可见光响应的块体TiO2/GO 光催化剂的制备及性能研究

用发泡法制备块体光催化材料,可以有效克服目前污水处理过程中需要将光催化材料悬浮在污水中而导致光催化材料回收困难的问题,同时,在块体光催化材料中添加少量氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)可以提高催化剂的效率并拓宽其可见光响应范围。块体光催化材料的制备方法为:按照水与发泡剂体积比为50:1的比例发泡成泡沫,并将泡沫投加到二氧化钛和无机黏结剂的混合物中制成浆状物,无机黏结剂和氧化钛质量比为1:10和1:5两种。将浆状物放入模具中在一定温度下烧结,即可制备出直径和高度均约为1.0 cm的块体光催化材料。研究表明,在煅烧温度为80～500?C时,催化剂中锐钛矿相TiO_2与金红石相TiO_2共存;在400?C时,块体催化剂能够成型,并且具有一定强度。紫外-可见漫反射吸收光谱表明,添加GO的催化剂在可见光区有光谱吸收,同时催化剂颜色由纯白色变为灰白色。将块体催化剂放入自制的反应器中,当催化剂分别为未添加GO、添加1.0%GO和添加2.0%GO(质量分数)样品时,处理后的亚甲基蓝(Methylene Blue,MB)溶液的残留率分别为0.68、0.17和0.08。     

火焰化学气相沉积法制备氮掺杂纳米TiO_2研究

用火焰化学气相沉积法,分别以氨气为氮源、TiCl4为TiO2前驱体,在丙烷-空气湍流火焰中氧化制备氮掺杂纳米TiO2颗粒,以及用TiCl4为TiO2前驱体,在丙烷-空气湍流火焰中氧化制备纳米TiO2颗粒,然后在管式炉中,在氨气的环境下高温煅烧制备氮掺杂纳米TiO2颗粒。利用X射线衍射仪、紫外可见光谱仪、透射电子显微镜、X射线光电子能谱等分析方法对两种方法所制备的样品进行表征。结果表明:在相同的氨气流量下,火焰化学气相沉积法直接制备的氮掺杂纳米TiO2颗粒在波长400～500 nm的可见光的吸收强度大,氮掺杂量多。     

TiO2纳米颗粒在火焰中凝结长大的数值模拟

颗粒生长的数值模拟是通过流体动力学与颗粒动力学相结合计算实现的.实验表明,温度是颗粒成长中非常重要的因素之一,所以湍流扩散火焰的正确模拟,是颗粒学模型计算结果正确与否的关键.首先在CFD商业软件FLUENT中计算得到准确的丙烷与空气、四氯化钛与空气反应的湍流火焰场;然后应用FLUENT的UDF功能,编制C语言程序引入颗粒学模型进行计算,对颗粒尺寸进行了预测;通过对计算结果的分析探讨火焰温度、氧化剂流量等因素对生成颗粒或者颗粒聚集块尺寸的影响.结果表明:空气流率对火焰场温度影响很大;火焰场温度越高就越容易形成球形颗粒;颗粒在火焰中的时间越长,生成的颗粒或聚集块的尺寸就越大;气体的稀释作用对颗粒成长有一定影响.     

湍流扩散火焰数值模拟中若干影响因素的研究

应用CFD商业软件FLUENT,对火焰CVD法制备纳米颗粒的湍流扩散燃烧过程进行了数值模拟,分析了边界条件、物性以及辐射等因素对温度场的影响,尤其在低雷诺数下分子扩散对湍流计算中的不可忽略性进行了说明。计算的火焰形状与长度与实验中所观察的相符。     

多壁碳纳米管负载ZnO纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶法,以醋酸锌和硝酸处理过的多壁碳纳米管（MWCNTs）为主要原料,制备了MWCNTs-ZnO光催化复合材料。通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等手段研究了制得样品的形态结构;通过紫外-可见分光光度计（UV-vis）,在紫外光照射下,分析比较了MWCNTs-ZnO复合材料、MWCNTs和ZnO的混合物以及纯ZnO对甲基橙光催化降解的性能。结果表明：在相同条件下MWCNTs-ZnO复合催化剂对甲基橙光降解有着最高的光催化活性。讨论了复合催化剂用量、重复使用等因素对甲基橙光催化降解效果的影响,并就复合催化剂的抗光腐蚀机制进行了初步的探讨。     

基于微泡在废水处理中的研究综述

随着人们对于环境保护的重视,污染治理技术得到飞速的发展,常规的水处理技术存在着很大的局限性,处理费用较高以及存在二次污染。微气泡以其自身的物理化学性质,相比传统的水处理方式,有着优良的技术优势和发展前景。介绍了微泡产生的机理及其特点,论述了微泡在几种不同的环境污染控制领域的研究现状。为开发其他更加合理的水处理处理工艺提供可行的思路和方向。     

进气条件对TiO2纳米颗粒晶型与粒径的影响

采用火焰CVD法,在丙烷/空气扩散火焰中氧化前驱物(TiCl4)制备纳米二氧化钛颗粒.对不同进气条件下所生成TiO2纳米颗粒的粒径与晶型进行研究.在实验中共讨论了4种不同的进气条件.结果发现丙烷与空气流速决定火焰的温度}随着载气流速的升高,金红石型TiO2颗粒的含量降低,但是粒径大小几乎没有什么变化;而TiCl4流速对晶型含量的影响不大,TiCl4流速越高,颗粒粒径越大.     

“环境化学” 课程教学改革实践

"环境化学"是一门专业性、理论性较强的课程,在教学实践中如何激发学生的学习兴趣、提升教学效果,是值得主讲教师们持续探索的命题。在多年的教学实践中,教学内容日臻完善,教学方法推陈出新,如教师课堂精讲与学生课余自学相结合、让学生站上讲台授课、大力推行以生动具体的案例阐释有关机制理论的案例教学法、充分利用网络资源开展师生互动等,不断丰富教与学的形式,较好提升了教学效果,让师生共同受益。     

火焰化学气相沉积法制备多晶纳米二氧化钛及其在气体净化中的应用

综述了作者近年来在火焰化学气相沉积(CVD)法制备多晶纳米二氧化钛及其在光催化气体净化中应用的研究成果。总结了以工业丙烷为燃料、空气为催化剂、四氯化钛为先驱物的火焰CVD法制备多晶纳米二氧化钛中热负荷对燃烧室内的温度分布和金红石含量的影响。以光致发光(PL)光谱为表征手段,研究了金红石含量对光激电子和空穴的分离作用。用管式光催化反应系统,研究了初始浓度和相对湿度对多晶纳米二氧化钛光催化降解挥发性有机物(VOC)气体和氨气的影响,及最佳光催化效率的金红石含量。针对多晶纳米二氧化钛在低相对湿度下光催化降解效率低的缺陷,用复合法对其性能进行了改进,研究了改进的光催化剂在低相对湿度和干燥空气中光催化降解苯的效率。对500 m3/h模块化的填料式光催化气体净化设备进行了净化效率和催化剂寿命实验,讨论了光催化饱和浓度对净化设备设计的影响。