流动相光催化反应器对苯酚的降解特性研究

对流动相体系中光催化降解苯酚的反应特性进行实验研究.采用流动相光催化反应装置,以苯酚作为目标污染物,TiO2(Degussa-P25)作为光催化剂,针对吸附、光解、光源强度、曝气量、苯酚初始浓度和催化剂投加量等对降解苯酚溶液的影响进行了研究,并进行了动力学分析,建立了相应的苯酚光催化降解动力学经验方程.实验结果表明,苯酚在流动相光催化反应器中,吸附和光解对悬浮态TiO2催化剂降解苯酚的影响微弱;循环流量为0.5~0.6L/min时光催化降解苯酚效果最好;苯酚初始浓度在10~60mg/L之间时,苯酚的降解遵循表观一级反应动力学规律,表观反应速率常数K=Ksum(0.000 6I+0.004 7),其中Ksum=16.783[1/C0]+0.055 6.     

钒—氮共掺杂TiO_2光催化剂的合成优化

采用溶胶—凝胶法合成了钒—氮共掺杂TiO2光催化剂,通过在模拟太阳光下降解苯酚测定其光催化活性.考察了钒源用量、水解温度、陈化温度、陈化时间等因素对钒—氮共掺杂TiO2光催化降解苯酚性能的影响.结果显示,最优条件下合成出的钒—氮共掺杂TiO2在模拟太阳光下催化反应4h,对浓度为60mg/L的苯酚的降解率达到91.83%.     

凹凸棒/TiO_2复合材料对苯酚的光催化性能研究

以凹凸棒为载体,采用溶胶—凝胶法制备复合材料光催化剂凹凸棒/TiO2,利用SEM、FI-IR对复合材料结构进行了表征,通过分析苯酚的光催化降解,评价其光催化活性,研究了凹凸棒载体粒度、凹凸棒掺杂量、紫外光照等因素对光催化降解效果的影响.实验结果表明:凹凸棒粒度为0.077 mm,m凹凸棒/mTiO2质量比为5∶1时复合材料光催化降解苯酚的效果最佳;紫外光照射对复合材料去除苯酚的效果无明显影响.     

纳米复合Y_2O_3/TiO_2催化剂的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备复合半导体Y2O3/TiO2纳米材料.以酸性红B溶液的光催化降解反应为实验模型,考察了TiO2掺杂Y2O3后的光催化氧化活性,探讨了Y2O3掺杂量、pH值、焙烧温度及时间对Y2O3/TiO2复合氧化物催化剂光催化活性的影响及溶液浓度、光照时间、催化剂用量对酸性红B溶液降解率的影响.结果表明,Y2O3掺杂量为0.1%时,其催化活性是同样条件下催化剂TiO2的2.1倍;最适宜焙烧温度为400~450℃;焙烧时间为3h,凝胶pH=10时,催化效果最佳.在酸性红B溶液浓度为20mg/L的条件下,催化剂用量为0.15g,光照时间为2.5h对酸性红B溶液的降解率可达96.8%以上.     

表面多孔TiO_2的制备及其光催化性能研究

以水热法制备的Fe3O4为磁性核心,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备的多孔SiO2为中间层,TiO2为外壳,制备出Fe3O4/多孔SiO2/TiO2复合氧化物,并将其应用于苯酚的光催化降解研究。结果表明,所制备的复合氧化物呈规则球形,表面多孔,粒径约为500nm,平均孔径约为2.16nm,其饱和磁化强度接近0.77emu·g-1;多孔SiO2与TiO2之间存在Si-O-Ti键相互桥联,TiO2以锐钛矿形式存在于催化剂表面;与P25相比,复合氧化物在紫外光及可见光区域的吸收都有所增强,光吸收范围拓展至750nm;在氙灯照射下降解10mg·L-1的苯酚废水,反应120min,苯酚的降解率可达75%以上。     

SO_4~(2-)/TiO_2光催化降解甲基橙溶液的研究

采用不同浓度的硫酸溶液浸渍处理TiO2,制得不同SO42-负载量的SO42-/TiO2光催化刺.考察了光催化剂对甲基橙溶液的光催化行为.发现SO42-/TiO2的光催化活性高于TiO2的光催化活性,浸渍液中H2SO4的浓度对SO42-/TiO2的催化活性有一定的影响,H2SO4溶液的最佳浓度为0.4 mol/dm3,催化剂的焙烧温度与光催化活性间也存在一定的关系,最佳焙烧温度为500℃,光强度与光催化反应速率相对应.     

TiO_2光催化活性的研究

采用搅拌式光催化反应器,以中压汞灯作光源,甲基橙为模型化合物,考察了SO42- 处理及Cu2+对TiO2 光催化活性的影响.研究发现,SO42- 处理以及Cu2+ 的加入都能够提高TiO2 的光催化活性,在此反应体系中甲基橙的降解为一级反应,甲基橙的光催化降解速率与光强度成正比,TiO2 光催化剂的投加量为150 mg/L,Cu2+的加入量为200μg/L时光催化效果最佳.     

燃烧(助)剂用量及煅烧温度对TiO2光催化性能的影响

为了找出自蔓燃制备TiO2光催化剂的最佳条件,本文以TiO(NO3)2为前驱体,以前躯体用量、燃烧剂柠檬酸和硝酸铵的比例、煅烧温度为主要考查因素,通过正交试验制备TiO2并进行亚甲基蓝的光催化降解实验.结果表明,自蔓燃工艺制备的TiO2粉体具有松散、多孔的特性;正交试验选出最优制备条件为:煅烧温度在550℃,n(TiCl4)∶n(柠檬酸)∶n(硝酸铵)=1∶1∶3,最优条件下的TiO2比不采用此工艺制备的TiO2的降解率提高了13.28％;最大光降解速率比不采用此工艺制备的TiO2的速率提高了58％.     

SO2-4/TiO2光催化降解甲基橙溶液的研究

采用不同浓度的硫酸溶液浸渍处理TiO2，制得不同SO4^2-负载量的SO4^2-/TiO2光催化剂。考察了光催化剂对甲基橙溶液的光催化行为。发现SO4^2-/TiO2的光催化活性高于TiO2的光催化活性，浸渍液中H2SO4的浓度对SO4^2-/TiO2的催化活性有一定的影响，H2SO4溶液的最佳浓度为0.4mol/dm^3，催化剂的焙烧温度与光催化活性间也存在一定的关系，最佳焙烧温度为500℃，光强度与光催化反应速率相对应。     

氯掺杂TiO2光催化剂的水热法制备及其对苯酚降解性能研究

采用水热法,以Ti（SO4）2为钛源,NaCl为氯源制备了具有高催化活性的氯掺杂二氧化钛（Cl/TiO2）光催化剂.X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见漫反射光谱（DRS）等手段对样品进行表征.结果表明,焙烧温度、氯投加量等都影响Cl/TiO2光催化剂的光催化活性.750℃焙烧、氯投加量为15%（与钛的物质的量比）时的Cl/TiO2具有最佳的光催化活性,其平均粒径大小为67.0nm,比表面积为9.3m2/g.该催化剂是锐钛矿和金红石相的混晶,其中锐钛矿含量为74.1%.苯酚降解实验表明：该催化剂的光催化活性高于商品二氧化钛P-25,200min光照时苯酚的降解率可达90.6%.     

窖水中无机离子对光催化降解腐植酸影响的实验研究

采用自主开发的N-TiO_2作为光催化剂,在流动相光催化反应装置中,对窖水中所含Ca~(2+)、Cl~-、CO_3~(2-)、HCO_3~-、SO_4~(2-)、NO_3~-主要无机离子对光催化剂降解腐殖酸的影响,以及复配模拟窖水和实际窖水对光催化降解腐殖酸的影响进行了实验研究,并结合pH值、反应动力学常数分析了其影响机理。实验结果表明:Ca~(2+)的存在使催化剂对腐殖酸的吸附性增大,对腐殖酸降解有一定的抑制作用;HCO_3~-、CO_3~(2-)对光催化剂吸附腐殖酸有一定的抑制作用,对降解腐殖酸影响较小;Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-离子对光催化剂吸附和降解腐殖酸影响小。对COD_(Mn)为5.30mg/L、5.50mg/L实际窖水进行光催化降解,出水COD_(Mn)值均为1.37mg/L,远低于国家标准COD_(Mn)≤3.0mg/L要求,自主开发的N-TiO_2光催化剂在农村窖水深度处理去除COD_(Mn)效果好,可推广应用。     

Y3+掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂的研究

采用固相法制备了Y3 掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂.以X射线粉末衍射(XRD)、透视电子显微镜(TEM)等分析手段对其晶相和形貌进行了表征,用紫外-可见漫反射光谱UV-Vis分析了微粒的光吸收能力和光吸收带边移动的情况,发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移.以甲基橙溶液为目标降解物,自然光为光源,研究Y3 掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂的光催化活性,结果表明,Y3 掺杂能够扩大纳米二氧化钛吸收光的波长范围,提高对太阳光的利用率,发现当复合光催化剂中TiO2的质量分数为70%,复合ZnO中Y3 掺杂量为3%时,催化剂的活性最高.     

活性炭微球/TiO_2复合光催化剂制备及其降解阳离子红研究

以钛酸丁酯为钛源,活性炭微球(ACMB)为载体,用蒸汽热法制备出ACMB/TiO_2复合光催化剂.用X射线衍射(XRD)、扫面电镜(SEM)对复合光催化剂进行表征.结果表明:复合光催化剂保持了炭微球的球形形貌和孔隙结构,颗粒直径约为3μm,表面明显分布有微米级TiO_2颗粒.XRD表明复合光催化剂中的TiO_2以锐钛矿晶型存在.以阳离子红(X-GTL)模拟废水为目标,研究了各种变量对阳离子红降解效果的影响,得出在光催化剂投加量为0.4g/L、pH为4、初始浓度为50mg/L的最佳条件下阳离子红废水的去除率能够达到98.65%.此外利用紫外-可见光谱(UV-Vis)、离子色谱、液相色谱等多种分析测试手段对X-GTL的降解产物进行了分析鉴定,推导出X-GTL降解路径.结合自由基捕获实验分析了ACMB/TiO_2复合材料的催化机制.结果表明:X-GTL在光催化降解过程中,先是助色基团断裂,然后是显色基团NN键断裂,最后是苯环开环生成各种小分子有机酸,最终产物为Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、CO_2和H_2O,超氧自由基是X-GTL的光催化降解的关键物质.     

二芳基乙烷的合成研究

采用共沉淀法制备了复合型固体超强酸SO42 - /TiO2 -Fe2 O3,并将其用于二芳基乙烷的合成 .制备该催化剂的最佳条件为 :钛铁摩尔比为 1∶2 ,浸泡其用的硫酸浓度为 0 .5mol/L ,焙烧温度为 5 5 0℃ ;其催化活性和稳定性都优于单氧化物固体超强酸 .该催化剂催化合成二芳基乙烷的最佳条件为 :苯乙烯与二甲苯之比为 1∶7.5 ,催化剂用量为 1 %(总投料质量百分比 ) ,反应时间为 3h ,反应温度为回流温度 ,产率可达 92 .1 %.     

纳米TiO_2光催化降解制浆废水动力学研究

以四异丙醇钛和异丙醇等为原料,采用溶胶□凝胶（Sol-Gel）法制备纳米TiO2光催化剂,研究了纳米TiO2对造纸废水的暗吸附规律和光降解性能.讨论了不同实验条件如催化剂用量、光照时间及废水pH值等因素对制浆造纸废水COD去除率的影响.结果表明：纳米TiO2对造纸废水的吸附规律都较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型;光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型.焙烧温度为400℃,焙烧时间2h制备的纳米TiO2用量5g/L,pH=2,160W高压汞灯光照反应2h,造纸废水COD的去除率可达91.83%.     

漂浮型分级孔TiO_2陶瓷光催化剂的制备及应用

利用高热稳定性介孔TiO2粉体,采用室温冷冻干燥法制备了一种漂浮型二氧化钛陶瓷光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附脱附等方法对陶瓷的结构进行表征。结果表明,所制备的漂浮型二氧化钛陶瓷具有大孔/介孔的分级孔结构,并且TiO2陶瓷在800℃焙烧条件下仍然能够保持锐钛矿相。对浓度为15 mg·L-1的模拟污染物亚甲基蓝(MB)进行了光催化降解研究,其去除率可达到92.2%。催化剂在循环使用6次后,降解效果依然在92%以上。另外,采用该催化剂降解罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)和苯酚(PhOH),去除率可以分别达到92.7%、90.2%和94.6%,表明所制备的漂浮型分级孔二氧化钛陶瓷光催化剂在实际废水处理中将有很好的应用前景。     

WO_3-TiO_2薄膜型复合光催化剂的制备和性能

以纳米WO3-TiO2薄膜型复合光催化剂为主要研究对象.首先对纳米WO3-TiO2薄膜型复合光催化剂的实验室制备方法进行了探究,然后对实验室制备该催化剂的制备结果以及该催化剂的性质进行探究和分析.一方面通过了解该光催化剂的性能对于功能的研究做铺垫,另一方面通过对该光催化剂的制备过程进行探究,能够为该复合光催化剂的进一步研究提供理论基础.     

复合型光催化剂H3PW12O40/TiO2/Na2Ti3O7的制备及光催化行为研究

以钛酸钠晶须为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/Na2Ti3O7,用浸渍法制得H3PW12O40修饰的复合光催化剂H3PW12O40/TiO2/Na2Ti3O7.SEM图表明产品的包覆情况良好,UV-Vis光谱显示产品的光响应增强.在自制的光化学反应器中,用一定浓度的孔雀石绿作为底物进行光催化脱色实验,通过光强度、pH值、曝气量、底物浓度、催化剂用量等对脱色率的影响,考察产品的光催化活性.实验结果表明,复合型光催化剂具有较高的光催化活性,浓度为12.5 mg·L-1孔雀石绿在250 W中压汞灯下光照60 min脱色率可达到94.23%.     

混晶纳米TiO2的制备及对含氰废水的降解研究

以TiCl4、氨水等普通无机盐为原料,采用直接水解常压液相反应合成具有金红石相和锐钛矿相的混晶纳米TiO2粉体.研究了前驱体在不同温度下焙烧所得样品的光催化性能,并用此产品在太阳光照射下对3种工业含氰废水进行降解处理,结果表明,混晶纳米TiO2可有效降解废水中的大部分有毒氰根(CN-),使其含量远低于国家排放标准.     

TiO2光催化降解亚甲基蓝影响因素的考察

对初始浓度、pH值、温度、TiO2用量及紫外光强对亚甲基蓝光催化降解反应的影响进行了研究结果表明亚甲基蓝可以被很快地降解,尤其是在较低浓度下更为有效.在反应中,存在一个最佳pH值,提高温度、TiO2用量及光强均对提高反应速率有益.温度与初始浓度的影响可以同时进入反应动力学方程.