利用日光能催经降解水体有机污染物研究进展

以日光为驱动力的高级氧化技术在总体上尚处于实验研究阶段，但具有良好的应用前景。反应器设计近年已由高倍聚光式转为非聚光式；ＴｉＯ２纳米级材料与含ＴｉＯ２复合体的研制提高了多相体系的光催化降解速率；有机物结构、光照与催化剂条件及溶液条件对降解动力学影响的研究也取得了进展。     

水溶液中十二烷基苯磺酸钠的半导体光催化降解的研究

以ＴｉＯ２为催化剂,以３００Ｗ高压汞灯为光源,对水溶液中的十二烷基苯磺酸钠进行了半导体光催化降解,研究不同ｐＨ条件下金红石型和锐钛型ＴｉＯ２的光催化活性及Ｈ２Ｏ２,Ｃｕ＾２＋的加入对降解的影响,结果表明,锐钛型ＴｉＯ２具有较高的催化活性;Ｈ２Ｏ２在碱性条件下能抑制ＤＢＳ的光催化降解,在无ＴｉＯ２时,Ｈ２Ｏ２对ＤＢＳ有光催化氧化作用,在酸性条件下,Ｃｕ＾２＋对ＤＢＳ的ＴｉＯ２光催化降解有较强的助催化     

光催化降解有机磷农药废水的可行性

在ＴｉＯ２粉末的存在下，研究光催化降解有机磷农药废水的可行性。结果表明，ＣＯＤｃｒ６５０ｍｇ／Ｌ，有机磷１９．８ｍｇ／Ｌ的有机磷农药废水在３７５Ｗ中压汞灯照射４ｈ，ＣＯＤ去除率为９０％，有机磷将完全转化为无机磷。同时还研究了光催化剂ＴｉＯ２的用量，反应液初始ｐＨ值，空气流量，外加Ｆｅ３＋浓度等多种因素对光降解的影响；并利用太阳聚光做了室外实验     

半导体光催化降解分散染料溶液的研究

以ＴｉＯ２半导体为光催化剂对溶液中的分散染料的降解进行了研究，在通空气的条件下，光照５０分钟可使５０ｍｇ／Ｌ的染料溶液完全色，ＣＯＤ.ｒ作文经可达７０％以上。研究中探讨了通空气、溶液的ＰＨ值，光距ＴｉＯ２重复使用等因素对光催化降解的影响。     

玻璃纤维附载TiO2光催化降解有机磷农药

研究以四异丙醇钛为原料,配制成胶体用玻璃纤维附载ＴｉＯ２的过程;同时利用附载的ＴｉＯ２光催化降解有机磷农药。结果表明,低浓度的４种有机磷农药,３７５Ｗ中 汞灯短时间照射有机磷将完全被光催化氧化至ＰＯ＾３－４;玻璃纤维上附载的ＴｉＯ２不易脱落。     

稀土元素掺杂二氧化钛催化剂光降解久效磷的研究

采用浸渍法制备稀土掺杂二氧化钛光催化剂，通过光催化降解农药久效磷的研究，发现掺杂稀土元素对ＴｉＯ２的光催化性能有明显的影响，特别是Ｃｅ＾４＋、Ｌａ＾３＋等能明显提高ＴｉＯ２的光催活性，并讨论了催化剂的制备，光降解条件诸因素对光降解久效磷的影响。     

TiO2—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Ｃｕ＾２＋的效果以及Ｃｕ＾２＋浓度，添加Ｈ２Ｏ２，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Ｃｕ＾２＋的最佳投加量为４０ｍｇ／Ｌ。添加一Ｈ２Ｏ２以及在紫外光照射下，适当增大反应液的Ａ／Ｖ值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讲解规律。     

二氧化钛光催化降解次甲基蓝的研究

本文以锐钛型ＴｉＯ２半导体为催化剂，研究了水溶液中次甲基蓝染料的半导体光催化降解及各种影响因素。研究表明，次甲基蓝在ｐＨ为５．８左右时降解较为适宜，其降解初速度与ＴｉＯ２用量的０．６８次方、光强的１．７５次方成正比，温度变化对降解速度影响很小；次甲基蓝初始浓度对降解初速度的影响和吸附等温线相一致。     

掺入金属离子的TiO2纳米粒子光催化降解吖啶橙

利用酸催化溶胶－凝胶法（ｓｏｌ－ｇｅｌ）制备了 Ｆｅ３＋和 Ｃｒ３＋不同掺入量的 ＴｉＯ２半导体纳米粒子研究了这些纳米粒子对吖啶橙光催化氧化降解的影响．结果表明，微量 Ｆｅ３＋和 Ｃｒ３＋的掺入可明显提高 ＴｉＯ２的光催化活性．进一步研究表明，在 Ｆｅ３＋－ＴｉＯ２体系中，最佳掺入量为 ０．１％，而且中性介质和自然光有利于光催化氧化反应的进行，反应３ｈ后降解率可达９７．７５％．在Ｃｒ３＋－ＴｉＯ２体系中，弱碱性介质和自然光有利于光催化氧化反应，最佳掺入量为０．０５％，降解率可达８７．５４％．     

溶胶-凝胶工艺制备掺铅TiO_2纳米薄膜及其光催化性能的研究

通过ｓｏｌ－ｇｅｌ工艺在玻璃表面制得了均匀透明的掺铅和未掺铅ＴｉＯ２纳米薄膜；在宏观上，膜层表面光滑平整；在微观上，ＴｉＯ２薄膜由ＴｉＯ２球形颗粒组成，其颗粒大小在５０～１５０ｎｍ范围内。掺铅ＴｉＯ２镀膜玻璃在紫外光附近的透光率明显小于未掺铅ＴｉＯ２镀膜玻璃的透光率，这说明掺铅ＴｉＯ２镀膜玻璃对紫外光具有明显的吸收。敌敌畏水溶液的光摧化降解实验表明，掺铅ＴｉＯ２镀膜玻璃对有机磷农药的光解率明显高于未掺铅ＴｉＯ２镀膜玻璃的光解率。这为进一步提高ＴｉＯ２的光催化效率开辟了新的途径。     

石墨烯/二氧化钛降解亚甲基蓝的研究

以钛酸丁酯和氧化石墨烯为前驱物,通过水热法制备石墨烯/二氧化钛(GR/TiO2)复合光催化剂。采用XRD、TEM和FT-IR等技术手段对GR/TiO2粉体的结构和形貌进行了表征。利用对亚甲基蓝光催化降解,考察了GR/TiO2的光催化降解能力,并研究了H2O2用量和p H等因素对光催化降解速率的影响。结果表明:复合催化剂中,TiO2为锐钛型晶体,粒径为25 nm左右,分散在薄纱状的石墨烯上;复合催化剂通过紫外光下光催化性能有所提高,对可见光产生响应,具有良好的稳定性;加入适量H2O2能提高反应速率,碱性条件下,对亚甲基蓝的降解效率更高。     

可见光响应Pr3+:Y2SiO5/ TiO2薄膜的制备

目的研究层涂法制备Pr~(3+):Y_2SiO_5/TiO_2复合薄膜的结构与可见光催化性能。方法分别以钛酸丁酯(TBOT)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过溶胶-凝胶法制得TiO_2凝胶和Pr掺杂的Y_2SiO_5凝胶,以碳纤维为薄膜载体,并通过浸渍提拉法制备Pr~(3+):Y_2SiO_5/TiO_2层涂薄膜,研究层涂法制备复合薄膜对复合薄膜结构、形貌以及光催化效果的影响。结果复合薄膜具有明显的分层界限,形貌较平整,有较少龟裂;复合薄膜性能受涂覆次序的影响较大。结论依次将Pr~(3+):Y_2SiO_5和TiO_2涂覆在碳纤维上的复合薄膜具有较好的光催化性能,可见光光照2 h,对亚甲基蓝的脱色率达到94%,其可见光催化效率高于TiO_2薄膜的59%。     

Fe~(3+)及Ce~(3+)掺杂对TiO_2纳米粒子性能的影响

以溶胶-凝胶法制备纯的和分别掺杂Fe3+、Ce3+的TiO2纳米粒子,以橙黄IV的光催化氧化评价纳米粒子的紫外光与可见光活性,利用TG-DSC、XRD、BET及UV-Vis吸收光谱考察掺杂对TiO2的相变、粒径、比表面积及光吸收性能的影响,在归一化条件下探讨Fe3+及Ce3+掺杂对TiO2活性和表面性质产生影响的机制。结果表明:Fe3+及Ce3+的最佳掺杂量分别为0.2%和0.04%;Ce3+抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变以及改善TiO2高温组织稳定性的能力均明显大于Fe3+;Fe3+和Ce3+掺杂均能提高TiO2的紫外光活性并扩展TiO2的光响应范围,但光生电子与空穴复合以及光腐蚀使它们对TiO2可见光活性的提高并不显著。Fe3+和Ce3+的半径及其相应氧化物的性质决定了两者对TiO2性能的不同影响。     

Detection of intermediates in the TiO2-assisted photodegradation of Rhodamine B under visible light irradiation

The photocatalytic degradation of dye Rhodamine B （RhB） in the presence of TiO2 nanostdpe or P25 under visible light irradiation was investigated. The degradation intermediates were identified using Infrared spectra （IR spectra）, ^1H nuclear magnetic resonance （^1HNMR） spectra, and gas chromatography-mass spectroscopy （GC-MS）. The IR and the ^1HNMR results showed that the large conjugated chromophore structure of RhB was efficiently destroyed under visible light irradiation in both the photocatalytic systems （TiO2 nanostfipe or P25 and Rhodamine B systems）. GC-MS results showed that the main identified intermediates were ethanediotic acid, 1,2-benzenedicarboxylic acid, 4-hydroxy benzoic acid and benzoic acid, which were almost the same in the TiO2 nanostdpes and P25 systems. This work provides a good insight into the reaction pathway（s） for the TiO2-assisted photocatalytic degradation of dye pollutants under visible light irradiation.     

紫外波长与粒径对纳米TiO_2光催化效果的影响

以甲基橙为光催化降解对象,研究了不同波长紫外灯与不同粒径TiO2组合(365 nm紫外灯+10 nm TiO2,365 nm紫外灯+50 nm TiO2,254 nm紫外灯+10 nm TiO2,254 nm紫外灯+50 nm TiO2)光催化降解甲基橙的效果。结果表明,不同波长紫外灯与不同粒径TiO2组合影响光催化降解甲基橙的效果。其中,254 nm紫外灯+10 nm TiO2组合降解效果最好,其次为254 nm紫外灯+50 nm TiO2组合,再其次为365 nm紫外灯+10 nm TiO2组合,降解效果最差的为365 nm紫外灯+50 nm TiO2组合。由此可见,254 nm紫外灯+10 nm TiO2组合的光催化降解甲基橙的效果最好。     

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%。     

纳米掺氮TiO_2可见光降解环境内分泌干扰物BPA研究

用水湿法得到掺氮TiO2前体,热处理后得到掺氮TiO2粉体,用XRD和UV-Vis吸收光谱等手段对制备的掺氮TiO2进行了表征,并研究了N-TiO2可见光光催化降解环境内分泌干扰物双酚A。结果表明掺氮TiO2在400℃下煅烧1h,所得粉体是锐钛矿相结构,粒径约12nm,与纯TiO2相比,吸收边明显红移。催化剂掺氮TiO2具有可见光催化活性,且明显高于纯TiO2。在双酚A初始浓度为40mg/L,催化剂掺氮TiO2的煅烧温度为400℃,投加量为0.6g/L,pH=5的条件下的降解效果最好达48.91%。     

低温燃烧合成纳米Ni掺杂TiO2光催化剂的表征及活性研究

采用低温燃烧合成法制备了Ni掺杂TiO₂光催化剂,通过紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、X射线粉末衍射(XRD)、激光散射、热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)等方法对催化剂的光吸收特性、晶相组成、粒度分布、升温过程中化学变化等进行了表征,以亚甲基蓝为模型污染物考察了催化剂在可见光下的光催化活性.结果表明,相对P25而言,Ni掺杂TiO₂的光吸收带边红移,当Ni/Ti原子比为0.4时,催化剂的带隙宽度为2.3eV,对应的吸收带边为564nm;催化剂晶型以锐钛矿TiO₂为主,随Ni掺杂量增大,NiTiO₃比例升高;催化剂粒径主要分布在50～150nm之间,占总量的96.9%;升温过程中催化剂在445.2℃发生晶型转化,出现锐钛矿和NiTiO₃晶体.催化剂显示出较高的催化活性,在可见光作用150min后最高可使93.9%的亚甲基蓝分解,活性高于P25.     

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。     

不同煅烧温度制备TiO_2及光解2-氯苯甲酸

为了考察煅烧温度对TiO2结构和光催化活性的影响,以酞酸丁酯作为前驱体,利用溶胶-凝胶法在不同煅烧温度下制备TiO2,并用亚甲基蓝测试其光催化活性。TG热重分析表明,450~700℃时TiO2有晶型变化,XRD表征说明,TiO2晶型受煅烧温度影响显著,其中450~600℃煅烧制备的TiO2为锐钛矿型,650℃煅烧时TiO2出现金红石晶型;亚甲基蓝光解实验结果表明,煅烧温度显著影响TiO2的光催化活性,其中,450~600℃煅烧TiO2对亚甲基蓝光解效果较好,光降解2.5h后降解率高达95%~97%;550℃煅烧制备的锐钛矿型TiO2对2-氯苯甲酸有一定光解催化效果,紫外光解4h后降解率高达80%左右,光解过程符合零级动力学模式。