纳米颗粒的分散及其在水与废水处理中的应用

纳米颗粒由于其吸附活性而极易产生自身团聚 ,这不利于纳米颗粒在使用介质中的分散并影响其应用。本文综述了近年来有关纳米颗粒在水中的分散方法、原理及影响因素 ,归纳总结了分散的纳米颗粒在强化水处理中的若干应用。     

TiO2多孔纳米微粒的制备及其物性表征

首次利用高分子悬浮聚合与溶胶－凝胶法相结合的技术，成功地制备了具有中空结构的TiO2多孔微粒，并用X－Ray,SEM,自动气体吸附仪等手段对其物理性质进行了系统表征，在最优pH条件下制备的TiO2微粒比表面可达67.5m^2/g，平均粒径为2μm，孔体积为0.1cm^3/g。与商品纳米TiO2相比，其微米尺寸使其具有易于分离和重复使用等优点，晶粒的结构特点决定了其具有高催化活性。     

纳米TiO2薄膜光催化降解橡梳栲胶的研究

以Ti（OC4H9）4为原料，溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜，用原子力显微镜（AFM）观察了纳米TiO2薄膜的形貌，X-射线衍射（XRD）考察相同条件下粉体的相结构．研究水中橡梳栲胶的光催化降解行为．结果表明，橡梳栲胶的降解可用Langmuir-Hinshelwood方程来描述，即浓度较高时，栲胶降解液的光催化降解符合零级动力学方程；浓度较低时，栲胶降解液的光催化降解符合一级动力学方程．外加H2O2对橡梳栲胶的光催化降解有极大的促进作用，但这种促进作用会因为光生电子效率的影响而有一个极限值．在远离橡梳栲胶溶液等电点的起始pH值条件下光催化降解效果较好，且在碱性条件下的降解速率高于酸性条件下的降解速率。     

甲醛光催化降解与过氧化氢生成的相关性研究

分别采用两种光催化剂(TiO2与Pd/TiO2)和三种紫外光源(黑光灯、杀菌灯、臭氧灯)分解水溶液中的甲醛,同时以酶法测定光催化降解过程中生成的低浓度过氧化氢.发现波长较短的紫外光源生成过氧化氢的浓度较高.当以臭氧灯为光源时,无论是否有催化剂存在,生成的过氧化氢浓度都在50mmol·m-3以上,因为185nm以下的紫外光可以直接由水与溶解氧生成臭氧,而后生成过氧化氢.不管有无催化剂存在,在臭氧灯作用下,甲醛溶液中生成的过氧化氢浓度高于纯水中生成的过氧化氢浓度.但是,在以黑光灯或臭氧灯为光源时,上述结果正好相反.此外,对于每种光源而言,当采用Pd/TiO2代替TiO2时,甲醛的分解和过氧化氢的生成都得到加强.甲醛光催化分解速率与相同条件下纯水中过氧化氢的生成速率呈正比,表明光催化降解的活性与光催化生成过氧化氢的能力近似呈正相关.     

纳米TiO2负载织物对室内空气中氨的净化

制备了纳米二氧化钛(TiO2)水分散液,并将其负载于织物表面,形成了具有光催化特性的纳米TiO2负载织物,然后使用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其进行了表征,利用自行设计的光催化反应器,对模拟室内混凝土释放的氨进行了光催化净化研究.重点考察了纳米TiO2水分散液用量、染料以及纤维种类等因素对净化性能的影响.结果表明,纳米TiO2负载织物在波长为365.5nm紫外光照射下对氨具有良好的净化作用,在整理时适当增加TiO2水分散液用量有利于提高氨的去除率,直接耐晒黑G(C.I.Direct Black 19)对纳米TiO2负载棉织物的氨气净化性能影响甚微,负载后纯棉织物的氨气净化性能显著高于涤/棉混纺织物.     

酸改性纳米TiO_2降解模拟污染物的研究

用溶胶-凝胶法制备了酸改性纳米二氧化钛,并用XRD、UV-vis等测定技术对所制得的粉体试样进行了表征,同时以甲基橙为模拟污染物,评价了改性后纳米二氧化钛的光催化性能,发现其光催化活性大大高于未改性二氧化钛粉体。并从酸改性的样品中筛选出了光催化活性最好的粉体,以光催化降解苯酚为模型反应,确立了降解的最优条件。     

酞菁类复合催化剂对染料橙黄Ⅱ水溶液的光催化脱色研究

制备了复合催化剂酞菁蓝 (CuPc) TiO2 、FePz(Cu -Fe) TiO2 、TiO2 α Fe2 O3、TiO2 β FeOOH、酞菁蓝 α Fe2 O3、酞菁蓝 β FeOOH .在紫外灯 (15W ,λmax=2 5 4nm)的照射下 ,通过对照实验 ,研究了复合催化剂对橙黄Ⅱ水溶液的光催化脱色效果 ,初步考查了复合光催化剂投加量、pH对处理效果的影响     

室内微污染有机废气的纳米光催化处理

室内装修产生的污染严重影响人们的身体健康，纳米和光催化技术是国际上新出现并普遍认为是最有应用化前景的高新技术，介绍了应用TiO2纳米光催化技术治理室内空气污染的方法，能在常温下高效、稳定地分解污染物，其处理效果明显，无二次污染，适合室内空气中有害污染物净化。     

掺入金属离子的TiO2纳米粒子光催化降解吖啶橙

利用酸催化溶胶－凝胶法（ｓｏｌ－ｇｅｌ）制备了 Ｆｅ３＋和 Ｃｒ３＋不同掺入量的 ＴｉＯ２半导体纳米粒子研究了这些纳米粒子对吖啶橙光催化氧化降解的影响．结果表明，微量 Ｆｅ３＋和 Ｃｒ３＋的掺入可明显提高 ＴｉＯ２的光催化活性．进一步研究表明，在 Ｆｅ３＋－ＴｉＯ２体系中，最佳掺入量为 ０．１％，而且中性介质和自然光有利于光催化氧化反应的进行，反应３ｈ后降解率可达９７．７５％．在Ｃｒ３＋－ＴｉＯ２体系中，弱碱性介质和自然光有利于光催化氧化反应，最佳掺入量为０．０５％，降解率可达８７．５４％．     

臭氧/纳米TiO2催化氧化去除水中微量硝基苯的研究

在悬浮颗粒搅拌混合反应器中,研究了臭氧/纳米TiO2催化氧化去除水中微量硝基苯的性能,结果表明,纳米TiO2催化臭氧化去除硝基苯较单独臭氧氧化有明显的提高,反应20min硝基苯的去除率提高了44%.实验中分别考察了纳米TiO2热处理温度、催化剂投量、臭氧投量、硝基苯初始浓度、pH值对臭氧/纳米TiO2催化氧化去除硝基苯的影响.发现550℃烧结得到的纳米TiO2表现出最好的催化臭氧化活性,在较低的臭氧投量与催化剂用量条件下,硝基苯的去除率可达到56.57%;增大臭氧或者硝基苯的初始浓度,硝基苯的去除率随之提高;但是改变催化剂投量,硝基苯的去除效果几乎不受影响;中性或碱性pH环境利于纳米TiO2催化臭氧化反应的进行.通过研究叔丁醇对纳米TiO2催化臭氧化反应的影响,证明反应遵循羟基自由基(·OH)反应机理.