TiO_2改性乳化沥青薄层罩面的净化性能

基于纳米TiO_2可以催化降解汽车尾气,提出了纳米TiO_2改性乳化沥青薄层罩面的方法,定义了累积降解率和催化效能指数的评价体系,研发了配套试验仪器,分析了TiO_2粉体粒径、沥青中TiO_2质量分数、罩面厚度、温度以及紫外光辐照度对指标的影响,确定了最佳罩面厚度和TiO_2掺量.研究结果表明:TiO_2粉体粒径为25 nm以及TiO_2掺量在10%左右时,累积降解率和催化效能均达到最大;随着温度和紫外光辐照度的增大,TiO_2催化降解尾气性能明显增大;随着罩面厚度不断增大,尾气降解总量不断增大后趋于平稳,而催化降解效率不断减小;推荐的材料制备优化方案为TiO_2质量分数为8.5%、薄层厚度为15.0 mm.     

光催化路面材料降解汽车尾气性能试验研究

为探讨汽车尾气混合输入模式下试验条件变化对光催化路面材料降解性能的影响效应,采用喷涂法工艺制备了试件,分别应用室内和室外的降解汽车尾气试验,测定了光催化路面试件在不同光照、尾气初始浓度、温度、湿度条件下的累计分解率,分析了尾气中NO、碳氢化合物(HC)、CO的降解效率变化规律。结果表明:室内试验中采用波长为245 nm的紫外光灯管能够较好地模拟晴天时的天然光源;当初始浓度不超过汽车怠速状态尾气排放浓度时,光催化路面材料的累计分解率随初始浓度升高而增大;在10～30℃内,温度的升高对降解效率的提高起促进作用,但在30～40℃内温度的影响并不显著;光催化路面材料的降解效率随湿度增加而下降,特别是在相对湿度为40%～80%内湿度的影响很大。     

纳米TiO2环氧树脂微表处光催化分解尾气型路面材料研究

摘 要 本文在环氧薄层混合料的基础上,以微表处（MS-2型）为设计配合比,结合光催化剂纳米TiO2的光催化降解尾气技术,研究制备新型降解尾气路面材料即环氧树脂微表处混合料,并对混合料的降解尾气性能和低温性能、抗水损能力及抗滑性能进行研究分析,试验表明：纳米TiO2的掺加,不会对混合料的路用性能产生不利影响,并且TiO2掺量50%下的混合料具备较好的降解尾气性能和经济效益。     

基于复合纳米光催化材料的隧道尾气降解研究

将复合光催化材料TiO_2-CeO_2应用于隧道钢渣沥青混合料中,研究复合光催化材料TiO_2-CeO_2对隧道内汽车尾气的降解效能.首先研发了一套能模拟隧道环境的尾气降解试验装置,然后研究了复合光催化材料TiO_2-CeO_2对隧道钢渣沥青混合料路用性能的影响,最后通过降解效能与降解速率的评价得出了复合光催化材料TiO_2-CeO_2在隧道钢渣沥青混合料中的最佳用量.结果表明:将复合纳米光催化材料应用于隧道钢渣沥青混合料中,在纳米TiO_2的掺量为50%、纳米CeO_2掺量为0.7%时会达到光催化效率、光催化效能的峰值,该掺量下对NO和HC的降解效率峰值高达89%和95%,30 min内降解速率分别高达626.3 mg/(m~3·min)和74.75 mg/(m~3·min),且隧道钢渣沥青混合料的路用性能符合要求.     

光催化分解水制氢半导体材料评述

综述了半导体光催化分解水制氢的基本原理以及近年来一些研究进展.对目前报导的光催化材料进行了整理和分类,评述了各种光催化材料的特点和性能;对光催化分解水的研究工作和发展方向进行了展望.     

线光源平板降膜光催化反应器表面光辐照度分布的研究

采用简化的线性光源球面辐射模型,导出了线光源平板降膜光催化反应器液膜表面光辐照度和辐射能通量的计算公式。对表面光辐照度和辐射能通量进行了无因次化理论分析,在反应器面积一定的情况下,计算了不同线光源长度、灯距和反应器长宽比等因素影响下液膜表面的光辐照度分布和光利用率。结果表明:在线光源和平板反应器的诸参变量中,灯距是最敏感的参变量,逐步增大灯距可使光辐照度分布趋于均匀,但光利用率却随之迅速下降,因此需权衡利弊确定合适灯距。比较了实验条件下反应器中部和边缘液膜表面紫外线灯管照射下的光辐照度测量值和光辐照度理论计算值,二者基本相符。     

紫外老化对复合改性沥青混合料路用性能影响

沥青混合料在高海拔地区由于恶劣的环境因素影响导致其性能衰减,其中较大辐照度的紫外线使路面在短期内出现“泛白”的现象,影响沥青面层的使用寿命。选取几种抗紫外老化复合改性沥青方案进行室内沥青混合料抗紫外老化研究。借助自主开发的耐气候环境老化箱对沥青混合料进行紫外老化模拟试验,研究复合改性沥青对混合料抗紫外老化的效果。结果表明与SBS改性沥青相比,L64和L4分别比SBS改性沥青未老化之前的断裂能分别提升了8.16%和5.86%,L64和L4紫外老化后的复合改性沥青具有更好的抗裂性能和抗疲劳性能以及高温稳定性,其结果对于预防沥青路面紫外老化具有较大的工程价值。     

CdIn2S4光催化剂的合成及水分解产氢实验设计

设计了一种新型的光催化剂产氢性能实验，以水热法合成出CdIn₂S₄(CIS)微球，探究磷掺杂对CIS材料光催化产氢性能的影响规律。结果表明，CIS样品250℃煅烧的磷具有最佳的光催化性能，其产氢速率为纯CIS的2.4倍。催化性能的增强，归结于磷掺杂降低了CIS的禁带宽度，增强了其在可见光波段的光吸收，使得更多的光生电子与空穴参与到光催化水分解反应中。本实验不仅能加深学生对半导体能带结构和光催化原理等基础知识的理解，还可通过对实验操作、现象观察与结果分析等环节加强学生创新能力的培养。     

纳米TiO_2环氧树脂微表处光催化分解尾气型路面材料

在环氧薄层混合料的基础上,以微表处(MS-2型)为设计配合比,结合光催化剂纳米TiO_2的光催化降解尾气技术,研究制备新型降解尾气路面材料,即环氧树脂微表处混合料;并对混合料的降解尾气性能和低温性能、抗水损能力及抗滑性能进行研究分析。试验表明:纳米TiO_2的掺加,不会对混合料的路用性能产生不利影响;并且TiO_2掺量50%下的混合料具备较好的降解尾气性能和经济效益。     

氮化碳光催化分解水研究进展

光能取之不尽用之不竭,利用光催化技术分解水解制氢被认为是解决能源与环境问题的有效手段之一。2009年,氮化碳聚合物半导体实现了光催化产氧与产氢水分解半反应,打破了人们对有机聚合物半导体不宜作为光催化材料的传统认识。氮化碳材料由碳、氮两种元素构成,廉价易得,且光化学性质稳定。近年来,以氮化碳为代表的不含金属组分的光催化材料逐渐成为国际光催化研究的热点之一。本文将从氮化碳材料的光催化分解水的构-效关系出发,围绕共聚合氮化碳、结晶相氮化碳和氮化碳光电极,讨论氮化碳材料在光催化分解水的研究现状与发展趋势。     

两种沉水植物分解过程及温度影响的模拟研究

实验室模拟条件下,对采自大明湖的两种沉水植物菹草(Potamogeton crispus L.)和篦齿眼子菜(Potamogeon pectinatus L.)在不同温度和不同生物量密度条件下进行60 d的分解实验,研究沉水植物茎叶分解及C、N、P元素释放过程。实验结果表明:两种沉水植物分解速率很快,并且呈现前期快、后期慢的阶段性特征,菹草的分解速率大于篦齿眼子菜。沉水植物茎叶残留物分解过程中营养元素含量的变化,主要受植物组织化学组成影响。温度影响沉水植物的分解过程,高温加速了两种沉水植物前期分解速率,但并没有增加最终分解比率。     

不同制备pH值对纳米Co_3O_4光催化脱色性能的影响

采用并流沉淀法在不同pH值下制备了纳米Co3O4,用X-射线衍射(XRD)、比表面(BET)、扫描电镜(SEM)和热重-差热(TG-DTA)对所制备的材料进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,考察了纳米Co3O4光催化脱色性能。实验结果表明:不同制备pH值对Co3O4表面参数,形貌,晶粒大小、热分解行为及光催化脱色性能影响显著。pH控制在8.5左右时所制备纳米Co3O4具有最高的比表面、最低的孔径、最小的粒径和最好的光催化活性,光照1小时对甲基橙溶液的脱色率达到40%。     

六棱柱状Au-ZnO的一步合成及其光催化性能

采用一步法制备结构均一的六棱柱状Au-ZnO复合纳米材料,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对其结构和形貌进行表征.结果表明,改变HAuCl4的用量能够很好地调控所合成的纳米复合物的形貌.在此基础上,研究了Au-ZnO纳米颗粒的光催化性能,当Au含量为2.65%时,所合成纳米复合物对罗丹明B染料的光降解能力最佳,降解率达到99.6%.     

微波-二元醇技术制备Au/TiO2及其光催化消除臭氧

以TiO2为载体,利用微波加热HAuCl4的乙二醇溶液,制得了负载型的Au/TiO2催化剂,采用透射电子显微镜(TEM)、漫反射光谱(DRS)、X射线光电子能谱(XPS)等现代表征技术对Au/TiO2催化剂进行了表征,并考察了其光催化分解臭氧的性能.结果表明,微波辅助制备的Au/TiO2催化剂具有较高的光催化消除臭氧活性.     

二氧化碳水合物分解动力学研究

油气在生产、储运过程中易形成二氧化碳水合物 ,而二氧化碳水合物的合理利用又可以解决如温室效应等的环境问题。为了考察二氧化碳水合物的分解动力学性质 ,采用改进的气体水合物静力学实验装置 ,测定了二氧化碳水合物在不同温度、压力下的分解动力学数据。将水合物分解反应看作一级反应 ,建立了分解动力学模型 ,计算了二氧化碳水合物的分解速率 ,较好地拟合了所测得的实验数据 ,模型的平均误差为 8.0 %。实验数据验证了二氧化碳水合物的分解速率与压力推动力有关 ,水合物表观分解速率常数与压力推动力成正比。将分解速率常数k以Arrhenius方程描述 ,计算出的二氧化碳水合物分解活化能为 71.4kJ/mol,与文献值相近     

纳米TiO2/聚糠醛复合物涂布纸的光催化性能

在一定酸催化条件下,将糠醛聚合于纳米TiO2表面,分别对基于纳米TiO2和纳米TiO2/聚糠醛复合物的涂布纸进行甲醛的光催化分解去除研究.结果表明,涂覆TiO2/聚糠醛复合物纸样的光催化分解效率比单纯TiO2有较大程度提高,尤其是在自然光照射条件下,光催化效率提高更明显.     

阴极电沉积TiO2薄膜的工艺及性能

使用TiCl4的前驱体溶液,采用阴极电沉积法在301不锈钢表面制备TiO2薄膜,并研究了电化学沉积过程的机理和工艺条件.应用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)等技术对TiO2沉积层的组成和结构进行了表征.用Tafel曲线评估了TiO2薄膜在模拟海水溶液中的电化学腐蚀行为,并以甲基橙为目标降解物研究了TiO2薄膜的光催化性能.     

太阳模拟器光源离焦对光斑的影响分析

针对聚焦型太阳模拟器光源离焦量与光斑辐照度的关系开展了研究,以聚焦型太阳模拟器光学系统为研究对象,根据某型号的短弧氙灯及其椭球聚光镜进行模拟计算,依据氙灯能量分布图及其配光曲线,将发光体简化为两端不发射光线、侧面发射光线的柱形发光体。在光学模拟软件TracePro中将简化的发光体及其椭球聚光镜进行建模,主要模拟光源轴向及其径向离焦对光斑的影响。结果表明,光源离焦对光斑辐照度平均值影响不大,但是对光斑辐照度的最大值、光斑辐照度分布形式、光斑面积有很大的影响。依据以上分析结果可以为太阳模拟器调焦系统方面的设计提供理论上的数据参考,对该类型的太阳模拟器装调也具有指导意义。     

蚯蚓对松嫩草原主要凋落物分解作用实验研究

采用室内模拟的方法,研究了蚯蚓对松嫩草原冰草(Agropyron cristatum)、朝鲜碱茅(Puccinellia chinam poensis)、羊草(Leymus chinensis)和贝加尔针茅(Stipa baicalensis)凋落物叶和茎的分解作用及蚯蚓在各种凋落物分解过程中的生长和代谢情况.结果表明...     

中国亚热带、热带泥炭形成的水热条件与微生物分解相关性

泥炭是由于植物残体积累大于微生物分解量的结果，两者都与水热条件有密切关系，是特殊水热条件组合长期持续的产物．作者对中国亚热带、热带地区6省(市)9个观测点进行了46次野外定点观测工作，通过大量实测数据，探明泥炭累积与植物生长、微生物分解与气候、地表水、酸碱环境的关系、初步进行了地表积水环境的大气湿度与水中溶氧量的关系的研究．证明大气湿度影响水中的溶解氧，溶解氧影响到微生物分解，从而制约泥炭的累积，探讨了环境中草本植物分解与水热条件和微生物区系的相关性，揭示了亚热带草本泥炭形成的生物-环境机制．