负载型纳米TiO2光催化降解罗丹明B动力学与机理研究

采用负载型纳米TiO2/AC在流化床反应器中降解罗丹明B染料废水。研究了罗丹明B的光催化降解反应动力学与降解机理。结果表明,负载型纳米TiO2光催化降解罗丹明B过程符合一级动力学方程,降解机理首先是罗丹明B分子发色基团苯氨基、羰基键被破坏,然后是无色中间产物的逐渐降解。     

WO3/TiO2光催化剂的制备及光催化产氢性能研究

针对催化剂TiO_2禁带宽度较宽、光响应范围较窄的问题,对TiO_2进行改性,采用溶胶凝胶法制备了不同复合比例的WO_3/TiO_2催化剂以提高TiO_2的光催化活性。应用SEM,BET,XRD,UV-Vis,FT-IR等方法对催化剂进行表征,分析了不同复合比对WO_3/TiO_2样品形貌、晶型、比表面积和产氢速率的影响。当入射波长为300~600 nm,2%WO_3/TiO_2的吸光度大于TiO_2的吸光度,吸收带边红移。通过300 W氙灯照射进行光解水制氢的测试,评价了不同WO_3/TiO_2样品的光催化分解水产氢活性。结果表明:复合比为2%时,WO_3/TiO_2的光解水产氢活性最佳,最高可达14 445.3μmol/(h·g),其产氢速率是TiO_2的10倍,同时探讨分析了光催化反应机理。这将在太阳能光解水产氢领域有着广泛的应用前景。     

纳米TiO2光催化在废水治理中的研究与应用

介绍了纳米TiO2的光催化机理,讨论了其在废水处理中的不足之处以及近年来的改进手段。概述了光催化技术在处理含油废水、含药废水、印染废水、造纸废水、表面活性剂废水、重金属污染物废水等方面的最新应用研究进展,指出了其在废水处理中还存在阳光效率低、回收再利用困难、降解效率有限等问题及今后的研究趋势。     

纳米TiO2光催化材料的制备及其在水处理中的应用研究进展

近年来,水资源污染和短缺问题日益突出,对水质的修复保护工作至关重要。纳米TiO2作为一种高效节能的光催化功能材料,在水质修复领域有广泛的应用前景,同时也面临着一些挑战。如何提高纳米TiO2材料的催化活性和光催化效率,成为当前的研究热点。针对近年来TiO2光催化的研究和在水质修复领域的应用进展,对不同形态的纳米TiO2的制备、改性研究进展进行了综述,在此基础上全面介绍了纳米TiO2作为光催化剂处理不同污染水质的应用现状,并对今后的研究发展方向进行了展望。     

二氧化钛纳米复合光催化材料的制备及活性研究

采用仲丁醇铝和商用TiO2(P25)一锅法合成了两种二氧化钛纳米复合材料TiO2-勃姆石(TiO2-AlOOH)及TiO2-氧化铝(TiO2-Al2O3).制备的样品主要采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR),X-射线衍射(XRD),氮吸附和扫描电子显微镜(SEM)等方式进行表征.分析证明TiO2颗粒成功地分散到铝载体内形成纳米复合材料并采用亚甲基蓝作为模拟降解物对其光催化性能进行了测定.研究发现具有勃姆石结构的复合材料TiO2-AlOOH比TiO2-Al2O3有更好的脱色效果,这可能是由于其具有更大的比表面积以及表面富含羟基.同时这两种材料在碱性条件下可以达到最好的脱色率.     

纳米TiO2光催化技术在工业废水处理中的应用

介绍纳米TiO2的光催化特性,概述纳米TiO2光催化技术在降解印染废水、农药废水、造纸废水、表面活性剂废水以及含苯酚类、石油类和重金属污染物废水处理中的应用研究进展,总结了纳米TiO2应用于废水工业化处理所存在的问题,认为该技术研究领域近期内的主要发展方向为:大力开展纳米TiO2的改性技术、固定化技术和纳米TiO2光催化降解实际工业有机废水的试验研究及其高效、多功能、集成式光催化反应器的研制。     

O3/TiO2/γ-Al2O3协同降解苯酚的研究

采用催化臭氧化技术对降解苯酚进行研究。考察了进气流量、苯酚初始浓度、催化剂投加量、pH值及温度等因素对苯酚降解的影响。研究结果表明:在一定范围内,随着进气流量的增加、温度的降低,苯酚的降解速率加快;溶液pH值对催化臭氧化有比较重要的影响,在pH值为8~10时,苯酚的去除率最高。     

纳米TiO2光催化剂可见光响应的改性研究

综述纳米TiO2光催化剂对可见光响应的改性研究,介绍复合半导体、染料光敏化及非金属掺杂改性的方法,可以将只能由UV光激发的TiO2光催化反应红移到可见光区域进行。文中最后提出了金属与非金属复合掺杂改性TiO2是今后的一个重要研究方向,并存在巨大的研究空间。     

纳米TiO2/海泡石复合光催化材料性能研究

纳米TiO2因其具有安全无毒、稳定性好、光活性强等特性,在水污染治理领域被广泛用作光催化剂。然而纳米TiO2在水介质中存在难以回收、容易流失、不易分散等问题,限制了其实际应用,将其进行固定化负载是有效的解决手段。以矿物海泡石为负载载体,采用一种简单易行的粉末烧结法制备出纳米TiO2/海泡石复合光催化材料,并通过透射电镜、扫描电镜、X射线衍射、紫外－可见分光光度计等手段对材料进行微结构表征,利用化学荧光技术测试了复合材料光催化活性。研究表明,海泡石的加入能够显著抑制复合光催化剂中纳米TiO2的团聚,增强其在紫外至可见光波长范围内的光吸收强度,从而增强复合体的光催化活性。对比研究不同负载配比对材料光催化活性的影响,发现90%TiO2/海泡石光催化活性最佳。     

TiO2/GeO2复合膜光催化氧化降解染料废水

研究了自制TiO2/GeO2复合膜圆形光催化氧化反应器对经生化处理后的染料废水的降解过程.结果表明光催化氧化的最佳条件是锌片镀TiO2/GeO2复合膜,pH为8,H2O2为400mg/L.染料废水经该反应器处理后,CODCr去除率超过80%,色度去除率约90%,出水水质可达<污水综合排放标准>(GB 8978-1996)一级标准.     

Preparation and characterization of Fe_2O_3/Bi_2WO_6 composite and photocatalytic degradation mechanism of microcystin-LR

The long-standing popularity of semiconductor photocatalysis,due to its great potential in a variety of applications,has resulted in the creation of numerous semiconductor photocatalysts,and it stimulated the development of various characterization methods.In this study,Fe_2O_3/Bi_2WO_6 composite with a flower-like microsphere and hierarchical structure was synthesized with the facile hydrothermal-impregnation method without any surfactants.X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),ultraviolet-visible(UV-Vis) diffuse reflectance spectroscopy,and photoluminescence spectroscopy were used to characterize the structures of the samples.The specific surface area was estimated with the Brunauer-Emmett-Teller(BET) method,and pore size distribution was determined using the Barrett-Joyner-Halenda(BJH)method.The synthesized Fe_2O_3/Bi_2WO_6 composite had an average diameter of approximately 4 nm,with smaller specific surface area and larger pore diameter than those of pristine Bi_2WO_6.The results of XRD and SEM analyses confirmed that the composite was composed of Fe_2O_3 and Bi_2WO_6.The absorption edge of Bi_2WO_6 was at a wavelength of 460 nm.By contrast,the absorption edge of Fe_2O_3/Bi_2WO_6 to visible light was redshifted to 520 nm,with narrower bandgap width and stronger visible light response.It was also found that the main active substances in the degradation of microcystin-LR(MC-LR) were hydroxyl radicals(·OH) and electron holes(h~+).Consequently,the results further showed that the heterojunction between Fe_2O_3 and Bi_2WO_6 can improve the charge transfer rate and effectively separate the photoinduced electrons and holes.Compared with Bi_2WO_6,Fe_2O_3/Bi_2WO_6 had no significant difference in the adsorption capacity of MC-LR and had more efficient photocatalytic degradation activity of MC-LR.The degradation rates of MC-LR by Fe_2O_3/Bi_2WO_6 and Bi_2WO_6 reached 80% and 56%,respectively.The degradation efficiency of MC-LR was affected by the initial pH value,initial Fe_2O_3/Bi_2WO_6 concentration,and initial MC-LR concentration.     

HEAT TRANSFER OF TiO2/WATER NANOFLUID IN A COILED AGITA-TED VESSEL WITH PROPELLER

An attempt is made to investigate heat transfer enhancement using nanofluid in a coiled agitated vessel fitted with propeller agitator.The heat transfer coefficient in coiled agitated vessel for water and TiO2/water nanofluid of 3 different volume concentrations(0.10%,0.20% and 0.30%) are estimated and compared.The heat transfer coefficient for nanofluid is found to be higher than that for water and also found to increase with increasing volume concentrations.The enhancement in the convective heat transfer using nanofluid is found to be a maximum of 17.59%.Empirical correlations are separately formed for water and TiO2/water nanofluid as well as found to fit the experimental data within ±5% for water and within ±10% for nanofluid.     

金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2的制备及其光催化性能研究

以三水硝酸铜为铜源,通过调控水热温度合成出高结晶度的金属有机骨架Cu3(BTC)2材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重(TG)手段对所制备的样品进行表征,同时以甲基橙和罗丹明B作为目标降解物研究Cu3(BTC)2材料的光催化性能。光催化降解结果显示:Cu3(BTC)2材料对罗丹明B有较好的降解效率,水热温度对Cu3(BTC)2材料的结构及光催化效率影响较大,水热温度为140℃制备的Cu3(BTC)2样品具有较高的光催化效率。这主要是由于高的结晶度可以产生更多的光生电子空穴对和提供更多的反应活性位,这将在处理环境污染物方面有着巨大的潜在的应用前景。     

W-S-TiO2/SBA-15复合材料的表征及其可见光降解性能

利用介孔分子筛SBA-15的良好负载性和孔道均匀性,以钛酸四丁酯、硫代硫酸钠、钨酸钠分别作为钛、硫、钨源,水热合成了W-S-TiO2/SBA-15材料。对材料进行XRD、BET、SEM、XPS、UV-Vis分析。结果显示TiO2的负载并没有破坏SBA-15的介孔结构,UV-Vis分析发现掺杂W、S后,合成材料对光的响应拓展到可见光区,XPS分析证实了硫以阳离子S6+进入TiO2晶格,而W以同晶取代方式占据晶格中Ti的位置。光催化实验考察了材料5h内对20mg/L亚甲基蓝的去除效果,结果显示可见光下W-S-TiO2/SBA-15光催化效率分别是未掺杂样品和市售DegussaP25光催化剂的3.7和7.2倍,具备良好的可见光催化能力。     

二氧化钛—氧化石墨烯复合物去除水中有机污染物的性能研究

采用水热法制备了二氧化钛—氧化石墨烯复合物(TiO_2-GO)。X射线衍射花样表明:TiO_2具有锐钛矿结构,透射电子显微镜显示TiO_2纳米粒子均匀分散在GO片层上。在去除水中有机污染物方面:与GO相比,TiO_2纳米粒子的存在可抑制GO的团聚,保证了TiO_2-GO对污染物的强吸附性;与单一TiO_2纳米粒子相比,GO的引入增强了TiO_2-GO对可见光的吸收,提高了TiO_2-GO复合物对污染物的吸附,并且GO与TiO_2之间的相互作用使TiO_2-GO表现出与TiO_2纳米粒子不同的光降解机制。     

磁性Fe_3O_4/碳纳米管复合材料光催化处理刚果红染料废水

采用共沉淀法制备了一种磁性Fe3O4/CNTs(碳纳米管复合物),采用XRD、SEM、VSM等对Fe3O4/CNTs复合材料的晶相、颗粒大小和磁性能进行了表征。以刚果红染料废水处理为例,研究了不同处理工艺、催化剂投加量、溶液p H、催化剂重复使用等因素对Fe3O4/CNTs材料光催化脱色刚果红染料废水效果的影响。结果表明,当刚果红染料起始质量浓度为10 mg/L,用量为0.2 g/L,3%的H2O20.2 m L,光照50 min后,Fe3O4/CNTs对刚果红溶液的脱色率达到97.0%。催化剂重复使用第4次,对刚果红染料的脱色率仍可达87%以上。此外,Fe3O4纳米粒子的存在使Fe3O4/CNTs材料具有较强的磁性,且可通过外加磁场将其从处理后的水体中快速分离回收。     

微/介孔氮掺杂TiO2的合成与表征及催化性能的研究

以碱处理后的13X分子筛、硅酸钠为原料,加入模板剂和钛酸四丁酯,同时引入氮源,在水热条件下晶化生成具有良好的光催化性能的新型微/介孔氮掺杂TiO2复合材料.通过XRD、TEM、N2吸附-脱附等技术对复合材料的微观结构进行了表征分析;通过降解邻苯二甲酸二丁酯实验检测复合材料的催化性能和影响复合材料合成中的各项因素,如硅铝比、氮钛比、合成体系pH、晶化时间、煅烧温度等,确定了最佳的制备工艺参数.结果表明:通过氮掺杂能引起复合材料的激发吸收光谱明显红移并具有较好的可见光催化活性.     

生物炭/铁酸锰对Zn^2+和Cu^2+的吸附性能试验

为探求吸附效果好、回收方便的吸附剂以解决重金属污染废水的处理难题,以玉米秸秆和铁酸锰为原料,通过溶胶-凝胶法以蛋清为络合剂经热解制备了一种生物炭/铁酸锰(BC/FM)复合材料,在对该复合材料扫描电子显微镜(SEM)和磁滞回线分析的基础上,进行了去除废水中Zn^2+、Cu^2+的吸附试验。结果表明,铁酸锰可有效地负载到生物炭上,形成官能团丰富、磁性良好的复合材料;BC/FM对Zn^2+、Cu^2+的吸附最佳pH值分别为5和6,并均在90 min达到吸附平衡,准二级模型能更好地描述BC/FM对Zn^2+、Cu^2+吸附过程;Langmuir模型拟合曲线和Freundlich模型拟合曲线分别适用于描述BC/FM对Zn^2+、Cu^2+的等温吸附过程,且均为自发吸热反应;BC/FM对Zn^2+、Cu^2+吸附机制主要为络合反应。