半导体光催化技术净化氮氧化物研究进展

氮氧化物(NO_x)是形成臭氧和二次气溶胶的重要前体物之一,开发高效的NO_x控制技术对我国大气污染防治具有重要意义。光催化技术作为一种新型的高级氧化技术,对环境浓度水平的空气污染物具有良好的去除效果,是当前研究的热点。本文总结了近年来光催化材料对污染物NO_x催化降解的研究进展,包括:(1)讨论了NO_x光催化氧化去除机理;(2)详细综述了提高光催化材料性能的三大主要措施:增强催化剂的光吸收效率,提升载流子分离和迁移效率以及构筑表面活性位;(3)阐述了半导体光催化技术在净化空气方面的应用,并指出光催化技术在去除NO_x方面的发展前景。     

DGT和传统化学法比较研究复合污染土壤中Cd的生物有效性

以小麦和玉米2种陆生植物为金属吸收材料,利用盆栽试验比较研究了新型DGT(diffusive gradients in thin films,薄膜扩散梯度技术)法与5种传统化学法评价土壤中Zn复合存在下Cd的生物有效性. 结果显示:①土壤中w(Cd)为4 mg/kg时明显抑制了2种植物的生长,与对照组相比,小麦的地上部和根系生物量分别降低了26.2%和23.4%,玉米的分别降低了23.5%和30.9%. ②Zn的添加能够减轻Cd对植物的毒害,并促进植物生长;Cd污染土壤中Zn的复合存在会抑制2种植物对Cd的吸收,并随w(Zn)的增加其抑制作用更加明显;DGT法、土壤溶液法测定的土壤溶液中ρ(Cd)和4种化学提取法(HAc、EDTA、CaCl₂和NaAc)测定的土壤中w(有效态Cd)均随w(Zn)的增加而明显降低. ③Pearson相关分析显示,2种植物体内w(Cd)与6种方法表征的土壤中w(有效态Cd)均呈显著正相关(R>0.900,P<0.01),但植物体内w(Cd)与DGT和土壤溶液法测定的土壤溶液中ρ(Cd)的R(>0.940)大于其他4种化学提取法. 可见,对于评价Cd-Zn复合污染土壤中Cd的生物有效性而言,DGT与土壤溶液法均优于传统的化学提取法.      

ZnO催化剂对苯胺光降解的研究

以太阳光，氙灯为光源，ＺｎＯ为光催化剂，对苯胺光降解行为进行研究，考察了溶液的初始浓度催化剂量，溶液ｐＨ值对苯胺光降解速率的影响。实验结果证实苯胺光降解符合准 级动力学规律，氧不足的条件下苯胺降妥的速率减慢。     

不同酸碱条件下胶体迁移对含水介质渗透性的影响

文章通过室内土柱实验,研究胶体在迁移过程中对含水介质渗透性的影响以及不同酸碱条件下含水介质渗透性变化的特征,并从胶体的动电性质、粒径分布以及胶体与含水介质的空间排斥效应等方面对含水介质渗透性变化的微观机理进行探讨。研究结果表明,胶体溶液的酸碱度对含水介质的渗透性影响很大,中性和碱性条件下,胶体容易迁移,含水介质渗透性变化小。不同酸碱度条件下胶体粒度、表面动电性质不同:在酸性环境下出水胶体表面zeta电势和淌度为正,由于胶体带正电荷与含水介质表面所带负电荷的电性相反,电荷之间的吸引作用使胶体沉积作用加大,随着胶体聚沉在含水介质表面上渗透性急剧降低;在碱性环境中出水胶体表面zeta电势和淌度为负,电荷间的排斥作用将极大地促进胶体在含水介质中的迁移。     

氮掺杂型纳米TiO2在可见光及太阳光下的光催化性能研究

采用钛酸四丁酯为原料,以氨水水解-沉淀法制备出了氮掺杂型纳米TiO2催化剂(N/TiO2),以XRD、XPS、UV-Vis等手段对其进行表征;并通过对偶氮染料橙黄G的降解反应,研究了N/TiO2在可见光及太阳光下的光催化性能,探讨了pH值、外加H2O2氧化剂对光催化降解率的影响,并与P25型纳米TiO2进行了对比.结果表明,在可见光下,N/TiO2对橙黄G具有较高的催化活性,反应150min后降解率可达96.29%,显著高于P25型TiO2(42.55%);在太阳光下,N/TiO2对橙黄G的光催化降解速率较快,反应60min降解率与P25型TiO2基本相同,分别为99.37%、99.94%;较低的pH值环境并适量添加H2O2可显著提高N/TiO2催化效率,在可见光及太阳光下的最佳pH值均为2～3,最佳H2O2加入量分别为0.5mL·L-1、1.5 mL·L-1.     

城市自来水光催化氧化深度净化效果

在玻璃纤维网上制得ＴｉＯ２催化膜．用相应的固定膜光催化氧化装置进行了城市自来水的深度净化研究．ＧＣ／ＭＳ分析表明，在水中输入能量８７Ｗ／Ｌ的低光照强度下，经１ｈ的处理，自来水中有机物总量去除率在６０％以上．１９种优先污染物有５种消失，另２１种有害物质中１０种浓度降至仪器检测限以下．与此同时，水中各种有机物的浓度均显著下降．中间产物中基本不含有害的物质．光催化氧化对城市自来水中有机污染物有令人满意的去除效果．     

Microwave photocatalytic degradation of Rhodamine B using TiO2 supported on activated carbon： Mechanism implication

The photocatalytic degradation of Rhodamine B (RhB) was carried out using TiO2 supported on activated carbon (TiO2-AC) under microwave irradiation. Composite catalyst TiO2-AC was prepared and characterized using X-ray di raction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and Brunauer-Emmett-Teller (BET). In the process of microwave-enhanced photocatalysis (MPC), RhB (30 mg/L) was almost completely decoloured in 10 min, and the mineralization e ciency was 96.0% in 20 min. The reaction rate constant of RhB in MPC using TiO2-AC by pseudo first-order reaction kinetics was 4.16 times of that using Degussa P25. Additionally, according to gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) and liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS) identification, the major intermediates of RhB in MPC included two kinds of N-de-ethylation intermediates (N,N-diethyl-N’-ethyl-rhodamine (DER)), oxalic acid, malonic acid, succinic acid, and phthalic acid, maleic acid, 3-nitrobenzoic acid, and so on. The degradation of RhB in MPC was mainly attributed to the destruction of the conjugated structure, and then the intermediates transformed to acid molecules which were mineralized to water and carbon dioxide.     

负载型催化剂光催化氧化五氯苯酚钠的效果

研究以TiO₂ 为基本活性组分、空心玻璃珠为载体、硅酸钠为粘合剂的负载型催化剂的制备技术 .选取五氯苯酚钠 (PCP-Na)为处理对象 ,结合对催化剂比表面和晶型结构的表征 ,对制备的催化剂进行筛选评价 .实验结果表明 :在适当的条件下 (二氧化钛、空心玻璃珠、40%硅酸钠溶液重量比为 4∶20∶2,650℃下烧 3h)所制备的C3型催化剂不仅光催化活性高 ,且负载牢固 ,易与水分离 .对初始COD_Cr=400mg·L^-1,PCP-Na=10mg·L^-1的反应液 ,在光照强度为 30kW·m^-2下 2hCOD_Cr去除率大于 65% ,PCP-Na去除率大于 92%.试验进一步探讨C3型催化剂投加量、反应液初始浓度、供氧量对催化反应的影响 .     

膜-悬浮光催化降解反应器中催化剂活性及其影响因素分析

考察了膜 悬浮光催化降解反应器小试系统在处理自配废水的连续运行中催化剂活性的变化 .试验发现 ,经两周的连续运行 ,催化剂活性有明显降低 ,降为原催化剂活性的 1 4 % .分析引起催化剂活性降低的可能原因有 :催化剂颗粒的聚集、有机污染物和无机垢体在催化剂表面的附着 .采用超声波粉碎、次氯酸钠碱洗和盐酸酸洗的方法来恢复催化剂活性 .结果表明 ,采用 1 0 %的盐酸清洗可使催化剂活性恢复到初始值的 6 4 %左右 ,效果最明显 .推测由于水中硬度在催化剂表面形成的CaCO3沉淀是导致催化剂活性降低的最主要因素 .     

几种环境激素酞酸酯的光催化降解研究

在紫外光照射下,以TiO2为催化剂,研究邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)和邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)水溶液的光催化降解规律,不同结构特征的酞酸酯在降解过程中pH值均表现为先升高,再降低的趋势.降解为表观一级反应.采用色质联用技术(GC-MS)分别对上述物质降解过程中生成的中间体进行分析,提出了可能的降解机理.