负载型纳米TiO2/AC对偶氮染料的光催化降解研究

以钛酸四丁酯和粒状活性炭(AC)为主要原料,采用溶胶-凝胶-浸渍法制备出负载型纳米TiO2/AC催化剂.在流化床反应器中分别对2种典型的偶氮类染料橙黄G、活性艳红X-3B模拟废水进行了光催化降解研究,探讨了pH值、外加氧化剂对光催化降解率的影响,并对催化剂进行了回收再生利用试验.结果表明,TiO2/AC催化剂具有良好的光催化活性、吸附特性及可再生性,60 min后对2种染料反应的光催化降解率分别可达到99.71%和97 12%,反应180 min后的TOC去除率分别达到81.54%和81.99%;反应后TiO2/AC催化剂回收率大于95%,经焙烧再生后对橙黄G反应60 min的光催化降解率仍高达95.93%.     

二氧化钛悬浮体系中几种不同结构染料的光催化降解实验

以钛酸丁酯为原料,乙醇为溶剂,利用溶胶凝胶法制备纳米TiO2微粒。以紫外灯为光源,以橙黄Ⅱ、酸性品红和亚甲基蓝溶液为降解对象,实验考察了纳米TiO2微粒的光催化活性,同时比较了不同结构的染料的降解效果。结果表明:自制的纳米TiO2对染料废水具有明显的降解,不同结构的染料中,具有单偶氮结构的染料橙黄Ⅱ的降解效果最好。     

絮凝污泥制备光催化剂及降解活性艳红K-2BP研究

利用絮凝污泥制备复合光催化剂,研究了其对模拟染料废水活性艳红K-2BP的光催化降解效率,并采用X射线衍射仪对其进行了结果表征。详细考察了催化剂煅烧温度、催化剂中钛含量、催化剂投加量、溶液pH值等不同条件对活性艳红K-2BP染料废水的光催化降解效果。实验结果表明,聚硅硫酸钛的n(Ti)∶n(Si)=5∶1,投加量为200mg/L,絮凝pH=5时的絮凝污泥在600℃煅烧2h制得复合光催化剂具有较高活性,当复合光催化剂投加量为500mg/L,光催化反应pH为4时光催化活性最好,此时对50mg/L的活性艳红K-2BP的降解率可达到97.2%。     

活性炭负载TiO2催化剂对直接耐酸大红4BS溶液的光催化降解研究

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭负载型TiO2催化剂,采用了XRD、BET和SEM对催化剂进行表征。研究了催化剂对直接耐酸大红4BS的紫外光催化降解,比较了活性炭、P25和TiO2／AC对4BS溶液的降解能力,探讨了催化剂煅烧温度和投加量以及染料溶液的初始浓度对光催化降解率的影响,并对催化剂进行了回收再生实验。结果表明,500℃下煅烧的TiO2／AC催化剂比表面积为1147．88m^2／g、TiO2粒径为21．9nm、晶相组成以锐钛矿为主,具有良好的光催化活性和稳定性;90min后2g／L催化剂对150mg／L的4BS溶液紫外光催化降解率达到99．8％。     

无机离子对Fenton处理活性艳红X-3B染料废水的影响

针对实际染料废水中通常存在大量溶解性无机阴离子和金属阳离子的特点,选择了一些典型的无机离子,通过Fenton氧化降解偶氮染料活性艳红X-3B的试验,研究了无机离子对Fenton氧化降解的影响。结果表明,阴离子S2-对Fenton试剂催化氧化降解的抑制作用非常明显,H2PO4-和Cl-也具有不同程度的抑制作用,其抑制能力大小为:S2->H2PO4->Cl-;阳离子Cu2+和Mn2+抑制Fenton氧化作用的大小顺序为Cu2+>Mn2+;SO42-,NO3-,Mg2+和Zn2+对活性艳红X-3B的降解没有影响。研究结果可为Fenton方法处理含无机阴离子和金属阳离子的染料废水提供参考。     

银、钕掺杂TiO_2催化光解甲基橙的实验研究

实验用水热合成法制备出银、钕掺杂TiO2催化剂粉体,然后以高压汞灯为光源,掺杂TiO2催化剂粉体为光化降解催化剂,探究对甲基橙模拟印染废水光催化分解的效果。光解实验研究采用正交设计法,以模拟废水浓度、催化剂用量、光照时间以及pH为因素,各因素选取4个水平,对催化光解甲基橙染料的降解率进行评价。分析结果表明:银、钕掺杂TiO2催化剂对甲基橙光化降解有良好的效果,最佳实验条件为:溶液pH为5,甲基橙的初始质量浓度为2 mg/L,催化剂投加量60 mg/L和光照时间80 min。在最佳条件下,连续光照8 h后甲基橙的降解率达到92%以上。     

载银TiO_2可见光降解活性蓝染料废水研究

以溶胶-凝胶法制备了Ag/TiO2纳米催化剂,以日光色镝灯为光源,研究了活性蓝M-2GE模拟染料废水的可见光降解,考察了不同条件对可见光降解的影响。实验结果表明,该方法制备的TiO2、Ag/TiO2催化剂粒径约20～30nm,主要以锐钛矿相存在;光催化反应的最佳条件为:催化剂载Ag量2%,投加量为2g/L,pH值在2～6;在最佳的反应条件下,活性蓝的脱色率达98%,TOC去除率达70%;在实验的浓度范围内,服从一级反应动力学,随着染料溶液浓度的增大,表观速率常数不断降低。     

纳米复合GeO2/TiO2的制备及光催化性能研究

采用改进的Sol-gel方法,制备了一种新型的单分散椭球形微孔结构的纳米GeO2/TiO2复合光催化剂,并用TG-DTA、XRD、XPS、UV-vis、FT-IR、TEM、BET等手段进行了表征.以难生化降解的染料罗丹明B为目标降解物,采用HPLC测定不同光照时间下催化剂对染料降解的情况,考察了催化剂的光催化活性结果表明,改进的Sol-gel法制得的复合光催化剂具有明显的孔结构,而且比表面积大、粒径小、粒径分布窄、分散性好;与适量GeO2复合后能够有效提高TiO2纳米粒子的光催化活性;复合光催化剂的最佳制备条件为GeO2摩尔含量为0.1%,煅烧温度为400℃,所制得的GeO2/TiO2光催化活性比纯TiO2有显著提高.     

太阳光-固定床光催化氧化与生物氧化组合技术对染料化合物的降解研究

将多相光催化氧化法与生物氧化法组合 ,探讨两种组合技术在太阳光条件下利用负载型催化剂降解染料化合物的可行性 .实验选用 5 0 ppm的活性艳红K 2G为典型实验溶液 ,并在一定条件下加生活污水 .生化单元经 2 4h生物氧化 ,对溶液COD的去除最高可达 82 .92 % ;光氧化单元经 5h光催化反应 ,对色度的去除也能保持在 2 0 %— 30 %之间 .实验结果表明 ,利用太阳光和负载型催化剂是可行的     

玻璃纤维负载P25光催化接触氧化活性艳红X-3B

在玻璃纤维上焙烧P25制备了负载型TiO2光催化剂,探讨了焙烧温度对催化活性的影响,设计了光催化接触氧化反应器,并以活性艳红X-3B为模型污染物,考察溶液pH值、共存阴离子(CO₃^2-、SO₄^2-、Cl-)对光催化反应的影响.结果表明,焙烧温度直接影响负载后催化剂的活性,300℃负载时活性最高,SEM照片显示此时P25与载体结合牢固、负载颗粒均匀.酸性条件对活性艳红X-3B的降解有利,当溶液初始pH由2.0上升到10.0时,活性艳红X-3B的降解率从90.06%下降至42.71%.共存的CO₃^2-、SO₄^2-对活性艳红X-3B降解的影响不大,但Cl^-对氧化过程有明显的抑制,使活性艳红X-3B的降解率下降17.03%.利用成熟的光催化剂P25,通过烧结的方法制备负载型催化剂是当前替代粉末催化剂的较为可行的方案.     

稀土铒掺杂TiO_2光催化剂的吸附和光催化活性研究

通过溶胶-凝胶法成功的制备了一系列Er3+掺杂的TiO2光催化剂,并通过XRD、DRS对催化剂进行了表征,结果表明所制催化剂为锐钛矿型,Er3+的掺杂有利于抑制晶粒生长,提高晶体的热稳定性。紫外-可见吸收(DRS)光谱证实,Er3+的掺杂增强了催化剂在可见光区域的吸收能力。吸附实验结果表明,Er3+的掺杂显著提高了橙黄I在TiO2催化剂表面的吸附能力,随掺杂量增加,吸附增强。活性实验结果表明,Er3+的掺杂显著提高了TiO2的光催化活性,最佳掺杂量为1.5%。     

光催化降解模拟室内挥发性有机污染物研究

用浸渍-提拉法制备玻璃弹簧负载型TiO2薄膜催化剂,在自制的反应器中进行光催化降解由丙酮、甲苯、对二甲苯组成的模拟室内挥发性有机污染物VOCs研究。研究发现：催化剂中掺杂金属离子能影响催化剂的降解效果,降解效果依次为掺铈TiO2〉纯TiO2〉掺银TiO2;气体流量显著影响降解效果,丙酮、甲苯和对二甲苯的最佳降解流量分别为3、5、7L／min;混合气体中非对称性的极性分子的降解效率高于对称性分子,导致丙酮、对二甲苯组分降解率降低,甲苯降解率增高。     

H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2可见光下光催化降解孔雀石绿的研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备TiO2光催化剂,然后浸渍法制备出H3PW12O40/TiO2复合型光催化剂,并运用XRD、SEM、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析.研究了可见光光照下H3PW12O40/TiO2对孔雀石绿降解的光催化活性,考察了浸渍量、催化剂用量、底物浓度、pH值对光催化降解率的影响.实验表明,在pH=5条件下,H3PW12O40/TiO2催化剂用量为0.3g.L-1,浓度为10mg·mL-1的孔雀石绿溶液在2L·min-1曝气、300W可见光下光照4h后光催化降解率为78%,比TiO2光催化活性提高了24%.     

负载型TiO2固定相光催化降解水中偏二甲肼

以多孔硅胶为载体，采用简单工艺制得的负载型化剂ＴｉＯ２，经实验证明，具有催化活性良好，性能稳定，不易脱落，可重复使用等优点，在紫外光条件下降解水中偏二甲肼，光照２h降解率达到６５％，通入空气，加入Ｃｕ＾２＋Ｈ２Ｏ２等都有利于偏二甲肼的降解，光照２h的降解率分别提高到７０％。９０％和９５％。     

硅胶负载TiO2光催化降解吡啶

以硅胶为载体，钛酸四丁酯为原料，用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2，在UV-TiO2体系中对吡啶(PD)进行光催化降解，并研究了降解体系的紫外吸收光谱和pH值对光催化降解体系的影响。结果表明：负载型TiO2光催化剂加入量为60mg／40ml，吡啶的光催化降解反应符合一级动力学方程；吡啶中氮转化成氨氮。碱性条件下的降解率高于酸性条件下的降解率；TiO2负载后利用率提高了6倍左右。     

有机物结构对光催化氧化降解影响的初步研究

研究了以TiO2 半导体为催化剂 ,有机物分子结构如芳烃取代度、环效应和卤代度对光催化氧化降解的影响。结果表明 ,对芳烃类衍生物 ,单取代基较双取代基降解容易 ,能形成贯穿共轭体系的难降解。环效应、卤代度对光催化降解有较大影响。芳烃、环烷烃、烷烃逐次减弱 ,卤代度越高 ,降解越困难 ,全卤代时基本不降解     

二氧化钛纳米微粒的制备及对染料甲基紫的降解

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纳米级二氧化钛微粒。通过二氧化钛的XRD衍射分析的实验结果,利用X射线线宽法计算二氧化钛微粒的平均粒径为22nm。以甲基紫溶液做光催化降解实验,考察各种因素对光催化降解效果的影响。结果表明：在30W紫外灯照射下,甲基紫起始浓度10mg/L,催化剂用量1．0g／L,pH为3．0,100min即可降解92％。     

磁性微球负载光催化剂制备及处理造纸废水研究

采用溶胶-凝胶法,在磁性颗粒表面包覆TiO2,制备了易于固液分离的磁载光催化剂TiO2/SiO2/Fe3O4,通过XRD和TEM对产物的晶体结构、晶粒大小、形貌进行了表征,讨论了焙烧温度、焙烧时间、催化剂用量和光照时间等对TiO2光催化剂处理造纸废水的影响。结果表明:焙烧温度为500℃、焙烧时间3.5h时,光催化活性最高;催化剂用量为2.5g/L,光照时间4h时TiO2降解造纸废水的能力最强。     

Sonocatalytic degradation of methyl orange in the presence of (nanometer and ordinary) anatase TiO2 powders

The nanometer and ordinary anatase titanium dioxide(TiO2 ) powders were adopted as the sonocatalysts for the degradation of methyl orange used as a model compound for the first time. It was found that the sonocatalytic degradation effect of methyl orange in the presence of TiO2 powder were much better than that without TiO2, but the sonocatalytic activity of the nanometer anatase TiO2 particle was obviously higher than that of ordinary anatase TiO2 particle. Although there are many factors influencing sonocatalytic degradation of methyl orange, the experimental results showed that the best degradation ratio of methyl orange could be obtained when the experimental conditions were: initial concentration 15 mg/L, nanometer anatase TiO2 adding amount 750 mg/L, ultrasonic frequency 40 kHz, output power 50 W, pH = 3.0 and temperature 40℃ within 150 min. In addition, the catalytic activity of reused nanometer anatase TiO2 catalyst was also studied and found to decline gradually comparing with initial nanometer anatase TiO2 catalyst. All experiments indicated that the method of the sonocatalytic degradation of organic pollutants in the presence of TiO2 powder was an advisable choice for non-or lowtransparent organic wastewaters.