TiO_2/Al_2O_3/Fe_3O_4的低温水热法制备及其光催化和磁回收性能

以原位合成法制备的Al2O3/Fe3O4磁性粒子为载体,采用低温水解法制备了Ti O2/Al2O3/Fe3O4磁载光催化剂。用XRD、SEM、TEM等对制备的磁载光催化剂的结构进行了表征。以25 mg/L苯酚为模拟污染物,对制备的磁载光催化剂的催化性能进行了考察。结果表明:对于n(Ti O2)∶n(Al2O3)∶n(Fe3O4)=60∶5∶1条件下制备的磁载光催化剂,当光催化反应时间为120 min,催化剂质量浓度(以Ti O2计)为1 g/L时,降解苯酚的反应速率常数为0.022 3,循环使用5次后,反应速率常数仅下降0.004 1,平均回收率可达85.06%。     

磁核制备条件对TiO_2/Al_2O_3-Fe_3O_4光催化磁流体性能的影响

采用低温水热法制备了TiO_2/Al_2O_3-Fe_3O_4光催化磁流体(TAF),考察了制备载体Al_2O_3-Fe_3O_4条件对所制备的TAF理化性质和光催化性能的影响,并进行了表征分析;以初始质量浓度为25 mg/L的苯酚溶液为模拟污染物,对其进行光催化降解以考察其催化活性。结果表明,当Al_2O_3-Fe_3O_4载体的制备条件,原料Al_2O_3、Fe_3O_4的摩尔比4:1,p H为7,焙烧温度400℃,保温时间60 min,同时添加20 m L 0.1 mol/L的十二烷基苯磺酸钠时,所得TAF具有最佳的光催化效率。当光催化反应时间为120 min时,TAF以Ti O_2计的质量浓度为1 g/L时,苯酚的降解率达到81.2%;并具有良好的磁回收性能。     

碳酸钙对污染土壤中Pb、Zn、Cd的稳定化作用

为探究碳酸钙对污染土壤中Pb、Zn、Cd的稳定化作用,以甘肃省白银东大沟Pb、Zn、Cd等重金属复合污染土壤为研究对象,通过添加不同质量的碳酸钙进行稳定化实验。结果表明,在轻度污染土壤中,当CaCO_3的添加量由1%增加至15%时,pH值由初始7.45升高至7.91,浸出浓度降低;用水平振荡法浸出时,Pb、Zn的稳定效率可分别达48.93%、51.18%;用硫酸硝酸法浸出时,Pb、Zn的稳定效率可分别达50.48%、21.40%。在重度污染土壤中,当CaCO_3的添加量由2%增加至18%时,pH值由初始6.76升高至7.16,浸出浓度降低;用水平振荡法浸出时,Pb、Zn、Cd的稳定效率可分别达48.07%、74.21%、99.19%;用硫酸硝酸法浸出时,Pb、Zn、Cd的稳定效率可分别达42.32%、65.55%、78.39%。添加碳酸钙后土壤pH值略有升高,这是由于CaCO_3在土壤溶液中溶解产生OH-,土壤中的重金属形成了氢氧化物和碳酸盐沉淀,有效降低了重金属的迁移性,起到重金属稳定化作用。     

TiO2膜光催化水处理设备的研制和应用

以大流量处理微污染水为目的,采用溶胶-凝胶法在炻器管内壁负载纳米TiO2膜,以150 W低压汞灯为主要光源置于管内组成光催化反应膜管,由多根膜管组成的光催化水处理设备的总膜面积为6.13 m2,总反应容积为105.38 L,低压汞灯总功率为2 100 W.当处理量为0.5 t/h时,某印染废水、制药废水和南京秦淮河水的CODCr值分别由初始的104 mg/L,63mg/L,24 mg/L降低为37 mg/L,19 mg/L,12 mg/L,去除率分别为64.4%,70%,50%.降低处理量可提高CODCr去除率,但能耗增加.南京秦淮河水样含细菌总数4.1×106个/L,大肠菌群数1.7×104个/L,经光催化设备处理后,灭菌率为100%,日光照射10 h无细菌复活.采用1 mol/L的H2SO4溶液浸泡24 h,污染的TiO2膜光催化降解能力可以恢复到初始的95%.     

g-C3N4/TiO2复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

采用高温煅烧法制备了类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),将其与TiO_2(P25)复合得到g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂。采用XRD、FT-IR、UV-Vis/DRS、SEM等方法对制备的复合光催化剂进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,考察了g-C_3N_4/TiO_2的可见光催化活性。结果表明:通过复合,g-C_3N_4/TiO_2的吸收波长向可见光区域移动;当gC_3N_4与TiO_2复合质量比为4∶1时,所得到的g-C_3N_4/TiO_2(4∶1)复合光催化剂的催化活性最佳,其对MB的可见光催化活性是g-C_3N_4的2.74倍。     

流动方式和消光系数对TiO2光催化性能的影响

利用溶胶-凝胶法在陶瓷管内壁负载了TiO2薄膜，研究了流动方式和消光系数对光催化降解有机物的影响。结果表明，易直接被紫外线光解的苯酚适于采用溢流的方式进行降解，其反应速率常数约为降膜式的2倍；不易直接光解的亚甲基蓝则适于采用降膜的方式，所得速率常数约为溢流式反应的2～3倍；消光系数是影响光催化降解效果的一个重要因素，反应速率常数随消光系数的减小而增大，当消光系数固定时，存在最佳管径和速率常数的最大值。     

光催化膜反应器用于自来水的深度净化

以内壁负载有TiO2膜的炻器管为核心组件的光催化水处理装置深度净化自来水，在处理量为0．5m^3／h的条件下，COD。由初始的2．05mg／L先升高到19．27mg／L，最后降低为1．75mg／L。TOC由初始的1．79mg／L降低到了0．58mg／L，去除率为68％。与市售纯净水相比（TOC为0．8mg／L），自来水中的有机物可以更有效地被去除。自来水经光催化处理后，灭菌率为100％，目光照射6h无细菌光复活。经过半年时间的考察，TiO2膜的光催化活性维持在初始值的80％以上，膜层没有出现脱落和破损现象，具有良好的牢固度。     

水体中常见无机阳离子对TiO2薄膜光催化降解甲醛的影响

选择了6种水体中常见的阳离子Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Cu2+和Ni2+,分别考查了它们对TiO2薄膜光催化降解模拟甲醛废水的反应速率的影响,从光吸收、吸附作用以及对光生电子的捕获3个方面讨论了反应速率的原因.结果表明,Na+对TiO2光催化氧化甲醛的反应影响不大,而Ca2+、Mg2+由于有利于甲醛在TiO2表面吸附而略有促进作用;Al3+、Ni2+和Cu2+对TiO2光催化氧化甲醛均具有抑制作用,其抑制作用Al3+＜Ni2+＜Cu2+.     

平板式太阳能光催化净水器对苯酚的降解

以解决西部干旱地区集雨水深度净化为目的,研制了一款平板式太阳能光催化集雨水净水器;以低温水热法在土工布上负载光催化剂,以苯酚为模拟污染物,分别在室内不同条件下及在太阳光下进行光催化氧化实验。结果表明,以自来水(pH=7.2)配制的浓度为2.5mg/L的苯酚、在流量为5.0L/h、光强为1.5mW/cm2的条件下,出水口苯酚的降解率可达52.35%;而在夏季太阳光的照射下,苯酚的降解率可达82.56%;对会宁农村集雨水中挥发酚降解作用明显,出水口挥发酚指标完全达标。     

不同复苏方法对阴树脂复苏效果的影响研究

研究了直接酸洗复苏法、树脂转为氯型后酸洗复苏法、氯化钠转型后用次氯酸钠氧化复苏法、次氯酸钠氧化后用盐碱混液复苏法、双氧水氧化后用盐碱混液复苏法等五种不同的复苏方法对铁和有机物污染树脂复苏效果的影响。结果表明：复苏方法不同时，亚铁离子污染树脂的复苏效果和铁离子污染树脂的复苏效果是不相同的，同时可看出，双氧水氧化后盐碱混液复苏法复苏铁污染树脂的效果最好；五种不同的复苏方法对腐植酸污染的树脂都有较好的复苏效果，且复苏效果相差不大。