光催化紧密耦合微生物燃料电池研究综述

光催化紧密耦合微生物燃料电池技术(ICPB)是将光催化与微生物燃料电池结合起来,同时具有光催化及微生物燃料电池(MFC)双重优点.影响其性能的因素主要有光催化剂,阴极和阳极.其主要原理是通过光催化将不易降解的大分子分解成小分子,进而被微生物通过新陈代谢作用氧化降解.ICPB比单一光催化或MFC更具有优势,本文从光催化剂的种类,光催化剂与MFC紧密耦合的方式以及IPCB的优势等方面进行了综述,并对未来的研究进行了展望.     

均相光催化降解有机废水的研究

以低压汞灯为光源，研究了活性艳红X－3B、中性枣红、罗丹明B3个 水溶液体系在有氧条件下的纯光化学反应与均相光催化反应的情况。其中活性艳红X－3B是研究的主体，对影响体系反应的各种条件（包括溶液初始浓度、溶液pH值、催化剂品种、催化剂用量等）都进行了考察。结果表明，有机物的去除率随初始浓度的增大而减小，在pH值＞10或pH＜3时，降解效率可达80％；选定适宜催化剂后，可使有机物的降解效率在中性条件下提高1．5倍以上。另外还测定了其COD去除率，表明低压汞灯光照和高铁离子联用的处理效果非常好。由于本实验研究的水溶液均高浓度体系，所以实验结果对饮用水净化和高浓度、难解工业废水的处理有很好的应用效果，为之提供了一种新的有效方法。     

光催化氧化微生物降解直接耦合技术的综述

光催化氧化生物降解直接耦合(ICPB)技术兼具光催化氧化法的高效性和微生物法的环保、安全性特点,在处理难降解污染物方面有较大前景。ICPB体系主要包括光催化剂、载体、微生物三部分。主要工作原理是负载在载体外部的光催化剂将难降解污染物降解成可微生物降解物,然后再由载体内部的微生物进一步降解、矿化。本文从载体种类、光催化剂负载方法及光催化剂种类三个方面总结了目前ICPB技术的研究进展,并展望了未来的发展方向。     

光催化降解对氯苯酚废水的研究

研究了TiO2光催化降解对氯苯酚的影响因素。结果表明：紫外光是有效的辐射光源；对氯苯酚浓度越低，光催化降解率越高；二氧化钛的适宜浓度为200mg／L：采用曝气装置可以提高对氯苯酚降解率；pH值越低，降解率越高；助氧化剂H2O2可提高对氯苯酚降解率，H2O2的适宜浓度为15mg／L。     

光催化降解电镀污水中的COD

对光催化剂TiO2降解电镀污水中COD值进行了研究。结果表明,在380 nm光照条件下,100 mL电镀污水溶液,其COD为151 mg/L,降解COD较优条件是:0.3 g TiO2光催化剂,pH值至2,反应60 min。该方法降解COD成本较低,效果较好。     

二氧化钛光催化降解硝基苯废水

用紫外灯作为光源,以锐钛型TiO2为催化剂降解硝基苯。探讨了光照时间、初始pH值、初始浓度、催化剂用量和载铜TiO2复合催化剂对光催化降解的影响。结果表明,TiO2用量为3.0 g/L,pH为3,硝基苯初始浓度为40.6 mg/L,室温条件下,光照6 h硝基苯降解率为80.6%;掺杂1%Cu2+(摩尔分数)的TiO2复合催化剂,光催化活性高于纯TiO2,其光催化降解率较TiO2提高14.5%。     

蒽醌染料废水的多相光催化降解

具有蒽醌结构的染料是不易被降解的,活性艳兰KN-R是蒽醌型染料的典型代表.本试验采用自制的纳米二氧化钛为光催化剂,以含有活性艳兰KN-R的模拟废水为降解对象,在一定的光源条件下成功的降解掉染料废水中的污染物.对影响活性艳兰KN-R废水溶液的光催化降解的各种条件(pH值、光源、溶液的初始浓度、催化剂的用量)进行了摸索,描述了催化剂降解低浓度活性艳兰KN-R的动力学规律,并对催化剂的回收再利用进行了可行性研究.     

半导体光催化降解实际印染废水的研究

以ＴｉＯ２为半导体催化剂，对实际印染废水在紫外光照射下的降解进行了研究。结果表明在紫外光太阳光照射下，实际印染废水能取得较好的降解效果，经生化处理后的印染废水更易于光催化降解，Ｈ２Ｏ２的加入对印染废水的降解有利。     

活性染料废水的半导体光催化降解研究

研究了染料活性红Ｘ３Ｂ，活性黄Ｘ６Ｇ，活性兰ＸＢＲ的ＴｉＯ２光催化降解特性，表明均动力学一级反应，同时研究了比较了ＺｎＳ的光催化特性，结果表明ＺｎＳ对活性染料也具有一定的脱色效果。     

微生物燃料电池废水生物处理技术

针对传统废水处理技术高的能耗和运行费用,加上世界范围内环境污染与能源危机的日益加剧,迫使人们在寻求更为经济、节能条件下高效运行的替代性废水处理技术的同时开发新型可持续利用的清洁能源。文章简要介绍了一种既能高效降解废水中各种有机化合物又能直接产生电能输出的新型废水生物处理技术—微生物燃料电池技术。     

光催化降解染料废水的研究现状及展望

在光催化氧化法降解染料废水的研究中，通常使用金属氧化物为催化剂，其中TiO2最为理想。催化负载方式很多，以溶胶—凝胶法更具应用前景。催化氧化过程中的催化剂的用量、废水的pH值和初始浓度、温度、光照强度和光源类型等因素对氧化效果有看不同程度的影响；在各式的反应器中，管式反应器被认为最具有发展前景。要使这项技术成功走向工业化，必须解决好催化剂的活性、负载技术和反应器设计等方面的问题。     

光催化降解糖蜜酒精废水的研究

研制了对糖厂废水具有较好光催化降解性能的钨酸铋、钨酸铅、二氧化钛等一系列催化剂，比较了催化剂的光催化降解活性，发现光催化降解2h后，糖蜜酒精废水的脱色率可达90.2%，COD去除率可达72.56%。采用紫外-可见光谱、质谱对不同时间段降解的糖蜜酒精废水进行扫描分析，发现废水中难降解的主要物质——荷质比为333左右的分子随光催化降解而显著减少。     

复合半导体光催化降解糖蜜废水研究

以溶胶－凝胶法制备了TiO₂和TiO₂复合半导体粉末,并将之用于糖蜜废水的光催化处理。通过实验考察了催化剂用量、糖蜜废水的浓度、光催化反应时间以及复合半导体对于糖蜜废水脱色率的影响。结果表明,用复合半导体降解糖蜜废水具有理想的处理效果。催化剂最佳用量为（2.7～4.0） g·L^－1,随着反应时间的进行,糖蜜废水脱色率开始时显著增加,后渐趋于平衡。 各种复合半导体中,5%SnO₂/TiO₂光催化处理糖蜜废水的效果最佳,原水样稀释20倍后,反应120 min的脱色率可达61.75％。     

光催化降解有机磷农药废水的研究

研究了ＴｉＯ２粉末的存在下，光催化降解有机磷农药废水的可行性。结果表明，ＣＯＤｃｒ６５０ｍｇ／Ｌ，有机磷含量１９．８ｍｇ／Ｌ的农药废水，经３７５Ｗ中压汞灯照射４ｈ，ＣＯＤ的去除率为９０％，有机磷将完全转化为ＰＯ４＾３－，同时还研究了光催化剂ＴｉＯ２的用量，初始ｐＨ值、空气流量、外加Ｆｅ＾３＋浓度等多种因素对光降解的影响，并利用太阳聚光做了室外实验。     

光催化型微生物燃料电池研究进展

微生物燃料电池是利用电化学技术将微生物代谢产生的能量转化为电能并同时降解环境污染物的一种理想发电装置。总结了国内外研究不多的利用半导体材料的阴极将光能引入到微生物燃料电池体系的研究,重点对其光催化微生物燃料电池的机理、光电协同产电的技术特点、目前在污染物去除方面的应用进行总结,对其发展的方向及在废水处理方面的应用进行展望。     

双室型微生物燃料电池降解罗丹明B染料废水

染料废水含有大量有机污染物,还具有色度高、COD高、盐分高等特点,是典型的难降解有机废水。微生物燃料电池可利用阳极微生物降解有机物的同时产生电子经外电路传递至阴极,实现降解和产电双同时的功能。组装数组双室型微生物燃料电池,以污水厂厌氧好氧混合污泥为接种源进行接种,以罗丹明B模拟染料废水为目标污染物,考察微生物燃料电池阳极降解染料废水的效果,优化了染料废水初始浓度、p H值、外接电阻等实验条件,通过对降解过程中间产物的测定推断罗丹明B废水在微生物燃料电池体系的降解路径和机理。     

人造沸石负载TiO_2光催化降解印染废水的研究

用溶胶-凝胶法制备了人造沸石负载TiO2的复合光催化剂,利用XRD对该催化剂进行了表征,并研究其对活性艳蓝降解率的影响。结果表明:光照时催化剂降解活性艳蓝的效果比无光照时要好。在一定的催化剂用量范围内,其降解率随催化剂用量的增大而增大,达到一定值后降解率变化不大;当活性艳蓝的浓度为100 mg/L、pH=5时,负载配比为1∶6的复合光催化剂,其粒度为60~80目、用量为1.5 g/L时,降解率可达96.3%。     

纳米TiO2光催化降解含活性红K-2BP染料废水技术研究

本文以纳米二氧化钛为光催化剂,采用自制的间歇式悬浆体系光催化反应器对活性红K-2BP染料模拟废水进行光催化降解试验,考察废水pH值、初始浓度等因素对反应的影响,在试验条件下,染料模拟废水的COD去除率可达70%以上,反应后废水可生化性提高,其光催化降解反应符合Langmuir-Hinshewood模式,光催化氧化法是处理难降解染料废水的有效方法。     

微生物燃料电池处理高盐废水的研究进展

高盐废水通常采用生化、蒸发和膜处理3种方法处理,但无论采用何种方法,高盐废水处理均存在难度大和成本高等问题。微生物燃料电池（MFC）是一种基于产电微生物催化氧化有机物获得电能的装置,应用MFC处理废水可实现在处理废水的同时回收废水中能量,从而降低废水处理成本。近年来,应用MFC处理高盐废水来降低处理成本的研究逐渐开展并成为一个研究热点。本文综述了MFC处理高盐废水研究的最新进展,分析了盐度对MFC产电、污染物脱除、微生物生长和群落的影响,基于耐盐微生物、生物膜、反应器结构及扩展应用等方面提出未来MFC处理高盐废水的研究方向。     

硝基苯废水的TiO2光催化降解研究

以钛板负载TiO2光催化剂对水中的硝基苯的催化降解进行了研究,考察了催化反应时间、溶液的pH值等因素对光催化反应的影响.实验结果表明,在实验条件下,光催化降解硝基苯的最佳条件为pH=3,反应时间100 min.用H2O2 UV TiO2光催化反应体系处理低浓度的硝基苯样品效果更好一些.