TiO2固定相体系光催化降解活性艳红X-3B的动力学研究

以活性艳红X-3B为例,研究了多相光催化氧化反应中有关反应速度的动力学规律,并着重研究了有机物初始浓度、光照强度、pH值对反应级数的影响;得出了固定相体系的反应动力学规律符合时下普遍接受的L-H方程的结论。     

光催化转化并回收水中农药有机磷

经溶胶-凝胶法制备不同镧（La）掺杂量的二氧化钛（TiO₂）,得到光催化转化吸附回收有机磷的复合材料.结果表明,La与TiO₂掺杂物质的量比为0.002并经过煅烧和掺杂物质的量比为0.02未经煅烧的2种材料,以6：4的比例混合,所得复合材料La@TiO₂（6：4）为粒径约13nm的锐钛矿型TiO₂,表面有球形聚集体但分布较均匀,其光谱范围较纯TiO₂发生红移,因而光催化效率提高.当有机磷浓度20mg/L、La@TiO₂（6：4）投加量为1g/L、溶液pH值为9时,有机磷回收率最高达85%.溶液中的NO₃^-、Cl^-、SO₄^2-对磷回收影响不大,CO₃^2-有抑制作用;材料经解吸后可多次重复利用.研究表明La@TiO₂（6：4）为有前景的有机磷回收复合材料.     

等离子体联合光催化原理及其在喷漆废气中的应用研究

喷涂工程会形成大量游离的有机废气,这是空气中可挥发性污染物的根本来源,是造成光化学烟雾等有机污染以及PM2.5污染的产生原因之一。针对这一现象,国家出台了相关的管理策略与行业标准,而在整体的体系环节内如何做好喷漆废气的处置成为了研究热点。等离子体处置方式由于其使用便捷、处理效率高、无等次污染等特性而广受关注。但是在客观层面上也存在着能耗较高、能源转化率较低的客观问题,严重地制约了其应用效果。为此,本文系统总结等离子体联合光催化的处置方式在喷漆废气处理过程当中的具体原理以及应用策略。希望能够为后续的相关实践提供理论基础。     

Pd/TiO2光催化苯甲酸水溶液产氢性能研究

为了探讨在光催化分解水(下称光解水)制氢反应中含苯有机废水作为牺牲剂的可行性,以光沉积法制备了Pd/TiO₂〔w(Pd)为0.5%〕模型催化剂,并且通过XRD(X射线衍射)、BET(N₂物理吸附)、TEM(透射电镜)、XPS(X射线光电子能谱)和UV-vis DRS(紫外-可见漫反射吸收光谱)等表征手段考察了催化剂的微观结构及性质, 使用泊菲莱Labsolar-Ⅲ AG系统评价了苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯三甲酸作为牺牲剂的光催化性能. 结果表明:引入的Pd以Pb0和Pb2+高度分散在TiO₂基底表面,未改变TiO₂的晶体结构;与TiO₂相比,Pd/TiO₂具有更大的比表面积、更小的孔径和更强的光吸收性能. 苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯三甲酸光解水产氢速率分别为4.264、6.429和5.400 mmol/(g·h),分别为空白处理〔无牺牲剂,0.733 mmol/(g·h)〕的5.8、8.8、7.4倍. 依据乙酸和三氟乙酸的光解水产氢速率数据及结构特征,初步探讨了苯甲酸参与价带空穴氧化反应的机理,发现光解水产氢速率的大小与苯甲酸牺牲剂的还原性强弱、羧基个数以及空间位阻有关,表现为牺牲剂发生photo-Kolbe脱羧反应越容易、羰基数目越多、空间位阻越小,其光解水产氢速率越高. 未来应进一步探寻高效、稳定的模型牺牲剂,以应用于氢能源生产研究.      

石墨烯掺杂二氧化钛光催化脱汞的研究

空气中微量元素汞具有极强的生物累积性和毒性,严重影响人们的健康和环境安全。本文致力于空气中汞的脱除,在实验过程中,利用化学方法制备得到氧化石墨烯(GO),并在洗涤至中性后,通过水热反应制备还原氧化石墨烯(RGO)掺杂的二氧化钛光催化剂(Ti O2-RGO)。实验室条件下,采用自主设计的光催化台架,发现该催化剂相对纯二氧化钛光催化脱汞的效果有明显的提升效果,为汞的脱除提供了新思路。     

纳米ZnO光催化材料的掺杂改性研究进展

纳米ZnO光催化材料的研究进展迅速,其光催化性能已接近或超过商业生产中用到的TiO_2材料(Degussa P25),而且它相比TiO_2材料更易于掺杂、更易刻蚀、在等离子体中稳定性好,未来有望在水污染治理和环境保护领域取代TiO_2光催化剂。概述了纳米ZnO光催化材料的制备、性能和掺杂改性研究进展,对纳米ZnO光催化材料的研究趋势进行了展望。     

酸碱度对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响

主要研究p H值对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响,以生物量干重为指标研究p H值对光合产氢细菌生长的影响,以产氢速率和产氢量为指标研究p H值对光合细菌产氢的影响。利用Logistic模型和MMF模型分别对光合细菌生长和玉米秸秆酶解液光合生物产氢进行了回归模拟,提出了p H值对光合细菌生长动力学和玉米秸秆酶解液产氢动力学的影响规律。结果表明:p H值对光合细菌生长及产氢过程都有显著影响,随碱性增强,光合细菌生物量逐渐增大,当p H值为8时,光合细菌生物量达到最大,为0.543 7 g/L,最佳接种时间为84~96 h;光合细菌产氢量随p H值增加同样呈现先递增再递减的趋势,当p H值为6时,产氢速率和产氢量达到最大,分别为29.72 m L/(L·h)、168.96 m L。     

镧改性ZnO-TiO_2光催化氧化活性染料的实验研究

采用溶胶-凝胶法制备掺杂Zn O的Ti O2复合半导体,用X射线衍射和电镜扫描对晶体结构进行表征,最优的锌掺杂量、镧掺杂量、煅烧温度分别为3%,0.3%,500℃。以活性染料配水作为目标降解物,考察了对6种不同活性染料的光催化氧化效果。0.3%镧改性Zn O-Ti O2对活性艳蓝X-BR的色度去除率可以达到97.3%,得到最佳脱色率的条件是使用紫外光作为光源,光照时间2 h,初始质量浓度100 mg/L,p H值控制在1左右,氯离子浓度控制在1 mol/L。     

流化床光催化氧化处理印染废水中试研究

设计了1种流化床光催化氧化中试处理系统,制备了一种负载型TiO₂光催化剂.以高压汞灯为光源,选用难降解偶氮染料4BS和高分子化学浆料CMC配制的模拟印染废水为处理对象,考察了初始pH值、初始浓度以及光助催化剂H₂O₂浓度、Fe₃₊浓度对光催化降解效果的影响,并对有关的光催化反应动力学规律进行了探讨.结果表明,本工艺系统对配制的印染废水有较好的处理效果,光照74min色度去除率可超过80%,光照150min COD去除率可超过70%,BOD₅/COD可提高至0.4以上.