对BPA的降解过程均很好地符合拟一级反应动力学模型;H2O2的投加量对两体系氧化BPA的性能均有显著的影响,但其最佳投加量不同(两体系的最佳H2O2浓度分别为20 mg/L和15 mg/L,太阳光/S掺杂TiO2比太阳光/TiO2体系高5 mg/L);较低的pH值有利于两体系中BPA的降解,pH为5.5时的反应速率常数比pH为8.5时高50%左右;腐殖酸会不同程度的降低两体系对BPA的降解速率,其影响均可以用二次方程来表示.此外,腐殖酸对太阳光/S掺杂TiO2体系的弱化作用要明显强于对太阳光/TiO2体系的,原因在于腐殖酸不仅会与BPA分子竞争.OH,而且会吸收部分可激发TiO2产生.OH的可见光.     

饮用水中病毒灭活效果的模拟研究

为了探索饮用水中病毒的灭活效果,我们采用次氯酸钙灭活饮用水中脊髓灰质炎Ⅰ型病毒(polio Ⅰ)的模拟实验研究.结果表明次氯酸钙对 polio Ⅰ病毒具有较强的灭活作用;当饮用水中余氯在0.45mg/L,接触时间为30min 时,次氯酸钙灭活病毒的效率为33.33%;而余氯在0.35mg/L,接触时间为60min,其灭活效率达到66.67%,本研究为饮用水、娱乐用水等水体的消毒处理提供了重要依据.     

TiO2光催化降解水中内分泌干扰物17β-雌二醇

以低压汞灯为光源,采用间歇式光氧化反应器,研究了17β-雌二醇(E2)在纳米TiO2(Degussa P-25)悬浆体系中的光催化降解.考察了溶液pH、E2初始浓度、TiO2光催化剂投加量、UV光强、H2O2、O2对E2光催化降解的影响.结果表明,TiO2光催化工艺可以有效地去除水中的E2,E2的光降解过程符合一级反应动力学模型;TiO2投加量为200 mg/L时,在14 W低压汞灯照射下,初始浓度为400 μg/L的E2在自来水中的光降解一级反应速率常数为0.018 min-1,E2的光催化降解速率常数与其初始浓度、TiO2光催化剂的用量、溶液的pH值、UV光强等因素有关;外加H2O2、O2可以影响催化剂的光降解效率.     

紫外活化过硫酸钠灭活水中噬菌体MS2的特性及机制

水环境中的病毒对常见的消毒技术有较强的抵抗力.为了开发水中病毒的高效灭活技术,以噬菌体MS2为对象,研究紫外活化过硫酸钠（UV/PS）体系灭活病毒的特性和机制.采用双层平板法对噬菌体MS2进行定量检测,研究UV/PS对水样中噬菌体MS2的灭活率和动力学特征,并考察PS用量、pH值和噬菌体初始浓度等因素对灭活效果的影响.利用透射扫描电镜观察UV/PS处理前后噬菌体的形貌,利用电子顺磁共振波谱法确认反应体系中存在的自由基种类.在自由基淬灭实验的基础上,分析计算UV/PS体系中各因素对噬菌体灭活的贡献率.结果表明,当紫外辐照强度为160 μW·cm^-2时,UV/PS处理4 min即可去除4.39 lg的噬菌体MS2,较单独使用同样辐照剂量的UV消毒灭活率高1.44 lg.UV/PS体系对噬菌体MS2的灭活动力学过程符合一级反应动力学模型.增加体系中的PS初始浓度能明显提高对噬菌体的灭活率和灭活速率,而pH和噬菌体初始浓度对UV/PS灭活噬菌体的影响较小.UV/PS处理可导致噬菌体的衣壳破损,促进了噬菌体颗粒团聚.UV/PS体系中存在SO₄^-·和·OH,是噬菌体MS2灭活的重要因素.·OH比SO₄^-·对噬菌体MS2灭活的贡献更大.     

纳米TiO2光催化降解海洋石油污染

以紫外灯为光源,考察了自制纳米TiO2在TiO2/H2O2光催化体系中降解海洋石油污染的效率.研究光催化降解催化剂用量、溶液pH值、污染物浓度以及催化时间等因素对光催化降解海洋石油污染的影响。结果表明,纳米TiO2/H2O2光催化体系能有效降解海洋石油污染,且比单独使用纳米TiO2光催化效果好,纳米TiO2光催化/H2O2体系中由于在紫外光的照射下H2O2分解为大量的.OH从而使得降解效率在短时间内大大提高。优化的光催化降解条件为:降解1 L油污染海水的催化剂用量为10 mg、油污染海水的初始浓度为120 mg/L、催化时间为30 min,当pH=6～7时,加入H2O2的体积(质量浓度为60%)为10 mL,油污染海水的降解率可达98.12%。     

温湿度和光强对水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化氮氧化物的影响

研究了路面水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化汽车尾气中氮氧化物过程中湿度、温度和光强对催化反应的影响．试验和分析结果表明，光催化氧化效率随湿度增加而急剧下降；当NO2浓度较低时，光辐照强度对光催化氧化效率的影响不显；NO2浓度较高时，随着光辐照强度的增强，光催化氧化效率呈现出上升趋势，在太阳光的照射下或在室内较弱紫外光照射下都具有良好的光催化氧化作用．在0～25℃的温度范围内，光催化氧化效率随温度升高而提高，而在25～60℃范围内温度的影响并不显。     

高度有序的TiO2纳米管阵列光催化性能研究

采用恒压阳极氧化法在纯钛箔表面制备TiO2纳米管阵列,利用SEM和XRD对其进行了形貌和晶型的分析和表征,并通过TiO2纳米管阵列膜对甲基橙光催化降解,探讨光照时间、甲基橙溶液的初始浓度、溶液的初始pH值和H2O2加入浓度等因素对甲基橙的脱色率影响.结果表明,H2O2加入浓度为50mg·L-1,紫外光照射2h,溶液为中性时,在30 mg·L-1的甲基橙溶液(50mL)中,甲基橙溶液的脱色率达到100%.当H2O2加入浓度进一步增大到100 mg·L-1时,光催化的效率进一步提高,紫外光照射1h,甲基橙溶液的脱色率就已经达到了100%,并未出现抑制光催化的现象.同时还研究了TiO2纳米管阵列电极的稳定性.实验结果表明,随着TiO2纳米管阵列使用次数的增加,其光催化效果略有所下降.     

水质对UV/H_2O_2降解2,4-二氯酚的影响

研究了UV/H2O2工艺对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的去除效果和水中阴离子、腐殖酸对该工艺降解2,4-DCP的影响。结果表明:UV/H2O2工艺可以有效的去除水中2,4-DCP,光降解过程符合一级反应动力学模型;在H2O2投加量为8mg/L,1个30W低压汞灯照射下,2,4-DCP在蒸馏水和自来水中光降解速率常数分别为0.0232/min和0.0162/min;NO3-、Cl-、HCO3-对2,4-DCP光降解有抑制作用;当3种离子浓度为0.5mmol/L、10mmol/L、20mmol/L时,对2,4-DCP光降解的抑制程度为HCO3->NO3->Cl-;随着离子浓度增大,抑制作用增强;自来水中的光降解速率常数低于蒸馏水中的光降解速率常数是由于水中多种离子影响的结果;腐殖酸在低浓度时,促进光降解反应的进行,在高浓度时,2,4-DCP的光降解氧化受到抑制。     

TiO_2/ACF光催化反应器的设计及降解苯酚的研究

以硫酸钛为原料,活性炭纤维(ACF)为载体,通过水解法制备出光催化剂(TiO2/ACF)。利用SEM、XRD等技术对其进行表征确认,ACF表面负载有大量以锐钛矿型为主的TiO2。在考虑工艺操作的应用性,以及反应器中的光-固(催化剂)-液(反应器溶液)-气(空气)等各要素之间的良好接触和匹配关系的情况下,设计、制作光催化氧化反应器。以主波长为254 nm的紫外灯作为光源,利用制备的TiO2/ACF光催化降解苯酚溶液,考察了动态条件下苯酚的去除效果。结果表明:在苯酚初始质量浓度为40 mg/L,废水pH=7.5,反应器内紫外灯光强为1.75 W/L,通入空气量Q=2.6 mL/(min.L)的情况下,当废水在反应器内HRT约为7.67 h时,苯酚去除率可达91%,COD去除率约为79%。     

用光触媒抑制淡水藻类增殖作用的研究

为维护和改善湖水、水库等大型蓄水设施的水质而寻找一种新的方法,在人工的明／暗光照射条件下,探讨了运用粉末状TiO2作为光触媒,抑制各种淡水藻类增殖的效果。粉末状的TiO2,在100mg／L的浓度下,对蓝藻的铜绿微囊藻原变种、鱼腥藻和绿藻的空星藻有明显的抑制增殖的效果;而对硅藻的钝脆杆藻,在此条件下则没有效果。     

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．     

混晶纳米TiO_2薄膜光催化降解亚甲基蓝

以钛酸四丁酯为原料采用浸渍提拉法在普通瓷片表面制备TiO2混晶薄膜,用XRD对薄膜进行表征,选用亚甲基蓝催化降解考察TiO2混晶薄膜的催化能力,探讨了紫外光光照强度、亚甲基蓝初始浓度和pH对光催化降解的影响。结果表明:600℃煅烧4h可制备金红石为13.2%的混晶薄膜,平均粒径为22nm;初始浓度在0.313～0.937mg/L,催化反应符合一级动力学方程,半衰期随初始浓度的增加而减小;在光照强度为40W和pH为13时降解率为45.6%,并可多次重复使用。     

TiO2/ZnO光催化降解四环素的研究

以太阳光、汞灯为光源，TiO2/ZnO复合半导体为催化剂处理四环素溶液，探讨了催化剂的配比、溶液体积、光照时间、pH、初始浓度、光强等6种因素对光催化活性的影响，比较了汞灯和太阳光作光源时的光催化效果，结果表明，用太阳光作光源时光催化效果也较好。     

平板构型太阳光催化反应系统中甲基橙降解脱色研究

利用太阳光作为光源，采用自制的非聚焦开放式平板构型光催化反应装置和二氧化钛悬浆体系，以甲基橙溶液光催化脱色为依据，考虑了不同催化剂投加量、溶液初始浓度、ＵＶ辐射强度及体系流量等因素条件下，反应系统的运行情况．实验结果表明，自制的平板式太阳光反应系统能够很好的利用太阳光，在较广泛的运行条件下均能达到较高的去污效果．本实验的最佳运行条件为：平均ＵＶ光照强度２６９３Ｗ／ｍ２的晴天，ＴｉＯ２催化剂投加量１ｇ／Ｌ，系统循环流量１６００Ｌ／ｈ，初始浓度为２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液１５Ｌ，光照１ｈ色度去除率达８３６％以上，光照２ｈ达９７９％．     

TiO_2/陶瓷光催化自洁杀菌性能研究

为了研究陶瓷的自洁、杀菌性能,文章以普通釉面陶瓷为载体,用溶胶凝胶法在其表面负载了纳米TiO2薄膜,制备了TiO2/陶瓷,并分别以甲醛模拟废水和红城湖水进行了自洁和杀菌实验。结果表明在4W紫外灯和太阳光下,对甲醛的降解率分别达到80%以上和50%以上。海口市红城湖水样在TiO2/陶瓷作用下,以4W紫外灯和太阳光为光源的灭菌率均达99%以上。表明TiO2/陶瓷有良好的自洁和灭菌性能。     

锐态型纳米TiO_2光催化处理含镉废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备锐态型纳米TiO2,用XRD、SEM对粉体进行表征。在紫外光的作用下将自制纳米TiO2光催化处理废水中的Cd2+。考察反应时间、pH值、废水负荷、催化剂用量等因素对去除率的影响。实验结果表明:纳米TiO2光催化处理含镉废水的去除率高,含镉废水pH值、废水负荷、纳米二氧化钛浓度以及反应时间等因素影响含镉废水去除率。在优化的处理条件中:废水镉浓度为30mg/L,纳米TiO2投加量为3mg/L,含镉废水的pH为10,反应时间为2.5h,废水中镉的去除率可达99.52%。     

Hepatitis A Virus Disinfection in Water by Solar Photo–Fenton Systems

This study evaluates and compares the effectiveness of solar photo–Fenton systems for the inactivation of hepatitis A virus (HAV) in water. The effect of solar irradiance, dark- Fenton reaction and three different reactant concentrations (2.5/5, 5/10 and 10/20 mg/L of Fe²⁺/H₂O₂) on the photo–Fenton process were tested in glass bottle reactors (200 mL) during 6 h under natural sunlight. Disinfection kinetics were determined both by RT-qPCR and infectivity assays. Mean water temperatures ranged from 25 to 27.3 °C, with a maximum local noon UV irradiances of 22.36 W/m². Photo–Fenton systems yielded increased viral reduction rates in comparison with the isolated effect under the Fenton reaction in darkness (negligible viral reduction) or the solar radiation (0.25 Log of RNA reduction). With the highest concentration employed (10–20 mg/L Fe²⁺–H₂O₂), an average RNA reduction rate of ~ 1.8 Log (initial concentration of 10⁵ pfu/mL) and a reduction of 80% in the infectivity capacity were reached. Results showed a strong synergistic effect between Fe²⁺/H₂O₂ and sunlight, demonstrating that significant disinfection rates of HAV under photo–Fenton systems may occur with relatively higher efficiency at middle environmental temperatures and without the need for an energy-intensive light source.     

TiO_2薄膜光催化降解邻苯二甲酸乙酯的研究

采用solgel法制备TiO2薄膜。以该薄膜为催化剂,研究了在H2O2存在的条件下,对内分泌干扰物质邻苯二甲酸乙酯(DEP)的光催化降解反应。分别讨论了pH值、H2O2的加入量、DEP的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响。结果表明在pH=2、50mg/L的H2O2中对初始浓度为50mg/L的DEP溶液光照150min有较好的降解效果。