La_2O_3-TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3-Ti O2光催化剂;运用XRD,UV-Vis DRS,BET技术对光催化剂进行了表征;并以太阳光为光源,研究了不同制备条件及光反应条件下La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解效果。实验结果表明:最佳制备条件为镧掺杂量(硝酸镧与钛酸丁酯的质量比)0.9%、焙烧温度500℃、焙烧时间2 h;该条件下制备的光催化剂为中孔结构(平均孔径3.867 nm),禁带宽度小(2.07 e V),Ti O2为锐钛矿相;在光催化剂投加量为2 g/L、溶液p H为3的最佳光反应条件下反应4 h,La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解率达99.7%,远高于N-Ti O2的42.0%;重复使用5次的La2O3-Ti O2光催化剂仍对罗丹明B保持较高的降解率(98.5%)。     

TiO2纳米孔阵列光催化废水燃料电池的性能研究

以模拟有机废水和实际有机废水为研究对象,以TiO2纳米孔阵列电极作光阳极,金属铂黑做阴极,设计了一种光催化废水燃料电池(PFC),用于有机废水处理和废水有机物化学能的综合利用.论文考查了不同实验条件下组成的电池体系的性能,表明基于TiO2纳米孔阵列光阳极的光催化废水燃料电池既能处理废水又能够表现出良好的电池性能,如以0.05mol/L乙酸为底物的光催化废水燃料电池,其开路电压1.16V,短路电流1.28mA/cm2,最大输出功率密度0.28mW/cm2.     

非离子表面活性剂在人工光源辐照下的光催化降解

在光催化氧化对5种典型非离子表面活性剂（NIS）和实际印染废水中NIS的去除效果的实验中,未见TiO₂有明显催化作用．光解30min,几种NIS的光降解率均达60％以上．NIS的光降解速率受NIS浓度和DO的影响较小;pH值降低有利于NIS的光降解,而在中性或弱酸性条件下,NIS光降解效率仍较好;投加H₂O₂可提高NIS的光降解速率,最适投加量为4.4×10^-4mol/L．对于实际印染废水,NIS的光降解去除率比生化法高且处理时间短得多,同时对COD、MBAS亦有较好的去除效果,表明光催化氧化是一项很有前途的NIS处理技术．     

在TiO2催化剂上菲的光催化氧化反应研究

选择TiO₂ 粉末催化剂,在发射光谱为254 nm的15 W紫外灯照射下,反应液中Al3+,Fe3+和H2O₂ 浓度增加能提高菲的降解率;TiO₂ 表面载银量的增加能提高降解速度;TiO₂ 投入量在一定范围内随投入量的增加,光催化降解菲的速度也增加,但当投入量较多时又能降低降解速率;在酸性条件下,菲易被光催化降解;菲的起始反应浓度与反应速度成负一级反应动力学关系。      

腐殖酸光敏化降解土壤中多环芳烃的动力学

多环芳烃化合物(PAHs)由于致癌、致畸和致突变而受到广泛关注。实验以多环芳烃菲(Phe)和芘(Pyr)为目标污染物,研究了腐植酸和紫外辐射强度对PAHs光降解动力学的影响,及腐植酸光敏化光降解土壤中PAHs的机制.结果表明,腐殖酸光敏化降解Phe和Pyr符合一级动力方程,随着腐殖酸投加量的增加,Phe和Pyr的动力学常数也逐渐增加,半衰期缩短,在添加0、10、20、30、40 mg/kg腐植酸后,Phe的半衰期分别为52.90、47.79、43.86、37.87、34.48 h,Pyr的半衰期分别为45.90、38.50、36.09、30.26、29.74 h;腐殖酸可以将吸收光能传递给土壤中Phe和Pyr使其发生敏化光解,也可以使Phe和Pyr发生光氧化反应;随着辐射强度的增加,PAH光降解速率增加。该研究为应用腐殖酸光敏化降解土壤中PAHs有机污染物提供了参考依据。     

Parameters e ect on heterogeneous photocatalysed degradation of phenol in aqueous dispersion of TiO2

Photocatalytic degradation of phenol selected as model compound of organic pollutant had been investigated in aqueous titanium dioxide (TiO2) dispersion under UV irradiation. The e ects of various parameters such as pH, catalyst concentration, phenol concentration, anions, metal ions, electron acceptors, and surfactants on the photocatalytic degradation of phenol were investigated. The degradation kinetics was determined by the change in phenol concentration employing UV-Vis spectrometry as a function of irradiation time. The degradation kinetics of phenol follows pseudo first-order kinetics. The results showed a significant dependence of the photocatalytic degradation of phenol on the functional parameters. The probable promising roles of the additives on the degradation process were discussed     

有机物多相光催化降解反应中催化剂固定化技术研究

以ＴｉＣｌ４和异丙醇为原料,通过化学反应将钛组分以键合方式引入载体多孔硅胶颗粒的表面,经高温处理提高活性,制备出的催化剂以甲基检溶液的脱色反应有很好的光催化活性,与相同量的粉末ＴｉＯ２作用相比,活性升高,经分析测定催化剂颗粒上有３１．０５％的钛成分且表面仍保持硅胶颗粒的骨架结构,具有大比表面和高分散性的优点,利用该方法即可以制备大颗粒载体型ＴｉＯ２催化剂,也可能进一步解决用于实际太阳光废水处理装置     

光催化氧化与生物氧化组合技术对染料化合物降解研究

将多相光催化氧化法与生物氧化法相结合，探讨两种组合技术对染料化合物的降解。实验选用100ppm的甲基橙和典型实验溶液，适当配以一定浓度范围的生活污水，以保证生物菌种的生存条件。实验结果证明先生物氧化、后光催化氧化是一种比较好的组合方式，24h生物氧化，溶液COD去除达69．68％，色度去除达22．39％，随后光催化氧化1h，COD去除达84．65％，色度去除达91．31％。由此说明，这种组合方式可以体现出两种反应的互补性，尤其对生化处理后的残留色度有明显的改善。     

P123对rGO/m-TiO2薄膜微观结构及光催化性能的影响

以自制氧化石墨烯（GO）分散液和加入一定量三嵌段共聚物PEO₂₀-PPO₇₀-PEO₂₀（P123）模板剂的TiO₂前驱体溶胶为原料,用交替浸渍-提拉结合热处理和紫外灯辐照还原法在玻璃基底上制备还原氧化石墨烯/介孔TiO₂（rGO/m-TiO₂）多层膜.通过X-射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面积（BET）对多层膜进行表征分析.研究了模板剂P123加入量对多层膜的晶体结构、比表面积、形貌、孔径分布情况、吸附性能、光催化性能的影响.分别在紫外光及太阳光下评价rGO/m-TiO₂多层膜对土霉素（OTC）的光催化降解效果;在紫外光条件下,研究了多层膜对OTC的光催化降解机理.结果表明：P123的引入不会引起TiO₂晶体结构的变化;适量P123的引入可以优化多层膜的孔结构,增大比表面积、提高其吸附性能,进而提高薄膜的光催化性能;rGO/TiO₂（5wt% P123）薄膜60min对OTC的吸附率达51.2%,紫外光照射135min,降解率达到90.9%;太阳光照射50min,降解率达到91.5%.在降解OTC过程中,羟基自由基（·OH）起主要作用,路径以与·OH相关的羟基化反应和仲羟基氧化反应为主.     

WO3/g-C3N4异质结光催化剂的制备和光催化活性探究

采用水热合成和煅烧法制备高催化活性的WO₃/g-C₃N₄材料,并用于酸性橙G废水的降解.同时,采用X射线衍射、漫反射光谱、傅立叶变换红外光谱、扫描电镜和氮吸附-脱附测试、X光子能谱和光致发光光谱方法对复合材料进行了表征.降解实验表明,复合材料的光催化性能比单一WO₃和g-C₃N₄高,且Z型光催化剂WO₃/g-C₃N₄在WO₃与g-C₃N₄质量比为3∶10时具有最高的光催化活性,在105 min内对20 mg·L^-1酸性橙G的光降解效率达98%,反应速率是单一g-C₃N₄的5倍.采用自由基捕获剂分别对体系中的·OH、·O₂^-和h⁺进行捕获实验,结果表明,·OH、·O₂^-和h⁺共同参与了光催化降解反应,其中,h⁺是Z型WO₃/g-C₃N₄光催化的主要活性物质.复合催化剂具有良好的重复利用性,在3次循环试验后光降解效率仍达90%.