催化裂化汽油光催化脱硫连续管式反应器数学模型

通过对催化裂化(FCC)汽油萃取-光催化脱硫连续工艺中光催化脱硫反应器的研究,从光的量子性出发,在对FCC汽油光催化脱硫反应器进行合理简化的基础上,建立了光催化脱硫反应器的数学模型.采用隐式差分法对模型求解,求得FCC汽油光催化脱硫反应器中硫化物的浓度、反应温度、光强在径向和轴向的分布.同时,建立了管式光催化反应器中辐射能传递的基本方程和局部体积能量吸收速率的理论模型.并以催化裂化汽油萃取-光催化脱硫连续试验数据验证了模型的可行性.     

基于二氧化钛多相光催化的环境净化技术研究及进展

对二氧化钛环境光催化的最新研究进展进行了综述. 其中包括:给水的净化、有毒废水的治理、大气净化和光催化杀菌消毒等方面.针对光催化过程的研究现状与一些尚待解决的问题,着重讨论了辐射传递模型、光催化反应器、协同效应以及二氧化钛光催化的基本原理,同时也介绍了本课题组研制开发的新型光催化反应器.     

掺铜方法对二氧化钛光催化氧化还原性能的影响

采用浸渍法、水解沉淀法、机械混合法制备了铜掺杂的TiO2光催化剂.利用XRD,XPS,TPR等手段对不同样品进行了表征,以乙酸水溶液的光催化氧化降解及二氧化碳光催化还原为反应探针,对3种催化剂光催化活性进行了评价.结果表明,不同方法掺铜影响催化剂表面性质如吸附氧、元素价态及分布,进而影响光催化性能.吸附氧的性能以及存在合适比例的氧化还原对Cu+/Cu2+导致浸渍法制备的掺铜TiO2光催化剂具有最好的光催化活性.     

天然矿物光催化对环境的影响

半导体光催化是一种利用太阳能来驱动催化反应的技术,因其节能环保而广受关注.部分地表天然矿物具有合适的带隙结构和良好的光吸收能力,能够在环境中发生光催化反应,对环境造成影响.综述了天然矿物光催化反应对环境的影响,包括气相光催化(CO₂还原、固氮和硝酸盐转化)和液相光催化(有毒有机污染物降解和灭菌)中的研究进展,总结了天然矿物光催化材料的构建与改性(负载、表面改性和材料复合).探讨了天然矿物光催化材料目前的问题,并展望了其未来发展方向.     

BiFeO3的制备及其应用于光催化降解有机污染物研究进展

光催化氧化法降解有机污染物是一种新型有效的处理方式.BiFeO_3纳米半导体材料具备稳定性好、无毒害、可重复利用的优点,是一个良好的光催化剂.介绍了BiFeO_3纳米材料的合成方法,以及BiFeO_3作为光催化材料在光催化降解有机污染物领域的研究进展,最后对BiFeO_3基光催化材料的发展趋势进行了展望.     

TiO2光催化转化NOx的研究进展

对光催化转化氮氧化物的研究进展进行了综述.着重介绍了可见光下对NOx去除的研究进展及固定化光催化剂在光催化转化NOx中的应用.并对一种新型的光催化反应器—流化床光催化反应器去除NOx进行了介绍.     

杂多酸光催化降解有机污染物研究进展

作为具有出色催化性能的杂多酸催化剂,在光催化治理有机污染物领域也展现出广阔的应用前景.综述了近年杂多酸在光催化降解有机污染物方面的研究进展,重点介绍了杂多酸及固载杂多酸对农药、有机染料及有机卤化物的光催化性能,简要介绍了杂多酸在光催化治理空气中的有机污染物方面的贡献,展望了杂多酸在光催化治理有机污染物领域的发展趋势.     

气固流化床光催化反应器的研究进展

论述了气固相光催化反应器的特点、类型及研究现状.根据反应器的结构,气固相光催化反应器分为固定床和流化床,主要介绍了国外近年来流化床光催化反应器应用于废气处理中的研究进展情况,阐明了新型流化床光催化反应器的研究与设计是光催化氧化法工业化过程中需要解决的关键问题之一,分析了其存在的问题,并对今后的发展方向进行了展望.     

纳米TiO_2光催化降解甲醛的影响因素

为了研究自制的纳米TiO2对环境空气中有机污染物的光催化降解能力,文中通过自制光催化反应系统,研究了纳米TiO2光催化降解甲醛的过程,考察了环境相对湿度、光照强度、气体流量、甲醛初始质量浓度等因素对甲醛的气相光催化降解反应的影响.结果表明:纳米TiO2光催化降解甲醛的最佳相对湿度为50%,适宜气体流量为1.20 L/m in;光降解率并不会随光照强度的增加无限制地增大,甲醛初始质量浓度的增加将降低光催化氧化降解速率.     

以光催化氧化与生物降解一体式反应器处理苯酚的研究

将TiO2催化剂与生物膜组合为一体,开发了一种光催化氧化与生物降解一体式反应器,并用于苯酚的处理.分别比较5种方法降解苯酚的效率,即在单独的光催化氧化、单独的生物方法、先光催化氧化再生物降解、先生物降解再光催化氧化以及光催化氧化与生物降解一体化等条件下的降解效率,重点比较苯酚矿化的程度.结果表明:采用单独的生物方法对苯酚进行降解时,苯酚的降解速率比单独的光催化氧化要快,但两种方法对苯酚的矿化程度较低,即相应的COD去除率小于50%.当光催化氧化/生物降解和生物降解/光催化氧化分别进行分步组合并对苯酚进行降解时,苯酚的降解效率有所提高,相应的COD去除率分别提高到70%和60%.而采用光催化氧化与生物降解一体化方法对苯酚进行处理时,苯酚的降解效率进一步提高,同时COD的去除率高达95%以上.     

In_2S_3-Ag/TiO_2三元纳米体系光催化降解2,4-D的实验研究

采用两步沉积法首次合成出新三元纳米材料-In2S3-Ag/TiO2纳米管阵列,并用电子扫描显微镜(SEM)、光致发光光谱仪(PL)等仪器对该三元催化剂进行形貌、元素、晶体结构的表征与光电性能的测试,并将该三元催化体系应用于2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)的光降解实验.结果表明,In2S3-Ag/TiO2三元纳米材料所特有的两步光激发体系使它的催化降解能力显著提高,在溶液pH为4.23时,140min内可实现对2,4-D 100%的去除;强酸和强碱的环境都不利于三元催化剂In2S3-Ag/TiO2对2,4-D的催化降解.最后对三元催化剂的光催化降解机理进行了探讨.     

纳米ZnO光催化降解有毒有机污染物

分别以硝酸锌,醋酸锌,氯化锌和硫酸锌为锌源采用水热法制备了纳米ZnO,通过X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对ZnO进行了表征,结果表明：四类锌源制备的ZnO均为六方晶系的纤锌矿结构,尺寸在23.9～62.6 nm.在紫外光照射下以罗丹明B（Rhodamine B,RhB）和2,4-二氯苯酚（2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP）的光催化降解为探针反应,研究了介质pH条件和催化剂用量等对光催化反应的影响,表明pH=6.2和催化剂用量为0.4 g.L-1条件下以硝酸锌为锌源制备的ZnO活性最好,60 min内RhB褪色完全,120 min内2,4-DCP降解率达到97%.通过总有机碳（TOC）的测定,发现6 h内RhB矿化率达到95.2%.采用辣根过氧化物酶（POD）法和苯甲酸荧光光度法分别测定了体系中H2O2和羟基自由基（.OH）的变化,表明其光催化反应机理涉及.OH历程.     

Ag 掺杂TiO2薄膜的低温制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛前驱体,硝酸银为银物种掺杂给体,采用溶胶—凝胶法低温制备经Ag+掺杂改性的TiO2溶胶,并采用旋涂法在普通盖玻片上制备TiO2薄膜,用XRD、FTIR等测试手段对制备的样品进行表征。以2,4-二氯苯酚为模拟污染物,考察了Ag+-TiO2薄膜的光催化活性。结果表明:掺杂Ag+对TiO2的晶型转变有影响,可促进锐钛矿相向金红石相转变;银物种以Ag2O与Ag2TiO3形式存在。在实验条件下,掺杂Ag+的摩尔分数为1.5%时,其光催化性能最好,且薄膜的光催化重复使用性能良好。     

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.     

有机染料在TiO2上的吸附及对光催化降解的影响

在一系列酸度条件下分别研究了甲酚红、亚甲基蓝两种染料在纳米二氧化钛上吸附和光催化降解规律，发现甲酚红的光催化降解效率随着吸附量的增大而增强，而亚甲基蓝的光催化降解效率在短时间内随着吸附量的增大而减弱，长时间后又随着吸附量的增大而增强，文中同时分析了吸附对光催化效率影响的机理。     

纳米TiO2光催化降解甲醛的影响因素及动力学研究

本文通过自制光催化反应系统,研究了纳米TiO2光催化降解甲醛的过程,考察环境相对湿度、光照强度、气体流量、甲醛初始浓度等因素对甲醛的气相光催化降解反应的影响,并在此基础上建立了甲醛的光催化降解动力学方程。结果表明：纳米TiO2光催化降解甲醛最佳相对湿度为50%,气体流量为1.2 L/min,光降解率并不会随光照强度的增加无限制地增大,甲醛初始浓度增加将降低光催化氧化降解速率。光催化氧化动力学研究表明该过程可以采用朗格缪尔-欣伍德（Langmuir-Hinshelwood,L-H）动力学方程来表征。其速率方程式为 。     

TiO2薄膜光催化降解二氯乙酸和三氯乙酸水溶液

用常压化学气相沉积法镀TiO2薄膜,以紫外灯为光源,对二氯乙酸和三氯乙酸溶液进行光催化降解,并证实了此过程符合一级反应动力学方程。结果表明:卤代度以及不同的半导体化合物底物均对二氯乙酸和三氯乙酸溶液的降解有影响,卤代度低的二氯乙酸比卤代度高的三氯乙酸降解效果要好;同样条件下半导体的带隙能越低,降解效果越好。     

纳米TiO2对有机污染物的光催化降解机理及发展趋势

光催化降解有机污染物消除其对环境的污染是目前环境领域中的新兴研究课题.通常情况下,纳米二氧化钛只能在紫外光范围内降解某些有机物.作者提出了通过施主半导化掺杂的方式使纳米二氧化钛在可见光范围具有光催化降解有机污染物的能力,并介绍了纳米二氧化钛光催化降解有机污染物的机理及把它应用于消除有机农药残余污染的研究进展和发展趋势.     

二氧化钛-硫化镉/氧化石墨烯复合材料光催化降解废水中有机物的研究

本论文采用溶剂热法制备出TiO₂-CdS/rGO三元复合光催化材料,并对其降解亚甲基蓝、罗丹明B的光催化活性进行研究,发现TiO₂-CdS/rGO对于亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解活性优于TiO₂-CdS,催化效率明显提高,降解时间大大缩短;在可见光照射下,以TiO₂-CdS/rGO为光催化剂,光反应时间40 min,亚甲基蓝、罗丹明B的降解率可达100%。本文还研究了催化材料的稳定性、催化剂用量对光催化降解效果的影响。     

LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料对盐酸四环素的光催化性能研究

采用液相还原法在制备Cu2O的前驱体中加入LDH/Fe3O4制备出LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料,将其对盐酸四环素废水进行光催化降解,研究了催化剂的投加量、光照强度、pH值和共存离子对LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料光催化性能的影响,分析了光催化过程中起主要作用的活性基团.结果表明,制备出的LDH/Fe3O4@Cu2O复合材料具有较好的光催化性能,与单纯Cu2O相比,复合材料能够提高光催化降解的速率和效果.光催化降解盐酸四环素的最佳条件：催化剂的投加量为0.1 g·L－1、光照强度为500 W、pH值为10,对50 mg·L－1盐酸四环素的降解效率达到95.2%.溶液中存在阴离子Cl－和HCO时会降低光催化效率,自由基抑制实验证实光催化过程中·O起主要作用.