稀土掺杂纳米TiO2光催化的研究进展

综述了近年来稀土掺杂纳米TiO2的研究进展，对其掺杂机理以及掺杂对TiO2晶型、晶粒、光谱响应范围、光催化活性等方面的影响进行了论述，并对今后的研究方向作了展望。     

二氧化钛光催化降解甲醛反应动力学研究

以钛酸丁酯为前驱体，应用溶胶一凝胶法制备TiO2粉体和负载TiO2薄膜，考察了不同活化温度和活化时间对TiO2光催化降解甲醛性能的影响，并对TiO2薄膜光催化降解甲醛的反应动力学进行了研究。试验结果表明，在活化温度450℃、活化时间5h条件下，所得TiO2粉体及薄膜的光催化活性较好。不同初始浓度下甲醛光催化降解率与时间关系的动力学研究表明，一级反应动力学模型与试验数据拟合较好，方差R^2大于或等于0．99。     

CNT/CdS/壳聚糖-H2O2可见光光催化甲基橙脱色研究

利用共沉淀法制备了具有可见光响应的CNT/CdS复合薄膜光催化材料.以氙灯模拟日光光源,并以双氧水辅助氧化,对甲基橙进行光催化降解,探讨了不同工艺、催化剂用量、双氧水用量、甲基橙初始浓度、溶液pH值、无机阴离子对光催化降解脱色的影响以及催化剂的重复使用性.实验结果表明:双氧水对CNT/CdS光催化甲基橙脱色产生协同作用...     

TiO_2光催化降解直接耐酸大红的动力学研究

以TiO2为催化剂,直接耐酸大红4BS为模型污染物,对暗吸附实验和不同光强下的光催化反应进行了研究。实验结果表明,TiO2对4BS有很强的吸附作用,其原因主要与染料的结构特性和催化剂表面物种有关,由于高吸附作用导致光催化反应为零级动力学;反应速率r随起始浓度C0的增加变化不大,随着光强的增强,反应速率逐渐加快,但当光强大于1.48 mw/cm2,变化较小达到光饱和;通过分析推测光催化反应途径主要是羟基自由基.OH与吸附在催化剂表面有机物的反应。     

光催化和吸收组合工艺净化丙酮气体的研究

为了获得"光催化"与"吸收"联合净化VOCs气体的最佳组合工艺,首先以泡沫陶瓷为载体,羧甲基纤维素钠为黏结剂,采用浸渍-黏结法制得TiO2/泡沫陶瓷光催化材料,然后在自制的VOCs气体净化系统中,选择水溶性的丙酮气体为代表性VOCs气体,以水为吸收剂,考察了"光催化"与"吸收"不同组合工艺对丙酮气体的净化性能,并借助GC/MS和LC/MS手段对尾气和吸收液中的产物相进行分析测定。结果表明,纳米TiO2在泡沫陶瓷上的平均负载率为3.5%,且主要集中负载于陶瓷孔隙附近。不同组合工艺对丙酮气体的净化效率由高到低依次为"光催化+吸收""吸收+光催化""吸收""光催化",其中在"光催化+吸收"最佳工艺条件(液气比为5 L/m3、停留时间为6 s、光照强度为60W)下,丙酮气体的最高去除率达93.7%以上。气相和液相产物分析结果表明,丙酮气体经"光催化"处理后会产生O3和CH3COOH中间产物,但CH3COOH的产生量很少,在以"光催化"为末端工序的尾气中难以测出,而在以"吸收"为末端工序的循环吸收液中反而能检出。在此基础上,给出了"光催化+吸收"净化工艺的反应机理方程。研究得出,"光催化+吸收"工艺组合不仅可实现丙酮气体的高效净化,而且可避免"光催化"末端工序带来的O3和CH3COOH二次污染问题。     

剩余污泥高温好氧消化及其影响因素

为考察污泥高温好氧消化(TAD)的效能及其影响因素,通过自制的高温好氧消化反应器,研究TAD对有机物的去除、消化液的成分以及污泥停留时间(SRT)、曝气量等影响因素,结果表明:高温好氧消化对污泥的稳定效果较好,在温度55℃,SRT=8d条件下,VS去除率均高于42%,粪大肠杆菌数120～600MPN/gTS,回用安全性较高。在实验中发现,TAD中氮的去除率相当低,由于高温对硝化作用的抑制,使氮氨不能进一步转化为硝态氮。高温好氧消化的污泥停留时间为7～8d较适宜,当适当降低曝气量,使DO为0.3～1.0mg/L时,也能够达到满意的VS去除效果,同时节约能耗。     

CDs-BOC复合催化剂可见光下活化过硫酸盐降解典型PPCPs

本研究通过简便的水热和煅烧两步法合成了一种新型光催化剂,该方法用碳量子点（CDs）修饰BiOCl纳米片.制备的纳米复合材料（CDs-BOC）通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、紫外-可见漫反射吸收光谱（DRS）、X射线光电子能谱（XPS）和稳态荧光光谱（PL）等手段进行了表征.结果表明,此材料成功地引入了CDs.7% CDs-BOC纳米复合材料的光吸收边界被增强至可见光区域（424 nm）,并提高了光致电子-空穴对的分离效率.为了提高有机污染物降解的效果,过硫酸盐（PS）被引入了CDs-BOC光催化体系中.由于复合纳米催化剂具有出色的光催化能力,光生电子可以有效活化PS,产生更多的活性氧化物质.在可见光（λ>420 nm）照射下,20 min内可以完全去除5 mg·L^-1对-乙酰氨基酚（AAP）.通过自由基淬灭实验和电子顺磁共振波谱（EPR）,探明了此体系具有多种活性氧化物质：·OH、·SO₄^-、·O₂^-和h⁺,并提出了降解反应机制.以上结果体现出CDs-BOC/PS体系在光催化处理水污染方面具有广阔的应用前景.     

无水条件下气相三氯乙烯的光催化降解研究

以二氧化钛为光催化剂,主波长254nm紫外线杀菌灯为光源,研究了气相三氯乙烯（TCE）在无水条件下的光催化降解反应。结果发现,TCE的光催化降解产物为HCl、CO₂及Cl₂,并得出TCE在无水条件下光催化反应的计量式为C₂HCl₃+2O2hv/TiO2→HCl＋2CO₂＋Cl₂,该计量式与有水条件下光催化反应降解TCE的计量式不同。结果还发现,TCE初始反应速率与光强的0.16次方呈正比,光催化降解速率方程符合Langmuir－Hinshelwood公式_〔1〕。     

等离子体与光催化复合空气净化技术研究

尝试了一种新的等离子体一光催化复合方式,研究表明该种复合方式具有较显著的协同促进效应,通过改变等离子体发生单元与光催化单元的距离以及在两者之间放置网状物,可消除等离子体单元产生的负电荷对光催化单元的不利影响,进一步提高其复合效应。还对这一复合方式下协同效应产生的机理进行了分析。     

以PEG为模板剂制备Bi2O2CO3及其可见光光催化性能

以聚乙二醇-6000（PEG-6000）为模板剂水热法制备碳酸氧铋（p-Bi2O2CO3）粉末,采用x射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见漫反射（DRS）对粉末进行了初步表征。在可见光（λ≥420nm）照射下,以罗丹明B（RbB）和水杨酸（SA）光催化降解实验为探针反应,实验结果表明,p-Bi2O2CO3具有较高的光催化活性,对RhB和SA有较好的降解效果。通过紫外-可见光谱（uV-Vis）、红外光谱（IR）和测定总有机碳（TOC）含量,光催化反应35h后RhB的矿化率为77％,同时对SA的降解率达到43％。同时,采用N,N-二乙基对苯二胺（DPD）分光光度法和对苯二甲酸荧光光度法分别测定了降解过程中H2O2和羟基自由基（·OH）的变化,表明p-Bi2O2CO3／Vis光催化降解机理涉及到·OH历程。