n-TiO2光催化机理及其在环境保护中的应用研究进展

本文对半导体二氧化钛的光催化机理、载体形式、反应器等方面的研究进展作了详细概述。并就其在废水处理、杀菌消毒等环境保护方面中的应用作了综述     

TiO2半导体光催化反应器的研究进展

光催化氧化作为一种高级氧化技术,在环境污染控制方面得到了较快的发展.主要介绍了国内外近年来有关光催化反应中其反应器的设计与研究进展情况,按催化剂在反应器中的存在状态分类论述了各种反应器的结构原理和主要特点,以及反应器在设计中存在的问题和今后发展的方向.     

TiO2光催化脱除NOx的研究进展

利用TiO2的光催化效应脱除大气污染物是近十年来国内外学术界的研究热点之一.本文对TiO2光催化脱除NOx方面的研究工作进行了综述,着重论述了光催化氧化反应及光催化还原反应脱除NOx的反应机理及影响因素,并对应用前景作出展望.     

微米级负载型TiO2催化剂在光催化-膜分离反应器中的应用

基于光催化．膜分离三相流化床反应器的结构特点及膜分离特性,以微米级MCM-41分子筛为载体,采用原位生成法制备微米级负载型TiO2催化剂。针对微米级负载型TiO2催化剂在光催化一膜分离反应器中的分布特性、悬浮特性、分离特性及膜污染特性进行研究。结果表明,曝气量一定的情况下,微米级负载型TiO2催化剂在光催化一膜分离反应器中具有良好的悬浮特性,且优于纳米TiO2。随着催化剂投加量的增加,悬浮浓度也随之增加。光催化反应器底部曝气0．3m。／h、催化剂投加量为1g／L时为宜。膜分离器中催化剂悬浮浓度明显低于光催化反应器;该微米级催化剂与纳米TiO2相比具有不粘附、不堵塞膜孔等优良特性,能够有效降低膜污染,延长分离膜使用寿命。膜底曝气为0．1m3／h时,反应器连续运行5h（未加反冲洗）后,微米级负载型TiO2催化剂和纳米TiO2对膜组件的污染程度分别为膜通量衰减率4．3％和37．4％。反应器连续运行72h,膜组件依然具有很好的分离特性。     

TiO2光催化氧化降解乳酸的工艺及机理研究

以TiO2为催化剂、紫外灯为光源对乳酸进行光催化降解实验,考察了乳酸初始浓度、TiO2用量、反应时间、曝气方式等因素对乳酸降解率的影响,并在此基础上应用正交实验对降解条件进行优化,同时对乳酸的降解机理进行了探索研究。实验结果表明：以300 W紫外汞灯为光源,在乳酸初始浓度为0.5 g/L、TiO2量为0.20 g/L、反应时间120 min、持续通入空气鼓泡的条件下,乳酸降解效果最佳,乳酸降解率为99.9%;降解12 h总有机碳去除率达91.2%。乳酸光催化降解的反应途径为：乳酸脱羧生成乙醇,乙醇被氧化生成乙醛,进而氧化为乙酸,所有的中间产物被继续降解,最终矿化为CO2和H2O等小分子物质。     

TiO2光催化氧化降解乳酸的工艺及机理研究

以TiO2为催化剂、紫外灯为光源对乳酸进行光催化降解实验,考察了乳酸初始浓度、TiO2用量、反应时间、曝气方式等因素对乳酸降解率的影响,并在此基础上应用正交实验对降解条件进行优化,同时对乳酸的降解机理进行了探索研究.实验结果表明:以300 W紫外汞灯为光源,在乳酸初始浓度为O.5 g/L、TiO2量为0.20 g/L、...     

Fenton试剂协同TiO2光催化降解三氯乙酸及协同机理

为了研究Fenton试剂协同TiO2光催化降解三氯乙酸(TCAA)的反应及其协同机理,在自制的光催化反应装置中分别考察了Fenton、UV/TiO2及Fenton/ UV/TiO2 3个反应对TCAA的降解情况。研究结果表明,在TCAA初始浓度为2.0 mg/L,TiO2用量为1.0 g/L,紫外辐射光源为15 W(λmain=254 nm)的实验条件下,Fenton试剂协同TiO2光催化降解TCAA反应在pH 3~7范围内均有较高的降解率;TCAA 在Fenton、UV/TiO2及Fenton/ UV/TiO2 3个反应中的一级反应速率常数分别为0.0009、0.0131和0.0456 min-1;Fenton试剂与TiO2光催化反应间存在较明显的协同效应,其协同机理主要体现在两个方面:一是紫外光激发Fe(OH)2+和H2O2分解产生更多的·OH,二是Fenton试剂中部分被氧化成的Fe3+可与TiO2表面的光生电子结合被还原为Fe2+,抑制了光生电子与空穴的复合,从而提高了TiO2光催化降解TCAA的效率。     

Cu^2＋对TiO2光催化活性的影响

采用搅拌式光催化反应器，以中压汞灯作光源，甲基橙为模型化合物，考察了Cu^2 对TiO2光催化活性的影响。研究发现，在此反应体系中甲基橙的降解为一级反应，甲基橙的光催化降解速率与光强度成正比，TiO2光催化剂的投加量为150mg／L、Cu^2 的加入量为200μg／L时光催化效果最佳。     

负载型纳米TiO2光催化降解水中微量溶解性间二甲苯

以高压汞灯为光源，采用浸涂-烧结法制备的负载型纳米TiO2作为光催化剂，通过对水中微量溶解性间二甲苯的光催化氧化过程的研究表明，初始浓度在6.68-17.36mg/L的范围内，间二甲苯的光催化反应遵循表观一级反应动力学规律。反应的表观速率常数随溶液初始浓度的增大而减小，半衰期则随初始浓度的增大而增加，经1.5h反应后，溶液中间二甲苯的去除率从17.36mg/L的54.44%增加到6.68mg/L的75.90%。     

纳米TiO2光催化的改良及其在环境工程中的新应用

综述了近年来纳米TiO2光催化剂改良的最新技术,包括对其的改性及与其他技术的联合运用,以提高纳米TiO2的光催化效率;探讨了其在环境工程中的新应用,并就今后纳米TiO2光催化剂的研究发展方向提出了一些建议.     

纳米TiO2薄膜在不同陶瓷表面的负载及其光催化性能研究

利用2种不同表面处理的陶瓷作为载体，用溶胶凝胶法在其表面进行了纳米TiO2光催化薄膜的负载。采用X射线衍射法（XRD）、X射线光电于能谱仪（XPS）和扫描电镜（SEM）对薄膜的粒径、横断面及表面组成进行了表征和分析，结果表明，TiO2的平均粒径约为15nm，釉面陶瓷TiO2薄膜分布均匀，膜厚约为300nm；无釉陶瓷TiO2薄膜分布不均，膜层不明显；2种载体中的一些基质离子在TiO2薄膜有渗透。苯酚的降解实验表明，以2种不同表面处理的陶瓷为载体的TiO2薄膜对苯酚的降解均符合一级反应动力学，就催化活性而言，TiO2／釉面陶瓷〉TiO2／无釉陶瓷，分析认为基质渗透的Ca^2＋有降低TiO2光催化活性的作用；该薄膜对实际生产多菌灵废水具有催化降解作用。重复降解实验20次，TiO2／釉面陶瓷和TiO2／无釉陶瓷对苯酚的去除率仅分别降低9％和6％。     

TiO2光催化氧化技术在环境治理中的应用

TiO2光催化氧化技术是一种新型现代环境污染治理技术,它具有节能、高效、稳定和环保的特点,应用前景广阔.文中对TiO2光催化氧化机理、在环境污染治理中应用及在应用中应当解决的问题进行了论述.     

TiO2光催化剂在污水处理中的应用

在污水处理方面TiO2光催化剂以其独特的氧化活性、光学性能和无机化能力引起了人们极大的关注.对TiO2光催化原理、农药、染料和环境荷尔蒙等有机污染物的分解,提高催化效率的方法以及其实用技术等方面,分别作了综合评述.     

TiO2光催化剂在污水处理中的应用

在污水处理方面TiO2光催化剂以其独特的氧化活性。光学性能和无机化能力引起了人们极大的关注。对TiO2光催化原理。农药，染料和环境荷尔蒙等有机污染物的分解，提高催化效率的方法以及其实用技术等方面。分别作了综合评述。     

固载型TiO2光催化反应器对富营养水体杀藻作用研究

以泡沫镍作为载体,利用电沉积技术将纳米TiO2负载在泡沫镍上,制成固载型TiO2光催化反应器。研究表明,经过光催化反应器处理的富营养水体,30 h内叶绿素a由96.2 mg/m3降至2.2mg/m3,下降率达97.6％,而未负载纳米TiO2普通泡沫镍材料,在同样光强的紫外灯照射下,叶绿素a下降率为74.3％,表明紫外光照射虽然也具有一定的杀藻功能,但是光催化反应才是藻类被杀灭的主要原因。利用9.54 m3景观喷水池进行杀藻中试,光催化反应器也同样表现出优异的杀藻性能,12 d内叶绿素a由18.7 mg/m3降至1.9mg/m3,下降率达到89.8％,水体由浓绿变为清澈见底,这表明光催化反应器具有很强的杀藻能力,通过有效杀灭富营养水体中藻类、控制藻类基数,对应急处理城市景观水、湖泊等富营养水体和突发性藻华,提高生物-生态法处理效率,改善城市水环境具有十分重要的意义。     

TiO2光催化技术处理饮用水微污染及杀灭微生物的研究

光催化处理饮用水微量污染物以及在饮用水消毒和杀菌方面的研究是近年来研究的热点.本文论述了 TiO2光催化处理饮用水中的微量卤代物、腐殖质、微生物代谢产物,以及杀灭细菌、真菌和病毒等微生物的研究进展.探讨了光催化杀灭微生物的作用机制,最后对该研究领域的发展方向提出建议和展望.     

纳米TiO2薄膜在不同陶瓷表面的负载及其光催化性能研究

利用2种不同表面处理的陶瓷作为载体,用溶胶凝胶法在其表面进行了纳米TiO2光催化薄膜的负载.采用X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电镜(SEM)对薄膜的粒径、横断面及表面组成进行了表征和分析,结果表明,TiO2的平均粒径约为15 nm,釉面陶瓷TiO2薄膜分布均匀,膜厚约为300 nm;无釉陶瓷TiO2薄膜分布不均,膜层不明显;2种载体中的一些基质离子在TiO2薄膜有渗透.苯酚的降解实验表明,以2种不同表面处理的陶瓷为载体的TiO2薄膜对苯酚的降解均符合一级反应动力学,就催化活性而言,TiO2/釉面陶瓷＞TiO2/无釉陶瓷,分析认为基质渗透的Ca2 有降低TiO2光催化活性的作用;该薄膜对实际生产多菌灵废水具有催化降解作用.重复降解实验20次,TiO2/釉面陶瓷和TiO2/无釉陶瓷对苯酚的去除率仅分别降低9%和6%.     

负载型TiO2/MCM-41催化剂在光催化-膜分离耦合工艺中的性能

采用溶胶-凝胶法制备了以介孔MCM-41分子筛为载体的TiO2/MCM-41催化剂,并通过光催化降解酸性红B废水对其在光催化-膜分离耦合工艺中的光催化降解性能和膜污染影响进行了研究。结果表明：TiO2/MCM-41催化剂的废水降解率随TiO2负载量增加、MCM-41分子筛粒径减小和TiO2/MCM-41催化剂粒径减小而呈现出先增大后降低的趋势,而膜通量衰减率在TiO2负载量为80%时最低、同时呈现出随MCM-41分子筛粒径减小而先降低后增大以及随TiO2/MCM-41催化剂粒径减小而不断增大的变化规律,适宜的MCM-41分子筛粒径、TiO2/MCM-41催化剂的TiO2负载量和TiO2/MCM-41催化剂粒径分别为0.61 μm、30%和11.26 μm;TiO2/MCM-41催化剂的光催化降解性能优于商业TiO2的,而膜污染则低于商业TiO2的。     

TiO2纳米粒子气-固复相光催化氧化VOCs作用的研究进展

本文总结了90年代以来TiO2纳米粒子气-固复相光催化氧化气相有机污染物的影响因素、反应机理和动力学,阐述了几种特定有机污染物的光催化氧化过程,并对应用前景作出展望.     

生物技术在环境保护中的应用及前景

本文从废水，废气，固体废弃物处理及环境监测等几个方面介绍了生物技术在环境保护中的应用和研究进展，分析了生物处理工艺的特点及优越性，展望了生物技术未来的发展方向和前景。