WC/TiO2纳米复合界面光催化剂制备及其光催化降解酚类污染物研究

设计并制备了新型WC/TiO2纳米复合界面光催化剂应用于酚类污染物的光催化降解反应中.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)技术分析了WC/TiO2纳米复合界面光催化剂的晶型和表面形貌.结果显示锐钛矿型TiO2纳米颗粒均匀地分散在WC纳米球表面并很好地构筑了WC/TiO2界面.研究了不同WC负载比例的WC/TiO2光催化剂在模拟太阳光照射下降解苯酚的光催化性能.结果表明:WC/TiO2复合界面的形成可以有效地提高TiO2光催化降解性能;其中,3%WC/TiO2(质量分数)光催化降解苯酚的活性最高.利用紫外-可见光谱(UV-Vis)和高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)分析了WC/TiO2纳米复合界面光催化剂降解苯酚的中间产物,提出了苯酚在WC/TiO2界面上可能的降解机理.     

纳米二氧化锰/还原态氧化石墨烯复合材料催化臭氧降解苯酚的研究

制备以还原态氧化石墨烯为载体的纳米二氧化锰催化剂,并以苯酚为目标降解物,研究了其催化臭氧化性能,对影响催化臭氧化效果因素及降解机理进行了初步探讨。使用SEM、TEM和XPS对材料进行表征;纳米二氧化锰/还原态氧化石墨烯催化臭氧降解苯酚反应为准一级反应;催化剂的最佳使用量为0.2 g/L;当p H=3时,苯酚催化臭氧化去除率相对于单独臭氧提高了119.0%;催化剂连续使用4次性能良好。     

金属离子修饰纳米TiO2薄膜光催化降解苯酚

通过溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜，在制备过程中分别掺杂一定量的Fe^3 、Zn^2 、Pd^2 等金属离子。以高压汞灯做光源，用制得的纳米TiO2薄膜对苯酚作光催化降解实验，结果表明：掺杂Fe^3 、Zn^2 、Pd^2 的纳米TiO2催化剂光催化性能明显提高。并探讨了金属离子掺杂浓度和氧化剂对光催化的影响。     

石墨烯/二氧化钛复合催化剂制备及光电催化性能研究

本文将钛酸四丁酯和石墨粉为基本原料,采用水热合成法制备了石墨烯/二氧化钛复合材料,并研究了其在不同光照条件、石墨烯含量、光催化时间和p H值等因素对罗丹明B的降解效果影响。实验结果表明:对于此复合催化剂,当在石墨烯质量分数为10%、p H为6~7、光催化30 min等条件下,石墨烯/二氧化钛复合材料在紫外光下对罗丹明B的光电催化降解效率能达到96%以上。     

一株苯酚降解菌的筛选及其降解性能研究

从本溪市某焦化厂的活性污泥中分离驯化得到一株高效苯酚降解菌C1,初步鉴定为假单胞菌。该菌能在以苯酚为唯一碳源的无机盐培养基中生长,且最高可耐受2 000 mg/L的苯酚。对该菌降解性能研究表明,该菌具有较强的苯酚降解能力,在苯酚浓度为400 mg/L、30℃、pH值7.0、摇床转速120 r/min、接种量5%的条件下,培养24 h后苯酚降解率可达99%以上。葡萄糖对该菌体的生长及苯酚降解能力均有一定的影响;低浓度(0.5 g/L)葡萄糖可以提高该菌对苯酚的降解速率。     

苯酚降解菌的筛选及其降解性能研究

苯酚是造纸、塑料、农药、医药合成等行业生产的原料或中间体。随着经济的发展,未经处理的含酚废水对人类的生存环境已经造成了严重的威胁。利用微生物降解的方法处理含酚废水是一种经济有效且无二次污染的方法。论文通过从被苯酚废水污染的污泥和污水中进行筛选细菌,得到11株耐受菌和降酚菌,在以苯酚为单碳源的培养上筛选降酚菌,通过药物培养得到7株高效降解酚菌。选择8号菌为研究菌种,进一步测定苯酚降解的影响因素。考察了温度、pH值、苯酚初始浓度、接种量对苯酚降解的影响。得出该菌的最适温度为30℃,最适降酚pH为8.0～9．0,最适初始苯酚浓度为200—240mg/L,最适接菌量为10％～15％。通过对8号菌降解苯酚的应用价值进行研究,得出8号菌的苯酚降解率可达到90．01％,耐酚浓度可达1．6g/L。     

N-TiO_2/RGO催化剂的制备及其光催化性能的研究

以三乙胺为氮源,HF为形貌控制剂,采用水热法一步合成了N掺杂(001)面锐钛矿TiO_2纳米片/还原氧化石墨烯(N-Ti O2/RGO)复合催化剂,通过XRD、FTIR、SEM、TEM和Raman对样品的组成结构和形貌进行表征。以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,研究了不同掺N量和氧化石墨烯加入量下制备的复合材料的光催化性能。实验结果表明:当n(N)∶n(Ti)为0.5,氧化石墨烯加入量为15 m L时,N-TiO)2/RGO复合材料的光催化性能最好。在催化剂用量为0.5 g/L,罗丹明B溶液初始浓度为20 mg/L时,紫外光催化反应30 min后,罗丹明B的降解率可达94.02%。     

负载型活性炭/TiO2光催化降解苯酚的研究

在温和条件下(75℃和常压),通过在酸性水溶液中水解钛酸四丁酯并回流提高其结晶度,制备了锐钛矿型的TiO2.将此TiO2负载于粉末活性炭上,并用之来降解模拟废水苯酚.实验结果表明,该负载型催化剂的光催化效果要优于纯TiO2以及P25 TiO2加活性炭的混合体系.0.58g负载型催化剂降解0.4L浓度为100mg·L-1的苯酚溶液,经18W紫外灯光照6h后溶液中的苯酚去除率达到98%.同时,载体活性炭上吸附的苯酚量也随着光照时间逐渐减少,6h后残留的量仅为初始值的3.5%.     

苯酚水溶液光催化降解的盐效应

实验研究了不同浓度的NaCl, KCl, KBr, CaCl₂和Na₂SO₄等电解质对323K下苯酚水溶液光催化降解速度的影响,采用分光光度法测定了光催化降解的动力学曲线.结果表明,各种电解质对苯酚的光催化降解均有抑制作用,且随电解质浓度的增加而增强;盐效应强弱主要取决于阴离子而不是阳离子;对于所研究的体系,阴离子的盐效应作用顺序为Br->SO₄^2->Cl^-.光催化过程的盐效应可能与阴离子对光催化剂表面光生空穴的俘获和稳定作用以及阳离子的电导作用引起催化剂表面光生电子和空穴之间的短路有关.     

FeOOH催化降解苯酚的性能研究

用沉淀法制备FeOOH,以此为催化剂采用非均相Fenton高级氧化技术降解苯酚。对催化剂的投加量、H2O2的投加量、初始pH对苯酚去除的影响进行了实验研究。结果表明,pH=3.0、双氧水的投加量为19.6mmol·L-1,催化剂的投加量为2.0 g·L-1,室温下反应10 min,苯酚的去除率可达90%以上。非均相Fenton氧化法降解苯酚能有效拓宽反应溶液pH值范围,对废水的苯酚的去除具有广阔的应用前景。     

负载型TiO_2/ZSM-5的制备及其光催化降解亚甲基蓝

以ZSM-5粉末为载体,钛酸四丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,制备了TiO2/ZSM-5光催化剂。用XRD,SEM等分析手段对催化剂的物相,形貌进行了表征,并通过对亚甲基蓝染料废水进行的光催化降解实验,讨论了催化剂用量,溶液的pH,污染物初始浓度等因素对催化剂光催化活性的影响。结果表明,ZSM-5粉末负载TiO2催化剂有很好的吸附和光催化性能,并可以多次回收重复使用,在催化剂投加量为0.2 g/L,溶液pH=5,污染无初始浓度为50 mg/L的条件下,光催化效果最佳,300 min后的降解率可达99.47%。     

CuO/BiVO_4催化剂制备及其可见光降解甲苯效果研究

采用水热法和浸渍法制备复合催化剂CuO/BiVO4。利用紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和电化学测试手段对样品进行表征。UV-Vis-DRS表征表明,CuO的负载几乎不改变BiVO4的可见光吸收范围;线性扫描伏安法(LSV)和塔菲尔(Tafel)电化学表征说明复合催化剂中异质结的形成促进了光生电子-空穴的分离,提高了催化剂的光催化活性。通过考察CuO负载对该样品在可见光下光催化矿化甲苯效果的影响,结果显示Cu含量为4.0 wt%时BiVO4矿化甲苯效果最佳,光催化降解308 mg/m3的甲苯6 h后,最高矿化率由纯BiVO4的4.1%提高到19.5%。     

PVA固定化Corynebacterium sp.JY03降解苯酚的特性研究

以PVA(聚乙烯醇)作为载体将降酚菌株Corynebacterium sp.JY03进行固定化包埋处理,正交试验确定该菌株固定化细胞制备的条件,然后对固定化细胞的降酚性能进行研究。试验确定最佳固定条件为:PVA质量分数为6%,菌液量/PVA水溶液体积比为6/30,氯化钙含量为2.0%,钙化交联时间为8 h;固定化细胞降解苯酚的最适温度为30~35℃,最适pH值为6.5~7.5,在初始苯酚浓度为700 mg/L,装液量50 mL,培养42 h后,苯酚降解率达99.1%。固定化细胞重复利用6次苯酚降解率仍高于85.2%,其性能优于游离细胞,这将为该菌株进一步应用于含酚废水的生物处理提供实践条件。     

水力空化技术降解含苯酚、二甲苯废水的实验研究

采用水力空化技术的新方法降解水体中的有机污染物苯酚及二甲苯。实验研究了循环时间、苯酚初始浓度、二甲苯初始浓度等因素对降解率的影响以及水温、pH值随循环时间的变化。结果表明：苯酚、二甲苯的适宜初始浓度分别为28-38mg／L、2．9-3．6mg／L：水力空化技术适宜于处理微污染水;苯酚、二甲苯的降解率随循环时间呈线性关系,具有一级反应动力学特征;随循环时间的延长,废水的pH值可升高1个pH,水温增加18℃后趋于稳定,水温的升高会影响到苯酚、二甲苯的降解率。     

纳米光触媒在煤矿生活污水处理中的实验研究

以钛酸酯作偶联剂，用聚丙烯多面球负载TiO2制备纳米光触媒并处理模拟煤矿生活污水。实验讨论了光触媒制备及其处理模拟煤矿生活污水的影响因素。     

不锈钢基PbO_2电极的制备及其降解活性艳兰的研究

采用电沉积法制备不锈钢基PbO2电极。采用SEM、XRD、XPS等方法对电极的表面形貌、元素组成及元素化学态进行表征和分析。对不锈钢基PbO2电极电催化氧化活性艳兰模拟废水的脱色效果进行研究,结果表明:当电流密度为40 mA/cm2、无水硫酸钠浓度为0.04 mol/L,电解25 mg/L的活性艳兰模拟废水15 min,脱色率可以达到95%以上。     

复极性三维电极处理含酚废水的研究

实验研究了模拟含酚废水(100～500mg／L)在复极性三维电解槽中的电化学氧化过程。考察了电解时间、电解电压、支持电解质浓度、pH值及苯酚初始浓度对苯酚去除效果的影响，并确定适宜的反应条件。实验表明，在填充较少粒子的条件下，通入空气而处于分散悬浮状态的填充粒子可以综合利用阳极的直接氧化作用、阳极产生羟基自由基的间接氧化作用及阴极产生过氧化氢的间接氧化作用，从而在较低能耗的情况下，充分提高填充粒子的利用率，达到较好的苯酚降解效果。     

有机改性蒙脱土的制备及其吸附脱硫性能研究

以苯基三甲基溴化铵(PTMAB)对Na基蒙脱土(Na-MMT)进行有机改性,制备有机改性蒙脱土并研究其吸附脱硫性能,初步探索吸附脱硫机理。利用气相色谱进行脱硫效果分析。实验表明:有机改性蒙脱土脱硫效果最佳可达到33.5%(脱硫率)。通过XRD、FT-IR、DGA-TGA、XPS、TEM表征Na-MMT、PTMAB-MMT,表明有机阳离子已成功插层进入蒙脱土的硅酸盐片层。分析吸附机理,得出在最佳实验条件下(60℃,吸附时间3 h)吸附脱硫过程中占据主导地位的为物理吸附。     

黑碳吸附/解吸对微生物降解苯酚的影响

本文以黑碳为吸附介质,苯酚为吸附质,研究了黑碳上吸附的苯酚以及液相中的苯酚对微生物降解的影响。苯酚降解微生物选择假单胞菌,它能够以苯酚为唯一碳源和能源。通过实验得出,Freundlich吸附模型能够较好地描述苯酚在黑碳上的吸附;在实验浓度和时间条件下,假单胞杆菌降解苯酚呈现零级反应,在有黑碳的体系中,苯酚降解速度为5.77 mg.L-1.h-1,在无黑碳的体系中,苯酚降解速度为2.67 mg.L-1.h-1,黑碳促进了细菌降解苯酚,加大苯酚的降解速度。实验在有黑碳的体系中可以得出黑碳上苯酚的脱附速率跟不上细菌的降解速率,当液相中的苯酚降解完成后,黑碳的苯酚脱附是细菌降解苯酚的限制条件。     

硅藻土负载型非均相芬顿催化剂制备及其降解苯酚的实验研究

以硅藻土为载体,采用直接蒸发法负载铁的氧化物,制备了一种新型负载型非均相芬顿催化剂,通过SEM、EDS和XRD等对催化剂进行了表征,并以苯酚去除率考察了催化剂性能。结果表明:铁氧化物可成功负载于硅藻土上;催化剂制备时最优铁离子浓度和固液质量比分别为0.5 mol/L和1∶10;催化剂重复使用性高,耐酸碱性良好,对苯酚的去除率可达99%以上。催化剂利用了硅藻土优异的物化性质,对难降解有机废水具有良好的应用前景。