Pd/N共掺杂TiO_2的制备及其光催化降解苯酚的研究

将纳米管钛酸浸入含尿素和金属(Pd)硝酸盐的乙醇溶液中,乙醇超声挥发后所得样品先在空气气氛、600℃下煅烧,再在H2气氛、400℃下热还原制备得到Pd/N共掺杂TiO2光催化剂(Pd/N-TiO2)。利用光电子能谱(XPS)仪研究了催化剂表面N、Pd元素的化学态。结果表明,N元素以Ti—O—N形式存在,Pd元素以单质金属状态存在。考察了Pd/N-TiO2的紫外光光催化降解苯酚的活性,与单纯TiO2光催化剂和N掺杂TiO2光催化剂相比,Pd/N-TiO2活性明显提高。研究了催化剂用量、苯酚初始浓度和pH、O2流量以及外加双氧水等条件对紫外光光催化降解苯酚的活性的影响,得到光催化降解苯酚的最佳工艺条件:苯酚初始质量浓度为120mg/L,催化剂用量为0.10g/L,苯酚溶液初始pH为8,O2流量为80mL/min,加入适量双氧水。     

CdS-TiO2/MWCNTs结构表征及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管（MWCNTs）负载的双组分复合半导体光催化剂CdS-TiO2/MWCNTs。通过透射电镜（TEM）、比表面分析（BET）、X射线衍射（XRD）和紫外-可见吸收光谱（UV-vis）等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了CdS-TiO2/MWCNTs对甲苯降解的光催化性能。结果表明：纳米活性粒子CdS-TiO2均匀负载于MWCNTs上,比表面积、光吸收阈值和强度增大,活性粒子间以及活性粒子与载体之间具有协同作用,有利于光催化性能的提高,CdS-TiO2/MWCNTs在主波长为254 nm紫外光照射下对甲苯的降解效果较好,去除率可达55.3%。     

微乳法制备Fe-TiO_2纳米晶复合体及光催化性能

采用微乳法制备铁掺杂TiO2纳米晶（Fe-TiO2）复合体,通过热重-差热（TG-DTA）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和紫外漫反射光谱（DRS）等对其结构和形态进行表征;以亚甲基蓝溶液（MB）为标准模拟降解物,对Fe-TiO2,纯TiO2和P25光催化降解性能进行评价。结果表明,Fe-TiO2的光催化活性明显〉P25,原因是Fe掺杂不仅能抑制TiO2晶粒生长,提高TiO2的热稳定性和比表面积,而且能够拓展TiO2的吸收波长范围至可见光区,提高了Ti3＋离子浓度,降低了光生载流子的复合几率。     

添加壳聚糖溶胶-凝胶法制备的TiO2光催化剂及其光催化性能研究

采用添加壳聚糖（CTS）的溶胶-凝胶法制备了具有较高光催化活性的TiO2光催化剂,并用XRD、TEM、BET和IR等手段对其进行表征。结果表明,CTS的添加使TiO2衍射强度增强、分散性提高、比表面积增大从而使光催化活性提高;用所制备的催化剂光催化降解甲基橙反应60min后,其去除率由不添加CTS所制备TiO2的32％提高到48％,TOC去除率由14％提高到23％。     

陶瓷负载Ag、Ce共掺杂TiO2光催化剂降解甲基橙的研究

以陶瓷为载体,采用溶胶-凝胶法制备了银离子和铈离子共掺杂TiO2的负载型光催化剂——T-AC/陶瓷,研究了pH值、双氧水用量、催化剂用量、紫外灯强度、废水的初始浓度等因素对T-AC/陶瓷光催化剂降解甲基橙染料废水的影响。结果表明,当pH为2、双氧水用量为0.5 mL/100 mL、催化剂用量为3 g/L、紫外灯功率为20 W、废水初始浓度为10mg/L时,甲基橙的降解率可达85.9%,并且甲基橙的光催化降解属于一级动力学方程,T-AC/陶瓷催化剂有较高的活性和稳定性,在废水处理中具有较好的应用前景。     

模拟可见光下掺杂TiO_2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。     

溶胶-凝胶法制备复合光催化剂（MWNTs/TiO_2）工艺条件的研究

以多壁碳纳米管（MWNTs）为载体,在煅烧温度200~900℃、煅烧时间1~7 h、溶胶体系pH值为2~10的工艺条件下,采用溶胶-凝胶法制备复合光催化剂（MWNTs/TiO2）。通过其对甲基橙的光催化降解效果对比,评价各种复合光催化剂催化活性之间的差异,结果表明,随着煅烧温度的升高,复合光催化剂中纳米TiO2的晶型由锐钛型逐渐向金红石型转变,500℃时为2种晶型的混合相;pH值为2的强酸性条件有利于形成金红石晶型,pH值为5的中性及弱酸性条件则有利于形成锐钛型,而pH值为3时为2种晶型的混合相;在煅烧温度500℃、煅烧时间3 h、溶胶凝胶体系pH值为3的最佳制备工艺条件下,复合光催化剂催化活性最高,借助扫描电镜发现其TiO2均匀地包覆在多壁碳纳米管管壁上。     

灭菌预处理污泥及其滤液产氢发酵的比较研究

剩余污泥中的固态物质包含大量的蛋白质和多聚糖等有机质,一直被认为是一种具有潜力的生物制氢原料。灭菌预处理的剩余污泥会释放出大量的有机质,真空抽滤后去除掉污泥中固态物质得到滤液。将预处理污泥与滤液分别作为底物,接种产氢菌Pseudomonas sp. GZ1后产氢发酵。测定2种不同底物发酵反应过程中氢气的产量,以及底物的变化（SCOD、可溶性蛋白质、总糖、pH值）。实验结果表明,利用预处理后的污泥滤液作为底物能够有效提高氢气产量。滤液发酵的产氢量达到了4.44 mg H₂/g COD,比预处理污泥直接发酵提高了近3.3倍。本实验证明污泥中的固态物质在发酵过程中能释放出更多的营养物质,但实际上并不能被产氢菌有效地利用产生更多的氢气,并对其原因进行了探讨。     

一体式光催化－膜分离三相流化床反应器膜污染特性

通过利用颗粒状 TiO2催化剂(平均粒径0.258/μm)对酸性红 B 模拟废水的催化降解实验,对一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器的膜污染特性进行了研究.结果表明,TiO2是造成膜污染的主要污染物,且 TiO2浓度愈大,膜污染愈严重;本实验体系TiO2的适宜浓度为 2g/L.反应区曝气量在 3.6m3/h 时膜污染最小;膜组件底部曝气装置可大大减轻膜污染,且其曝气量以 0.6 m3/h 为宜.表面冲洗、气体反冲洗和碱洗均可有效地清除膜表面和膜孔内的污染物,使膜通量恢复至90%以上;"表面冲洗 碱洗"和"表面冲洗 碱洗 气体反冲"可进一步提高膜通量的恢复,但不十分明显.     

掺杂纳米Bi2WO6的水热合成及其光催化性能研究

采用水热法合成了掺杂纳米Bi₂WO₆,以罗丹明B为目标降解物,研究了样品在可见光下的光催化性能。采用XRD测试了合成样品的晶体结构,采用BET法测试了合成样品的比表面积,实验结果表明适当浓度的Pb²⁺、Sr³⁺和Zr⁴⁺离子对纳米Bi2WO6的掺杂均能提高其催化性能,其中掺杂Pb²⁺、Zr⁴⁺更有效,且Pb²⁺在1%掺杂时效果最好,Zr⁴⁺在0.5%掺杂时效果最好。而且,光催化剂在光催化过程中性能稳定,不产生光腐蚀,并具有一定的吸附性能。