CNTs/TiO2/CS光降解苯的动力学

综合光催化氧化苯的动力学过程、光辐射场模型和质量守恒定律,采用平板型反应器建立了碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖(CNTs/TiO2/CS)催化薄膜光催化氧化气相苯的数学模型;该模型考虑了光强、相对湿度、初始浓度与气体流速对气相苯光降解的影响。结果表明,建立的数学模型与实验结果吻合较好。     

二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖薄膜的制备及对苯的降解性能

研究了光催化降解挥发性有机化合物过程中催化剂二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖薄膜的制备以及该催化剂对苯的光催化性能。首先采用溶胶-凝胶法制备纳米复合材料二氧化钛/碳纳米管,然后利用壳聚糖作为交联剂,制得二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖复合材料催化薄膜。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)透射电镜扫描(TEM)和紫外-可见光漫反射(UV-Vis)等技术分析了复合材料薄膜的组成、结构、形貌和对光的吸收性能,然后使用该催化剂对室内常见的污染物苯进行降解,并在同样的实验条件下,使用催化剂二氧化钛(P25)/壳聚糖对苯进行降解,对两者催化性能进行对比,结果表明,二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖对苯有更强的吸附能力和更高的催化活性。     

CNTs/TiO2/CS光降解苯的动力学

综合光催化氧化苯的动力学过程、光辐射场模型和质量守恒定律,采用平板型反应器建立了碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖（CNTs/TiO2/CS）催化薄膜光催化氧化气相苯的数学模型;该模型考虑了光强、相对湿度、初始浓度与气体流速对气相苯光降解的影响。结果表明,建立的数学模型与实验结果吻合较好。     

纳米二氧化钛负载改性天然高分子材料的研究

对丝瓜络及纳米二氧化钛进行接枝改性处理,再以戊二醛为中间反应物进行丝瓜络及纳米二氧化钛的交联反应从而在丝瓜络表面形成纳米二氧化钛薄膜,制备复合光催化剂。通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)及扫描电子显微镜(SEM)对样品结构、形貌进行了分析表征,表明纳米二氧化钛通过KH550的连接负载到了丝瓜络表面;室温下,以甲基橙为底物在365nm波长的紫外光照射下进行光催化降解试验,结果表明,复合光催化剂对甲基橙的催化降解率达到32.21%,且重复性光降解试验表明其可持续光降解能力较好。     

介孔二氧化钛/导电碳毡光电极制备及其苯甲醛降解机理分析

基于表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为液晶模板,以四氯化钛为钛源,导电碳毡为载体,通过超声波辅助水热法(ultrasound-assisted hydrothermal method,UH)制备介孔二氧化钛/导电碳毡复合体材料(mesoporous titania/conductive carbon felt,MPT/CCF)(UH-MPT/CCF),为了探讨其结构与光电催化活性,直接采用水热法制备介孔二氧化钛/导电碳毡(H-MPT/CCF)和无孔二氧化钛/导电碳毡(no porous titania/conductive carbon felt,NPT/CCF)复合体材料,利用XRD、XPS、SEM、TEM、TG-DTA、N2吸附-脱附等方法对样品结构进行表征,以气相苯甲醛为目标降解物,研究UH-MPT/CCF的光电催化性能及其对气相苯甲醛的降解机理。结果表明,UH-MPT/CCF材料通过介孔化增加了活性中心(·OH和Ti3+),通过CCF的负载提高了对目标降解物的吸附富集,通过偏电压促进光生电子-空穴对的分离,在这三方的协同作用下UH-MPT/CCF对苯甲醛在100 min内降解率为83.9%,分别是H-MPT/CCF、NPT/CCF和P25/CCF的1.38、1.75和2.38倍。气相苯甲醛光电催化降解产生的主要中间产物是苯、1,3-己二烯-5-炔,以及少量的3,3,5-三甲基环己烯、2,3-二甲基-1,3-庚二烯、3-甲基-3-环己烯-1-醇等。根据GC/MS分析结果,进一步提出了气相苯甲醛的降解机理。     

溶胶凝胶法制备磷钨酸掺杂TiO2薄膜及其光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱物,采用溶胶凝胶法制备了磷钨酸掺杂的二氧化钛薄膜。通过XRD、FT-TR对该薄膜进行了表征,研究了薄膜在对氯苯酚光降解中的催化活性。结果表明,当磷钨酸与二氧化钛摩尔比为0.01∶1、薄膜烧结温度600℃、对氯苯酚溶液浓度30 mg/L（pH＝5）、光催化8 h的条件下,对氯苯酚的降解率超过90%,且薄膜可以重复使用。磷钨酸对二氧化钛的光催化活性具有明显的促进作用。     

溶胶凝胶法制备磷钨酸掺杂TiO2薄膜及其光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱物,采用溶胶凝胶法制备了磷钨酸掺杂的二氧化钛薄膜.通过XRD、FT-TR对该薄膜进行了表征,研究了薄膜在对氯苯酚光降解中的催化活性.结果表明,当磷钨酸与二氧化钛摩尔比为0.01:1、薄膜烧结温度600℃、对氯苯酚溶液浓度30 mg/L(pH＝5)、光催化8 h的条件下,对氯苯酚的降解率超过90%,且薄膜可以重复使用.磷钨酸对二氧化钛的光催化活性具有明显的促进作用.     

碳纳米管/钒酸铋光催化降解盐酸四环素

采用静电纺丝技术制备了碳纳米管/钒酸铋(CNTs/BiVO_4)光催化剂,利用SEM、XRD和UV-vis漫反射光谱对催化剂进行了表征。通过对盐酸四环素的降解,研究了CNTs/BiVO_4在模拟可见光下的光催化降解性能,考察了pH对光降解率的影响,分析了不同活性基团在光催化过程中的作用。结果表明,制备出的CNTs/BiVO_4具有较高可见光响应,且CNTs与BiVO_4结合紧密,形成了单斜晶型支架结构。与BiVO_4相比,CNTs/BiVO_4光降解盐酸四环素的活性显著增强,催化性能提高的原因可能是由于催化剂中光生电子-空穴的高效分离造成的;同时发现随着溶液pH的增大,盐酸四环素的降解率减小。添加捕获剂的实验结果表明:空穴在CNTs/BiVO_4光催化降解盐酸四环素的过程中起主导作用;但随着辐照时间的延长,·OH的作用越来越明显。     

壳聚糖-TiO_2吸附剂对银的吸附及纳米银的生成

将生物选择性吸附和光催化技术耦合合成一种新型的多功能壳聚糖-二氧化钛吸附剂(CTA),这种新型的多功能壳聚糖-二氧化钛吸附剂能够同时吸附重金属和降解有机污染物。实验发现,CTA对银离子有较好的吸附容量,在初始浓度为1 000 mg/L时吸附容量为100.3 mg/g,且吸附了银离子的吸附剂对甲基橙有更好的降解效果。扫描电镜表明,CTA紫外条件下吸附银以后表面会有纳米银的生成,能谱显示纳米银颗粒在一定条件下可以由CTA表面自行脱落。     

纳米TiO2暴露对水中四环素类抗生素光降解行为的影响

本文研究了纳米二氧化钛(TiO₂)暴露对水中土霉素(OTC)、金霉素(CTC)光降解行为的影响。结果表明：纳米TiO₂暴露下OTC、CTC在模拟太阳光下的降解遵循准一级反应动力学模型,光降解效率随纳米TiO₂投加量的增大、粒径的减小和初始pH的升高而逐渐提高。当纳米TiO₂投加量为50.0 mg·L^-1、粒径为5 nm,体系初始pH为6.0时,经360 min反应后OTC、CTC光降解率分别为95.93%、97.13%。溶液中共存的HCO₃^-对光降解过程起促进作用,而C^l-起抑制作用。自由基捕获实验证明·O₂^-是OTC、CTC光降解过程中起主导作用的活性物种,光降解贡献率分别为91.01%、87.35%。通过毒性实验证明纳米TiO2长期暴露下可降低OTC、CTC的急性毒性和遗传毒性。     

H4SiW12O40/TiO2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料,空心微珠为载体,采用溶胶凝胶法制备TiO₂/beads光催化剂载体,然后浸渍法制备出H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads表面负载修饰型复合光催化剂,并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析。研究了H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性,考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响。实验结果表明,在中性条件下,H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂/beads催化剂的投加量为0.25 g/L,浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%。     

Photocatalytic decomposition of crotamiton over aqueous TiO(2) suspensions: determination of intermediates and the reaction pathway

The photocatalytic degradation of crotamiton in aqueous solution using TiO₂ was investigated. To investigate the effect of initial pH, the photodegradation behaviors of three types of pharmaceuticals were compared (crotamiton, clofibric acid, sulfamethoxazole). The degradation rates of crotamiton in the pH range 3-9 were nearly equal, but those of clofibric acid and sulfamethoxazole were affected by pH. At pH > 6.5, TiO₂ particles, clofibric acid and sulfamethoxazole had negative charge, therefore, the repulsive force between TiO₂ particles and anionic pharmaceuticals occurred and a low reaction rate at high pH was observed. The effect of UV intensity and TiO₂ concentration on photodegradation efficiency was also investigated. Linear and logarithmical relationships between UV intensity, TiO₂ concentration and the reaction rate constant were confirmed. Furthermore, the structures of photodegradation intermediates formed concomitantly with the disappearance of crotamiton were estimated. Seven intermediates were characterized by LC/MS/MS analyses, and it was assumed that the photocatalytic degradation of crotamiton was initiated by the attack of electrophilic hydroxyl radicals on aromatic rings and alkyl chains.     

纳米TiO2/活性炭复合光催化剂的制备及其对甲醛气体降解

研究了纳米TiO2/活性炭复合光催化剂对空气中典型污染气体甲醛的光催化降解特性。采用扫描电镜(SEM)表征复合催化剂的表面特征。结果显示,经改性后的纳米TiO2在复合催化剂表面分布均匀,呈球状。对甲醛气体的降解实验显示TiO2负载量为1%时对甲醛的去除效果最好,6 h去除率为61.7%。结果显示复合催化剂把甲醛气体分解成CO2,可以直接排空,无二次污染。     

交联壳聚糖/Cu_2O复合颗粒可见光催化脱色活性艳红

利用壳聚糖对金属离子的吸附和螯合作用,通过简单的液相沉淀-还原过程一步原位合成了交联壳聚糖/Cu2O复合粒子。X射线衍射(XRD)和红外(FT-IR)测试结果表明,壳聚糖与Cu2O纳米微粒能有效复合。以活性艳红X-3B溶液为模拟印染废水,采用Langmuir-Hinshelwood假一级方程模拟交联壳聚糖/Cu2O复合粒子光催化脱色反应的动力学行为,从动力学角度系统研究染料初始浓度、反应体系pH、催化剂用量和反应体系气氛等因素对复合粒子可见光催化脱色反应速率的影响。结果表明,当染料溶液浓度较低时,光催化过程可视为假一级反应。降低活性艳红X-3B初始浓度和pH,增加催化剂用量和反应体系的含O2量都可显著增加光解脱色反应速率常数。相同条件下,与纯Cu2O相比,交联壳聚糖/Cu2O复合粒子对X-3B呈现出更好的吸附性和更高的可见光催化活性。     

TiO2膜降解水中污染物的稳定性考察与再生方法研究

针对实际水处理中对催化剂性能的要求，以光催化降解苯酚溶液作为探针反应，考察了玻璃纤维网上负载的TiO₂膜催化剂长期使用条件下的稳定性，研究了催化剂在自来水中使用失活后的再生方法。结果表明，经过50次使用之后，膜催化剂120 min反应对苯酚的降解率从100%下降至83%，总体上看，所制催化剂还是具有相当好的稳定性；在反应器中用蒸馏水浸泡配合光催化反应对TiO₂膜催化剂进行原位再生是一种可行的再生途径。     

汉沙黄/TiO_2光催化剂的制备及其光催化活性

采用溶剂热合成法制备了一种新型的汉沙黄/TiO2复合物光催化剂,利用多种手段SEM、XRD、FT-IR对催化剂的样品形貌、结构进行表征。分别以罗丹明B、亚甲基蓝、中性红为目标降解物,考察了可见光下溶液pH值对催化剂的吸附性能和催化活性的影响。结果表明,敏化后的TiO2对光的响应由紫外区扩展到可见区,催化活性优于纯TiO2,对上述3种染料的吸附率分别为19.2%、29.2%和43.2%,降解率分别为98.6%、92.5%和97.8%。制备的汉沙黄/TiO2光催化剂稳定性好,重复使用率高,在印染废水处理中具有很好的应用前景。     

Cu/La共掺杂TiO2光催化氧化水中的氨氮

采用水解-沉淀法制备了Cu/La共掺杂纳米TiO2催化剂,利用XRD、XPS和BET技术对其进行表征,并考察了在紫外灯下,共掺杂TiO2对氨氮的光催化氧化工艺条件。物相结构和比表面积测试结果表明,共掺杂催化剂具有较好的锐钛矿晶型,孔径分布为4～8 nm,Cu/La共掺杂TiO2La以La3+,Cu是以Cu2+、Cu+的形式掺杂进入TiO2的晶格。光催化实验表明:所得改性光催化剂对氨氮的去除及焦化废水的处理均具有较高的催化活性。     

Enhanced photocatalytic activity using GO/TiO<Subscript>2</Subscript> catalyst for the removal of DCA solutions

This work aimed to optimize high-performance photocatalysts based on graphene oxide/titanium dioxide (GO/TiO₂) nanocomposites for the effective degradation of aqueous pollutants. The catalytic activity was tested against the degradation of dichloroacetic acid (DCA), a by-product of disinfection processes that is present in many industrial wastewaters and effluents. GO/TiO₂ photocatalysts were prepared using three different methods, hydrothermal, solvothermal, and mechanical, and varying the GO/TiO₂ ratio in the range of 1 to 10%. Several techniques were applied to characterize the catalysts, and better coupling of GO and TiO₂ was observed in the thermally synthesized composites. Although the results obtained for DCA degradation showed a coupled influence of the composite preparation method and its composition, promising results were obtained with the photocatalysts compared to the limited activity of conventional TiO₂. In the best case, corresponding to the composite synthesized via hydrothermal method with 5% of GO/TiO₂ weight ratio, an enhancement of 2.5 times of the photocatalytic degradation yield of DCA was obtained compared to bare TiO₂, thus opening more efficient ways to promote the application of photocatalytic remediation technologies.     

氮掺杂二氧化钛可见光催化降解曙红Y溶液

采用溶胶凝胶法制备了氮掺杂二氧化钛光催化剂,用XRD、SEM、FTIR和粒度分析仪对催化剂进行了表征,并且在可见光作用下对曙红Y溶液进行了光催化降解实验。研究了催化剂的投加量、曙红Y的初始浓度、光照时间和pH对曙红Y溶液的光降解效果。结果表明,以可见光作光源,催化剂的投入量为0.4 g,曙红Y溶液的初始浓度为20 mg/L,光照时间为50 min,pH=4条件下,曙红Y溶液的降解率达98.87%。