Ti基系列阳极的制备及电解染料废水实验研究

采用热氧化法制备了Ti／PbO2、Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2、Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Cu、Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Ni和Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Fe5种钛基系列阳极,进行电催化氧化处理模拟染料废水酸性品红溶液的实验研究,比较了不同电极的处理效率、反应速率,同时分析了酸性品红降解过程。结果表明：相对于Ti／PbO2和Ti／SnO2—Sb2O3／PbO2阳极,金属掺杂改性电极Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Fe和Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Ni对酸性品红有着更好的去除效率和降解速率,而Cu掺杂电极Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Cu改性效果不明显。5种电极的电催化氧化过程均符合一级动力学模型。酸性品红在Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Fe阳极上电催化氧化降解过程的紫外-可见光谱图表明在电流密度75mA／cm^2、电解质Na2SO4浓度12g／L的条件下,处理100mg／L的酸性品红模拟废水,60min内其特征吸收峰消失,酸性品红基本去除,但同时生成了部分小分子中间产物。     

CdS、Ag^＋掺杂改性纳米TiO2光催化降解甲基橙动力学研究

在探索纳米TiO2光催化降解甲基橙的最佳条件后,对纳米TiO2及其改性光催化剂CdS/TiO2、Ag＋/TiO2光催化降解甲基橙性能进行了动力学研究,结果表明：纳米TiO2及其改性的CdS/TiO2、Ag＋/TiO2的光催化反应符合动力学一级反应规律;三种光催化反应剂的光催化均存在诱导期,其中纳米TiO2光催化反应诱导期最长,其次是Ag＋/TiO2光催化反应,而CdS/TiO2光催化反应诱导期最短;光催化反应降解甲基橙效率是：TiO2光催化反应最低,其次是Ag＋/TiO2,CdS/TiO2效率最高.     

锌铬水滑石可见光降解甲基橙的性能研究

采用共沉淀法制备n(Zn)/n(Cr)为2的Zn Cr水滑石,采用X射线粉末衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis)等方法对催化剂的结构和性质进行表征.通过可见光下对甲基橙的催化降解表征催化剂的活性.结果表明:制备的样品具有水滑石的结构,对可见光具有吸收性能.Zn Cr水滑石具有良好的催化降解甲基橙性能,适宜的降解条件是甲基橙初始质量浓度不超过80 mg/L,催化剂用量为1 g/L,此条件下光照180 min后甲基橙的降解率达到了93.58%.动力学研究表明:该催化降解过程在甲基橙质量浓度低(≤20 mg/L)的条件下符合1级反应动力学模型,而在甲基橙质量浓度高(≥40 mg/L)的条件下符合0.5级反应动力学模型.     

氧化铌掺杂PbO2电极的制备及降解分散蓝B

采用电沉积法制备氧化铌掺杂的钛基PbO2电极,通过X射线衍射、扫描电镜和电化学工作站进行表征.结果表明,掺杂氧化铌改变了沉积PbO2的晶型分布,电极表面出现α-PbO2晶型,提高了镀层与基体的结合度及电子传递效率;同时晶体尺寸略有增大,排列规整均匀.氧化铌最佳掺杂质量浓度为3.5 g/L,改性电极的析氧电位上升到1.523 V,阶跃氧化电流达到0.155 9 A,强化寿命延长到702 min,电催化性能和稳定性均有明显提升.利用所制备改性电极降解分散蓝B的最佳降解条件:溶液pH值为2,电解质NaC1浓度为0.7 mol/L,电流密度为40 mA/cm2,1h后脱色率可达89％,脱色动力学可用拟2级反应描述.     

修饰石墨基二氧化铅电极电催化氧化降解苯胺

选择石墨作为基体,采用电沉积的方法制备出掺杂镧元素修饰的二氧化铅电极.通过对该电极进行XRD和SEM测试,发现电极的表面主要成分为β-PbO2,底层为α-PbO2;镧金属的氧化物嵌入到PbO2晶格当中,使晶形发生显著改变;电极表面致密均匀,空隙率大,利于对目标有机物吸附和发生电催化氧化反应.以该修饰电极为阳极,石墨电极为阴极,对苯胺模拟废水进行电催化氧化处理,分别考察了阴离子种类、电流密度、进水质量浓度、反应初始pH值对苯胺和COD去除率的单因素影响.该修饰二氧化铅电极对苯胺的电化学氧化降解反应基本符合一级反应动力学规律.     

新型单双槽光电催化反应器的设计及其降解性能

设计了以热氧化法制备的TiO2/Ti薄膜电极为阳极、具有较高析氢超电位的高纯石墨电极为阴极、甘汞电极为参比电极所组成的单、双槽光-电-化学催化集成反应器,并考察了该反应器对甲基红和甲基橙溶液的降解脱色性能.结果表明,单、双槽反应器均能有效的对这两种染料溶液进行降解脱色,并且在酸性及碱性条件下其降解脱色率均明显高于中性条件.双槽反应器对两种染料溶液的降解表观反应速率是单槽的2倍或以上,导致这一结果的主要原因是单槽反应器中阴极反应产生的H2O2在阳极的无效消耗.     

磷酸银改性二氧化钛可见光光催化性能

利用生物质瓜子皮为模板,水热法制备了纳米级二氧化钛,然后利用溶液共混法将磷酸银掺杂负载到二氧化钛上,制备出一种新型改性二氧化钛复合光催化剂,并通过扫描电镜、XRD对该催化剂进行了表征,同时将改性的催化剂用于处理亚甲基蓝染料,进而考察磷酸银改性二氧化钛在可见光下的光催化活性。得到复合材料最佳的制备条件:超声20 min,n(Ag3PO4)∶n(TiO2)为2∶10,反应pH=7;复合材料最佳反应条件:光催化剂加入量是0.1g,亚甲基蓝染料浓度为7.5~10mg·L-1,且加入氧化剂时可以在提高反应速率的同时提高降解率;h+是降解亚甲基蓝的主要氧化基团,可见光下该催化剂降解亚甲基蓝的反应过程符合一级反应动力学模型,新制备出的光催化剂的光响应范围有了很大的提高,在可见光之下的降解率也可以达到95%以上。     

TiO2/γ-Al2O3与铁屑三维电极光电催化研究

以微孤氧化法制备的钛基TiO2/Ti膜为阳极,以钛片为阴极,TiO2/γ-Al2O3与铁屑粒子组合作粒子电极,以Na2SO4为支持电解质,以亚甲基蓝为处理目标物,结合20W紫外灯和稳压电源组成三维电极光电催化体系,研究三维电极体系对光电催化的影响.实验结果表明:粒子电极5g铁屑和2g三层膜球状TiO2/γ-Al2O3粒子,亚甲基蓝溶液初始浓度为3mg/L,电源电压6V,Na2SO4电解质溶液浓度0.02mol/L,电极间距为4.5cm.三维电极光电催化3h的降解效率比传统二维电极光电催化的降解率提高了25％.     

核壳复合催化剂Fe_3O_4@PDA-Cu(Ⅱ)的制备及催化降解甲基橙的研究

为了高效经济地处理染料废水,以四氧化三铁、多巴胺、醋酸铜为原料,制备核壳复合催化剂Fe_3O_4@PDA-Cu~(2+)。利用红外光谱、固体漫反射光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射光谱对催化剂的组成和结构进行表征。考察温度、双氧水用量、催化剂用量、体系pH值和电解质对催化剂活化双氧水降解甲基橙活性的影响,研究不同浓度甲基橙降解动力学过程,并利用高锰酸钾法和高效液相色谱法测定和分析降解液的化学需氧量COD和降解产物。还采用自由基抑制实验和自由基捕获实验对机理进行验证。结果表明:温度升高、体系pH值增大、双氧水用量增加、催化剂用量增多,有利于甲基橙的降解去除;加入氯化物、硫酸盐、硝酸盐不影响甲基橙的去除效果,而加入溴化物和亚硝酸盐则会抑制甲基橙的降解。甲基橙降解产物中存在草酸、顺丁烯二酸和二氧化碳,降解完成后降解液的CODMn=1.5~7.8mg/L。制备所得催化剂与染料结合具有饱和性,甲基橙的降解过程符合米氏方程,这说明催化剂具备仿酶活性,能活化双氧水产生羟基自由基,羟基自由基进攻甲基橙分子,实现甲基橙的开环降解直至矿化。该研究结果将为实现多相催化氧化去除染料技术提供理论与实验依据。     

电化学氧化与还原联合处理偶氮染料废水的效能

以Sb掺杂Ti/SnO2电极为阳极,铝板为阴极,设计了一种电化学氧化与电化学还原联合作用反应器.以浓度为100mg/L甲基橙模拟废水为研究对象,探究了电化学氧化与电化学还原联合作用的处理效能,并运用紫外-可见吸收光谱初步探究了甲基橙的降解机理.结果表明:在电流密度为20 mA/cm2、电解质浓度为0.10mol/L条件下,先电化学还原反应60 min再电化学氧化60 min联合处理甲基橙模拟废水,甲基橙的脱色率为94%,COD去除率为85%,处理能耗为0.21k Wh/g(COD).降解前后的紫外-可见吸收光谱的变化表明,电化学联合作用先使甲基橙的偶氮键断裂,然后破坏其苯环共轭体系,从而使甲基橙降解.     

负载TiO2工程化光催化水处理器降解活性黑GR实验研究

采用复合镀工艺制备负载纳米TiO2的三维镍网,研究开发出已实际工程应用的光催化水处理器,并模拟在不同条件下,对活性黑GR溶液进行降解脱色实验研究,获得最佳的实际工程工艺条件和参数.实验表明,UV/镍网/TiO2组合模式对活性黑的降解效果最佳,在240 min内脱色率能达到94.76%.活性黑溶液的脱色率随初始质量浓度的增大而减小,当质量浓度为20 mg/L时,降解效果最佳,处理240 min脱色率能达到98.35%;活性黑溶液pH=5时,脱色率能达到94.2%;投加1 g/L H2O2增强了光催化降解效率,在150 min内,脱色率能达到98.6%.     

Dy-TiO2-膨润土复合催化剂处理茜素红、碱性品红的研究

为了在光照条件下催化降解茜素红、碱性品红染料,以膨润土为载体,钛酸正四丁酯和镝盐为原料,采用溶胶-凝胶法制备镝掺杂TiO2膨润土复合光催化剂(DTB).利用XRD、SEM对DTB的结构和形貌进行表征,表征结果表明其具有很高的比表面积,存在明显的锐钛矿型TiO2晶型特征峰,DTB中膨润土的晶面间距由1.691 nm变为1.887 nm,增大0.196 nm.研究催化剂的用量、染料的初始浓度、光照时间、pH值等因素对茜素红、碱性品红染料脱色率的影响、降解机理和它的动力学方程.实验结果表明:pH=7时,用0.1 g DBT处理茜素红、碱性品红染料溶液,光照45 min,降解量分别达18.0 mg/g.、19.5 mg/g.相同条件下,改用太阳光源,茜素红、碱性品红的降解量也达到20 mg/g以上.催化剂重复利用2次,茜素红和碱性品红的脱色率达80％以上.DBT对茜素红、碱性品红染料的光催化降解均符合二级动力学方程.     

开放体系中霉菌dh-B对染料脱色的研究

探讨霉菌dh—B在开放体系中对酸性紫红染料的吸附脱色效果．在非灭菌条件下,考察pH值、染料浓度、温度及菌体投加量对吸附脱色的影响．研究表明：培养36h的菌种在pH为2．5,染料初始质量浓度为50mg／L,温度为30℃,菌体投加量为2．5∥L（湿质量）时,吸附脱色效果最好,脱色36h后脱色率可达到95％以上．同时霉菌曲一B在开放体系中表现出了极好的生长趋势和成球性能．     

Investigation on the electrocatalytic characteristics of SnO<Subscript>2</Subscript> electrodes with nanocoating prepared by electrodeposition method

SnO₂ electrodes have many advantages in the degradation of toxic or bio-refractory organic wastewater, and SnO₂ is a kind of anode material which has the potential to be widely used. Electrocatalytic efficiency and service life of TiSnO₂ electrodes are key factors that can influence its applications. In order to enhance the electrocatalytic characteristics of TiSnO₂ electrodes, a type of electrocatalytic electrode with nanocoating was prepared by direct current (DC) electrodeposition method and thermal oxidation technique. With phenol as the model pollutant, the electrochemical degradation efficiencies of electrodes with nanocoating and non-nanocoating were investigated. It was demonstrated that the electrodes with nanocoating have higher efficiency than that of electrodes with non-nanocoating. The degradation time was decreased 33.3% for the same amount of phenol’s degradation. The crystal structure of surface coating, the micrograph of electrode surface and the chemical environment of Sn and Sb in the electrode surface were analyzed with the help of XRD, SEM and XPS. The results showed that the surface of electrode was mainly SnO₂ crystal with rutile structure and that much adsorbed oxygen in nanocoating was the dominant factor for enhancing the electrocatalytic characteristics. Supported by the Excellence Young Teacher Foundation of China Education Ministry and Research Foundation for Outstanding Young Scholars of Heilongjiang Province (Grant No. JC-02-04)     

改性膨润土对有机染料脱色性能研究

通过不同改性膨润土对活性艳蓝X／BR、活性艳橙X／GN和直接耐晒蓝B2RL三种染料吸附脱色效果的研究,表明不同改性膨润土对上述三种染料处理效果差异较大,同时处理效果跟pH值和染料本身性质的关系大。对一种改性土进行优化筛选后,选取其中一改性土研究其吸附脱色效果与pH值及投加量的关系。对实际染色废水的处理表明该改性土对蓝色和紫红色废水都有较好的处理效果。     

粉煤灰去除水中活性紫KN—B

以稀盐酸对燃煤电厂粉煤灰进行活化，实验了粉煤灰和活化粉煤灰对水中染料活性紫KN—B的吸附脱色效果．实验结果表明：粉煤灰经活化后对染料的吸附能力明显增强．活化粉煤灰对染料活性紫KN—B具有明显的脱色效果．在足量投加量下，废水脱色率可达99％以上；最佳pH值范围为2～8，最佳反应时间为15min．粉煤灰和活化粉煤灰对水中活性紫KN—B的吸附符合Langmuir吸附等温方程．活化粉煤灰用于实际印染工业废水处理，脱色率和COD去除率同样较高．     

粉煤灰去除水中活性紫KN-B

以稀盐酸对燃煤电厂粉煤灰进行活化，实验了粉煤灰和活化粉煤灰对水中染料活性紫KN B的吸附脱色效果．实验结果表明：粉煤灰经活化后对染料的吸附能力明显增强．活化粉煤灰对染料活性紫KN B具有明显的脱色效果．在足量投加量下，废水脱色率可达99%以上；最佳pH值范围为2～8，最佳反应时间为15?min．粉煤灰和活化粉煤灰对水中活性紫KN B的吸附符合Langmuir吸附等温方程．活化粉煤灰用于实际印染工业废水处理，脱色率和COD去除率同样较高     

羧甲基壳聚糖处理印染废水实验研究

目的 研究羧甲基壳聚糖（CM-CHO）处理水溶性染料废水脱色的工艺条件，为实际印染废水的脱色处理提供参考数据．方法 采用羧甲基壳聚糖对活性红染料溶液和毛巾厂的印染废水进行混凝处理，通过研究pH值、投加量、沉降时间和搅拌强度对脱色效果的影响。确定适宜的操作条件；同时对比了羧甲基壳聚糖和壳聚糖对实际废水的处理效果。结果 实验表明，pH、投加量和沉降时间对脱色效果影响很大，而快速和慢速搅拌时间对其影响不明显．结论 羧甲基壳聚糖对水溶性染料废水及实际印染废水具有良好的脱色效果．对水溶性染料废水，在pH=9．0，投加量在50mg／L下有最好的脱色效果。脱色率达90％以上，在相同的工艺条件下，羧甲基壳聚糖处理效果优于壳聚糖，羧甲基壳聚糖对印染废水的混凝处理可作为实际废水处理的前处理。     

染料废水内电解脱色效率与染料结构的关系

研究了染料废水内电解脱色效率与染料结构之间的关系。结果表明：水溶性染料脱色效率高于不溶性染料,难易次序依次为半菁型＞偶氮型＞金属络合型＞三芳甲烷型＞蒽醌型＞酞菁型;不溶性染料脱色难易次序依次为硝基二苯胺＞硫化＞偶氮＞蒽醌型。染料ＨＰＬＣ色谱图证实了染料内电解降解副产物的存在。出水铁离子具有较高混凝活性,经内电解－后混凝处理,不同结构的染料脱色率均可达８５％以上。