Research Status of TiO2 Photocatalytic in the Wastewater Treatment

文章概述了近年来TiO2光催化在水处理方面的研究现状,并对光催化技术存在的问题进行了介绍.     

多孔结构纺锤形α-Fe2O3的合成及光催化性能

采用碳酸钠和氢氧化钠为沉淀剂,在没有表面活性剂存在的情况下,通过水热法合成得到具有多孔结构的纺锤形α-Fe2O3,单颗粒长约为500 nm,孔径约为50nm.利用X线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和选区电子衍射(SAED)对产物的结构和形貌进行表征,并对多孔结构的形成机理进行解释.通过对甲基橙溶液的降解实验考查产物的光催化性能.光催化实验结果表明其催化性能优于一般α-Fe2O3纳米颗粒,这可能是由于其多孔结构和较大的比表面积造成的.     

商用纳米TiO2对罗丹明B溶液的光催化降解性能

本实验采用P25(商用纳米TiO2)为光催化剂,以罗丹明B溶液的降解为模型反应,讨论了降解体系pH值及外加氧化剂H2O2的用量对罗丹明B溶液降解效果的影响.实验结果表明,在250W汞灯的照射下,单独使用P25,140 min时罗丹明B的降解率低于5％,但增加体系的酸度或者加入一定量氧化剂H2O2时,P25对罗丹明B的降解率有明显改善.当pH值为3,加入1.5mLH2O2时,80 min时罗丹明B的降解率即可达到90％以上,而当pH值为6时,需加入5mL H2O2,120 min时罗丹明B的降解率才能达到90％以上.     

实用型固定膜光催化氧化装置去除水中苯酚

通过实用型固定膜光催化氧化反应器，进行了水中苯酚的光催化氧化研究，试验表明，与光分解相比，光催化氧化具有氧化程度高，可实现完全矿化的优点，相近条件下固定膜与悬浮型光催化氧化装置的运行结果表明，在本项目研制的实用型固定膜装置中，苯酚的光催化氧化效率高于其在ＴｉＯ２水浊液中的氧化效率。     

5种偶氮染料溶液的光催化降解实验

以TiO2为催化剂,采用中压汞灯为光源对5种偶氮染料溶液进行了光催化降解的实验研究。结果表明,在上述条件下能够使直接R-F,直接黄y-5 GL,直接耐晒翠蓝B-GL,阳离子B-2RL,直接耐晒蓝B-BRL等偶氮染料水溶液降解脱色,染料脱色为动力学一级反应。5种偶氮染料在初始浓度50mg/L,温度201℃下,经20min光照,其脱色率分别为97.01%、97.90%、88.13%、96.95%、95.74%;CODCr去除率分别为58.64%、40.61%、44.60%、44.71%、55.56%。并讨论了pH值、催化剂用量、脱色时间和染料结构等因素对脱色与降解的影响。     

紫外灯下草酸铁/过氧化氢对农药乐果的降解试验研究

以草酸铁／过氧化氢为光氧化剂，利用自制的平板型光反应装置对有机磷农药乐果进行降解试验研究，结果表明有机磷农药乐果能被有效地降解。采用正交法设计试验方案，确定了最佳反应条件：初始PH值3、铁离子浓度40mg／L、双氧水浓度300mg／L、和辐射强度13．5w／m^2。     

掺杂铜和钒的纳米二氧化钛的光催化性能

采用溶胶-凝胶-水热后处理法制备掺杂铜和钒的纳米二氧化钛，并对所得的纳米二氧化钛光催化剂的成分、结构与光催化性能的关系进行研究。用X射线衍射、荧光光谱、紫外-可见漫反射光谱对其进行分析。研究结果表明：其晶粒直径约为6nm；电子-空穴分离效率提高；对可见光响应显著增强。通过光催化降解模拟实验，发现该二氧化钛粉末对甲基橙有机废水的降解率达到97．9％，所得到的掺杂纳米二氧化钛光催化剂扩大了对可见光响应范围，提高了光催化降解效率。     

人造沸石负载TiO2光催化降解水中苯酚的研究

采用溶胶-凝胶法制备人造沸石负载型TiO2光催化剂，用XRD分析了其晶型结构，以300W中压汞灯为实验光源对苯酚进行了光降解研究。考察了催化剂热处理温度、TiO2负载量、催化剂用量、降解温度、光强度和H2O2用量等因素对降解率的影响。结果表明，浓度为15mg／L的苯酚溶液，催化剂焙烧温度为5000℃，TiO2负载量为15．7％，用量为2～3g／L，在300℃连续光照3h时，苯酚溶液的降解率可达到87．4％。     

TiO2光催化反应中的吸附机制研究

目的对TiO2吸附O2,H2O以及有机物的机制进行了详细的研究和分析。方法利用模型推断与实证分析相结合的方法。结果得到了TiO2的表面性质以及用作光催化剂处理有机废水中的反应机理。结论TiO2催化剂表面性质、吸附物的种类是影响吸附过程的主要因素。