复合TiO2光催化氧化含黑索今废水的试验研究

利用TiO2光催化氧化技术(UV/TiO2)、复合H2O2的TiO2光催化氧化技术(UV/TiO2/H2O2)、复合Fenton的TiO2光催化氧化技术(UV/TiO2/Fenton),在循环式浆态床反应器中于低压汞灯模式下对黑索今生产混合废水样品的COD降解及脱色过程进行了对比研究. 结果表明:脱色及COD的去除效率依次为UV/TiO2/Fenton＞UV/TiO2/H2O2＞UV/TiO2. 废水的初始浓度对以上技术的处理效果有很大影响,当反应系统的入水COD值低于2 g/L时,在180 min内其COD值都可达标,色度去除也可在90 min内达标.     

光催化过程中氧及过氧化氢对氧化钛的效应

由TiO2、TiO2/H2O2、H2O2以及在水溶液中通入空气等光催化条件组成几种不同的光催化体系,在254nm、2.4mw/cm2紫外条件下,光催化降解甲基橙染料,研究光催化过程中氧与过氧化氢对氧化钛光催化的协同作用,实验结果表明氧化钛光催化降解甲基橙染料时,在0.1%的氧化钛水溶液中添加0.02%的过氧化氢,能够提高甲基橙的光催化降解速率6倍以上;通入5L/min的空气,由于氧分子与氧化钛表面电子的作用,减少了光催化过程中的电子与空穴的复合几率,增加了活性羟基自由基的生成,也能够提高光催化速率3倍以上.     

电化学生成H2O2 - T iO2 /UV降解碱性品红研究

用电化学方式持续向TiO2/UV光催化体系中供给H2O2,以促进有机污染物的光催化降解.以碱性品红为模型有机污染物,研究了其在电化学生成H2O2-TiO2/UV体系中的降解,研究结果表明:碱性条件下碱性品红降解最快,酸性其次,中性最慢;在5.0~10.0 mA.cm-2的范围内,碱性品红降解率随电流密度的增大而明显升高,而当电流密度进一步增大时碱性品红的降解率并没有明显的增强;溶液中PO43-、SO42-对碱性品红的降解有抑制作用,而C l-则会促进碱性品红降解;电化学生成H2O2-TiO2/UV对碱性品红的降解率和COD去除率分别高于单一的电化学生成H2O2氧化、TiO2/UV光催化氧化的降解率和COD去除率之和,这表明电化学生成H2O2、TiO2/UV在对碱性品红的降解和COD去除上存在协同效应;碱性品红的降解及COD去除均符合一级动力学过程,其降解及COD去除的速率常数分别为3.109×10-2m in-1和1.033×10-2m in-1.     

臭氧氧化处理聚乙二醇的研究

系统地研究了臭氧氧化处理水中难降解有机化合物聚乙二醇的方法及效果,分别选用了臭氧,O3/活性炭和TiO2/UV/O3/活性炭复合处理的方法,结果表明,TiO2/UV/O3/活性炭复合处理聚乙二醇得到最好效果.     

光催化氧化-间接电氧化结合降解碱性品红研究

研究用UV/TiO2悬浮液光催化氧化和间接电氧化相结合的方法降解一种模型有机污染物——碱性品红．在TiO2悬浮液中引入间接电氧化技术,在紫外光照的同时,利用电化学反应分别在阴阳极上生成H2O2和HClO．一方面它们可以作为氧化剂直接氧化有机物,另一方面它们可以用做电子受体去提高光催化效率．比较了光电结合催化和单一光催化的降解效果,考察了NaCl浓度、电解电流密度、pH值对光电结合催化降解效果的影响．实验结果表明：光电结合催化比单一光催化降解效果有了明显的提高;NaCl浓度对光电结合催化降解效果没有明显的影响;增加电解电流密度对光电结合催化降解有促进作用;碱性条件下降解效果优于酸、中性条件。     

2,4-二氯苯酚的光催化降解

分别以TiO2、H2O2及TiO2/H2O2为3种光催化降解系统,紫外光为光源,对2,4-二氯苯酚(DCP)水溶液进行了光降解.研究结果表明:3种系统均能有效地降解DCP,但TiO2/H2O2系统的降解效果最好.当m(TiO2)∶m(H2O2)=1∶4.8,光照时间为1 h时,DCP降解率可达92.1%,明显高于单独加入相同量的TiO2或H2O2.DCP的光催化降解符合准一级动力学规律,在H2O2/TiO2/UV系统中其最大降解速率(K)为0.057 8 min-1.     

Fenton光催化降解草甘膦生产废水研究

以Fenton（Fe^3＋／H2O2）光催化降解草甘膦废水,跟踪体系化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）,研究了不同条件下（光源、试剂浓度和酸度等）废水光催化氧化特性及光催化反应条件．探讨了在太阳光及紫外光照射条件下Fenton试剂组分Fe^3＋与H2O2不同投料比、投料量、介质酸度对光催化降解废水的影响．结果表明,利用太阳光、紫外光能显著提高废水降解速率;太阳光照射条件下,Fe^3＋/H2O2为1：10投量比,pH=3时,对废水COD降解效果最佳,COD去除率达82％．     

纳米TiO2光催化氧化苯甲酸

采用DegussaP-25 TiO2悬浮体系,以紫外灯(λmax=254 nm)为光源,考察苯甲酸光催化氧化中溶液初始pH值、催化剂质量浓度、初始苯甲酸质量浓度、H2O2投加量对光催化氧化速率的影响,并对苯甲酸的光催化氧化过程进行了动力学分析.结果表明:苯甲酸的光催化氧化过程可采用准一级动力学模型;在pH=3.5时光催化氧化效果最佳,当催化剂质量浓度为0.05 g/L时,总有机碳去除率为87.2%;催化剂质量浓度大于0.1 g/L时,在反应初始阶段吸附作用为主要控制因素,但是随着反应的进行,传质和光源的利用率成为主要控制因素;随着苯甲酸质量浓度的增加,反应由一级向零级过渡;外加H2O2能够提高反应速率,其最佳投加量为1.5 mg/L.     

布洛芬固定膜TiO2光催化降解特性研究

采用小型光催化反应装置,以溶胶-凝胶法负载于玻璃纤维网上的固定膜TiO2为催化剂对布洛芬(IBP)进行光催化降解,分析了吸附、光解、IBP初始浓度、溶液初始pH和投加H2O2剂量对TiO2催化剂降解布洛芬的影响,并考察了IBP的矿化过程,对IBP降解中间产物进行定性分析.结果表明:吸附作用和在UV365下光解作用对降解布洛芬的影响不明显;IBP在较低浓度范围内,其降解呈伪一级反应,反应速率常数随初始浓度增大而减小;随着溶液初始pH的增大,IBP的光催化降解速率逐渐降低;H2O2投加剂量对IBP光催化降解影响显著,这是IBP在水中存在状态和TiO2界面电荷性质受到pH影响所致,为提高光催化降解布洛芬速率,较适宜的H2O2投加剂量为2.5 mg/L左右.光催化对IBP有较好的矿化作用.LC-MS分析表明,·OH攻击作用是IBP光催化降解的基本途径.     

H2O2/O3高级氧化工艺控制黄河水中溴酸盐生成

为了解决高溴黄河水臭氧化过程中溴酸盐(BrO-3)生成问题,在连续实验装置中,采用H2O2/O3高级氧化技术(AOPs)技术,研究臭氧(O3)、过氧化氢(H2O2)质量浓度以及水力停留时间(HRT)对黄河水BrO3-生成控制的影响。研究结果表明:H2O2的投加能够有效促进O3消耗;当O3质量浓度为2.9～4.3mg/L时,单独臭氧化过程中,BrO-3生成量为13～50μg/L,均超标,投加H2O2能够有效抑制BrO3-的产生,其抑制效果与H2O2/O3的摩尔比有关,当H2O2/O3摩尔比为1.5时,控制效果最佳,当O3质量浓度低于3.72mg/L时,在此比例时可将BrO-3浓度控制在10μg/L以下,达到现行的饮用水标准;BrO3-生成量与HRT成正比;当O3质量浓度较高时,可通过适当减少HRT控制出水BrO-3浓度。H2O2/O3高级氧化工艺对有机物的去除具有强化作用,出水UV254去除率可达50%以上。     

TiO_2纳米管/UV/O_3对腐殖酸的降解及应用基础

用自制的二氧化钛纳米管(TNTs)作为催化剂,对腐殖酸进行TNTs/UV/O3工艺降解研究,优化了工艺参数,对相应的应用基础进行了研究.结果表明,在最佳工艺条件下,本工艺对总有机碳(TOC)去除率高达80.12%,显示了很好的降解能力.投加叔丁醇的实验得出TNTs/UV/O3对腐殖酸的降解遵循羟基自由基理论.从无机碳(IC)的角度分析得出,高pH值易于CO2溶解,从而使原水IC值增大,有助于反应过程中IC值的积累,无机碳多以CO32-及HCO3存在,对·OH有很强的抑制作用.随着反应时间的推移,催化剂污染越来越严重,一定阶段后污染率达到最大值,随后污染情况得到改善.TNTs对TiO2/UV/O3工艺具有很好的催化性能.     

TiO2/ACF光催化降解水中苯酚的研究

研究了TiO2/ACF光催化剂的制备与表征，并对催化剂的活性以及光源种类和H2O2对TiO2/ACF光催化降解苯酚的影响进行了研究，结果发现：以涂覆法制得的TiO2/ACF光催化剂在废水处理方面有其独特的优点；添加少量H2O2和采用短波长光源均有利于苯酚的降解；254nm和365nm光催化降解苯酚的机理不同。     

TiO_2光催化降解活性艳兰KN-R的动力学研究

以纳米二氧化钛为光催化剂,研究了溶液pH值,TiO2投加量,H2O2用量及染料起始浓度对光催化降解活性艳兰KN-R动力学的影响.结果表明,TiO2光催化降解活性艳兰KN-R的反应遵循准一级反应动力学方程,且表观反应速率常数随溶液pH值的升高及染料起始浓度的降低而增大;TiO2和H2O2的投加量均存在一个最佳值,在本实验条件下,它们分别为0.5 g.l-1和2.0×10-2mol.l-1,低于或超过该值都会导致降解速率的下降.     

量子点ZnS的制备及其光催化降解有毒有机污染物

分别以硫化钠(Na2S)和硫脲(CH3CSCH3)为硫源与醋酸锌(Zn(CH3COO)2.2 H2O)通过水热法反应制备了ZnS量子点,通过透射电子显微镜(TEM)及X-射线衍射(XRD)对ZnS进行了初步表征,结果表明:两类硫源制备的ZnS量子点均为颗粒状立方闪锌矿结构,量子尺寸分别为19.6 nm,25.1nm.在紫外光(λ≤387)照射下以有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)的光催化降解为探针反应,研究了介质pH条件和光催化剂ZnS用量对光催化反应的影响,表明pH=10、光催化剂用量为50 mg条件下以Na2S为硫源制得的ZnS活性较好,能使RhB在70 min内褪色完全,呈现出ZnS量子点的量子尺寸效应.同时,此实验条件下11 h对2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)的深度氧化矿化率为90%.用酶催化分光光度法和苯甲酸荧光光度法分别跟踪测定了催化反应过程中产生的H2O2和.OH,表明量子点ZnS对有毒有机物的光催化氧化过程涉及H2O2和.OH的氧化历程.     

（光）助电-Fenton降解有机染料罗丹明B

以高纯石墨电极为阴极,铁片为阳极,Na2SO4溶液为支持电解质,通过阳极氧化提供Fe^2＋/Fe^3＋和阴极还原溶解氧转化为H2O2而形成Fenton体系,以降解有机染料罗丹明B（RhodamineB,RhB）为探针反应,研究了外加电压、铁电极面积（电荷密度）、极间距、电解质溶液浓度及外加紫外光照射（300 nm〈λ〈380n m）等因素对RhB降解反应的影响.结果表明：外加电压为7 V,铁片面积为3 cm^2（电荷密度为0.045 A/cm^2）,电极之间距离为4 cm,Na2SO4质量浓度为10 g/L时,反应100 min后RhB褪色完全.采用过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法分别跟踪测定RhB降解反应过程中H2O2和羟基自由基（·OH）,表明RhB降解过程涉及·OH历程.通过分析测定RhB降解过程TOC变化和红外光谱分析,表明染料降解反应不仅仅为简单褪色而且深度氧化,180 min矿化率为73.0%.     

UV及UV-H2O2工艺降解阿特拉津的研究

采用紫外（UV）光解工艺及紫外-双氧水（UV—H2o2）联用工艺去除饮用水中内分泌干扰物——阿特拉津，研究了不同影响因素对阿特拉津降解效果的影响，试验结果表明：单独UV光解对阿特拉津有较好的去除效果，阿特拉津光解过程符合-级反应动力学模型．通过提高紫外光辐射强度，可以在短时间内提高阿特拉津的去除率．自来水中有机物及多种离子的存在，会降低阿特拉津的光解速率．UV-H2O2联用工艺对阿特拉津的去除具有协同作用．提高双氧水的初始质量浓度，可以提高光激发氧化反应的速率．辐射强度对阿特拉津降解效果的影响大于双氧水投加量的影响，增加辐射强度比增加双氧水质量浓度更有利于提高阿特拉津的降解速率．     

超临界干燥法制备的锐钛矿TiO_2纳米晶光催化降解亚甲基蓝的研究

以自制的锐钛矿TiO2纳米晶为光催化剂,高压汞灯为光源,考察了亚甲基蓝溶液初始浓度、催化剂用量、pH值、O2和Fe^3＋等因素对其光催化降解的影响．结果表明,适宜的pH值为5．6,最佳的催化剂用量为1．5g／L,通入一定量氧或加入少量的Fe^3＋离子能有效的促进TiO2光催化亚甲基蓝降解．     

活性艳蓝印染废水处理技术研究

分别采用紫外线照射(UV)、臭氧(O3)氧化、UV/O3联合法处理活性艳蓝KN-R模拟印染废水,对不同方法的处理效果及影响因素进行研究。结果表明:单纯UV法处理模拟印染废水脱色及COD去除效果甚微;O3氧化处理模拟印染废水,脱色效果明显,COD的去除效果不明显;UV/O3联合法脱色效果明显优于单纯的UV法或O3氧化法,当废水初始浓度为400 mg/L,pH值为12,臭氧空气流量为80 L/h,处理60 min时脱色率高达99.4%,COD去除率为32.0%。     

改性TiO2薄膜对水杨酸光催化降解的影响

利用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光催化剂,考察掺杂铁、银离子改性与酸处理的TiO2薄膜以及有微量H2O2存在时光催化降解水杨酸的活性,并对改性薄膜光催化降解水杨酸的动力学进行研究.实验表明:改性后的TiO2薄膜光催化剂的活性均有不同程度的提高,其中体相掺铁和酸改性的TiO2薄膜光催化活性最高,并且改性的TiO2薄膜降解水杨酸过程符合一级反应;微量的H2O2存在使TiO2光催化降解效率明显提高.