TiO2光催化法处理难降解废水的研究进展

以TiO2为催化剂,催化氧化法处理污水是近年来兴起的一种现代水处理技术,本文介绍了提高TiO2光催化剂催化效率,及对催化剂进行改性的方法,主要的手段主要有以下几个方面：减小催化剂尺寸、沉积贵金属、掺杂金属离子、光催化剂负载化、半导体复合等。介绍了国内外近年来有关多相光催化反应中光催化反应器设计与研究的进展情况。     

非金属掺杂TiO2的可见光活性及机理研究进展

光催化剂TiO2因其大禁带宽度（E=3．2eV）,致使不能有效地利用太阳能,因此研究开发可见光响应的TiO2就成为当前光催化剂研究的关键课题。非金属掺杂可使TiO2响应可见光,文章综述了各种非金属（N、S、P、C、B和卤素）掺杂TiO2光催化剂在可见光范围的响应、光催化性能以及它们可能的响应机理,提出了可见光响应型光催化剂现存的问题和发展方向。     

纸载P-TiO_2光催化降解甲醛的影响因素研究

本文以牛皮纸作载体,用浸渍法制备了具有光催化作用的纳米P-TiO2光催化剂,对室内一定浓度的甲醛气体进行了降解实验研究。通过实验探讨了甲醛的初始浓度、催化剂的用量、湿度条件、溶胶pH值和金属离子的掺杂5个影响甲醛降解率的因素,结果采用美国interscan公司生产的4160型甲醛分析仪进行表征。实验结果表明,当甲醛的初始浓度约为1.53mg/m3,P-TiO2用量为11.94g,湿度约为52%,溶胶pH=5.01,掺杂6.00mL 0.20 mol/L Cu2＋离子时,甲醛的降解效果最好,最高可达93.50%,甲醛浓度降至0.0994mg/m3,达到了GB/T 18883—2002标准中规定的0.10 mg/m3。     

B/Fe2O3共掺杂纳米TiO2可见光下催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了B／Fe2O3共掺杂TiO2复合光催化材料，并用XRD、荧光光谱（FS）和紫外可见漫反射光谱（DRS）对粉体进行了表征。XRD显示催化剂以锐钛矿存在的纳米颗粒，硒显示了颗粒的光谱特征，DRS显示掺杂B能极大提高催化剂可见光响应。以2，4-二氯苯酚（DCP）为降解物质，在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性。结果表明，掺杂B能使吸收光谱红移至可见光区，而进一步掺杂Fe203大大提高了催化剂的活性。     

Ag/AgX(X=Cl~-,Br~-,I~-)等离子体光催化降解有机物研究进展

自半导体Ti O2在紫外光照射下催化水制氢获得成功以来,人们对光催化剂的研究延伸至多个领域。其中光催化剂在解决能源紧缺和环境治理方面取得了丰硕的研究成果:光催化剂Ag/Ag X复合纳米材料还原CO2生成甲醇等低分子燃料减少了温室效应,利用太阳能光催化制氢,等离子体光催化剂降解有机污染物等。笔者主要介绍了Ag/Ag X(X=Cl-,Br-,I-)等离子体光催化剂的结构、光催化机理以及对各种有机污染物的降解活性,最后提出了这一类新型光催化剂发展的前景和努力的方向。     

大气污染防治

纳米 TiO2薄膜光催化剂 及其在空气净化上的应用 1.成果简介 纳米 TiO2具有很强的光催化活性，并且具有安全，廉价，应用范围广，无污染，不需高温，节能等优点，是最具有开发前途的绿色环保型催化剂之一。对各种有机污染物，氮氧化合物有很强的氧化净化作用，并且对细菌具有很强的杀灭性能，同时还可以净化各种病毒。在改善人类生活质量和身体健康上有广泛的应用前景。 　　利用纳米粉体，纳米薄膜以及纳米负载技术，结合材料的纳米复合，纳米结构控制，纳米掺杂以及介孔控制等技术，研究出具有高性能的光催化剂。同时在材料的纳米结构…     

新型可见光响应光催化剂的研究进展

研究开发高活性的可见光响应催化剂对于解决环境污染和能源短缺问题具有重要意义。在阐述反应机理的基础上,介绍了改性Ti O2、多元金属复合氧化物、卤氧化物、铋系化合物等新型可见光响应光催化剂的研究现状,并对未来可见光响应催化剂的机理探讨、催化活性提高、制备新技术等方面的研究进行了展望。     

纳米ZnO光催化材料的掺杂改性研究进展

纳米ZnO光催化材料的研究进展迅速,其光催化性能已接近或超过商业生产中用到的TiO_2材料(Degussa P25),而且它相比TiO_2材料更易于掺杂、更易刻蚀、在等离子体中稳定性好,未来有望在水污染治理和环境保护领域取代TiO_2光催化剂。概述了纳米ZnO光催化材料的制备、性能和掺杂改性研究进展,对纳米ZnO光催化材料的研究趋势进行了展望。     

负载型TiO2薄膜光催化剂降解亚甲基蓝

采用溶胶-凝胶法制备了玻璃负载的TiO2薄膜光催化剂,研究了该催化剂对亚甲基蓝溶液的光催化降解,考察了反应时间、水样的初始浓度、溶液的pH等对光催化降解效果的影响。     

MOFs光催化降解有机污染物研究进展

在阐述金属-有机框架材料(MOFs)特性的基础上,介绍了近年来MOFs光催化降解染料、药物分子以及苯酚类典型的有机污染物的最新进展,合理调控MOFs的结构是有效提高其光催化性能的途径之一。将金属或非金属离子掺杂到MOFs中,或将MOFs负载到碳纳米材料上,可扩展其光响应区域,从而增强其对有机物光降解的催化活性。同时,还对MOFs光催化剂今后的发展前景进行了展望,选择适当的无机光敏纳米材料与MOFs掺杂,可以有效提高MOFs的光催化剂活性,有较大的发展空间。     

掺杂型二氧化钛纳米管光催化降解甲基橙研究

利用本实验室制备的N-F原子掺杂二氧化钛纳米管作催化剂,在可见光区对甲基橙(MO)进行光催化降解实验。在催化剂用量固定为3cm2时考察了不同初始浓度、pH值、溶解氧(DO)等对降解率的影响。结果表明,在可见光区该催化剂具有较高的光催化活性;当溶液DO为19.2mg/L、pH值为3、初始浓度为10mg/L、反应时间300min时,降解率可达82.3%。     

光催化还原法处理含cr（Ⅵ）废水的研究

采用自制TiO2作为光催化剂,利用光催化-混凝联合处理含Cr（Ⅵ）废水,研究了废水的pH值、催化剂用量、反应时间、有机物和混凝剂种类对含Cr（Ⅵ）废水中Cr（Ⅵ）去除率的影响。结果表明,在添加EDTA,pH值为1,紫外灯120min左右,二氧化钛加入量为0．4g,采用FeCl3和PAM作为混凝剂时,Cr（Ⅵ）的去除效率最好。     

低温等离子体耦合催化剂降解VOCs的研究进展

文章对近十年来等离子体催化降解VOCs技术进行了调查研究并进行综述,简要介绍低温等离子体技术,通过分析低温等离子体催化不同的耦合方式,对贵金属、过渡金属氧化物、双金属、光催化剂等4种类型催化剂的研究进展进行概述;从湿度、背景气体、氧浓度和催化剂制备参数等方面概述低温等离子体催化影响因素方面的研究进展;不同的催化剂及其他影响因素对VOCs的降解效果及副产物的影响。最后对低温等离子协同催化技术降解VOCs的机理进行阐述。     

尖晶石铁氧体的掺杂改性及催化性能

本文使用蛋清和金属盐作为原料,采用溶胶-凝胶法合成一系列尖晶石铁氧体及其不同含量的掺杂型铁氧体催化剂。包括MnFe_2O_4和不同含量的Cu掺杂改性的Cu_xMn_(1-x)Fe_2O_4;不同含量的Co掺杂的Co_xMn_(1-x)Fe_2O_4;MgFe_2O_4和不同含量的Co掺杂改性的Co_xMg_(1-x)Fe_2O_4;NiFe_2O_4和不同含量的Co掺杂改性的Co_xNi_(1-x)Fe_2O_4。在相同实验条件下,将催化剂应用于催化过硫酸盐(PMS)降解双酚A(BPA)。结果表明,不同的元素掺杂改性不同铁氧体中,Co掺杂的CoxNi(1-x)Fe_2O_4具有最优的催化性能。在催化剂投量为0.1 g/L,PMS浓度为0.02 mmol/L;BPA浓度为10μmol/L,p H为中性,反应60 min时,Co_(0.2)Ni_(0.8)Fe_2O_4的催化性能最好,BPA的降解去除率约为70%。     

γ-Fe_2O_3/SiO_2/GR/TiO_2复合光催化剂的制备及可见光光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了γ-Fe_2O_3/SiO_2/GR/TiO_2复合光催化剂。通过XRD、SEM、DRS、VSM对样品的结构、形貌、吸收光谱、磁性进行表征,并通过在可见光下对亚甲基蓝的降解评价复合光催化剂的光催化性能和稳定性。结果表明,该复合光催化剂在可见光下具有较好的光催化性能。石墨烯可以抑制电子-空穴对的复合,增强TiO_2在可见光区的吸收,提高了TiO_2的光催化性能。复合光催化剂经多次重复利用后仍能保持较高的光催化活性。     

纳米Ag-TiO2/SiO2薄膜催化剂的制备及其性能研究

以硅胶为载体,采用溶胶凝胶—光还原法制备了掺杂Ag的TiO2薄膜催化剂（Ag-TiO2/SiO2）;以甲基橙为目标降解物,对其光催化活性进行了考察。实验结果表明,Ag改性的TiO2／SiO2薄膜光催化性能是未改性催化剂性能的2．06倍。以XRD、SEM、BET等手段进行表征,结果表明Ag的掺杂会促进薄膜催化剂中的Ti02由锐钛型向金红石型转变,同时Ag对电子的捕获使电子一空穴对有效分离,导致了其催化活性的提高。     

低温等离子体协同锰基催化剂降解甲苯、邻二甲苯的实验研究

VOCs的化学成分复杂,对于人体健康和生态环境产生潜在威胁。文章选取了甲苯和邻二甲苯两 种典型的苯系物VOCs,制备5种Cu-Mn/γ-Al2O3系列催化剂并进行XRD、BET和XPS表征。将催化剂置于DBD反应器的放电区域来降解苯系物,探寻其降解效果和副产物生成情况。实验结果表明,Cu掺杂的MnO2催化 剂的引入显著提高了VOCs去除率和CO2选择性。其中,等离子体催化系统中催化剂Cu0.15Mn的性能最佳,甲苯和邻二甲苯的去除率可达100％,CO2的选择性为92.73％,同时能抑制副产物O3和NO2的产生。催化剂的表征 结果表明,Cu-Mn固溶体中Cu和Mn的协同作用可以提高表面活性氧的量和还原性,从而提高催化性能。     

石化废水深度处理用臭氧催化氧化体系的研究＊

文章就臭氧催化氧化体系在石化废水处理中的作用进行了深入研究,对催化剂载体、催化剂配伍体系以及臭氧的投加方式进行了优化筛选。根据实验,多元催化掺杂体系较一元催化体系氧化效果好,CODCr的去除率可由一元催化时的20%提高到多元催化时的33%;在臭氧的投加方式上,分段投加要优于单级投加,臭氧投加分配比例为6∶3∶1时,CODCr的去除率可由单一投加时的9%提高到分级投加时的19%。     

外挂式光催化三相循环流化床处理苯胺废水

在自制的新型外挂式光催化三相循环流化床反应器中进行降解苯胺废水实验。结果表明:水力停留时间2h后,材料对苯胺吸附增长缓慢;反应过程中,最佳的通气量,气水比达到15∶1;负载催化剂最佳投加量为3%;单纯活性炭、活性氧化铝在反应初期对苯胺废水的去除能力较强,运行10天后分别降至5%和15%,而Ti O2/AC、Ti O2/Al2O3负载型光催化剂,对苯胺废水的去除效果稳定且基本相同,去除率达90%~95%。     

HPA／ZnFe2O4-TiO2光催化剂的制备及对马拉硫磷的可见光降解

以纳米TiO2载体,利用浸渍法制备了HPA／ZnFe2O4-TiO2光催化剂。对制备的催化剂进行了XRD、BET、TEM和UV-vis DRS表征。结果表明,催化剂样品均为锐钛矿相且ZnFe2O4很好地分散在载体表面,HPA／ZnFe2O4-TiO2光催化荆的平均粒径为10nm且在380-670nm均有强的光响应;反应最佳的HPA浓度为O.08molfL,最佳的ZnFe2O4负载量为1％。考察了HPA溶液初始浓度、ZnFe2O4负载量、溶液初始pH值、H2O2用量、催化剂用量对催化剂活性的影响。在溶液初始pH=13,H2O2=6mmol／L,催化剂用量为2g/L的最优条件下,光照反应进行100min后,马拉硫磷的降解率可达87％;重复4次后马拉硫磷的降解率仍可以达到67％。