埃洛石吸附-介质阻挡放电等离子体处理亚甲基蓝废水

为进一步提高对亚甲基蓝(MB)的降解效果,提出了介质阻挡放电等离子体协同吸附方法,并利用XRD、FTIR方法对吸附剂进行表征分析。研究结果表明,处理120 min后,协同体系对MB的降解率为96.36%。当MB的初始质量浓度为50 mg/L、HNTs的投加量为70 mg/L、放电功率为150 W、pH为6.7、通气量为200 m L/min时,MB的去除效果较好。     

脉冲放电等离子体协同Mn/TiO2-分子筛、Fe/TiO2-分子筛、Cu/TiO2-分子筛催化剂降解甲醛

为进一步提高脉冲放电等离子降解甲醛的效率,增加CO₂选择性,降低O₃产生量,研究采用放电等离子体和催化剂协同技术。实验以分子筛为载体,分别制备了Mn/TiO₂-分子筛、Fe/TiO₂-分子筛和Cu/TiO₂-分子筛3种催化剂,并利用XRD、SEM、EDS、FT-IR方法对催化剂进行表征分析。进行了脉冲放电等离子体协同3种催化剂降解甲醛的研究,比较了不同催化剂协同等离子体对甲醛去除率、CO₂选择性、O₃产生量的影响。结果表明,3种催化剂与脉冲放电等离子体都存在协同作用,并能有效地提高甲醛去除率,增加CO₂选择性,降低O₃产生量。当脉冲电压为20kV、放电频率为40Hz、气体流量为0.5L/min时,Mn/TiO₂-分子筛催化剂协同效果最佳,甲醛去除率为94.4%,CO₂选择性为42.2%。催化剂表征结果显示Mn/TiO₂-分子筛的活性组分颗粒分布均匀,锐钛矿相的TiO₂和微晶状态的MnO_x的存在有效促进了甲醛的氧化分解。研究还对放电等离子体协同Mn/TiO₂-分子筛催化剂降解甲醛的机理进行了探讨。     

介质阻挡放电等离子体/微曝气协同处理苯酚废水

采用介质阻挡放电等离子体/微曝气技术协同处理苯酚废水,考察放电电压、放电时间、溶液初始浓度及曝气量对苯酚处理效果的影响。研究结果表明:苯酚降解率随放电时间增加、苯酚初始浓度减小而提高;曝气量为150 m L/min时,苯酚降解率为51.8%。采用介质阻挡放电等离子体/微曝气协同工艺处理苯酚废水,与单独使用介质阻挡放电等离子体工艺相比,苯酚降解率提高了15%~20.4%。     

微米级TiO2/AC催化剂在光催化-膜分离耦合反应装置中降解酸性红B废水

采用X射线衍射分析、扫描电镜分析和傅里叶红外光谱分析对溶胶-凝胶法制得的负载型微米级TiO₂/活性炭（AC）催化剂性能进行了表征,并对其在光催化-膜分离耦合反应装置中光催化降解酸性红B废水时的性能和膜通量的影响进行了研究。结果表明：在最佳煅烧温度400℃时负载的TiO₂以锐钛矿为主,与载体活性炭之间以Ti-O-C键结合,且分布较为均匀;微米级TiO₂/AC催化剂的光催化降解性能随其煅烧温度的升高和粒径的减小而均呈现为先增加、后降低的趋势,TiO₂/AC对膜通量的影响则随煅烧温度的升高和粒径的减小而呈先降低、后增加的趋势,且TiO₂/AC粒径以10.272μm为宜。椰壳活性炭为载体的TiO₂/AC催化剂的光催的化降解性能高于褐煤活性炭为载体的,且前者对膜通量的影响更小。微米级TiO₂/AC催化剂的光催化降解性能高于商业TiO₂的,且对膜通量的影响比商业TiO₂的低。     

介质阻挡放电等离子体降解红霉素影响因素研究

抗生素属于难降解物质,普通的物理化学方法不能有效去除。利用介质阻挡放电等离子体(DBD)降解红霉素(ETM),考察ETM初始质量浓度、放电功率、液体流速、空气流量对降解率的影响以及降解过程中TOC的变化。结果表明:放电功率为80 W、初始p H为8、液体流速为50 L/h,空气流量为60 L/h时,处理0.5 mg/L ETM溶液60 min后COD去除率为63.99%,60 min后TOC变化趋于平稳。     

非热等离子体协同Mn-Ce/La/γ-Al2O3催化剂去除甲苯

采用自制线管式介质阻挡放电反应器,针对非热等离子体协同Mn-Ce/La/γ-Al₂O₃催化剂对低浓度甲苯的去除开展研究。研究中制备了Mn/γ-Al₂O₃、Mn-Ce/γ-Al₂O₃、Mn-La/γ-Al₂O₃催化剂,从甲苯去除率、产物O₃生成、CO_x选择性及其他副产物生成情况考察比较了空管放电、协同催化剂放电时催化降解甲苯性能,并对催化剂进行了BET、SEM、H₂-TPR和ICP-OES表征研究。结果表明：稀土助剂的加入有助于提高甲苯去除率及降低程度,且La催化性能优于Ce_.,当外加电压22 kV、气量6 L·min^-1、甲苯初始浓度600 mg·m^-3时,Mn-La/γ-Al₂O₃催化剂对甲苯去除率达到72.74%。H₂-TPR结果表明,稀土助剂的加入提高了催化剂低温活性及储氧能力,添加La的效果优于Ce。催化剂有助于抑制副产物O₃生成,提高CO₂和CO_x选择性。     

介质阻挡放电等离子体反应器降解盐酸四环素

采用介质阻挡放电等离子体反应器降解盐酸四环素（TC）,研究了输入功率、放电间距、气体流量、初始浓度等参数对盐酸四环素降解效果的影响,结果表明当输入功率为1.3 W,放电间距为2.5 mm,气体流量为150 ml·min^-1,初始浓度为100 mg·L^-1时降解效果最好,放电处理30 min盐酸四环素的降解率达到92%。动力学研究表明盐酸四环素的降解过程符合拟二级动力学方程。检测了降解过程中生成的中间产物,提出了盐酸四环素的降解路径与机理。     

硅藻土负载N掺杂纳米TiO2的制备及其对蓝藻清除能力的探究

为优化纳米TiO₂光催化降解技术，改善其对污染物的降解效率，发挥硅藻土的应用价值，采用溶胶—凝胶法制备硅藻土负载N掺杂纳米TiO₂催化剂，用于清除水域中的蓝藻。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)和X射线电子能谱(XPS)的方法对制备的催化剂进行表征，并对其影响清除效果的因素进行了考察。当硅藻土负载N/Ti=2∶1，煅烧温度为300℃，煅烧时间为2 h的催化剂样品清除效果最好，在p H=7的条件下，向适量浓度的蓝藻溶液中，投加0.2 g催化剂时，1 h内叶绿素a的去除率可达98.0%，藻个数去除率可达99.8%，浊度可降低至70%以上。结果表明，N掺杂纳米TiO₂已成功负载在硅藻土，且负载之后对蓝藻的清除效果更好。     

花状镉掺杂ZnO的制备及其光催化降解盐酸四环素的研究

以乙酸锌、乙酸镉和柠檬酸三钠为原料，采用沉淀法制备一系列不同Cd掺杂量的花状Cd-ZnO复合光催化材料，并系统研究催化剂投加量、盐酸四环素(TC)初始浓度、初始pH、反应时间等对Cd-ZnO复合光催化材料催化降解TC性能的影响。结果表明，掺杂适量Cd后ZnO对光的吸收边带发生红移，禁带宽度变窄，光谱响应区域拓宽。在TC初始质量浓度30 mg/L、催化剂投加质量浓度0.6 g/L、初始pH=6.2条件下，催化剂Cd_0.5ZnO对TC的催化降解效果达最优，在紫外光照射120 min时体系对四环素的去除率达到85.3%。动力学研究表明，Cd-ZnO复合光催化材料对TC的催化降解行为符合准二级动力学规律，反应过程中h⁺是主要的活性物种，·OH也发挥了较大的作用。复合催化剂Cd_0.5ZnO在循环使用4次后，体系对TC的降解率仅下降2.2%，表明Cd_0.5ZnO是一种重复使用效率高且稳定性较好的光催化剂。     

介质阻挡放电等离子体降解十二烷基吗啉废水

采用介质阻挡放电等离子体技术,以COD为评价指标,对十二烷基吗啉模拟废水进行降解。考察了废水初始质量浓度、p H、催化剂、曝气量、放电功率以及放电时间对降解效果的影响。结果表明,十二烷基吗啉废水最佳降解条件:废水初始质量浓度为20 mg/L,p H为5,曝气量为200 m L/min,放电功率为260 W,放电时间为4 h。在此条件下,十二烷基吗啉降解率达到85%。     

同轴电纺法TiO2/g-C3N4的制备及光催化性能研究

传统的静电纺丝法使用单一的毛细管状喷头喷丝,通常用于制备实心且表面光滑单一组分的纳米纤维,无法得到具有多种功能性结构的复合材料,应用范围较窄。以酞酸丁酯和尿素为原料,采用同轴静电纺丝法成功制备了TiO₂/g-C₃N₄复合材料,并用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、场发射扫描电子显微镜（SEM）和Brunauer-Emmett-Teller （BET）分析对样品进行了表征,通过光催化降解亚甲基蓝溶液（MB）研究了不同g-C₃N₄添加量对TiO₂/g-C₃N₄复合材料光催化性能的影响。实验结果表明,采用同轴静电纺丝法结合500℃煅烧工艺成功制备了大比表面积及高光催化性能的TiO₂/g-C₃N₄复合材料。当g-C₃N₄添加量为0.15 g时,TiO₂/g-C₃N₄复合材料对亚甲基蓝溶液（MB）的光催化降解效率可达93.8%,且经过5次重复实验后降解率仍可达80%以上。     

银掺杂二氧化钛/活性炭复合材料的制备及其光催化性能研究

为提高二氧化钛/活性炭（AC）复合材料对可见光的利用率,基于溶胶-凝胶法制备了银掺杂的二氧化钛/活性炭复合光催化剂。利用一系列测试方法对光催化剂进行了表征,通过亚甲基蓝（MB）和Cr（Ⅵ）废水的降解效果研究了其光催化活性。结果表明,掺杂银的材料,吸附性能和可见光下的光催化性能均得到提升。在材料投加量为400 mg/L情况下,银-二氧化钛/AC复合光催化剂在30 min内对10 mg/L MB溶液的降解率达到98.55%,在60 min内对20 mg/L MB溶液、10 mg/L Cr（Ⅵ）溶液的降解率分别达到76.92%和53.90%;与未掺杂的材料相比,降解率分别提升了14%、47%、137%。这是由于Ag纳米颗粒可以有效地俘获价带电子,减少电子空穴的复合,从而提高了光催化效果。     

锆掺杂二氧化钛基可见光催化剂的制备及其催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了不同Zr掺杂量的Zr-TiO₂催化剂,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱对其进行表征,探究Zr元素的掺杂比例、催化剂制备的焙烧温度及反应物初始浓度等条件对催化剂在可见光下降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明,制备的Zr-TiO₂催化剂粒径为纳米级,Zr-TiO₂催化剂对亚甲基蓝有明显光催化降解作用,且不同Zr与Ti掺杂比例对亚甲基蓝溶液降解效率影响显著,当Zr元素掺杂量为20%,焙烧温度为550 ℃时,制备的550℃-20%Zr-TiO₂催化剂对20 mg·L^-1的亚甲基蓝溶液降解效果最优,降解5 h时降解率为91.8%。并且550 ℃-20%Zr-TiO₂催化剂在可见光下催化降解亚甲基蓝符合一级动力学模型,R²>0.95,拟合直线有较好的拟合度,表明催化剂具有较强的降解能力。     

Photocatalytic activity and OH radical formation on TiO2 in the relation to crystallinity

Two types of TiO₂ samples, ST-01 (Ishihara-Sangyo, Japan) and A11 precursor (Police, Poland), were heat-treated at 400–1000 °C and characterized by the phase composition, crystallite size and lattice strain. These TiO₂ samples were tested for methylene blue (MB) decomposition and OH radical formation. Through heating TiO₂ up to 700 °C for 1 h the single anatase phase was remained, which had improved crystallinity, large crystallite size and very small lattice strain. By extending the calcination time up to 2–5 h, the anatase phase partially transformed to rutile phase, much faster by A11 precursor than by ST-01. Transformation of anatase phase to rutile reduced the rate of methylene blue decomposition, although OH radical formation was the highest in the samples having around 9 mass% of rutile. However, methylene blue decomposition not only depended on OH radical formation on TiO₂ particles, but also the content of even small amount of rutile in TiO₂ reduces markedly the rate of methylene blue decomposition.     

掺锌纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝研究

摘要：选用掺杂锌的纳米TiO2作为光催化剂对亚甲基蓝进行降解研究。制备工艺参数对样品光催化降解亚甲基蓝的活性具有很大影响,焙烧温度为500oC,Zn2＋掺入量为0．5％,催化剂的加入量为1g／L时光催化剂对亚甲基蓝的降解效果最好;亚甲基蓝的初始浓度为5mg／L降解速率较快。     

掺锌纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝研究

选用掺杂锌的纳米TiO2作为光催化剂对亚甲基蓝进行降解研究。制备工艺参数对样品光催化降解亚甲基蓝的活性具有很大影响,焙烧温度为500℃,Zn2+掺入量为0.5%,催化剂的加入量为1 g/L时光催化剂对亚甲基蓝的降解效果最好;亚甲基蓝的初始浓度为5 mg/L降解速率较快。     

Ag/TiO2纳米催化剂的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备了Ag/TiO₂光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、N₂吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)对产物进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为降解物,考察了不同Ag含量和不同煅烧温度对样品的光催化性能影响。结果表明,掺杂Ag后,增大了样品的比表面积,800℃时,Ag的引入抑制了TiO₂锐钛矿向金红石相的转变,掺杂后TiO₂的光催化活性大大提高,在500℃煅烧温度下,当Ag的摩尔分数为1%时,在紫外光照射下,经过180min光催化实验,对MB的降解率达到90%.     

硅藻土负载La~(3+)/TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2/硅藻土负载型光催化剂。以硝酸镧为镧源,采用等体积浸渍-焙烧法制备La~(3+)/TiO_2硅藻土光催化剂。通过XRD和SEM对制备的催化剂进行表征,以亚甲基蓝溶液模拟有机废水,考察n(Ti)∶n(Si)及La3+掺杂量对催化剂光催化性能的影响,结果表明,硅藻土可提高TiO_2分散性,降低TiO_2晶粒尺寸,并抑制其由锐钛矿相向金红石相的转变。在n(Ti)∶n(Si)=1∶1、焙烧温度550℃和La3+掺杂质量分数1%条件下,La~(3+)/TiO_2硅藻土光催化剂的光催化活性较好,紫外光连续照射180 min,亚甲基蓝降解率可达99.9%。     

二氧化钛-钒酸铋复合材料光催化降解布洛芬的研究

为综合二氧化钛、钒酸铋光催化剂的性能,制备了二氧化钛-钒酸铋复合光催化剂,并以布洛芬为目标降解物,与二氧化钛、钒酸铋光催化剂的光催化性能进行了对比。以钛酸丁酯为原料,加入无水乙醇、盐酸、去离子水,采用凝胶法制备了二氧化钛光催化剂;以五水硝酸铋、偏钒酸铵为原料,加入浓硝酸、氢氧化钠,制备了钒酸铋、二氧化钛-钒酸铋复合光催化剂。此制备方法简便、高效。在可见光照射下,使用二氧化钛、钒酸铋、二氧化钛-钒酸铋3种光催化剂对布洛芬进行光催化降解,并将3种光催化剂分别联合过氧化氢对布洛芬进行光催化降解,考察了3种光催化剂的光催化性能。结果表明,未加入过氧化氢条件下,3种光催化剂的光催化性能由大到小的顺序为二氧化钛-钒酸铋、二氧化钛、钒酸铋;加入电子捕获剂过氧化氢后,提高了光催化剂降解布洛芬的效率,减少了电子-空穴对的复合速度,并且3种光催化剂的光催化性能由大到小的顺序为二氧化钛-钒酸铋、钒酸铋、二氧化钛。