微波无极灯:一种具有前景的高效光催化光源

微波无极灯具有制造容易、价格低廉、能耗小和光强大等优点。作为光催化氧化的光源时,由于微波的协同作用可有效提高光催化活性,并能简化反应器。从发光机理、微波协同作用、优缺点和影响因素等方面,对微波无极灯在光催化领域的研究进行详细阐述。     

微波辅助光催化降解高浓度活性黑

利用改装的家用微波炉、微波无极灯和TiO2催化剂研究了水中高浓度活性黑的光催化降解.系统考察了TiO2投加量、pH、微波无极灯数量对微波辅助光催化处理效果的影响,得出微波辅助光催化的最佳操作条件,并在最佳条件下对活性黑的脱色及矿化效果进行研究.结果表明,TiO2投加量存在最佳值2 g/L,降低pH和增加微波无极灯数量均可提高活性黑的降解率.在TiO2的投加量为2 g/L,pH =3,微波无极灯数量为3的最佳光催化条件下,400 mg/L的活性黑溶液反应180 min时可实现完全脱色,反应300 min时,TOC去除率高达89.1％.     

微波无极紫外碘灯净化低浓度挥发性有机物的研究

采用微波无极紫外碘灯,以乙酸丁酯为挥发性有机物(VOCs)的代表物,对微波无极紫外碘灯净化低浓度VOCs废气进行了连续流动态实验研究.结果表明,在微波电源功率为200 W、管道内气体流速为0.025 m/s(即停留时间为13.32 s时)、乙酸丁酯初始质量浓度为1.500mg/m3的情况下,乙酸丁酯降解率可达78％以上...     

微波无极紫外光催化降解茜素绿的性能研究及产物分析

以微波无极紫外灯为光源,P25型Ti O2为催化剂,研究了微波反应器中茜素绿(AG)的光催化降解性能,考察了染料初始浓度及p H对降解效率的影响,利用ESI电子喷雾质谱和离子色谱测定了茜素绿降解的中间产物,并对产物的可生化性进行了分析。结果表明,微波/紫外/二氧化钛体系拓宽了染料浓度和p H的适用范围。降解后生成了大量小分子物质,可生化性得到了大幅度的提高,BOD5/COD值从反应前的0.0959增加到了0.40。     

治理恶臭气体的新技术

传统处理恶臭气体的方法,有氧化法、吸附法、化学氧化法、生物法、低压汞灯分解法等,但均存在二次污染、处理效果不佳等缺陷。复旦大学环境科学研究所侯惠奇教授主持的“微波等离子体紫外辐射应用于处理恶臭物质的研究”课题,近日申请了两项国家发明专利,其研发的“无极紫外灯”采用频率为2．45MHz的微波放电,     

新型无极紫外灯的光氧化性能研究

本实验对新型无极紫外灯的发射光谱、不同波长光线在溶液中的传播、·OH和O3的生成量、活性艳红X-3B溶液的降解情况进行了测定,并与普通中压汞灯进行了比较.结果表明,无极紫外灯在紫外区光强约为相近功率的普通中压汞灯的20倍;在溶液中紫外光比可见光更易被吸收;·OH生成与溶液对短波长光子的吸收存在对应关系,本实验中无极紫外灯的最大氧化距离约为6 cm;O3的生成量随着空气曝气量或254 nm处的光强的增大呈指数增加;降解活性艳红X-3B溶液的过程符合负一级动力学关系,降解效果明显好于普通中压汞灯,并且证明了无极紫外灯与生成的臭氧在活性艳红X-3B的降解过程中存在协同作用.     

无极紫外光降解染料活性艳红X-3B的研究

实验将一种新型光源--无极紫外灯,应用于染料废水的降解,考察了反应过程中,染料脱色率、TOC去除率、pH值以及反应前后高效液相色谱图谱的变化情况.实验表明,染料活性艳红X-3B经过无极紫外光处理110 min后,脱色率达96%,TOC去除率达66%,而pH值则是先降低后缓慢升高.     

微波辅助光催化降解水中酚的研究

利用改装的家用微波炉和自制的无电极灯(EDL)试验了5种酚在水溶液中的微波辅助光催化降解效果.结果表明,反应30 min,微波辅助光催化作用(MW/EDL/TiO2)能去除80%以上的苯酚、间硝基苯酚、对氯苯酚和对甲酚,相应溶液的总有机碳(TOC)均减少70%以上,2-萘酚的去除率为59%,溶液TOC减少54%;微波(MW或MW/TiO2)作用对酚的去除率有一定贡献;对上述5种酚的微波辅助光催化反应动力学进行了初步研究,发现均符合准一级动力学方程.     

微波辅助光催化降解水中酚的研究

利用改装的家用微波炉和自制的无电极灯（EDL）试验了5种酚在水溶液中的微波辅助光催化降解效果.结果表明,反应30 min,微波辅助光催化作用（MW/EDL/TiO2）能去除80%以上的苯酚、间硝基苯酚、对氯苯酚和对甲酚,相应溶液的总有机碳（TOC）均减少70%以上,2-萘酚的去除率为59%,溶液TOC减少54%;微波（MW或MW/TiO2）作用对酚的去除率有一定贡献;对上述5种酚的微波辅助光催化反应动力学进行了初步研究,发现均符合准一级动力学方程.     

微波辅助光催化降解阿特拉津的表观动力学

以内分泌干扰物阿特拉津为目标物,建立循环流化床微波辅助光催化体系,研究其微波辅助光催化降解规律。表观动力学研究发现,当阿特拉津初始浓度较低时,其在微波辅助光催化体系中的降解符合表观一级反应动力学特征。降解反应速率常数与阿特拉津初始浓度呈负线性相关,与紫外光强呈正线性相关,与催化剂浓度呈抛物线性相关。表观反应速率常数kobs=3.95×10-4c-0.27030I1.2224W0.3283,该模型计算值与实验值吻合较好,平均相对偏差仅为0.5%,可用于预测微波辅助光催化降解低浓度有机污染物的反应规律。     

微波无极紫外光氧化-内电解工艺处理染料废水研究

在自制的微波激发无极紫外灯光氧化反应器和内电解反应器联用体系中,以次氯酸钠为氧化剂,对活性深兰M-2GE染料模拟废水进行处理.结果表明,投加次氯酸钠4 mL/L、微波紫外光反应时间30 min、内电解反应时间50 min时,活性深兰M-2GE染料模拟废水的脱色率、COD去除率可分别达到95%、70%的处理效果.     

微波技术在污水处理中的研究进展和应用

微波技术因其独特的热效应和非热效应在水处理领域起着重要的作用。微波技术发展至今可分为4个方面:(1)微波直接辐射法处理污水;(2)微波场辅助活性炭处理污水;(3)微波与其他技术(光催化技术、金属催化剂等)联合应用处理污水;(4)微波辐照再生与制备催化剂。微波技术对各类污染物(如染料、氨氮废水、焦化废水和酚类、酸类和酯类等有机废水)的降解率影响显著。从降解效率的角度看,现代化微波工艺将朝着微波与高级氧化技术的联合应用方向发展,其联合反应机制和配套装置也有待做更多研究。     

TiO2晶体的微波水热法制备及光催化性能研究

以TiSO4和尿素为主要原料,EDTA为控制剂,采用微波水热法制备纳米TiO2光催化剂,并分析了纳米TiO2晶粒的最佳形成条件。利用XRD、TEM等技术对制备产物进行表征。结果表明,TiSO4和尿素混合物在微波水热条件下晶化150min后,产物为锐钛矿型TiO2,且产物粒径小、大小均匀。在紫外光照射下,以自制的锐钛矿型纳米TiO2为催化剂,酸性橙为降解目标物,进一步研究了其光催化性能。结果表明,该TiO2在紫外光照射下表现出稳定的光催化活性。     

微波纳米磁粉协同作用处理污泥的研究

将粒径范围在10～20 nm之间的磁粉加入到原污泥中,在微波场中辐射,考察0.5～5 min辐射时间内污泥可生化性能、沉降性能和脱水性能的改善效果.结果表明,在微波和纳米磁粉的协同作用下,污泥快速发生水解,5 min内VSS溶解率达到34.62%,COD溶出率达到13.38%,在显微镜下观察到污泥微生物细胞发生了破裂;...     

TiO_2晶体的微波水热法制备及光催化性能研究

以TiSO4和尿素为主要原料,EDTA为控制剂,采用微波水热法制备纳米TiO2光催化剂,并分析了纳米TiO2晶粒的最佳形成条件。利用XRD、TEM等技术对制备产物进行表征。结果表明,TiSO4和尿素混合物在微波水热条件下晶化150 min后,产物为锐钛矿型TiO2,且产物粒径小、大小均匀。在紫外光照射下,以自制的锐钛矿型纳米TiO2为催化剂,酸性橙为降解目标物,进一步研究了其光催化性能。结果表明,该TiO2在紫外光照射下表现出稳定的光催化活性。     

微波辅助Pb/ZrO_x光催化降解水中的对硝基苯酚

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助水热法制备了适用于微波辅助光催化体系的高效Pb/ZrO_x催化剂,并对其进行了XRD、XPS、BET和SEM等表征,其XPS结果显示在Pb/ZrO_x表面,Zr以+2、+3和+4三种价态共存。考察了微波辅助光催化氧化(MW/PC)对硝基苯酚(PNP)过程中,微波辐照功率、催化剂投加量、溶液初始pH和PNP初始浓度对PNP去除效果的影响,得到最优操作条件为,PNP初始pH值为5,催化剂投加量为1.0 g·L~(-1),微波辐照功率为200 W。此条件下,初始浓度为50 mg·L~(-1)的PNP溶液反应12min后,PNP转化率达95%,TOC去除约70%。并且,Pb/ZrO_x能够在重复使用5次的情况下仍保持较好的活性。比较了MW、PC和MW/PC 3种体系,得到MW/PC体系将PNP去除率从单独PC体系的48%提高至95%。微波与紫外光存在良好的协同作用,MW/PC能够快速、高效去除水中PNP,为微波辅助光催化氧化去除污染物提供理论基础。     

微波/活性炭/双氧水协同降解甲基红废水的研究

对微波/活性炭/双氧水联合降解甲基红染料废水进行了研究。考察了活性炭量、双氧水量、甲基红初始浓度、微波功率、pH以及处理时间等因素对甲基红降解效果的影响。结果表明,对于100 mL 100 mg/L甲基红溶液,当加入0.5 g活性炭,1 mL 30%H₂O₂,调节微波功率至680 W,反应25 min后,甲基红降解率达到81.87%。通过对比试验,发现微波、活性炭及双氧水对甲基红的降解起协同作用。     

光反应器中UV/Fenton光降解湖水中微囊藻毒素的研究

在光催化反应器中,采用UV/Fenton光催化氧化技术,对湖水中微囊藻毒素的光催化降解过程中各影响因子分析表明:微囊藻毒素光催化氧化降解率受光照强度、氧化剂种类及浓度、溶液pH和不同光催化体系等多因素的影响.光促催化氧化体系对MC-LR藻毒素降解具有显著的作用,在紫外光与氧化剂的协同作用下,紫外光照强度越高,越易于促进MC-LR藻毒素快速降解,降解率可到达80%以上.     

TiO2结构对光催化性能的影响及其提高的途径

文中介绍了TiO2的晶体结构与表面态性质对其光催化活性的影响,综述了近年来有关贵金属沉积、金属离子掺杂、表面光敏化、复合半导体、表面酸化和无机模板合成纳米粒子等改性技术的研究现状.还简单地介绍了电化学、微波场和超声波等外加场辅助光催化的进展.     

微波协同霍加拉特剂催化氧化苯的影响因素

为了探索一种高效、快速处理典型挥发性有机物的方法,对微波协同作用下霍加拉特剂催化氧化苯的性能进行了研究,主要考查了微波作用模式、微波功率、苯初始浓度、气体流量、催化剂用量和气体湿度对处理苯效果的影响,并对影响规律进行总结。实验结果表明,微波功率70 W,苯初始浓度1 917 mg/m3,气体流量1.0 L/min,催化剂床层高度3.86 cm时,苯转化率可达99.2%。微波辐照条件下霍加拉特剂能够有效实现苯的催化氧化,并且比传统加热具有更高的能量利用率。