微波-活性炭联合作用在污染控制中的应用

近年来,微波技术被越来越多地应用于污染控制方面的研究,其中相当一部分工作是借助于微波与活性炭的相互作用,即利用活性炭在微波辐照下可快速升温的特性,获得较高反应温度,同时活性炭还具有较强的还原能力和催化作用,从而达到分解吸附在活性炭孔隙内部或与活性炭共存于同一体系中的污染物的目的。首先从活性炭在微波场中升温的角度探讨了微波辐照对活性炭的作用,并就微波活性炭联合作用在气态污染物处理、液态污染物处理、土壤污染修复以及活性炭为载体的催化剂制备等方面的研究进展进行了评述。     

负载型混晶相TiO2光催化剂的低温制备及其光催化活性

以蒙皂石为载体,钛酸四丁酯为前驱物,在较低温度下由溶胶凝胶法制备得到负载型TiO₂光催化剂。研究了理论负载量、固定化温度、干燥、焙烧温度对TiO₂/蒙皂石复合光催化剂光催化性能的影响。采用XRD分析技术对复合材料进行了表征。结果表明,负载的TiO₂以锐钛矿-金红石的混晶相存在。当TiO₂理论负载量为15 mmol/g、溶胶反应温度为25℃、干燥温度为70℃时,TiO₂/蒙皂石复合光催化剂对偶氮染料光催化反应1 h降解率达93.40%。该制备技术的特点是在省去高温焙烧的条件下,制备出光催化活性高的负载型光催化剂。     

微波辅助法合成纳米ReFeO3光催化剂

以稀土金属硝酸盐La(NO₃)₃、Sm(NO₃)₃、Eu(NO₃)₃、Gd(NO₃)₃和Fe(NO₃)₃·9H₂O为原材料, 以活性炭为模板剂,聚乙烯醇(PVA)和尿素分别用作阻聚剂和均相沉淀剂,在微波辐照下制得纳米钙钛矿型化合物ReFeO₃(Re:La,Sm,Eu,Gd)。用X射线粉末衍射仪(XRD)、UV-vis漫反射仪(DRS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对产物组成、结构、颗粒大小、形貌等进行了表征,结果表明产物均为单一钙钛矿结构的纳米颗粒。以产物为光催化剂,在可见光照射下对罗丹明B水溶液进行光催化降解实验,发现该类化合物均具有较好的光催化活性,180 min内对罗丹明B的脱色率均达到85%以上。     

化学滴液电极对废水中Pb~(2+)测定的初步研究

利用自制的滴液电极,运用循环伏安和方波伏安法,对Pb~(2+)在水/甲基异丁基酮(MIBK)界面上通过双硫腙(HDz)促迁移的反应机制进行了研究.结果表明,该迁移过程为不可逆过程,Pb~(2+)的迁移峰电位为0.122 V,且当Pb~(2+)摩尔浓度为5.0×10~(-7)～4.0×10~(-5)mol/L时,峰电流和Pb~(2+)浓度呈线性相关关系;水相中常见的Na~+等金属离子浓度比Pb~(2+)浓度大百倍时,或水相中常见的Mg~(2+)、Ni~(2+)浓度与Pb~(2+)浓度相同时,对峰电流测定结果产生的干扰都较小(相对误差小于10.0%),但当水相中有Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)存在时,即使其浓度都与Pb~(2+)浓度相同,也会对峰电流测定结果产生明显干扰(相对误差分别为-12.2%、-28.7%、-60.3%);以方波伏安法取代循环伏安法进行峰电流测定,以新型绿色溶剂室温离子液体(RTILs)取代四苯硼四丁基铵作为有机相电解质,能极大提高Pb~(2+)浓度测定的灵敏度.     

饮用水原水中微量阿特拉津去除方法试验研究

饮用水中微量有机物的污染是关系饮用水生态安全的重要问题。以饮用水中微量的内分泌干扰类除草剂阿特拉津为研究对象,分别采用微生物降解技术和光催化氧化技术对其进行降解,考察温度对阿特拉津降解效果的影响。研究结果表明：阿特拉津浓度为1 mg/L时,3种温度条件下,除锰功能菌MB4对阿特拉津均有明显的去除效果,降解时间为7 d时,阿特拉津的去除率达到65%。底物浓度为200 μg/L,3种温度条件下,活性炭负载二氧化钛（TiO₂/PAC）催化剂光降解阿特拉津30 min时,其去除率均达到90%。光催化氧化技术协同微生物降解技术在饮用水中微量的内分泌干扰物的去除中有广阔的应用前景。     

原位柱撑改性膨润土在微污染饮用水除磷中的应用研究

利用Al3+离子较易水解聚合的性质,微波辅助合成了keggin Al₁₃原位柱撑改性膨润土(PMCs),并探究了其对微污染饮用水中磷元素的去除作用,研究表明,PMCs对磷的混凝和去除作用优于原土、工业 PAC和传统的柱撑改性膨润土(CPMCs);影响除磷效果的主要因素有：搅拌时间、搅拌速度、水样的pH值以及初始浓度等,其最佳除磷条件是：在500 mL 10 mg/L含磷水样中加入1.5 g改性膨润土,搅拌速度为180 r/min,搅拌时间为5 h,水样pH为6～8。     

制备条件对不同玻璃材料负载TiO_2活性影响研究

以光催化降解苯酚为探针反应,通过正交实验,系统研究了胶液配比、涂覆次数和焙烧温度等条件对以溶胶-凝胶法分别在普通钠钙玻璃和磨砂玻璃上制备TiO2光催化性能的影响,并利用环境扫描电镜（ESEM）对TiO2催化膜形貌进行了分析。研究表明,在普通钠钙玻璃片上负载TiO2催化膜的影响因素主次顺序为：硝酸体积〉涂覆次数〉焙烧温度〉V乙醇∶V酞酸丁酯,在选定实验条件下的最优条件为：涂覆次数为4次;焙烧温度=450℃;V乙醇∶V酞酸丁酯∶V硝酸（1∶4）：V水=400∶40∶1∶4。在磨砂玻璃片上负载TiO2催化膜的的影响因素主次顺序为：涂覆次数〉硝酸体积〉焙烧温度〉V乙醇：V酞酸丁酯,在选定实验条件下的最优条件为：涂覆次数为4次;焙烧温度=500℃;V乙醇∶V酞酸丁酯∶V硝酸（1∶4）∶V水=400∶40∶2∶4。通过扫描电镜可以观察到在普通钠钙玻璃片和磨砂玻璃片表面均附着一层白色的TiO2薄膜,颗粒粒径在100 nm左右。磨砂玻璃比普通钠钙玻璃负载更多的催化剂,磨砂玻璃基TiO2活性更高。磨砂玻璃是一种非常有前景的TiO2催化剂载体材料。     

多相光催化反应器辐射能模型的建立与验证

采用双通量模型模拟了管式三相流化床光催化反应器中辐射能分布和局部体积能量吸收速率,并采用负载型TiO2/SiO2光催化剂进行了实验验证,考察了液相介质、通气量及催化剂浓度对光辐射强度和体积能量吸收速率的影响.实验结果表明,实验数据和模型计算值能够较好吻合,蒸馏水做液相介质时,可将气液鼓泡流看成单一的连续相,催化剂浓度越...     

光催化法与生物法结合降解咪唑类离子液体

采用纳米TiO2光催化与生物降解相结合的方法,考察了3种1,3-二烷基咪唑类氯型离子液体的降解过程,并用HPLC-MS方法鉴定了光催化降解的碎片和可能的结构。结果表明,在相同条件下3,种离子液体光催化降解的速率次序为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（BmimCl）〉1-己基-3-甲基咪唑氯盐（HmimCl）≈1-辛基3-甲基咪唑氯盐（OmimCl）。BmimCl的光催化降解曲线符合一级动力学方程,最佳催化剂用量为0.5 g/L。HPLC-MS分析表明,光催化降解是咪唑开环氧化的过程,生成众多部分氧化碎片。离子液体水溶液的光催化预处理有利于提高其后续的活性污泥生物降解性能。     

微波污泥上清液为燃料的微生物燃料电池内阻分布

实验采用单室无膜悬浮阴极微生物燃料电池（MFC）,考察了微波污泥上清液为燃料的MFC（MSMFC）的内阻组成。研究表明,当未投加氯化钠时,MSMFC内阻为486．13Ω。当投加100mmol／L的氯化钠时,内阻迅速下降为207．18Ω。而投加量进一步增加时,内阻变化不明显。当阳极面积从4cm2增加到8cm2时,MSMFC内阻从387．34Ω迅速下降到293．96n。而当阳极面积增加到24cm。时,MSMFC内阻变化不明显。但当阳极面积增加到60cm2时,MSMFC内阻下降了38．4％。当阴极面积从24．87cm2增加到49．74cm2时,MSMFC内阻减少了40．4％（从545．72Ω减少到220．56Q）。MSMFC中阳极内阻占主要部分,其次为阴极内阻,电解液电阻最小。随着阴阳极面积比的增加,阴阳极电阻比例减少,说明控制阴阳极面积比可以调整系统内阻的分配。