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/GeO2复合膜光催化氧化降解农药废水的研究

提出了一种新的TiO₂/GeO₂复合膜圆形光催化氧化反应器，研究了该反应器对经物化处理后的农药废水进行降解的过程。研究表明，光催化氧化的最佳条件是锌片镀TiO₂/GeO₂复合膜、pH=6.7、过氧化氢（H₂O₂）浓度为400 mg/L。并对其他氧化剂对该过程的影响进行了探讨。有机废水通过该反应器处理后，其COD值降为57mg/L。能使有机污染物全部降解为小分子无机物，废水达到国家一级排放标准。     

TiO2光催化降解水中土霉素的动力学研究

环境中抗生素的出现及其引起的危害正受到越来越多的关注。以高压汞灯为光源,选用较为广泛的抗生素土霉素（OTC）为处理对象。考察了初始质量浓度、反应过程中光照、催化剂投加量、溶液起始pH、溶液中DOM和NO^-₃对光催化降解的影响,研究了其光降解动力学。结果表明,TiO₂光催化氧化法能够有效去除水中半微量的OTC,OTC的光降解过程符合一级反应动力学模型;UV/TiO₂联用工艺对TOC也有很好的去除效果,反应90 min,TOC去除率可达74%;OTC的初始浓度从30 mg/L增大到90 mg/L,反应速率从0.0619 min^-1降低到0.0130 min^-1;随着光催化剂投加量的增大,光降解速率常数先增大后减小;增加溶液的pH值,速率常数逐渐减小;溶液中的DOM和NO^-₃也可以影响光降解效率。     

模拟可见光下掺杂TiO2对甲醛溶液光催化降解

模拟自然条件下的可见光,以甲醛的光催化降解为探针反应,评价了通过溶胶凝胶法分别制备的8种（银Ag、铜Cu、铁Fe、钨W、铈Ce、镧La、硫S、氯Cl）掺杂TiO₂纳米晶体的光催化活性及对甲醛水溶液的去除效果。用X射线衍射、激光粒度分析和紫外-可见分光光谱表征了掺杂纳米TiO₂的微晶尺寸、晶体结构与光学性能。结果表明：Ce离子尽管有较大的半径但是主要还是掺杂到晶格中,Ce掺杂可以促进TiO₂由非正分锐钛矿相向锐钛矿相和金红石相的转变,抑制载流子复合,使TiO₂的光吸收带边发生红移且有利于对可见光的吸收,从而使Ce掺杂TiO₂在模拟可见光下光催化甲醛水溶液的能力得到明显提高。     

La2O3/ZnO/TiO2光催化降解活性艳红K-2BP的研究

采用溶胶-凝胶法制备了La₂O₃/ZnO/TiO₂复合光催化剂,以紫外灯为光源,活性艳红K-2BP为模型降解物,研究了La₂O₃/ZnO/TiO₂的光催化性能。结果表明：当锌和镧的掺杂量w(ZnO)=20%, w(La₂O₃)=0.5%, 煅烧温度为500℃时,La₂O₃/ZnO/TiO₂复合光催化剂的光催化活性最高;当催化剂投加量4 g/L,通气量800 mL/min,初始pH值3.12时,La₂O₃/ZnO/TiO₂对活性艳红K-2BP的降解效果最好。实验证明,La₂O₃/ZnO/TiO₂对活性艳红K-2BP的降解遵从Langmuir-Hinshelwood动力学模型,测得其反应速率常数k＝11.5 mg/(L·min);吸附常数K＝2.88×10^-2 L/mg。     

活性炭纤维负载TiO2光催化降解甲醛的影响因素

利用自制光催化气体反应器体系,以活性炭纤维负载TiO₂作催化剂,在紫外光照射下模拟降解室内污染气体甲醛,测试了活性炭纤维负载TiO₂催化剂的催化活性,探讨了紫外光光强、催化剂的酸度、反应器内湿度及反应时间等控制反应的主要因素对甲醛降解率的影响。结果表明,活性炭纤维与TiO₂的协同作用大大提高了对甲醛的降解效果;紫外光强增倍对甲醛降解率有一定提高,但提高幅度仅为11.71%;活性炭纤维用pH=5的TiO₂溶胶浸泡做催化剂对甲醛的降解效果最好,60 min内降解率达到68.37％;反应器内的湿度为81%甲醛降解率最高,反应60 min后达82.2%;随着反应时间的延长,甲醛降解率的上升幅度不断减小,最高只能达到94.59%。     

V/Ce共掺杂TiO2光催化降解甲醛的实验研究

采用溶胶凝胶法制备了不掺杂、V 掺杂、Ce掺杂、V/Ce共掺杂纳米TiO₂光催化剂,并将其分别负载于瓷砖上,利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜分析（SEM）技术对薄膜样品的结构和形貌进行了表征。通过对甲醛的降解实验评价光催化剂的光催化活性。实验结果表明,光催化剂的负载量、共掺杂离子的掺杂量、掺杂配比、煅烧温度影响纳米TiO₂的光催化活性。V/Ce共掺杂TiO₂光催化剂产生了协同效应,其光催化活性优于纯TiO₂和单掺杂TiO₂样品。     

TiO2/AC复合催化剂的制备及其对六氯苯的光催化降解性能研究

以颗粒活性炭（AC）和钛酸丁酯为原料,采用微波辐射法制备TiO₂/AC复合光催化剂,并对制备的催化剂进行了表征;采用该催化剂对六氯苯进行光催化降解,确定了六氯苯降解的最佳工艺条件,并就几种外加试剂对TiO₂/AC光催化降解六氯苯的强化作用进行了探讨。结果表明,制备的催化剂中TiO₂均匀分布在活性炭表面、呈单一的锐钛矿晶型,晶粒生长完善。该催化剂催化降解六氯苯的最佳工艺条件为：pH值为5、TiO₂负载量为18.2%、TiO₂/AC投加量为0.4 g/L、反应时间为60 min。在此条件下,六氯苯降解效率达90.3%。添加适量的H₂O₂、AgNO₃、K₂S₂O₈、KIO₄和KMnO₄均能提高TiO₂/活性炭对六氯苯的光催化降解效率。5种外加试剂的适宜添加量分别为0.3%、1.0、1.0、0.1和0.1 mmol/L,对TiO₂/AC光催化效率的强化作用大小顺序为：H₂O₂＞AgNO₃＞K₂S₂O₈＞KMnO₄＞KIO₄。     

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%。     

水体中常见无机阴离子对TiO2薄膜光催化降解甲醛的影响

选择了5种水体中常见的阴离子(Cl^-,SO^2-₄,HPO^2-₄/HPO^2-₄,HCO^-₃/CO^2-₃和NO^-₃),分别考查了其对TiO₂薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的影响;从上述离子的光吸收,对·OH的捕获及其生成的相应的无机自由基的氧化作用以及与甲醛的竞争吸附3个方面讨论了上述离子影响TiO₂薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的原因。结果表明,HCO^-₃/CO^2-₃对TiO₂薄膜光催化降解甲醛具有抑制作用,Cl^-和SO^2-₄的影响不大,H₂PO^-₄/HPO^2-₄和NO^-₃具有促进作用。造成上述结果的主要原因是HCO^-₃/CO^2-₃具有很强的·OH捕获作用;Cl^-,SO^2-₄对·OH捕获作用以及竞争吸附都较弱;H₂PO^-₄/HPO^2-₄在TiO₂表面具有较强的吸附能力,释放出的H⁺起到了酸催化剂的作用;NO^-₃在紫外光的照射下可以产生·OH,此外NO^-₃作为电子受体而降低了TiO₂表面光生电子和空穴的复合几率。     

负载型TiO2膜太阳光光催化降解活性深蓝K-R的研究

采用抛物线槽型反应装置，研究了玻璃弹簧和微珠负载型TiO₂膜太阳光催化降解活性深蓝K-R，结果表明,由于玻璃弹簧具有良好的光透距离，脱色性能显著优于玻璃微珠，玻璃弹簧为载体，水溶液浓度为15mg/L,pH为3,流速为20mL/s,太阳光强度在1200 μW/cm₂以上，光降解6h时，脱色率达到96%； 该降解反应可用一级反应动力学方程进行描述，反应速率常数（K）与光强I的关系为：K∝I1.92。     

泡沫镍负载Pr-N共掺杂TiO2的制备及其光催化性能

以泡沫镍为载体,钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备Pr-N共掺杂TiO2光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、扫描电镜(SEM)对催化剂进行表征,结果表明,Pr和N的掺杂抑制了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变,提高了催化剂在可见光区的吸收能力。以孔雀石绿为目标模型化合物,利用正交实验得出当n(Pr)∶n(N)∶n(Ti)为0.0020∶0.2∶1、焙烧温度为400℃时制得的催化剂活性最高。同时,考察了Pr-N共掺杂、Pr掺杂、N掺杂及TiO2对孔雀石绿降解并利用傅立叶红外光谱对降解产物进行分析,实验表明,Pr-N共掺杂之后催化剂对孔雀石绿的降解率较改性之前提高了1.6倍。     

固定化催化剂光反应器降解有机物研究进展

本文系统介绍了在TiO2 的非悬浆式体系中 ,光催化氧化有机污染物效率的影响因素、新型光反应器的特点以及污染物的降解动力学规律。可以预见 ,光催化氧化与传统的处理方法相比 ,有着良好的应用前景。     

TiO2胶体光催化降解罗丹明B染料

TiO2胶体从钛氧有机物水解制备,表征的方法有:X射线衍射光谱(XRD)、激光散射粒径分布、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)。利用罗丹明B染料分子作为探针分子研究TiO2胶体的光催化活性,分析了pH、催化剂用量、外加氧化剂(H2O2)用量及罗丹明B初始浓度对TiO2胶体光催化活性的影响。结果表明:制备的TiO2胶体粒子平均粒径为13.8 nm(激光散法测定),光催化降解罗丹明B染料的反应属于一级动力学反应,可以用Langmuir-Hinshewood模型加以描述,反应速率常数k1为0.08413 mg/(L.min),平衡吸附常数k2为1.5305 L/mg;在pH为6,TiO2胶体用量为0.04%,H2O2(含量30%)用量为0.2%(V/V),光照度为69.6μW/cm2时,5 h后罗丹明B染料的降解率可达到99%以上;相似的条件,0.2%的P25 TiO2粉体光催化处理染料水时,罗丹明B的降解率为90%。纳米TiO2胶体不仅可以提高罗丹明B的光催化降解率,还具有用量少,可有效降低水处理成本的特点。     

二氧化钛光催化剂成型过程中制备条件对活性影响因素研究

通过对TiO2粉体在热处理和成型过程中制备条件的筛选,研制了具有较高机械强度和光催化活性的TiO2光催化剂颗粒,经XRD、XPS、DRS和Zeta电位分析表明,该催化剂主要晶型为锐钛矿型,适量的添加剂使其表面酸性增加,500℃热处理改善了催化剂的表面性质,催化剂颗粒对光的吸收带边红移,扩大了光能利用率.     

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。     

TiO_2光催化涂料的制备及其降解甲醛研究

自制TiO_2光催化涂料,重点对所制备的涂料在室内进行降解甲醛研究,考察了在不同分散剂、不同光催化剂以及不同甲醛初始浓度、不同光源、不同温度和不同湿度等环境因素下涂料对甲醛降解率的影响。结果表明,选用聚丙烯酸钠离子型分散剂,铜金属掺杂TiO_2光催化剂制备的光催化涂料对甲醛降解率达80%以上且具有良好的耐久性,在室温(20℃左右)湿度50%日光灯照射下,甲醛初始浓度5μL时效果最佳。     

铂铈共掺杂纳米TiO2的制备、表征及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,过氧化氢为氧化剂,采用简单易行的低温氧化法制备出晶粒尺寸较小(平均尺寸25 nm)的二氧化钛纳米粒子。通过贵金属Pt掺杂TiO₂(Pt-TiO₂)、稀土元素Ce掺杂TiO₂(Ce-TiO₂)和Pt、Ce共掺杂TiO₂(Pt/Ce-TiO₂)的掺杂的方法对二氧化钛进行改性。通过XRD,XPS,TEM,紫外漫反射等表征手段对制备的样品进行表征。通过可见光下降解罗丹明B来测试其光催化活性。实验结果表明,由Ce掺杂的TiO₂光催化剂对有机污染物的最大降解能力略大于Pt掺杂的TiO₂,2种元素进行共同掺杂时对应的TiO₂光催化剂降解能力最大。