光催化去除水体中重金属离子的研究进展

重金属污染的治理是环境问题的重点和难点。光催化技术为重金属的去除提供了一条绿色、可持续的途径。二氧化钛由于独特的光、电化学性能,被视为最适合的光催化剂。然而,由于带隙大、载流子复合速率高等缺陷,限制了其在可见光和自然太阳光下的应用。全面总结了二氧化钛在水体中重金属去除的最新进展,分析了表面修饰、金属和非金属掺杂、固载化、半导体复合等改性技术对重金属去除效率的影响,并对反应机理进行了讨论。最后,对光催化去除重金属的研究现状和存在的问题进行了评述。     

TiO2光催化剂的改性研究进展

 TiO₂光催化剂具有禁带宽度较大、光生电子-空穴易复合等缺点,因而国内外关于TiO₂光催化剂的改性研究很多。本文综述了贵金属沉积、元素掺杂(金属离子掺杂、非金属掺杂、共掺杂)、复合半导体、表面光敏化、表面酸化等TiO₂光催化剂改性方法及原理。其中,非金属掺杂和共掺杂改性可使TiO₂光响应波长红移,同时保留TiO₂对紫外光的响应,从而实现良好的处理效果叠加。最后展望了TiO₂光催化剂改性研究的未来研究方向,即兼顾生产成本,保持TiO₂在复杂环境下的稳定性,并提高其回收利用率。     

废水中重金属离子的光催化还原研究进展

近年来,光催化氧化还原用于处理废水得到了较为广泛的研究,其中对于有机污染物的光催化氧化研究较多,而对于废水中重金属离子的光催化还原研究较少.本文综述了光催化技术在废水中重金属离子处理方面的应用,从重金属离子的光催化还原热力学分析、机理以及影响因素3个方面阐述了重金属离子的光催化还原新进展.     

纳米TiO2对甲基橙的吸附及光催化降解

采用新型氯化法制备纳米TiO₂，研究了纳米TiO₂悬浆体系对甲基橙溶液的降解脱色情况。研究表明，自制纳米TiO₂对甲基橙具有良好的吸附性，避光暗处也能够对甲基橙得到部分降解作用。考察了避光及不同光源照射下纳米TiO₂对甲基橙的脱色情况，并在 160W汞灯照射下，对甲基橙溶液初始浓度、催化剂投加量、反应时间和反应温度对甲基橙溶液的降解脱色速率的影响情况进行了研究。结果表明，光源对甲基橙的降解脱色速率影响不大；纳米TiO₂投加量为 5.0～13.0g/L时，对100～400mg/L的甲基橙溶液可达到良好的脱色效果；常温情况下纳米TiO₂ 投加量为 13g/L时，与100mg/L的甲基橙溶液反应30min，在160W汞灯照射下甲基橙脱色率可达91.1%，避光暗处脱色率可达86.9%。     

TiO2光催化还原废水中重金属离子的研究进展

阐述了金属离子光催化还原的机理,并对金属离子光催化还原的可能性进行了热力学上的分析。从光催化还原的影响因素角度,综述了金属离子光催化还原的研究进展,并提出了今后的研究方向。     

纳米CuO/TiO2的光催化降解及其应用

利用水热法制备了掺杂铜离子的纳米TiO₂粉体，并利用XRD和TEM对其进行了表征。通过对罗丹明6G 溶液光催化降解反应，研究了固定化纳米CuO/TiO₂粉体的光催化性质。实验表明，固定化纳米CuO/TiO₂粉体的光催化性高于固定化纳米TiO₂粉体。其机理是铜离子掺杂后提高了TiO₂对氧的吸附能力，减少了纳米粒子表面光生电子与光生空穴的复合，从而加速了光降解反应。另外，将其用于污水处理中取得了满意的结果。     

Ag-TiO2光催化同步去除水中氨氮和总氮

由于TiO2掺入Ag可提高光催化去除氨氮的气体产物比例,从而实现水中氨氮和总氮的同步去除,采用光还原法制备了掺Ag改性TiO2,借助XRF、XRD、SEM和XPS研究了Ag-TiO2的Ag掺量、晶体结构、粒径大小及元素组成等,并考察了Ag掺量、催化剂投加量、初始pH值等影响因素.结果表明:TiO2经Ag掺入后以锐钛矿为...     

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.     

废水中重金属离子的光催化还原研究进展

近年来，光催化氧化还原用于处理废水得到了较为广泛的研究，其中对于有机污染物的光催化氧化研究较多，而对于废水中重金属离子的光催化还原研究较少．本文综述了光催化技术在废水中重金属离子处理方面的应用，从重金属离子的光催化还原热力学分析、机理以及影响因素3个方面阐述了重金属离子的光催化还原新进展．     

不同酸介质对TiO2光催化还原Cr(Ⅵ)体系的影响

 研究了不同酸介质对TiO₂光催化还原低浓度Cr(Ⅵ)体系的影响,发现在110 W紫外灯3、h照射条件下Cr(Ⅵ)质量浓度低于20μg/mL时受空白影响大.通过在无TiO₂光催化剂的空白实验,表明在HCl介质中不用考虑空白带来的影响,而H₂SO₄,HNO₃,CH₃COOH均有不可忽略的影响.     

二氧化钛光催化剂的改性研究

采用金属Ag，Fe^3 和Cu^2 等离子在几种改性条件下对处理TiO2光催化活性的影响，并对光催化机理和反应动力学作了初步探讨。结果表明，与未改性样品比较，处理后的TiO2的光催化活性得到了明显提高。对Ag改性后的TiO2进行红外干燥和超声波振荡处理，对Fe^3 改性后的TiO2进行磁处理，催化活性进一步提高。试验中光催化氧化过程反应的控制为表面反应控制，在低反应浓度条件下，反应级数为宏观一级。     

纳米TiO2的光催化作用及其负载

纳米TiO2 由于具有光催化活性而被广泛用于废水处理、空气净化、材料表面抗菌和自洁净等环保和材料工程领域 ,纳米TiO2 的负载是其实用化的关键。本文介绍了纳米TiO2 的光催化作用机理 ,对纳米TiO2 的负载方法、原理和效果作了综合评述。     

几种矿物相在重金属类污染物自净化体系中的应用

自然界中的许多矿物自身赋有容纳和稳定有害物质的自净化能力,可用于重金属类污染物的治理。水滑石类层状双氢氧化物LDH体系(layer double hydroxide)、托勃莫来石类水化硅酸钙(calcium silicate hydrate)和磷灰石(apatite)是自然界中普遍存在的3种矿物相,具有较高的地球化学稳定性和潜在的重金属自束缚稳定能力。在阐述3种矿物相晶体结构特点和自净化原理的基础上,对它们在危险废物污染物自净化体系中所起的作用进行了讨论。     

纤维素/二氧化钛复合材料的光催化性研究

通过控制尿素分解速率来改变体系pH的方法,将钛酸丁酯水解的胶体二氧化钛吸附到天然高分子纤维素上,得到纤维素/二氧化钛复合材料.分别以紫外光或太阳光为光源,研究纤维素/二氧化钛复合材料对甲基橙水溶液的催化降解性能.用傅里叶红外光谱仪表征了复合材料的结构.结果表明:二氧化钛与纤维素形成的氢键等分子间作用力使二氧化钛被吸附到纤维素上,复合材料出现787cm 1的O Ti O键的吸收峰.纤维素与钛酸丁酯的较佳比例为20g与4.3mL.在紫外光照射100min下,复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解率为100%;在太阳光照射150 min,复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解率为81%;复合材料可反复降解甲基橙水溶液5次.本实验合成的纤维素/二氧化钛复合材料具有可完全生物降解、能利用太阳光、反复催化降解甲基橙水溶液的特性,可应用于处理甲基橙等染料废水.     

pH值对电镀废水及污泥中重金属回收的影响

为了控制电镀行业污染、减少重金属离子排放、加强资源利用,研究了pH值对电镀废水中重金属离子浸出的影响.将电镀废水用氢氧化钠溶液逐渐调节废水pH值,在多个pH值点分别沉淀出电镀废水中铜、铬、锌和镍.结果表明,随溶液pH值的升高,溶液中的铜、铬、锌和镍先沉淀后又部分溶解,实际操作中应将pH值控制在9.0～9.5范围内.电镀污泥经酸浸后,常温下电动搅拌1 h,在浸出液中加入锰铁合金块可直接还原铜、镍和锌离子,调节pH值至9.5时,可沉淀出铁、锰、铬混合金属氢氧化物.     

硬团聚纳米氧化镁对重金属废水的处理

采用烧制得到的氧化镁,通过两种途径研究了其对重金属离子废水的处理,结果表明,制得的氧化镁具有很大的表面能和反应活性,当溶液中的Cd2 离子处于低浓度时,加入络合剂后,以Cd2 离子为微粒形成络合物,并在氧化镁的作用下沉淀除去,达到进一步净化水质的目的。同时,处理后的水质远远好于国家规定的排放标准GB 8978-1996。     

TiO2纳米纤维的制备及其对刚果红的光催化降解性能

以TiO₂粉体为前驱体,用水热法制备了TiO₂纳米纤维,用扫描电镜、x-衍射和红外光谱对产物进行了表征,考查了合成产物对刚果红溶液的光催化降解性能.结果表明：合成产物属锐钛矿相TiO₂,产物结晶完好;TiO₂粉体和纤维对刚果红水溶液的降解率分别为89.1%和97.4%.     

树脂在重金属水处理中的应用

对树脂在重金属水处理中的研究进展进行了综述, 分别阐述了离子交换树脂和吸附树脂的性质、特点及在重金属水处理中的应用现状, 并针对目前研究现状中存在的问题提出了研究展望。     

有机物对苏州河、黄浦江重金属离子迁移的影响

本文根据实验室模拟结果,从理论上解释了苏州河、黄浦江重金属离子迁移规律的二个问题。吸附实验表明大量有机物的存在,与重金属离子形成络合物而抑制了重金属离子进入固相。所以苏州河底泥对重金属的富集系数小于黄浦江。另外,光解实验表明有机物对Cu(Ⅱ)的络合能力远大于对Zn(Ⅱ)的络合能力。故黄浦江和苏州河底泥对重金属的相对富集系数以Zn(Ⅱ)为最小。     

超临界CO2萃取硅表面有机污染物研究

研究利用超临界CO2萃取方法去除硅片上有机污染物的效果。通过用润滑油模拟有机污染物,对污染量、萃取压力、萃取温度做正交实验,分析去除率;对萃取前后的硅片做电镜扫描实验、X射线光电子谱扫描实验,分析硅片型貌和电子结构变化。实验结果表明,去除率随着压力和温度的升高而升高,但温度的影响程度小于压力;去除效果随着污染量的增加而略有降低,但去除率均在92%以上;电镜扫描图片显示,萃取前后硅片型貌没有发生变化;X射线光电子谱扫描图显示,除了碳污染水平不同,萃取前后的硅片表面电子结构基本相同。