光活性二氧化钛膜的制备与应用

自８０年代末以来，光活性膜由于诱人的应用前景而成为环境领域的研究热点。本文主要介绍溶胶－凝胶法等制备二氧化钛膜的方法及其并根据基于二氧化钛膜的光催化技术的特点简单讨论了光活性二氧化钛膜的可能应用领域。     

二氧化钛涂覆材料对甲苯的光催化降解作用

在自制的模拟小室中对二氧化钛涂覆材料的光催化性能进行了初步研究，在玻璃、瓷砖和日光灯这3种常见材料表面涂覆了二氧化钛，并以甲苯为模型化合物，测试了3种材料的净化性能。结果表明，3者对甲苯均有一定的降解效果，是有实用前景的光催化净化材料。     

气相中嗅味物质—壬醛的真空紫外光降解研究

在建立热脱附-气相色谱法分析气相中低浓度壬醛的基础上,研究了不同条件下真空紫外光对气相中低浓度壬醛的光化学降解。结果表明,壬醛的真空紫外光降解率基本不受初始浓度的影响,在所研究的浓度范围(0.13～1.74mg/m3)内符合一级动力学,其表观反应速率常数为2.3 min-1。相对湿度一开始增加时均使得不同浓度的壬醛的去除率降低,但低浓度壬醛的降解随后几乎不再受相对湿度变化的影响,而较高浓度壬醛的去除率则先随相对湿度增加而下降,随后则又上升。壬醛能在极干燥的氮气气氛中被真空紫外光降解,同时它在氮气气氛中的降解率随相对湿度的增加而增加,壬醛在极干燥的氮气、空气和氧气气氛中的降解率依次上升,说明真空紫外光直接光解、光解产生的羟基自由基、光解产生的氧原子或臭氧均能导致壬醛的有效降解,且这3种机制相互影响。     

絮凝剂用壳聚糖的中试生产研究

在实验室制备絮凝剂用壳聚糖的基础上,按工业化生产的要求对壳聚糖进行了中试生产研究.经正交试验确定了生产过程中脱钙、脱蛋白、脱乙酰等3步反应的最佳工艺参数. 由此中试工艺生产的壳聚糖的生产成本比国内同类产品下降了22%,生产周期缩短了66%,且主要性能指标均达到或超过国内外同类产品的水平.     

SiO2纳米粉掺杂对薄膜光催化剂结构和活性的影响

针对固定膜光催化剂吸附能力差的缺陷,在催化剂的涂覆溶胶中掺杂具有较大比表面积的SiO2纳米粉制备了一种新的TiO2薄膜.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(TEM)和红外光谱(FTIR)等手段对催化剂进行表征发现,催化剂的晶相以锐钛矿为主,并含有少量的金红石,平均晶粒尺寸为27nm左右.其中掺杂的SiO2以十几到几十纳米的无定型团簇形式分散于薄膜中,除了能增大薄膜的表面积外,对TiO2的晶体结构和表面基团等性质几乎没有影响.光催化降解试验表明,SiO2掺杂后薄膜的活性大大改善,并受掺杂SiO2的原始粒径和掺杂量影响很大.此外,该催化剂还具有很好的稳定性,在连续30多天的使用中,对活性艳红X-3B的去除率一直维持在80%左右,活性未见降低.     

光电协同催化氧化苯甲酸的试验研究

在自制的光电协同催化氧化反应器中,对苯甲酸溶液进行了光电协同催化氧化处理研究,考察了阳极偏电压、反应氛围和制备光阳极所用基材对苯甲酸降解效率的影响,并比较了光电协同催化氧化与光解、光催化氧化和电解处理对苯甲酸去除率的差异.试验结果表明,经过1h的处理,光电协同催化氧化对苯甲酸的去除率可达85%以上,远远高于光解、光催化氧化和电解处理对苯甲酸的去除率(依次为48%、30%和约0%),具有明显的光电协同作用;工作电极与对电极采用内外同心圆柱形的布置方式;在通入高纯氮的条件下,TiO₂/Ti板光阳极对苯甲酸的去除率在1h时可达98%,优于TiO₂/Al板光阳极在仆时对苯甲酸85%的去除率;在通入纯氧的条件下,TiO₂/Ti板光阳极和TiO₂/Al板光阳极经过1h对苯甲酸的去除率均接近100%.     

UV185+254nm辐照下MnOx-TiO2分解甲醛与臭氧的机理

为提高185nm真空紫外光下甲醛与副产物臭氧的分解效率,以MnOx-TiO2复合催化剂取代TiO2光催化剂,发现甲醛与臭氧的转化率分别从44.7%和38.7%提高到77.5%和96.8%.研究比较了真空紫外光下和暗态下(加臭氧)甲醛与臭氧在MnOx-TiO2催化剂上的分解性能,及UV254nm下光催化分解甲醛的效率.结果表明,真空紫外光下气相活性氧物种的氧化与MnOx表面的臭氧催化氧化过程是甲醛分解的主要途径,而MnOx-TiO2上光催化氧化甲醛效率很低;副产物臭氧主要于MnOx表面活性位上由热催化分解.用真空紫外光辐照MnOx-TiO2催化剂,可提高MnOx催化分解臭氧的稳定性.     

相对干燥条件下甲苯,苯和氯仿的光催化降解

研究了甲苯,苯和氯仿3种挥发性有机物在相对干燥条件下的动态气相光催化降解,考察了进口浓度,流量(停留时间),催化剂,光源等因素的影响.研究表明,在较低污染物浓度,流量小于0.2L/min(停留时间大于3.825min)时,甲苯,苯和氯仿的光催化去除率均大于90%,遵循一级反应动力学,甲苯和苯的半衰期分别在1.0～1.34min和0.65～1.1min;在研究的负荷范围内,甲苯和苯的去除量随负荷增加达到一个最大值,而氯仿则一直随之增大;催化剂的光催化性能与污染物种类有关,同样功率的杀菌灯效果好于黑光灯.     

倾角和循环流量对平板型光催化反应器性能的影响

考察了平板倾角和循环流量对平板反应器流动特性和性能的影响 ,并讨论了以太阳光为辐射光源时平板型反应器的最佳倾角问题 .研究表明 ,平板上液体体积 (V)和水膜厚度 (b)与倾角 (β)、循环流量 (Q)分别存在定量关系 .入射辐射条件相同时 ,在悬浮催化剂体系中 ,平板倾角越小 ,循环流量越大 ,反应器性能越高 ;在固定催化剂体系中 ,平板反应器 (长 1m,宽 0.48m)的性能最佳时的循环流量为 500L/h、倾角为 10°,相应雷诺数为 286.无论在悬浮催化剂还是固定催化剂体系中 ,周期性地辐射能提高反应速率 .