三相流化床中光催化降解反应特性的研究

在设计并建立的流态化光催化反应器中,采用负载型光催化剂对甲基橙水溶液进行了光催化降解实验研究。优化了三相流化状态下光催化反应器的操作条件, 其结果为:气体流量200-250Lh-1,液体流量30 Lh-1,催化剂用量为1.5gkg-1处理液;考察了该反应器中催化剂的使用寿命,为光催化降解技术的工业应用研究提供了参考。     

光催化氧化法处理高聚物废水的研究

以纳米锐钛矿型TiO2为光催化剂,对高聚物聚乙二醇水溶液进行光催化降解实验。生成物CO2的量及反应物剩余率与反应时间的关系表明该组反应为零级反应,且催化反应速率与平均相对分子质量成反比。根据热重分析、红外光谱的检测结果,对聚乙二醇光催化氧化反应的机理进行了探讨。     

半导体TiO2的光催化性能及其应用

TiO₂作为一种优秀的光催化材料，其在环境保护等领域的应用研究十分活跃，主要是在废水处理、空气净化、癌症治疗以及杀菌消毒等方面。介绍了新颖的光诱导超亲水性及其应用。     

纳米二氧化钛的杀菌性能测试

采用新工艺制备出具有光催化性的纳米二氧化钛。为了验证其杀菌性，以工业循环冷却水中的异养菌为实验对象进行杀菌实验，结果表明：自制纳米二氧化钛具有良好的杀菌性，杀菌率可达99．2％，而且可以回收，循环使用，产品有广阔的应用前景。     

二氧化钛光催化降解水溶性分散染料的研究

以太阳光，氙灯为光源，研究了二氧化钛的晶型对可溶性分散染料光催化降解及吸附性能的影响，发现无定型TiO2对分散染料有很强的吸附净化能力，锐钛型TiO2在250nm-400nm的波长范围内有明显的吸收峰，从而提高了光催化效率，TiO2对分散大红、分散棕黄，分散黑等染料的脱色率、COD去除率均在80%以上。     

超声、臭氧、光催化及其组合工艺处理苯酚废水

研究了在一定条件下,超声、臭氧、光催化等高级氧化技术的不同组合方法对苯酚的降解效果。结果表明,对于质量浓度为100 mg/L的苯酚溶液,反应时间为1 h时,超声、臭氧氧化、光催化三者单独降解率分别为8%、36%、35%。紫外光光催化分别与超声波或臭氧组合对苯酚降解有一定的协同作用,降解率分别为50%、78%;而声光催化技术与臭氧三者组合降解苯酚的效果尤佳,降解率达到85%。这归功于超声波的机械作用对臭氧扩散引起的积极作用以及声光催化协同产生的H2O2,从而生成的羟基自由基。     

Li^＋掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Li^＋掺杂纳米TiO2光催化剂，并用XRD和TEM等技术进行了表征；用pH值漂移法测量了催化剂的零电位pH值（pHPZC）．结果表明，500℃煅烧制得的催化剂均为锐钛矿相；Li^＋的掺杂抑制了TiO2，粒子的生长，提高了催化剂的分散性；催化剂的零电位pH值为6．6—8．1，其值取决于Li^＋的浓度和掺杂方式．分别以紫外光和太阳光为光源，孔雀石绿和甲基橙为降解物评价了催化剂的光催化活性；并用气相色谱测试了污染物降解产生的CO2的含量．结果显示，对孔雀石绿的降解，浸渍法和溶胶-凝胶法掺Li^＋都能有效提高TiO2的光催化活性，但浸渍法比溶胶-凝胶法效果更好，催化活性最高的为浸渍法制备的5％（摩尔分数）Li^＋掺杂TiO2，其在紫外光和太阳光下的光催化活性分别比纯TiO2提高了6—8倍和9-10倍；对甲基橙的降解，除溶胶-凝胶法制备的3％（摩尔分数）Li^＋掺杂TiO2能稍提高光催化活性外，其它Li＇的掺杂都不同程度降低了TiO2的光催化活性；随污染物降解率的增加，最终降解产物CO2的含量增加．实验结果表明，Li^＋掺杂改变了催化剂表面的电荷状态从而改变了催化剂的零电位pH值是造成催化剂降解不同污染物具有不同催化活性的主要原因．     

Photocatalytic mineralisation of organic compounds: a comparison of flame-made TiO2 catalysts

A comparative photocatalytic analysis was carried out on TiO₂ made in a Flame Spray Pyrolysis (FSP) process and flame-made Degussa P25. Both have similar crystallinity, phase composition, phase segregation and a non-porous surface. Hence comparison was made based on their difference in specific surface area, organic adsorption and the amount of OH• generated upon illumination. The photocatalytic activity tests were carried out using the following series of organic compounds: sucrose, glucose, fructose, maleic acid, glyoxylic acid, oxalic acid, isobutyric acid, phenol and methanol. FSP-made TiO₂ outperformed P25 for saccharides mineralisation, while for phenol and methanol mineralisation P25 was better than FSP-made TiO₂. Similar mineralisation rates were observed for both FSP-made and P25 TiO₂ for the mineralisation of carboxylic acids. This shows that the relative performance of the photocatalysts depends on the type of organic compounds to be degraded. The high surface area and possibly a more efficient interfacial charge transfer of FSP-made TiO₂ provided an efficient pathway for saccharides mineralisation. As for phenol and methanol, the mineralisation rates were higher when using P25 due to the greater amount of OH• radicals generated by this photocatalyst. The fast mineralisation rates of carboxylic acids made degradation of these organic compounds to be less affected by the TiO₂ photocatalyst properties and conditions tested in this work.     

过渡金属硫化物在高级氧化法中的研究进展

近年来,高级氧化技术(Advanced oxidation processes,AOPs)被广泛用于去除废水中的污染物,但高成本、高能耗限制了该技术的应用,开发低成本、高效、可重复利用的催化剂来降低该技术的使用成本是提高AOPs应用的有效手段。过渡金属硫化物(Transition metal sulfides,TMS)具有良好的导电性、机械稳定性和热稳定性,具有带隙可调特性的TMS可用作光催化剂。综述了TMS在AOPs中的应用,TMS可通过不饱和硫暴露金属活性位点提高Fenton法中Fe~(3+)还原为Fe~(2+)的速率,还可直接活化过硫酸盐或作光催化剂。同时介绍了TMS的改性方法,主要通过元素掺杂改性来增加活性位点,降低带隙宽度;通过TMS与金属化合物复合来提高电导率,增强催化活性;通过TMS与碳基材料复合原位生成H_2O_2,降低光生电子-空穴对的重组速率。最后,对TMS在AOPs中的发展方向进行了展望。     

TiO2／UV／O2和TiO2／UV／N2体系降解水中对氯硝基苯

以商用TiO2P25为催化剂,分别在TiO2/UV/O2和TiO2/UV/N2两种体系下进行降解对氯硝基苯(pCNB)试验.采用ESR对两种体系下光催化反应形成的.OH进行测定,利用LC-MS对两种体系下反应形成的中间产物进行了定性和定量分析,最后对pCNB降解过程中氯和硝基的存在形式进行了研究.结果表明:TiO2/UV/O2体系的催化降解效果要明显优于TiO2/UV/N2体系;两种反应体系都有.OH产生,并且TiO2/UV/O2体系产生的.OH的量多于TiO2/UV/N2体系产生的.OH的量;TiO2/UV/O2体系形成的中间产物的种类要多于TiO2/UV/N2体系形成的,苯环上的氢、氯、硝基均可被.OH取代形成对硝基酚(pNP)、5-氯-2-硝基酚(5-C-2-PN)等酚类物质;两种体系下均有Cl-和NO2-存在,其中Cl-生成势与pCNB的去除势一致,只有TiO2/UV/O2体系中存在NO3-.