Promotional effect of Si-doped V2O5/TiO2 for selective catalytic reduction of NOx by NH3

TiO2 supports doped with different amounts of Si were prepared by a sol-gel method, and 1 wt% vanadia (V2O5) loaded on Si-doped TiO2 was obtained by an impregnation method. The mole ratio of Si/Ti was 0.2, NOx conversion exceeds 94% at 300℃ and GHSV of 41,324 hr-1 , which is about 20% higher than pure V2O5/TiO2 . The catalysts were characterized by XRD, BET, TEM, FT-IR, NH3-TPD, XPS, H2-TPR, Raman and in situ DRIFTS. The results of FT-IR and XPS indicated that Si was doped into the TiO2 lattice successfully and a solid solution was obtained. V2O5 active component could be dispersed well on the support with the increasing of surface area of the catalyst, which was confirmed by Raman and XRD results. Above all, the numbers of acid sites (especially the Br nsted-acid) and oxidation properties were enhanced for Si-doped V2O5/TiO2 catalysts, which improved the deNOx catalytic activity.     

Ni,Co掺杂对Mn-Ce/TiO_2催化剂脱硝活性的影响

以Ti O_2为载体,采用浸渍法制备Ni或Co掺杂的Mn-Ce/Ti O_2催化剂,用于烟气的选择性催化还原法低温脱硝。考察Ni或Co的掺加对Mn-Ce/Ti O_2催化剂活性的影响,并对各催化剂进行了BET,XRD,H_2-TPR,XPS表征。实验结果表明:在NO,NH_3,O_2的体积分数分别为6×10~(-4),6×10~(-4),6×10~(-2),空速为16 000 h~(-1)的条件下,Mn-Ce/Ti O_2、Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2和Mn-Ce-Co_(0.2)/Ti O_2催化剂的NO去除率在120℃时分别为38%,68%,74%,在150℃时分别为64%,92%,近100%,这表明掺加Ni或Co后Mn-Ce/Ti O_2催化剂的脱硝活性明显提高;在进气中加入体积分数为1×10~(-4)的SO_2后,Mn-Ce/Ti O_2催化剂的NO去除率在300 min内从98.2%下降至57.2%,而Mn-CeCo_(0.2)/Ti O_2和Mn-Ce-Ni_(0.4)/Ti O_2催化剂的NO去除率分别为73.9%和69.8%,这表明Ni或Co的掺加有助于提高催化剂的抗硫性能。表征结果表明:Ni或Co的掺加基本不影响Mn和Ce在载体Ti O_2上的分散;Ce元素以Ce~(3+)和Ce~(4+)价态存在,且主要为Ce~(4+);催化剂的比表面积变化不大;Mn O_x与Ce O_x的结晶度降低,催化剂的氧化还原能力增强。     

H2O2-固载型TiO2光催化对城市污水消毒作用研究

以泡沫镍作为载体,利用电沉积技术将纳米TiO2负载在泡沫镍上,制成固载型TiO2光催化反应器,在光催化反应器中加入H2O2,研究H2O2-固载型TiO2光催化反应系统对城市污水消毒效果。试验表明,固载型TiO2光催化反应中加入10 ppm H2O2,能大大提高紫外消毒效果,降低原水浊度对紫外消毒系统的影响,同时显著减少紫外消毒系统出水光复活现象。H2O2-固载型TiO2光催化反应系统,对降低紫外消毒投资和运行成本,提高紫外消毒效果稳定性,促进城市污水紫外消毒技术的推广具有重要意义。     

纳米TiO2光催化的改良及其在环境工程中的新应用

综述了近年来纳米TiO2光催化剂改良的最新技术,包括对其的改性及与其他技术的联合运用,以提高纳米TiO2的光催化效率;探讨了其在环境工程中的新应用,并就今后纳米TiO2光催化剂的研究发展方向提出了一些建议.     

微波辅助光催化降解水中酚的研究

利用改装的家用微波炉和自制的无电极灯（EDL）试验了5种酚在水溶液中的微波辅助光催化降解效果.结果表明,反应30 min,微波辅助光催化作用（MW/EDL/TiO2）能去除80%以上的苯酚、间硝基苯酚、对氯苯酚和对甲酚,相应溶液的总有机碳（TOC）均减少70%以上,2-萘酚的去除率为59%,溶液TOC减少54%;微波（MW或MW/TiO2）作用对酚的去除率有一定贡献;对上述5种酚的微波辅助光催化反应动力学进行了初步研究,发现均符合准一级动力学方程.     

TiO2纳米管的水热合成表征及其光催化性能研究

采用水热化学反应的方法制备了TiO2纳米管,并采用TEM、XRD等分析手段对TiO2纳米管的形貌和晶相进行了表征,对比了管与粉的光催化性能.结果表明,采用该方法制得的TiO2纳米管的管径小、管形均匀,TiO2纳米管的光催化性能明显高于TiO2纳米粉.     

负载型TiO2在印染废水降解中的失活及原因分析

研究了负载型TiO2光催化剂在印染废水降解中的失活及其产生的原因。实验结果说明，催化剂活性下降的主要原因有：废水中不溶于水的染料等悬浮物和催化反应中产生的无定形碳在催化剂表面的吸附；高含量的无机离子对催化剂活性位的占据或在表面的沉积；长时间的使用和反复冲洗使TiO2负载量减少。通过同时采用灼烧和酸洗的方法可以使TiO2的活性恢复到新催化剂的69．5％。     

石英棒负载TiO2光催化膜的制备、表征与降解性能

利用浸涂法在石英光导棒上制得了TiO2光催化膜.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法对膜的形貌和晶相组成进行了表征,以苯酚为模型污染物考察了膜的活性.结果表明,所制得的TiO2膜催化剂主要由锐钛矿和金红石2种晶相组成;光催化降解苯酚的效果明显优于直接光解;当苯酚初始浓度为0.98 mg/L时,反应2.5 h后的降解率为86%.     

Mo-Mn/TiO2催化剂的协同脱硝脱汞特性

采用浸渍法制备Mo-Mn/TiO₂催化剂,研究了反应温度、HCl和SO₂对其模拟烟气协同脱硝脱汞活性的影响.研究表明,过高的反应温度不利于汞的脱除过程,过低的温度则抑制脱硝反应的顺利进行,但在200℃时可兼具最优的脱硝和脱汞效率;HCl的加入促进汞的高效氧化,却明显降低催化剂对NO的转化;而烟气中SO₂的存在对催化剂的脱硝和脱汞过程均起到抑制作用.利用XRD、H₂-TPR和XPS等表征手段对硫中毒反应前后的催化剂进行了研究.结果表明,硫酸盐在催化剂表面的不断沉积和活性组分Mn⁴⁺及化学吸附氧O_α的消耗乃是致使催化剂失活的主要原因;另外,SO₂与NH₃和Hg⁰对催化剂表面活性位点的竞争吸附,也严重抑制催化剂的脱硝和脱汞反应.Mo-Mn/TiO₂的脱硝过程是通过Mn价态之间的相互转化来完成的,其中元素Mo和O₂是其转化得以实现的助剂;Mo-Mn/TiO₂对汞的脱除以催化氧化为主,金属氧化物中的晶格氧将Hg⁰转化为HgO而被脱除.     

TiO2纳米管对水源水中MC-LR的光催化降解

采用“草酸+氟化铵”水相电解液体系通过阳极氧化法制备出了TiO₂纳米管材料,可有效光催化深度降解水源水中的微囊藻毒素（MC-LR）.结果表明,阳极氧化电压为20V、组分配比为1/12mol/L H₂C₂O₄·2H₂O+0.5wt% NH₄F、电解液pH值为4、阳极氧化时间1~2h的条件下制得的纳米管形貌最清晰,孔径为50nm左右,管长为250~600nm;催化剂经过500~600℃的温度煅烧后对MC-LR的光催化降解效率相对较高;pH值在3.5或8左右时,有利于MC-LR的光催化降解,且光化学反应符合准一级反应动力学模型;MC-LR的光催化降解机理主要包括产生的强氧化性·OH自由基对Adda支链共轭双键、Mdha氨基酸单双键以及Adda支链中甲氧基等部位的攻击氧化和肽键的水解.