高指数晶面TiO_2对铬的吸附及光催化去除

由工业生产引起的铬污染是环境领域面临的一大挑战。二氧化钛(TiO2)材料因其吸附催化的双重作用在铬的去除方面具有潜在应用前景。利用水热法合成高指数晶面TiO2{201},对其进行SEM、TEM、XRD、及XPS表征,并用于Cr(III/VI)的吸附及Cr(VI)的光催化还原,以达到从水体中去除铬的目的。所合成的TiO2{201}为锐钛矿相,呈蒲公英状的层级结构。Langmuir吸附等温线结果表明,TiO2{201}对Cr(III)和Cr(VI)的最大吸附量分别为22.7mg·g-1和13.2mg·g-1,Freundlich模型拟合结果表明TiO2{201}对Cr(III)和Cr(VI)的吸附均易于进行,其1/n均小于0.5。在紫外光照条件下,TiO2{201}作为光催化剂可将毒性较强且吸附去除效果较差的Cr(VI)还原成Cr(III),并以Cr(OH)3及Cr2O3的形式沉淀在TiO2表面,XPS表征结果进一步证实了表面沉淀的存在。为探明TiO2{201}光催化还原Cr(VI)的机制,分别研究光生空穴淬灭剂(EDTA-2Na)和光生电子淬灭剂(KBrO3)对Cr(VI)还原效率的影响,证明Cr(VI)的还原是由光生电子引起。     

矿渣对废水中铅,铬的吸附去除试验

进行了矿渣去除废水中铬、铅离子的试验研究，探讨了接触时间、金属离子初始浓度、废水酸度等因素对吸附性能的影响。结果表明，有较宽的ｐＨ范围内矿渣对铬、铅离子有较强的吸附能力，基本符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温式，铅离子的吸附容量略大于价铬离子。     

TiO2光催化技术在有害气体净化中的应用

主要介绍了TiO2光催化技术在有害气体净化中的应用、提高TiO2光化效率的方法以及影响TiO2光催化效率的因素。     

水热合成温度对纳米TiO2特性及其可见光波段光催化性能的影响

以乙醇-丙酮-吡啶为溶剂，采用水热法制备了在可见光波段（≤450nm）具有良好光催化活性的纳米TiO2粉体,通过XRD、TEM、DTA、漫反射谱（DRS）与光电压谱等手段，研究了水热合成温度及250℃热处理对合成纳米TiO2粉体的材料特性，以及在可见光激发下纳米TiO2对甲基橙光催化降解的影响．结果显示，纳米TiO2晶型（锐钛矿）与粒径不随水热合成温度及热处理（250℃）条件的变化发生明显改变；各样品的表面吸附物状态以及可见光响应特性在未经热处理时随水热合成温度变化发生明显变化，而在经250℃热处理后则差异不明显；样品的表面吸附物状态、可见光响应以及可见光催化活性之间有显著关联，水热合成温度显著地影响了纳米TiO2粉体的表面吸附物状态及可见光催化活性。     

TiO2光催化降解水中对乙酰氨基酚的研究

以金属卤素灯(250 W,波长≥365 nm)为光源,研究了对乙酰氨基酚(APAP)在纳米TiO2悬浆体系中的光催化降解,考察了溶液初始pH、APAP初始浓度和TiO2投加剂量对APAP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APAP;在pH值为3.0、TiO2投加量为0.5 g/L的条件下,初始浓度为30 μmol·L-1的APAP水溶液在光照60min后的光降解率可达59.1%;APAP的光催化降解率与其初始浓度、TiO2光催化剂的用量、溶液的pH值等因素有关.     

纳米TiO2光催化氧化技术研究进展

从纳米TiO2 的光催化反应机理 ,影响光催化反应的各种因素 ,提高光催化活性途径及催化剂载体的研究等方面 ,对光催化降解水中有机污染物的研究作了详细概述。     

TiO2光催化氧化降解微囊藻毒素研究进展

TiO2光催化氧化是一项很有应用前景的高级氧化技术,本文综述了TiO2光催化氧化降解藻毒素的机理及其改进技术（包括TiO2光催化剂的改良和以TiO2光催化氧化为基础的组合工艺）,并对该技术投入实际应用所需要进一步解决的问题进行了探讨。     

Cr(VI)离子在TiO_2表面的吸附与光催化还原消除

随着体系ｐＨ值增大，Ｃｒ（ＶＩ）离子在ＴｉＯ２表面的吸附下降．当Ｃｒ（ＶＩ）离子初始浓度为３００μｍｏｌ／Ｌ时，其在ＴｉＯ２表面具有最大值吸附．Ｈ２ＰＯ４－阴离子及乙酸的存在对Ｃｒ（ＶＩ）离子的吸附有阻抑作用，甲酸存在会提高Ｃｒ（ＶＩ）离子的吸附．Ｃｒ（ＶＩ）离子在ＴｉＯ２半导体催化剂表面的光催化还原受体系的酸度影响较大．Ｈ２ＰＯ４－阴离子或Ｍｎ２＋离子存在会降低Ｃｒ（ＶＩ）离子的光催化还原效率．在太阳光照下，Ｃｒ（ＶＩ）离子在ＴｉＯ２上的光催化还原也可实现．通过调节反应结束后水溶液的酸碱度，Ｃｒ（ＶＩ）离子得以消除．反应后催化剂经酸处理，其活性恢复并可重复使用．     

TiO2光催化氧化污水处理技术的研究进展

TiO2光催化氧化技术作为近年来发展起来的水处理新技术被研究者广泛关注.论文对TiO2光催化氧化水处理技术在悬浮式光催化氧化和负载式光催化氧化方法中光催化剂、光催化氧化反应器和光能利用三要素的研究进展进行了总结和评述;在分析其各自优缺点的基础上,指出实现TiO2光催化氧化技术工业性应用今后需在完善催化剂的改性技术、激活催化性能、提高回收率和优化催化反应器的设计与太阳能可见光利用方面着重开展研究.     

Ag/TiO2光催化降解磺基水杨酸的研究

采用光化学沉积法制备了Ag/TiO2 光催化剂 ,并对典型难生物降解的有机污染物磺基水杨酸进行了光催化降解研究。结果表明 ,1 0 %担载量的Ag能显著提高TiO2 光催化活性 ,可在较短时间内实现对磺基水杨酸较高的降解效率。     

TiO2光催化氧化苯酚动力学研究

以中压汞灯为光源,研究了苯酚在ＴｉＯ２水悬浮液中降解动力学,考察了苯酚在起始浓度,气相氧浓度,催化剂投加量（ＴｉＯ２）光强度以及催化剂煅烧温度对苯酚光解速率的影响,揭示了苯酚多相光催化氧化反应的特点,反应过程符合表现一级动力学规律,气相氧的影响为一级,苯酚初始浓度的影响为负一级,在一定光强度下,催化剂的投加量存在一最值值,说明有效光强度,气相氧以及催化剂投加量是光催化氧化反应的关键因素,适当地热处     

二氧化钛光催化氧化阿散酸

阿散酸(p-arsanilic acid,ASA)是一种重要的有机砷化合物,较无机砷更加难以去除,目前关于去除水中ASA研究少有报道.本研究主要评价了TiO_2光催化剂(P25)对ASA的去除效果,考察了P25投量、pH和光照强度对其光催化氧化ASA的影响,探究了ASA光降解产物和主要机制.结果表明,在P25催化作用下,模拟自然光可氧化降解ASA为As(V),最终通过P25对As(V)的吸附作用将水中砷有效去除.当ASA初始浓度为2 mg·L~(-1),P25投量为1 g·L~(-1)时,光催化氧化-吸附0.5 h后,水中剩余砷的浓度约为0.34 mg·L~(-1).酸性条件下ASA的去除率远远高于碱性条件,最佳光照强度为68.5 mW·cm~(-2).P25光催化氧化ASA过程中羟基自由基起到了主要作用.     

Adsorption of carbon dioxide on amine-modified TiO2 nanotubes

TiO2 nanotubes (TiNT) were prepared by a hydrothermal treatment and modified by three kinds of amines,namely ethylenediamine,polyetherimide and tetraethylenepentamine (TEPA),to study their CO2 adsorption properties from gas streams.The resultant samples were characterized by X-ray diffraction,transmission electron microscopy,and infrared spectroscopy,as well as low temperature N 2 adsorption.CO2 capture was investigated in a dynamic packed column at 30℃.TEPA-modified TiO2 nanotubes showed the highest adsorption capacity of 167.64 mg/g because it had the highest amino-group content among the three amines.CO2 fixation on TiNT impregnated by TEPA was investigated at 30,50,and 70℃,and the adsorption capacity increased slightly with temperature.Following the adsorption step,the sorbents were regenerated by temperature programmed desorption,and the TiNT-TEPA sample,as CO2 sorbent,was found to be readily regenerated and energy-efficient.The cycle test also revealed that the TiNT-TEPA adsorbent is fairly stable,with only a 5% drop in the adsorption capacity after 10 adsorption/desorption cycles.In addition,the CO2 adsorption behavior was investigated with the deactivation model,and which showed an excellent prediction for the TiNT-TEPA breakthrough curves.     

TiO2-PW9复合催化剂光催化降解游离氰

采用水热法制备了二氧化钛(TiO_2)与三缺位磷钨酸钠(Na_8H[β-A-PW_9O_(34)]·24H_2O)共价结合形成的TiO_2-PW_9复合催化剂,并对其光催化降解游离氰(CN~-)的效果进行了研究.NMR和XPS等表征结果证明,Na_8H[β-A-PW_9O_(34)]·24H_2O(简写为Na-PW_9)已成功负载于TiO_2上.光电化学表征结果表明,Na-PW_9的引入可有效提高TiO_2的界面电荷转移.光催化实验结果表明,与单独TiO_2相比,TiO_2-PW_9的光催化活性有明显提高.同时,探究了初始CN~-浓度和催化剂投加量对CN~-去除的影响.结果表明,当初始CN~-浓度为0.3 mmol·L~(-1)、催化剂投加量为1 g·L~(-1)时,复合催化剂的光催化活性最佳,反应150 min后,CN~-的去除率达到81%.CN~-的氧化产物分析结果表明,氰酸根(CNO~-)是CN~-氧化的唯一产物.自由基淬灭实验和电子自旋共振(ESR)波谱分析结果表明,~1O_2是反应体系中的主要活性氧物种.本实验可为多功能催化材料的开发及其在含氰废水污染控制领域的应用提供参考.     

有机物多相光催化降解反应中催化剂固定化技术研究

以ＴｉＣｌ４和异丙醇为原料,通过化学反应将钛组分以键合方式引入载体多孔硅胶颗粒的表面,经高温处理提高活性,制备出的催化剂以甲基检溶液的脱色反应有很好的光催化活性,与相同量的粉末ＴｉＯ２作用相比,活性升高,经分析测定催化剂颗粒上有３１．０５％的钛成分且表面仍保持硅胶颗粒的骨架结构,具有大比表面和高分散性的优点,利用该方法即可以制备大颗粒载体型ＴｉＯ２催化剂,也可能进一步解决用于实际太阳光废水处理装置     

Cr(VI)离子在TiO2表面的吸附与光催化还原消除

随着体系pH值增大,Cr(VI)离子在TiO₂表面的吸附下降。当Cr(VI)离子初始浓度为300μmol/L时,其在TiO₂表面具有最大值吸附。H₂PO₄^-阴离子及乙酸的存在对Cr(VI)离子的吸附有阻抑作用,甲酸存在会提高Cr(VI)离子的吸附。Cr(VI)离子在TiO₂半导体催化剂表面的光催化还原受体系的酸度影响较大。H₂PO₄^-阴离子或Mn²⁺离子存在会降低Cr(VI)离子的光催化还原效率。在太阳光照下,Cr(VI)离子在TiO₂上的光催化还原也可实现。通过调节反应结束后水溶液的酸碱度,Cr(VI)离子得以消除。反应后催化剂经酸处理,其活性恢复并可重复使用。     

硼掺杂CeO2/TiO2光催化剂的制备及其活性研究

在三氯化钛和钛酸丁酯水解过程中引入硼酸、硝酸铈,制备了具有可见光活性的硼(B)掺杂CeO₂/TiO₂复合氧化物光催化剂,采用XRD、DRS、XPS等手段进行表征,以偶氮染料酸性红B为模型污染物评估了催化活性.结果表明,硝酸铈加入量影响催化剂的吸收带边,随用量增加,吸收带边红移至481nm(Ce/Ti=1.0,摩尔比),继续增加用量,吸收带边轻微蓝移.催化剂晶相组成与焙烧温度有关,500℃时焙烧样品主要由立方晶型CeO₂和锐钛矿TiO₂组成,焙烧温度高于700℃时,TiO₂转化为金红石型,CeO₂则无显著变化.随焙烧温度升高,催化剂吸收带边明显蓝移,综合考虑催化剂稳定性和太阳能利用,认为500℃焙烧较为合适.B1s XPS显示仅有少量B原子进入复合氧化物晶格取代了氧原子,主要以B₂O₃形式存在.酸性红B降解试验显示B掺杂CeO₂/TiO₂可以提高TiO₂的催化活性,紫外光辐射10min最高可使96.0%的酸性红B分解,且反应彻底,表现出较强的氧化能力,但Ce/Ti>0.5(摩尔比)时催化活性显著下降.     

TiO2多孔性薄膜光催化降解低浓度甲醛

采用不锈钢丝网负载TiO₂多孔性薄膜光催化剂,在间歇式循环光催化反应系统中研究了气相中低浓度甲醛的光催化降解,考察了催化剂载体、催化剂镀膜次数、甲醛初始浓度和光源等因素的影响,并对光催化剂的稳定性进行了研究.结果表明,甲醛降解率随着丝网目数的增加而增大;丝网使用数量的增多会提高甲醛降解率,但其影响随着丝网数量的增多而逐渐减弱;催化剂镀膜次数从1次增加到6次时,光催化剂的活性先上升后下降;当甲醛初始浓度在1.34～10.72mg/m³范围内增加时,甲醛的浓度变化值相应明显增大,但甲醛降解率先升高继而下降;光源采用杀菌灯时甲醛降解率比黑光灯时约高出19.0%,增大光强度使甲醛降解率提高了20.5%;光催化剂连续使用4次后,仍保持较高的催化活性.     

Fe3+掺杂纳米管TiO2光催化臭氧化去除水中腐植酸

HA(humic acids, 腐植酸)是一种难降解天然有机物,常规饮用水处理工艺很难将其去除. 采用水热合成法制备纳米管TiO₂,并通过TEM(透射电镜)、XRD(X射线衍射)、XPS(X射线光电子能谱)和BET比表面积分析对催化剂进行表征,考察纳米管TiO₂光催化臭氧化对HA的去除效果. 结果表明:①254 nm紫外光照射下,500 ℃煅烧纳米管TiO₂催化臭氧化HA的工艺去除效果最佳,HA去除率可达42.1%,较单独臭氧化工艺提高92.2%. ②采用Fe³⁺掺杂纳米管TiO₂催化臭氧化工艺时,Fe³⁺掺杂量为1.0%(原子百分含量),煅烧温度为550 ℃时,催化效果最好,HA去除率可达79.5%. ③HA去除率高于TOC,0~10min内该现象更为明显. ④考察陶粒和活性炭负载Fe³⁺掺杂纳米管TiO₂的催化效果及催化次数对催化性能的影响发现,陶粒和活性炭负载Fe³⁺掺杂纳米管TiO₂存在下,HA去除率分别为85.1%和97.7%,使用4次后,HA去除率分别为73.9%和82.8%.     

溴代甲烷在SO42-/TiO2上的光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了SO₄^2-/TiO₂催化剂,运用XRD、BET比表面测定,FTIR等技术对催化剂进行了表征,并在微型常压连续反应装置上进行CH₃Br光催化反应性能考察.结果表明,SO₄^2-引入TiO₂体系使得催化剂的结构和光催化性能得到显著改善.SO₄^2-负载量为9%,烧结温度为450℃时,SO₄^2-/TiO₂催化剂的光催化活性最高;SO₄^2-/TiO₂催化剂对反应物料中的水汽有很好的耐受性;当反应温度低于85℃时,提高反应温度,有利于改善对CH₃Br的光催化反应活性,表观活化能约为19.6kJ·mol^-1,反应温度在85℃～105℃区间时,CH3Br的光催化降解表观活化能为0.