磷灰石复合光催化剂降解异丁基黄药的实验研究

为研究磷灰石复合光催化剂光催化降解性能,选择球形羟基磷灰石(HAP)为基体材料与二氧化钛复合,制备磷灰石复合光催化剂处理异丁基黄药模拟废水,考察了p H值、光照时间、光照条件、初始质量浓度等条件对异丁基黄药催化降解效果。结果表明,初始质量浓度为50 mg/L,p H值为3.6且在紫外光下照射6 min,异丁基黄药降解率可达99.993%,残余质量浓度低于0.005 mg/L,达到国家地表水环境质量标准。     

氧化锌纳米线阵列光催化降解异丁基钠黄药

为探索高效降解选矿废水中残留的常用浮选药剂异丁基钠黄药,以锌片为基底,采用水热法制备了一种可循环利用的新型光催化降解材料——氧化锌纳米线阵列,通过XRD、SEM、TEM、PL和DRS等手段对所制备样品进行了晶相、形貌及光学性能表征,并研究了异丁基钠黄药初始浓度、模拟废水pH和光催化降解时间等对材料光催化活性的影响。结果表明:当异丁基钠黄药初始浓度为60 mg/L、模拟废水pH=7、氧化锌纳米线阵列(锌片规格为2cm×2 cm×0.8 mm)催化降解时间为60 min时,异丁基钠黄药的降解率为91.46%;氧化锌纳米线阵列循环利用10次仍保持良好的光催化活性。动力学研究表明,氧化锌纳米线阵列光催化降解异丁基黄药的行为符合一级反应动力学模型。     

石墨烯-TiO2复合材料可见光催化降解乙黄药

以石墨烯-TiO2复合材料为光催化剂，可见光条件下催化氧化降解硫化矿选矿模拟废水中残余乙黄 药，分析了不同种类光催化材料、溶液 pH 值、光催化时间、乙黄药初始浓度等因素对催化氧化降解效果的影响，并 对光催化材料可重复利用性进行了评价。结果表明：在乙黄药初始浓度为 20 mg/L、初始 pH=6.8、复合材料用量为 0.3 g/L、反应时间为 120 min，氙灯模拟可见光的试验条件下，模拟废水中乙黄药降解率可达到 94.54%，制备的高性 能复合材料重复利用 4 次仍有较好的光催化活性。紫外光谱仪在 200～400 nm 波长范围内扫描对光催化氧化过程 进行了表征，结果表明：乙黄药光催化氧化降解过程中有过黄药产生，然后过黄药在光催化剂作用下将继续氧化成 其他物质。     

选矿废水中残留有机物的去除及回用试验研究

针对甘肃某选矿厂选矿废水中残留有机物(丁基黄药含量≥98%,以丁基黄药计)超标,导致回水不能回用的问题,通过溶剂法制备出了高效水处理剂BiOCl,并且采用XRD、SEM等手段对BiOCl的结构及形貌进行了表征。试验分别考察了暗黑吸附时间、水处理剂用量、降解时间、选矿废水初始pH值等对选矿废水中丁基黄药降解率的影响,研究结果表明,当暗黑吸附时间为30min,BiOCl用量为50mg,pH为7,丁基黄药初始浓度为100mg/L降解30min时,水处理剂BiOCl对选矿废水中丁基黄药降解率最高达到97.94%。经过处理的废水经过选矿试验的验证可以循环使用。     

TiO2/蒙脱土复合材料光催化降解丁基黄药性能研究

双马瑞雪蒋潇宇李国栋赵思凯沈岩柏(东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819) 摘要浮选废液中残余的黄药会严重危害自然生态及环境,为实现对黄药的高效降解,依据固相扩散原理,采用固相研磨—粉末烧结法成功制备出了TiO2/蒙脱土(MMT)复合材料,通过XRD、FTIR、SEM、紫外-可见光吸收光谱和光致发光光谱等检测手段对材料的结构、形貌和光化学特性进行表征,并在紫外光条件下考察了TiO2负载量、光催化剂用量、丁基黄药初始浓度和黄药种类等因素对其光催化降解性能的影响,根据活性基猝灭试验和模拟废液的实时吸光光谱结果探讨了对丁基黄药的光催化降解机理。结果表明,80%TiO2/MMT具有更高的紫外光吸收性能和较低的光生载流子复合效率,0.2 g/L的光催化剂在光照30 min后对初始浓度为20 mg/L丁基黄药的光催化降解率达到99.52%,且催化剂的重复利用性高,可以有效降解多种黄药。超氧自由基（·O2-）和空穴（h+）是光催化降解丁基黄药的主要活性物质,且光催化降解过程中产生了过黄药这一中间产物。     

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。     

可见光光催化剂WO3降解丁黄药研究

用最佳热分解条件下制备的WO₃粉体为丁黄药模拟废水降解的光催化剂（可见光波长≥420 nm）,系统地研究了WO₃用量、丁黄药初始浓度、溶液pH值和降解时间对降解效果的影响。研究结果表明,当丁黄药模拟废水初始浓度为40 mg/L、WO₃用量为1.0 g/L、pH=7、降解反应时间为5 h时,丁黄药降解率为92%、COD去除率为84%;在诸影响因素中,以溶液的pH对丁黄药降解的影响最显著,在酸性介质下,丁黄药降解速度显著加快,上述降解反应的pH=4时,30 min即可达到90%的降解率。动力学研究表明,室温下WO₃光催化降解丁黄药的行为符合一级反应动力学模型。丁黄药降解的紫外-可见吸收光谱研究表明,在丁黄药降解过程中仅生成了二硫化碳。     

O3/H2O2去除选矿废水中丁基黄药的研究

用臭氧类高级氧化剂O₃/H₂O₂对含有丁基黄药的模拟选矿废水进行了处理。考察了O₃和H₂O₂的用量、溶液pH值、丁基黄药初始浓度、常见难免离子对废水COD_Cr去除效果的影响;并通过紫外-可见光谱和添加叔丁醇试验,探讨了O₃/H₂O₂工艺去除丁基黄药的反应机理。结果表明：丁基黄药初始浓度为400 mg/L、pH=6.8的模拟废水1 000 mL,投加100 L/h 的O₃和1 000 mg/L 的H₂O₂,反应2 h后COD_Cr的去除率可达60.25%;CO^2-₃和SO^2-₄有抑制废水中COD_Cr去除的作用,而Cu2+和Zn2+可以提高废水COD_Cr的去除率;O₃/H₂O₂工艺去除废水COD_Cr反应遵循羟基自由基反应机制。     

水杨羟肟酸捕收剂光催化降解研究

在轻质多孔基体表面复合纳米钛晶体膜,制备成一种可漂浮于液相中并可循环利用的新型光催化材料。以含羟肟酸类浮选捕收剂的模拟废水为研究对象,研究了焙烧温度、负载次数、废水初始浓度以及pH等因素对材料光催化活性的影响。结果表明,负载5次,在700℃下焙烧2 h,可得到光催化性能优异的新型光催化材料。对浓度为30 mg/L的水杨羟肟酸捕收剂光降解3 h,降解率可达83.47%。循环使用10次后,仍可保持良好的光催化活性。     

铁碳微电解填料制备及其降解黄药研究

微电解是一种有效、廉价、绿色的工业废水预处理技术。本研究以铁、碳、粘结剂、造孔剂为原料优化设计制备出了微电解填料，并考察了其用于降解去除异丁基黄药的效果，重点研究了反应时间、填料用量和模拟废水初始pH值对微电解降解异丁基黄药的影响，并用GC-MS测定异丁基黄药降解后产物。结果表明，填料最佳制备条件为:m（Fe）/m（C）=1 GA6FA 1、粘结剂含量为20%、造孔剂含量为3%、煅烧温度为900 ℃、煅烧时间为2.5 h。微电解降解异丁基黄药最佳条件为:模拟废水初始pH=7、反应时间为90 min、填料用量为500 g/L，在此条件下溶液中异丁基黄药、COD、和TOC最终降解率分别为89.91%、79.91%、和35.87%。微电解降解异丁基黄药的最终产物是CO₂、H₂O和SO₄2-。微电解可以用于净化降解选矿废水残留药剂。      

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。     

可见光光催化剂WO3降解丁黄药研究

用最佳热分解条件下制备的WO3粉体为丁黄药模拟废水降解的光催化剂(可见光波长≥420 nm),系统地研究了WO3用量、丁黄药初始浓度、溶液pH值和降解时间对降解效果的影响.研究结果表明,当丁黄药模拟废水初始浓度为40 mg/L、W03用量为1.0 g/L、pH =7、降解反应时间为5h时,丁黄药降解率为92%、COD去除率为84%;在诸影响因素中,以溶液的pH对丁黄药降解的影响最显著,在酸性介质下,丁黄药降解速度显著加快,上述降解反应的pH =4时,30 min即可达到90%的降解率.动力学研究表明,室温下WO3光催化降解丁黄药的行为符合一级反应动力学模型.丁黄药降解的紫外一可见吸收光谱研究表明,在丁黄药降解过程中仅生成了二硫化碳.     

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。     

Bi2O3催化氧化法处理选矿废水试验研究

研究了用Bi₂O₃催化氧化法处理含黄药的模拟选矿废水的降解效果,分别考察了光照与否、反应时间、废水的pH值、Bi₂O₃用量、黄药浓度、催化剂可重复利用性等因素对催化氧化效果的影响。结果表明,黄药初始浓度30 mg/L,自然pH=7.2,Bi₂O₃用量为1 g/L且无光照条件下搅拌反应60 min,黄药降解率可达99.74%,催化剂重复利用4次仍有较好的活性,且在黄药降解过程中不产生任何中间产物,具有较高的实用价值。     

钼离子掺杂g-C3N4纳米片光催化剂降解黄药废水的研究

采用热聚合法合成体相g-C3N4，采用球磨法结合空气氧化蚀刻法制备Mo/g-C3N4二维纳米片。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射能谱（EDS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、光致发光谱（PL）对Mo/g-C3N4二维纳米片形貌结构及光学特性等进行分析，结果表明：Mo离子成功掺杂到二维g-C3N4纳米片晶格中，拓宽了光谱响应范围，提高了量子传输效率。以异丁基钠黄药溶液模拟选矿废水，探索了二维Mo/g-C3N4纳米片对黄药的光催化降解性能。研究表明，异丁基钠黄药初始浓度为50 mg/L、溶液pH=7、降解时间6 h条件下，Mo/g-C3N4对异丁基钠黄药的降解率为90.12%，循环5次后，降解率仍可达81.2%，Mo/g-C3N4纳米片光催化稳定性好。     

钼离子掺杂g-C3N4纳米片光催化剂降解黄药废水的研究

采用热聚合法合成体相g-C3N4，采用球磨法结合空气氧化蚀刻法制备Mo/g-C3N4二维纳米片。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射能谱（EDS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、光致发光谱（PL）对Mo/g-C3N4二维纳米片形貌结构及光学特性等进行分析，结果表明：Mo离子成功掺杂到二维g-C3N4纳米片晶格中，拓宽了光谱响应范围，提高了量子传输效率。以异丁基钠黄药溶液模拟选矿废水，探索了二维Mo/g-C3N4纳米片对黄药的光催化降解性能。研究表明，异丁基钠黄药初始浓度为50 mg/L、溶液pH=7、降解时间6 h条件下，Mo/g-C3N4对异丁基钠黄药的降解率为90.12%，循环5次后，降解率仍可达81.2%，Mo/g-C3N4纳米片光催化稳定性好。     

TiO2光催化降解黄药试验研究

研究了正丁基黄药和异丁基黄药在二氧化钛悬浮液体系下的光催化降解行为。研究结果表明，异丁基黄药比正丁基黄药更容易降解。TiO2用量、溶液pH值、光催化时间、黄药浓度等因素影响黄药光催化降解效果。动力学研究表明正丁基黄药和异丁基黄药的光催化降解行为服从一级动力学模型。采用UV波长扫描技术在200～800nm范围内对光催化过程进行了扫描，结果表明，在异丁基黄药光催化降解过程中产生了过黄药(ROCS2O^-)的中间产物，而在正丁基黄药的光催化降解过程中则没有产生中间产物。     

用TiO2光催化材料降解水中羟肟酸类捕收剂

在轻质多孔能漂浮于液相中的基体表面负载纳米钛晶体膜，可制备一种新型光催化材料。以含难降解的羟肟酸类捕收剂的选矿废水为研究对象，详细研究了晶体膜负载次数、废水初始浓度以及pH等因素对材料的光催化活性的影响。结果表明，负载5次胶体膜的材料在700 ℃下焙烧2 h，可以得到光催化性能优异的新型光催化材料。对浓度为33 mg/L的N-羟基邻苯二甲酰亚胺溶液光降解3 h，脱色率可达95.44%。该新型光催化材料循环使用仍保持有良好的光催化活性。     

Co-g-C3N4/La-TiO2复合材料光催化降解废水中乙基黄药

为了降解选矿废水中残留的浮选药剂乙基黄药,采用溶胶-凝胶法制备了一种复合型光催化材料Co-g-C3N4/La-TiO2,通过SEM、XRD、UV-Vis、光致发光光谱和XPS等对样品的形貌、晶型结构、光化学性质 和表面化学性质进行表征,研究了催化剂用量、模拟废水pH、乙基黄药初始浓度和时间对光催化效果的影响,并利用活性自由基捕捉试验确定光催化过程中起作用的活性基团。结果表明：Co-g-C3N4/La-TiO2中La和Co 以La3+和Co2+形式存在,其禁带宽度减小,吸收带边红移,光催化效率较高。在催化剂投加量为1 g/L,乙基黄药浓度为60 mg/L,pH为10的条件下,光催化60 min后乙基黄药的降解率达到了99.1%。空穴（h+）、羟基 自由基（·OH）、超氧自由基（·O2-）都在光催化氧化降解乙基黄药的过程中起到了重要作用,对光催化的贡献程度为：·OH＞h+＞·O2-。     

电镀法制备多孔光催化材料及其性能研究

以多孔泡沫镍为载体,采用电镀法制备多孔光催化材料,并研究其对水中罗丹明B的降解性能.结果表明,多孔光催化材料对水中罗丹明B的光催化降解反应严格符合零级动力学规律.最佳制备工艺条件为：电镀液中硫酸镍浓度180g/L;镀液中P25型纳米TiO2粉体投加量2g/L;电镀温度45℃;搅拌速度4档.Bi2O3和ZnO复合改性使产品的光催化性能提高,复合粉体中的Bi2O3和ZnO起电子-空穴分离的桥梁作用.纳米Bi2O3复合量达7%或ZnO复合量为2%时,产品的光催化性能最优.Ag修饰使经Bi2O3或ZnO复合的光催化材料的光催化性能有所提高.经Bi2O3复合的光催化材料的最佳Ag修饰量为1%,经ZnO复合的光催化材料的最佳Ag修饰量为4%.