BiOCl/TiO2/蒙脱石复合材料对模拟刚果红废水的光催化降解研究

为了解决TiO₂易团聚、带隙宽的问题,提高其对刚果红（CR）的光催化降解率,采用水解法和溶胶-凝胶法制备出BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料（BCTM）,以刚果红染料为目标降解物,进行了光催化试验,研究了溶胶pH、蒙脱石悬浮液质量浓度、焙烧温度、焙烧时间和Bi/Ti摩尔比对复合材料光催化活性的影响,并利用X射线衍射仪（XRD）和紫外可见漫反射仪（UV-Vis DRS）对其进行了表征。结果表明,在溶胶pH为4、蒙脱石悬浮液质量浓度为1%、焙烧温度为600℃、焙烧时间为2 h、Bi/Ti摩尔比为20%的条件下,制备的BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料具有较高的光催化活性,刚果红的去除率达到了94.04%。复合材料TiO₂以锐钛矿晶相形式存在。添加蒙脱石和BiOCl都会抑制TiO₂晶体的生长。BiOCl/TiO₂之间形成异质结使得禁带宽度从2.89 eV降低至2.61 eV,增强了复合材料对光的吸收能力。      

网固定TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

采用TiO₂胶体合成-不锈钢金属网表面浸渍提拉法镀TiO₂胶体膜-焙烧工艺制备网固定TiO₂薄膜光催化材料,并以偶氮染料废水为降解对象,研究了镀膜次数、焙烧温度以及偶氮染料初始浓度对材料光催化活性的影响。结果表明：镀膜5次后在700 ℃下焙烧2 h,可以得到光催化性能优异的金属网固定TiO₂薄膜。用该制品对浓度为27 mg/L的偶氮染料废水光降解3 h,降解脱色率达到99.07%。TiO₂晶体膜在金属网表面键合牢固,重复使用仍保持良好的光催化活性。     

TiO2/SiO2复合膜光催化降解DDNP废水试验研究

采用液相沉积法在煤矸石烧结滤料表面制备了TiO₂/SiO₂ 复合膜,研究了TiO₂/SiO₂ 复合膜对淮南某化工厂DDNP废水的光催化降解效果。试验结果表明：在将废水稀释20倍（COD_Cr为318 mg/L,色度为3 750倍）,使废水初始pH为3,投加占废水体积0.9%的双氧水,以及光照的同时辅之以曝气条件下,用TiO₂/SiO₂复合膜对废水光催化降解1 h,废水脱色率和COD_Cr下降率分别达到75.54%和61.51%,效果比较理想。     

利用磷尾矿催化合成碳酸丙烯酯

以固体废弃物磷尾矿为原料,通过高温焙烧法制备尿素醇解合成碳酸丙烯酯反应催化剂。采用TGA、XRD和BET对催化剂进行了表征及性能研究。研究表明:经焙烧后磷尾矿转变为由Ca（OH）₂、MgO和Ca₁₀（PO₄）₆F₂构成的碱性催化剂,其表面的碱性活性中心使催化剂的活性较磷尾矿有大幅的提高。在催化剂的用量极低（0.034%,基于原料质量计算）、反应温度170℃、反应时间2 h、n（1,2-丙二醇）/n（尿素）=4的条件下,碳酸丙烯酯的收率和选择性分别达到81.8%和95.6%。催化剂经多次重复使用活性稍有降低后趋于稳定。      

溶胶-凝胶法制备Ag/TiO2纳米薄膜及其陶瓷表面抗菌性能研究

为提升TiO₂在陶瓷表面的光催化性能和抗菌性能,以钛酸四丁酯、无水乙醇、硝酸银为原料,乙酰丙酮和硝酸作为催化抑制剂,采用溶胶-凝胶法分别制备了TiO₂溶胶和Ag/TiO₂溶胶。以普通陶瓷片为载体,采用浸渍-提拉法制备TiO₂薄膜。以亚甲基蓝为目标降解物进行光催化降解实验,并探讨在不同热处理温度下对Ag/TiO₂薄膜光催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等仪器对样品进行表征。实验结果表明：在紫外灯照射下,TiO₂薄膜和Ag/TiO₂薄膜对有机物都具有降解能力,而Ag/TiO₂的光催化活性更明显,在光照8 h后其光催化降解率达到了70%,热处理最佳温度为500℃;Ag/TiO₂薄膜具有良好的亲水性,并且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用。Ag/TiO₂薄膜有望应用到陶瓷用品上,可有效减少材料表面的有机污染物...     

TiO2@芽孢杆菌光催化性能研究

选矿废水中存在的黄药严重危害矿山周围生态环境,对其处理迫在眉睫。以钛酸丁酯为 基底,利用 芽孢杆菌合成 TiO₂@芽孢杆菌,将其应用于黄药废水处理,以黄药降解率为指标,考察了 TiO₂@芽孢杆菌菌液浓度、 钛酸丁酯用量、黄药初始浓度、废水初始 pH 值对黄药降解影响及动力学规律,并通过紫外分 光光度计与离子色谱 探究黄药的降解机理。结果表明：TiO₂@芽孢杆菌矿化合成 TiO₂为无定型;TiO₂@芽孢杆菌光 降解黄药不同菌液浓 度、钛酸丁酯用量、黄药初始浓度的动力学模型均符合伪一级动力学模型;TiO₂@芽孢杆菌在 废水初始 pH=4~9 范围 内适应性较好,在TiO₂@芽孢杆菌菌液浓度为90 mL/L、钛酸丁酯为150 μL/L、废水黄药初始 浓度为10 mg/L、初始 pH= 8、光照强度为 250 W 的最佳试验条件下光照 72 h,黄药降解率达到 96.3%;TiO₂@芽孢杆 菌光降解黄药过程中各种 作用大小为：同化作用＞TiO₂光催化作用＞吸附作用;黄药中硫元素能被 TiO2@芽孢杆菌转化 为 SO₄^2-,最终被降解 为 CO₂、H₂O、SO₄^2-等小分子物质。合成的 TiO₂@芽孢杆菌对黄药废水处理具有实际应用价 值。     

LaB6@SiO2/Ag纳米材料的制备及光催化性能

通过Stöber法制备了LaB₆@SiO₂核壳型纳米粒子, 然后再在其表面原位生成银纳米粒子, 从而制备LaB₆@SiO₂/Ag复合纳米材料。采用XRD、TEM、BET等对制备的材料进行了结构表征。最后, 测试了材料对甲基橙的光催化分解性能, 并探讨了不同银负载量对光催化性能的影响。结果表明, 银负载量为10%的LaB₆@SiO₂/Ag复合纳米粒子性能最好, 其甲基橙吸附量为14%, 甲基橙光催化分解率为100%。     

锰改性含钛高炉渣光催化剂降解废水中的Cr6+

为了实现以废治废、变废为宝的目标,以攀钢含钛高炉渣为原料、MnO₂为改性剂,采用高温固相法制备了改性的TiO₂光催化剂。通过XRD、UV-Vis吸收光谱等对其进行表征,研究了模拟废液pH、催化剂用量和光照时间等因素对改性的TiO₂光催化剂降解Cr⁶⁺的影响。结果表明：800 ℃下煅烧2 h所得的含钛高炉渣光催化材料中出现的锐钛矿型TiO₂对紫外区域有较好的光响应。在溶液pH=1.62,光催化剂用量为0.40 g/L,光照时间为60 min情况下,Cr6+浓度为10 mg/L的模拟废水中Cr⁶⁺的降解率为89.17%。     

Pb掺杂尾煤基纳米TiO2的制备及光催化降解PAM废水的研究

聚丙烯酰胺(PAM)作为一种高效絮凝剂被广泛应用于水处理过程，残留PAM解聚生成的丙烯酰胺单体(AM)已被列为ⅡA类致癌物，对其处理迫在眉睫。选用浮选尾煤(TC)为原料，通过碱激发制备出改性尾煤基体，采用水热法将纳米TiO₂负载到改性尾煤基体，制备了尾煤基纳米TiO₂复合材料(TiO₂/TC)和Pb掺杂尾煤基纳米TiO₂复合材料(Pb-TiO₂/TC)。以PAM为目标污染物分析了TC、改性尾煤基体、TiO₂/TC和Pb-TiO₂/TC的光催化降解性能，通过XRD、SEM、UV-vis和BET对样品进行表征，结合高效液相色谱-质谱联用技术对降解产物的分析与研究，探究了PAM的降解机理。研究结果表明：TC呈不规则状态，表面较为粗糙；TiO₂/TC的表面疏松，孔隙结构明显，细管状TiO₂均匀包覆在改性尾煤基体表面；Pb-TiO₂/TC的结构更加蓬松，改性尾煤基体负载着更多的细...     

TiO2-蒙脱土复合载体在平板式脱硝催化剂中的应用

为提升平板式脱硝催化剂性能,以TiO₂-蒙脱土、TiO₂-酸改性蒙脱土为复合载体进行催化剂的制备。采用XRF、XRD、N₂-吸附脱附、拉曼光谱、H₂-TPR、NH₃-TPD等表征手段对催化剂的物理化学性能进行分析。结果显示:与传统V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂相比,采用上述复合载体制备的脱硝催化剂具有更高的比表面积和耐磨强度。V₂O₅-MoO₃/TiO₂-蒙脱土催化剂中碱金属元素（Na、K）的存在,降低了催化剂的还原性能和酸性性能,对催化剂的脱硝活性有负面影响。相比蒙脱土,酸改性蒙脱土的比表面积较高,碱金属元素含量降低,所以V₂O₅-MoO₃/TiO₂-酸改性蒙脱土催化剂的脱硝活性较高。此外,该催化剂还具备优良的抗SO₂、H₂O性能。      

氧化铋从废水中除氯机理研究

氧化铋在锌冶炼中用于废水脱氯已有研究和应用,但除氯机理和边界条件仍有不明之处。在热力学计算的基础上,研究了氧化铋在酸化—吸附除氯—碱性脱氯—再生循环全流程使用中的物相和形貌转变。热力学计算结果表明,Bi³⁺-ClH₂O系在pH为0～10范围内,Cl可通过形成BiOCl沉淀除去,随着pH值的升高,Bi的物相依次从Bi³⁺向BiOCl、Bi₂O₃转变。在n(Bi)∶n(Cl)=1∶1时,溶液中最低Cl质量浓度为3.91 mg/L,而SO₄^2-的存在对氯的分布没有影响。试验研究显示,氧化铋(Bi₂O₃)在硫酸质量浓度高于和低于60 g/L酸化时分别生成硫酸铋和碱式硫酸铋,形貌也从簇状向规则棒状转变,两者均可与Cl在酸性溶液中吸附形成BiOCl沉淀,BiOCl沉淀经NaOH碱洗后再生为Bi₂O₃,可返回利用。氧化铋经10个循环后,Cl去除率仍高于90%,除...     

含钛铁尾矿制纳米级TiO2的结构及性能

以贵州某低品位细粒难选钛铁矿还原焙烧-弱磁选选铁尾矿为原料,采用酸化焙烧-水解工艺制得高品位纳米级TiO2粉末,采用XRD、SEM、TEM和BET等手段对TiO₂粉末进行了结构表征,并以难降解酚类化合物4-硝基酚为对象,评价了TiO₂样品光催化降解4-硝基酚的性能。结果表明：所制备的TiO₂粉末属纳米级锐钛矿精矿,颗粒粒径在几十纳米;TiO2粉末呈介孔结构,平均孔径在5 nm左右;TiO₂粉末对4-硝基酚显示了很好的光催化降解性能,240 min的降解率超过60%。     

SLon-4000磁选机回收攀钢钛尾矿中钛的工业试验

SLon-4000磁选机是赣州金环磁选设备有限公司最新研制的最大型号脉动高梯度磁选机,具有处理量大、性能稳定、操作维护方便、能耗低和占地面积小等优点。攀钢某尾矿综合回收选矿厂为解决从攀钢选钛厂尾矿中再回收钛时以螺旋溜槽为粗选设备存在的钛粗精矿回收率低下（仅10%左右）问题,进行了用SLon-4000磁选机代替螺旋溜槽的工业试验。结果表明,在给矿TiO₂品位为6.20%的情况下,可获得TiO₂品位为13.22%、TiO2回收率为61.88%的钛粗精矿,TiO₂回收率比采用螺旋溜槽时提高了50个百分点以上。产品筛析结果显示,该设备对-400目粒级中钛的回收率可达59.51%。     

硅藻土基复合光催化剂的制备及其在黄药降解中的应用

为了实现对浮选废水中残留黄药的高效降解,首先采用油浴沉淀法制备了TiO₂/硅藻土二元复合光催化剂,考察了TiO₂负载量和H₂O₂添加量对所获产物在紫外光照射条件下对黄药降解性能的影响。在经优化得到的二元复合光催化剂的基础上,又采用水浴沉淀法制备得到BiOCl/TiO₂/硅藻土三元复合光催化剂,考察了BiOCl负载量对三元复合光催化剂降解黄药性能的影响。研究结果表明,当TiO₂与硅藻土的质量比为1 GA6FA 5、质量分数为30%的H₂O₂添加量为2 mL时,所获二元复合光催化剂的降解性能最佳,在60 min内对黄药的降解率可以达到近60%;当BiOCl与TiO₂及硅藻土的质量比为1 GA6FA 2 GA6FA 10时,三元复合光催化剂表现出最佳的光降解黄药性能,在90 min内对黄药的降解率可以达到90%以上。与二元复合光催化剂相比,BiOCl/TiO₂/硅藻土三元复合光催化剂不仅实现了对黄药的降解从较高能量的紫外光拓宽至可见光,而且表现出更加优异的降解黄药性能,具有潜在的实际应用前景。      

掺Fe3+锐钛型TiO2的制备及其紫外光照下催化降解苯胺

用水热法制备了掺Fe³⁺的TiO₂晶体粉末Fe³⁺/TiO₂,并通过XRD、SEM和TEM等手段对它进行了表征。研究了在紫外光照下Fe³⁺/TiO₂对苯胺的催化降解效果。分析了苯胺初始浓度、掺Fe³⁺量、Fe³⁺/TiO₂用量、光照时间和溶液初始pH值等因素对光催化效率的影响。结果表明: 所制备的TiO₂晶体为锐钛矿型即A-TiO₂;晶体粉末由直径约2.5 μm的TiO₂微米球组成,各微米球则由八面体型的TiO₂纳米晶体(长度1~1.5 μm)通过自组装形成,八面体的三角形边长100~200 nm;在50 mg/L的苯胺溶液中(pH=7),掺杂0.2%(摩尔分数)Fe³⁺的A-TiO₂粉末用量为0.5 g/L时,室温下紫外光照(λ=365 nm)反应45 min,苯胺降解率达到73.84%。     

钛磁铁矿直接还原—磁选钛铁分离主要影响因素探析

从钛磁铁矿还原历程和焙烧方式、还原条件、磨选条件对钛磁铁矿直接还原—磁选钛铁分离的影响等4个方面分析总结了钛磁铁矿直接还原—磁选技术的研究进展。在直接还原过程中,钛磁铁矿的还原历程为Fe_2.75Ti_0.75O₄→Fe₂TiO₅→Fe₂TiO₄→FeTiO₃→FeTi₂O₅→Ti₂O₃;从现阶段看,钛磁铁矿直接还原常用的焙烧方式主要有内配法和包埋法,其中内配法还原温度低、还原时间短、还原剂用量低,成本低且钛铁分离效果更好,包埋法所得富钛产品中TiO₂品位高,有利于钛资源回收利用;还原剂、还原温度、还原时间和添加剂均对钛铁分离效果有影响,适宜的还原条件有利于钛铁矿物的还原和金属铁颗粒的聚集长大,从而促进钛铁分离;磨矿细度和磁场强度也对钛铁分离效果有影响,磨矿细度不宜过粗/过细,磁场强度不宜过大/过小。通过分析比较可以看出,钛磁铁矿直接还原过程中还原历程和强化钛铁分离的深入研究对钛、铁资源的综合利用具有重要意义,最后指出了钛磁铁矿直接还原—磁选钛铁分离技术发展和进步的主要方向。     

MgO/Al2O3质量比对褐铁矿型红土镍矿烧结成矿行为的影响

为了提高红土镍矿烧结矿的产质量指标,基于热力学分析,查明了MgO/Al₂O₃质量比对高温烧结过程液相量及其黏度的影响;再通过微型烧结试验探讨了镁/铝质量比对烧结矿的物相组成、黏结相强度的影响,阐明其对褐铁矿型红土镍矿烧结成矿行为的影响;最后通过烧结杯烧结扩大试验进行了有效性验证。微型烧结试验结果表明,在烧结温度为1 300℃、烧结气氛为5%CO+95%N₂、二元碱度m(CaO)/m(SiO₂)=1.3的条件下,m(MgO)/m(Al₂O₃)=0.5～0.8范围内,黏结相主要由钙镁黄长石和钙镁橄榄石构成,强度超过4 000N/个。烧结杯验证试验表明,镁/铝质量比由0.5提高至0.7时,烧结矿的成品率无明显变化保持在70%左右,但是其转鼓强度由49.73%提高至56.67%,烧结矿的转鼓强度得到有效改善,适宜的镁/铝质量比为0.6～0.7。