多孔TiO2薄膜电极/泡沫镍硬模板制备及其光电催化性能

以泡沫镍为载体,活性炭为造孔剂,采用硬模板法制备泡沫镍负载多孔TiO2薄膜(Porous TiO,films/foam nicel,PTFN)电极,并利用XRD和SEM等测试手段对其结构进行表征.同时,通过亚甲基蓝溶液的光电催化降解反应,对其光电催化活性进行评价,并探讨阳极偏压、通气速率、亚甲基蓝初始溶液浓度和活性炭造孔剂量对降解效率的影响规律.结果表明:相对于未加模板造孔剂的TiO2薄膜电极的光电催化性能,泡沫镍负载多孔TiO2薄膜具有更好的光电催化性能,原因是高比表面积电极有利于为光电催化提供高浓度的亚甲基蓝分子,使反应速率加快;另外,存在最佳的光电催化降解条件,即当外加阳极偏压为3 V,通气速率为40 L·h-1,n(活性炭造孔剂最):n(前驱体中钛)(即C/Ti)为10％,亚甲基蓝溶液初始浓度为1mg·L-1时,光电催化降解效率最高.同时,研究发现,亚甲基蓝在光电催化降解过程中,通过自由基的氧化发生了C=N键的断裂去甲基化,最后被降解为H2O、CO2和SO42-、NO3-、Cl-离子.     

聚丙烯酸钠为结合相的梯度扩散薄膜技术预测甘蔗田土壤中镉的生物有效性

DGT技术一直以固态结合相原位采集和测量水体、土壤或沉积物中有效态重金属,液态结合相的DGT主要应用于现场水体中金属离子的检测.本研究分别采用固态结合相梯度扩散薄膜(chelex100-DGT)装置和改进的液态结合相梯度薄膜扩散(CDM-PAAS-DGT)装置,对广西甘蔗田土壤中有效态Cd进行了测定.结果表明,2种装置提取的土壤有效态Cd含量与甘蔗(根、茎、叶)体内Cd含量都呈极显著正相关,改进的CDM-PAAS-DGT装置对土壤中有效态Cd的提取能力更强;融合土壤pH、阳离子交换量(CEC)、有机质(OM%)和土壤颗粒组成等理化指标影响,运用多元统计分析,提取出2种主成分因子,建立了多元回归模型.液态结合相DGT技术能较好地预测甘蔗田土壤中Cd的生物有效性,拓展了其应用范围.     

基于薄膜生物反应技术的环境污水处理方法研究

污水处理系统中使用传统污水处理技术会加入大量化学药品并且需要建立占地广阔的净化池,净化过程使用化学药品会存在一定的残留,针对上述问题,设计出基于薄膜生物反应技术的环境污水的处理方法.设计的方法由两部分组成一部分是膜分离单元一部分是生物处理单元.膜分离单元完成有毒物质以及漂浮物的隔离,通过MBR反应对污水中大分子有机物以及可溶性微生物进行反应消化,最终通过沉淀池的把多余的活性污泥进行沉淀完成污水的处理.为保证设计方法的有效性,按照设计方法模拟使用过程与传统污水处理方法进行对比,得出结论:(1)设计的基于薄膜生物反应技术的环境污水处理方法不需要对水中进行化学药品添加;(2)没有占用过多的净化空间;(3)在净水效果上明显比传统处理方法有效;(4)污水处理量大;(5)性价比较高节约污水处理成本.     

采用纳米Au/TiO2薄膜进行光催化VOCs污染物方法的研究

通过实验在传统的光催化剂TiO_2中掺杂Au来制备纳米Au/TiO_2薄膜,掺Au可更好地抑制光生电子-空穴对的复合,提高TiO_2的光催化效率。采用溶胶凝胶法,以钛酸四丁酯和氯金酸为原料,制备Au/TiO_2溶胶,以石英玻璃为载体提拉成膜。改变薄膜的掺金量和煅烧温度进行光催化甲醛和氮氧化物的实验,对实验数据进行分析,并对Au/TiO_2薄膜进行辐照X射线荧光和高倍SEM表征,结果表明光催化剂在煅烧温度为500℃、掺杂为n_(Au~(3+))/n_(Ti~(4+))=0.005时的光催化效果最佳。     

碳黑改性TiO2薄膜光催化剂的研制

通过掺杂碳黑来提高TiO2薄膜光催化剂的吸附性能，消除固定膜反应体系中经常出现的传质限制问题，使催化剂的活性由未经改性的3.2mg/L提高到4.8mg/L，相当于浓度为0.2g/L DegussaP25TiO2悬浮体系的效果，同时研究了影响催化剂活性的主要制备条件，获得的适宜制备条件为浓硝酸添加量1.0mL，热处理温度500℃，热处理时间2h，最佳涂覆次数为8次。     

电沉积ZnO膜光电催化降解4-硝基酚研究

用硝酸锌水溶液作电解质,采用阴极电沉积法在玻碳电极上制备了具有光电化学活性的氧化锌(ZnO)薄膜。以ZnO膜电极为工作电极对4-硝基酚进行了光电催化降解处理,系统研究了外加偏压、4-硝基酚浓度、电解液浓度以及pH值对4-硝基酚在ZnO膜电极上的光电催化降解效果的影响。结果表明:在外加偏压为1.0V,电解液浓度为0.1mol/L,溶液为近中性条件(pH为6.3)时对0.05mmol/L的4-硝基酚2小时的降解效率达到了98.8%。     

混晶纳米TiO_2薄膜光催化降解亚甲基蓝

以钛酸四丁酯为原料采用浸渍提拉法在普通瓷片表面制备TiO2混晶薄膜,用XRD对薄膜进行表征,选用亚甲基蓝催化降解考察TiO2混晶薄膜的催化能力,探讨了紫外光光照强度、亚甲基蓝初始浓度和pH对光催化降解的影响。结果表明:600℃煅烧4h可制备金红石为13.2%的混晶薄膜,平均粒径为22nm;初始浓度在0.313～0.937mg/L,催化反应符合一级动力学方程,半衰期随初始浓度的增加而减小;在光照强度为40W和pH为13时降解率为45.6%,并可多次重复使用。     

TiO_2/陶瓷光催化自洁杀菌性能研究

为了研究陶瓷的自洁、杀菌性能,文章以普通釉面陶瓷为载体,用溶胶凝胶法在其表面负载了纳米TiO2薄膜,制备了TiO2/陶瓷,并分别以甲醛模拟废水和红城湖水进行了自洁和杀菌实验。结果表明在4W紫外灯和太阳光下,对甲醛的降解率分别达到80%以上和50%以上。海口市红城湖水样在TiO2/陶瓷作用下,以4W紫外灯和太阳光为光源的灭菌率均达99%以上。表明TiO2/陶瓷有良好的自洁和灭菌性能。     

旋转薄膜式光催化反应器降解水中有机污染物

提出了一种强化薄膜浆态反应器的新型反应器——旋转薄膜式光催化反应器(RFFS)。以苯酚为模拟有机污染物,以商品的Degussa P25为光催化剂,首先研究了RFFS反应器的性能,然后与常规的鼓泡式光催化反应器进行了光催化性能比较。实验结果表明,RFFS反应器形成的旋转浆态薄膜扩大了与空气和光源的接触面积,强化了光催化体系的传质,提高了体系中催化剂对光能的利用率,并且能够在较高光催化剂浓度的条件下运行。在苯酚初始浓度为30mg/L,催化剂投加量为3.0g/L,通气气速1.0L/min,浆料循环流量为3.3L/min,光距为10cm的条件下,与传统反应器相比,苯酚的催化反应速率提高了1.6倍。     

隐身衣又有新进展

不管出于何种目的,人们一直都在梦想着让自己完全隐形,科学家们也在不断争取制造真正的隐身衣（隐身斗篷）。近日,来自英国的一群物理学家声称在这一领域又取得了新的进展,通过一种弹性薄膜来改变光线,达到隐形的目的。