N掺杂TiO2纳米管阵列膜光催化剂制备及其处理造纸废水的研究

本研究通过阳极氧化技术制备了N掺杂TiO_2纳米管阵列膜光催化剂,用于光催化处理造纸废水中的有机物。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)对光催化剂表面形貌和化学组成等特征进行了表征。结果表明,当阳极氧化电压为40 V时,TiO_2纳米管阵列膜具有高度有序的形貌,其孔径和纳米管长度达到一个最佳状态;该TiO_2光催化剂的晶型为锐钛矿型,且从UV-Vis的结果来看,其吸收带边发生了明显的红移,对光有很强的吸收能力。将制备的光催化剂用于光催化造纸废水,当光催化剂用量为2.5 g/L,光照时间为60 min时,COD_(Cr)去除率达到80.1%,色度去除率达到90.2%。     

活性炭负载TiO2的制备及催化臭氧处理造纸废水的应用

以钛酸丁酯为钛源,用溶胶-凝胶法在活性炭(AC)表面负载HiO2,经焙烧后制得TiO2/AC催化剂,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对TiO2/AC催化剂表面形貌和晶型进行表征,并研究了该催化剂催化臭氧处理造纸废水时对废水CODcr和色度的去除效果。结果表明,TiO2均匀地涂覆于活性炭的表面,经500℃焙烧后的TiO2为钛锐矿晶型,TiO2负载量为3.38％的TiO2/AC催化臭氧处理造纸废水效果最好,当反应12 min时,废水的色度和CODcr去除率达到96.9％和54.4％,分别比单独臭氧化过程提高了12.3和21.7个百分点,比活性炭臭氧化过程提高了5.3和14.2个百分点,TiO2/AC催化臭氧处理造纸废水极大地提高了对废水CODCr的去除率。     

Fe_2O_3/TiO_2异质结的制备及光催化降解性能

结合静电纺丝技术和水热法制备Fe_2O_3/TiO_2异质结光催化材料.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)及比表面分析等方法,对Fe_2O_3/TiO_2异质结的形貌、晶型、化学组成等进行表征.利用Fe_2O_3/TiO_2材料对罗丹明B(RB)进行光催化降解,结果表明,Fe_2O_3/TiO_2对RB的降解速率高于纯TiO_2纳米纤维,而且掺铁量为0.5%时降解效果最好.     

二氧化钛纳米管的制备及其光催化性能

为提高TiO_2的光催化性能,通过电化学阳极氧化法在金属钛箔基体上制备了结构有序的TiO_2纳米管(TiO_2NTs),并以此为基础通过连续离子层吸附反应技术(SILAR)制备了Ag、CdS共修饰的TiO_2纳米管(AgCdS/TiO_2NTs)。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、元素分析仪和紫外可见漫反射光谱等表征手段,对Ag-CdS/TiO_2NTs形貌结构、元素组成和光吸收特性等进行了表征,并研究了Ag、CdS修饰后的TiO_2纳米管的光催化性能。结果表明:Ag和CdS纳米粒子被成功沉积在TiO_2纳米管上;与纯TiO_2纳米管的吸收光谱相比,Ag-CdS/TiO_2NTs对光的吸收范围延伸到整个可见光区域;与纯TiO_2纳米管或CdS修饰的TiO_2纳米管相比,Ag(3)-CdS/TiO_2NTs对甲基橙脱色率最高,70 min后脱色率达100%。     

TiO_2纳米管的快速制备、改性及光催化性能研究

采用电化学阳极氧化法制备TiO_2纳米管,通过对纳米管表面掺杂非金属离子N、金属离子Ag以及CdS物质,进而研究不同物质对TiO_2纳米管光催化试验的影响。试验结果表明:NH_3·H_2O的浓度为1.0 mol/L、在AgNO_3溶液中浸泡35 min、光照时间为90 min时,Ag/N-TiO_2光催化效果好。     

OCC制浆造纸废水封闭循环应用研究

采用物化法及絮凝-生化一体化法处理OCC制浆造纸废水，并对比了几种方法的处理效果和循环使用情况。研究结果表明：絮凝沉淀法和气浮法处理OCC制浆造纸废水，其CODCr、BOD5和SS的去除率分别为63．4％、66．7％、83．8％和66．2％、71．9％、87．8％，且都难以去除可溶性的CODCr。而采用絮凝-生化一体化处理技术，可使废水中的CODCr、BOD5和SS的去除率分别达到76．1％、80．0％、91．1％，尤其对可溶性CODCr的去除率达到20％左右。经一体化技术处理的废水进一步生化处理，可使CODCr降低到50mg／L。     

CNTs/La~(3+)-TiO_2催化剂的制备及其对亚甲基蓝降解性能研究

结合静电纺丝和高温碳化方法制备了La~(3+)及碳纳米管(CNTs)不同掺杂量的TiO_2光催化剂,然后采用亚甲基蓝水溶液模拟印染废水,考察各种光催化剂的降解性能。同时,采用SEM、XRD、EDX、FTIR及UV-Vis对光催化剂的形貌、晶型、成分、内部结构以及光催化性能进行了表征和测试。试验结果显示,La~(3+)及CNTs共掺杂的TiO_2光催化剂的光催化活性得到显著提高。     

纳米TiO2光催化处理脱墨制浆废水

纳米TiO2光催化氧化处理废水技术因其具有高效、无二次污染等特点正成为研究和应用的重点。本论文对采用纳米TiO2光催化氧化技术深度处理造纸脱墨制浆废水进行了研究。研究结果发现：在光照强度、液流速度、液层厚度中，影响处理效果的最重要因素是光照强度，其次是液层厚度，而液液速度影响不显著。光照强度高，液层薄，有一定的液流速度，有利于光催化瓜原进行。最佳反应条件为光照强度75W，液层厚度15mm，液流速度10L／h，在此条件下CODCr去除率可以达到60．4％。     

Ag掺杂TiO2光催化剂的制备及其处理造纸废水研究

采用溶胶-凝胶法制备Ag掺杂TiO_2(Ag-TiO_2)光催化剂,采用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对所制备Ag-TiO_2光催化剂进行表征,并用该光催化剂处理中段造纸废水,以降低造纸废水的COD_(Cr)和色度。探讨了Ag掺杂量、造纸废水初始pH值、光催化剂用量和光照时间对处理效果的影响。结果表明,Ag掺杂后TiO_2的结晶度下降,Ag-TiO_2的禁带宽度随Ag掺杂量的增大而减小。废水处理结果表明,当造纸废水初始p H值为6、光催化剂用量为0.6 g/L、Ag掺杂量为3%时,Ag-TiO_2光催化效果最佳,光照12 h后,造纸废水的色度和COD_(Cr)去除率分别达到100%和81.3%。     

活性炭负载铈催化臭氧处理桉木制浆废水

通过浸渍法在活性炭(AC)上负载铈(Ce)制备了催化剂(Ce-AC),并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积分析仪(BET)对制备的催化剂进行表征,研究了该催化剂催化臭氧处理桉木制浆废水对CODCr和色度的去除效果。结果表明,Ce以CeO_2晶型的形式负载在AC上;Ce负载量为1.0%时,Ce-AC催化臭氧处理桉木制浆废水效果最好;当反应30 min时,废水的色度和CODCr去除率达到95%和55%,分别比单独臭氧氧化过程提高10个和18个百分点,比AC催化臭氧氧化过程提高5个和12个百分点;Ce-AC催化臭氧处理桉木制浆废水极大地提高了对废水CODCr的去除率。动力学分析表明,单独臭氧氧化及AC、Ce-AC催化臭氧处理制浆废水的过程中,CODCr降解的反应符合表观二级动力学方程,负载的Ce提高了反应的动力学速率常数。     

絮凝-纳米二氧化钛光催化氧化法处理造纸废水

通过絮凝-纳米TiO2光催化氧化法对造纸废水进行了处理,并对其处理工艺进行了研究。讨论了在常温下,混凝过程中硫酸铝的投加量和废水pH值以及纳米光催化氧化过程中纳米TiO2投加量、H2O2投加量和光照时间等因素对造纸废水的COD去除率的影响,结果表明,造纸废水的COD去除率达到95%以上,色度去除率达到98%以上,pH值6.82,造纸废水的各项指标达到了排放标准。     

铁泥基催化剂非均相Fenton深度处理造纸废水

以Fenton氧化处理造纸废水产生的污泥为原料,复配粉煤灰、煤泥、羧甲基纤维素钠,采用高温热解的方法制备铁泥基催化剂。以废纸造纸二沉池出水为目标污染物,并以CODCr去除率和色度去除率作为评价指标,研究了非均相Fenton深度处理过程中铁泥基催化剂对废水的处理效果。结果表明,铁泥基催化剂的比表面积为230 m~2/g;当反应体系初始pH值为2.5、催化剂投加量15 g/L、m(CODCr)∶m(H₂O₂)=1∶1.5、反应时间100 min时,CODCr去除率为66.7%,色度去除率高于80%,污泥产量比均相Fenton降低了91%～94%。     

TiO_2对乌龙茶中三唑磷光催化降解作用

为了解负载型TiO_2对乌龙茶中三唑磷紫外光催化降解的影响,在自制的光催化反应器中,采用负载型TiO_2对三唑磷进行光催化降解。考察了煅烧温度、TiO_2浓度和TiO_2与聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)的含量比对三唑磷降解效果的影响,探究了三唑磷的降解途径,并通过X射线衍射和X射线光电子能谱对TiO_2进行表征。结果表明,光催化降解三唑磷符合一级动力学方程,最佳制备参数为煅烧温度500℃,TiO_2浓度0.15%,TiO_2与PVPK30的含量比1∶1 (m/m),反应时间10 min,在此条件下,三唑磷降解率可达98%。经气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析可知光催化降解反应打断了三唑磷P-O酯键。XRD和XPS分析表明煅烧可影响纳米二氧化钛的粒径和晶型,温度越高,锐钛矿质量分数越小;500℃时,TiO_2羟基氧和Ti~(3+)的含量均较高。     

两性生物基絮凝剂制备及其处理造纸废水性能评价

本研究以壳聚糖季铵盐(HTCC)和羧甲基纤维素(CMC)为原料,通过戊二醛交联,制备了一种两性生物基絮凝材料(HTCC-g-CMC)。采用傅里叶变换红外光谱、热重分析对HTCC-gCMC进行表征,并将其应用于高岭土悬浊液和OCC造纸废水的絮凝处理以评价其絮凝性能。结果表明,HTCC与CMC通过缩醛反应成功合成了具有阴阳离子两性的HTCC-g-CMC;当pH值为4时,不添加PAC,HTCC-g-CMC絮凝高岭土悬浊液最小浊度为42. 1 NTU,当pH值分别为6、10时,在添加PAC的条件下,HTCC-g-CMC絮凝高岭土悬浊液最小浊度为2. 5、4. 5 NTU;将HTCC-g-CMC和商业APAM、CPAM对造纸废水直接进行絮凝处理,当用量为12 mL时,废水的浊度和CODCr去除率分别为88. 7、81. 2、35. 6 NTU和66. 2%、63. 6%、70. 0%,表明HTCC-g-CMC絮凝在浊度和CODCr去除率方面与商业PAM的效果相当。     

SR-AOPs深度处理制浆造纸废水的研究

采用由高级氧化塔、离子沉淀池、V型砂滤池组成的基于亚铁离子(Fe2+)活化过硫酸盐(PS)产生硫酸根自由基(SO4-·)的高级氧化工艺(SR-AOPs)深度处理制浆造纸废水二级出水(CODCr为85～110 mg/L).结果表明,SR-AOPs对制浆造纸废水二级出水有很好的处理效果,最优工艺条件为:PS用量1.5 mmol/L,Fe2+用量2.25 mmol/L,n(PS)∶n(Fe2+) =2∶3.在该条件下,出水CODCr为31.2 mg/L,CODCr去除率达到70％,出水SS低于5 mg/L,SO42-浓度为203.5 mg/L,出水水质达到GB3544-2008制浆造纸废水排放标准,废水处理成本约为2.831元/t.     

复合式絮凝床处理制浆中段废水中试研究

采用复合式絮凝床对中段废水进行预处理,探讨了影响CODCr去除率的各种因素,得出了最佳工艺参数,比较了复合式絮凝床处理后生化和深度处理效果及运行费用。结果表明,复合式絮凝床预处理,CODCr去除率高达45.6%。与自然沉降和混凝沉淀相比,废水的可生化性分别提高了10.4%和7.5%,高达84.3%;总的运行费用分别节省1.85元/t水和1.16元/t水,为2.79元/t水。     

纳米Ag-TiO_2/SiO_2的制备及其深度处理酿酒废水的研究

以硅胶为载体,采用溶胶凝胶-光还原法制备了掺Ag的TiO2薄膜催化剂(Ag-TiO2/SiO2),再以经厌氧处理后的酿酒废水为对象,考察催化剂的活性和酿酒废水的深度处理效果。实验结果表明:Ag-TiO2/SiO2薄膜具有较强的光催化活性,酿酒废水经光催化降解5h后,其CODCr去除率达87.5%,出水水质达国家(GB 8978-1996)二级排放标准;同时,样品表征结果说明Ag掺杂会促进TiO2由锐钛型向金红石型转变,并使催化剂粒径更小更均匀,催化薄膜与硅胶载体结合更牢固。     

造纸中段废水中有机物降解的工艺方法研究

通过复合絮凝一化学氧化一光催化氧化相结合的方法对造纸中段废水有机物进行降解处理。实验结果表明:添加配比为PAC∶PAFC∶CPAM=3∶6∶1(体积比)的复合絮凝剂20mg/L絮凝处理,再用2.0mg/L过硫酸铵氧化降解,最后用二氧化钛薄膜来进行光催化氧化三步结合法处理。在最佳工艺条件下,可使造纸废水中的CODcr去除率高达96.3%,处理后水可以满足新的排放标准(GB3544—2008)。     

聚乙二醇添加量对TiO_2/SiO_2结构及性能的影响

为了解决水中有机污染物的光催化降解问题,以聚乙二醇(PEG)为模板,采用溶胶-凝胶法制备介孔TiO_2/SiO_2光催化材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)等手段分析材料的形貌及结构,并测试其对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能。结果表明:聚乙二醇添加量对TiO_2/SiO_2的晶型的影响较小,添加量逐渐增大时可扩充TiO_2/SiO_2大孔结构,同时比表面积、孔径和孔体积也逐渐增大,比表面积最大为140.7 m~2/g,最大孔径为14.08 nm,最大孔体积为0.495 5 cm~3/g。当聚乙二醇添加量为1 g时,TiO_2/SiO_2对MB的光催化降解性能达到最好,光照60 min后,MB降解效率可达90%以上。     

微波辅助法制备H_2O_2改性TiO_2及其光催化性能

微波加热法制备H_2O_2改性TiO_2,产物为浅黄色的过氧化钛复合物。其可以吸收可见光,能够提高TiO_2对可见光的利用率。结果表明,H_2O_2改性的TiO_2形貌和晶型并未发生变化,但其比表面积增大,能吸收可见光,在可见光-紫外光的辐射下,其光催化性能提高。