纳米TiO_2的制备及其光催化降解甲基橙

以TiCl_4、氨水及双氧水为主要原料,通过水解法制备出纳米TiO_2光催化剂。采用SEM分析手段对制备的TiO_2颗粒进行了表征。以甲基橙溶液模拟染料废水,TiO_2为催化剂,在紫外光照条件下考察了TiO_2投加量、甲基橙初始浓度、光照时间、溶液pH值及重复利用次数对甲基橙光催化降解效率的影响。实验结果表明:TiO_2最佳的投加质量浓度为0.20 g/L;光催化反应4 h后,甲基橙的降解率可达95.67%;酸性条件有助于甲基橙的去除;TiO_2光催化剂在重复使用5次之后仍能保持较高的催化活性,甲基橙的降解率为90.35%。     

NaA/TiO_2复合材料的制备及光催化性能的研究

以NaA、硫酸氧钛为原料,采用水热合成方法制备了NaA/TiO_2复合材料.以甲基橙为模拟污染物,研究了NaA/TiO_2的光催化性能,考察了NaA/TiO_2质量比、NaA/TiO_2的投加量和pH值对甲基橙的光催化降解效果.结果表明,当NaA/TiO_2质量比为1∶5、NaA/TiO_2的投加量为50 mg/m L、pH值为4时,NaA/TiO_2对甲基橙的降解效果最好.NaA/TiO_2对有机污染物的降解效果依次为甲基蓝=刚果红甲基橙罗丹明-B,NaA/TiO_2循环利用5次,NaA/TiO_2对甲基橙的光催化降解率仍高达99.5%以上.     

碳纳米管负载二氧化钛的制备及其对甲基橙的光催化降解

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,羧基化多壁碳纳米管(oCNTs)为载体,乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,成功制备了TiO_2纳米粒子负载碳纳米管的复合光催化剂(TiO_2/o CNTs).通过XRD、TEM、UV等测试手段对复合材料进行了表征.结果表明:经450℃煅烧3 h后制备的TiO_2/o CNTs复合体系中,纳米TiO_2呈现锐钛矿且均匀包覆在碳纳米管表面.o CNTs的存在能够有效改变复合材料的表面性质,以实现TiO_2对紫外光的敏感性.当TiO_2和o CNTs的质量比为1∶0.03、TiO_2/3%o CNTs催化剂使用量为0.8 g/L时,对20 mg/L甲基橙溶液紫外灯照射1 h,甲基橙溶液的降解率达到99%,而同等条件下纯TiO_2对甲基橙的降解率不到50%,说明o CNTs能够有效提高TiO_2对甲基橙的光催化活性.TiO_2/3%o CNTs光催化剂对甲基橙进行5次循环降解,降解率保持在95%左右.     

TiO_2/SiO_2的制备及光催化氧化降解甲基橙

采用溶胶凝胶法制备了TiO_2/SiO_2和TiO_2.用XRD,N2吸附-脱附进行了表征.以甲基橙为降解物,汞灯为光源,双氧水为降解氧化剂,考察了样品的光催化活性.研究发现:Si的引入能够抑制TiO_2由锐钛矿向金红石转化,控制TiO_2颗粒的长大,提高TiO_2的比表面积;TiO_2/SiO_2的光催化活性高于TiO_2.以600℃下煅烧3h制得的TiO_2/SiO_2为催化剂,甲基橙初始pH=3,V30%H_2O_2=3mL,催化剂的投加量为0.50g/L时,光照180min,10mg/L甲基橙的降解率达到98.03%.此外还发现在降解过程中光源、催化剂、H_2O_2三者协同作用.     

微波诱导Cu基催化剂催化H_2O_2氧化降解甲基橙模拟染料废水

以-γAl2O3为载体,采用浸渍法制备了负载Cu基催化剂,将其应用于微波诱导催化氧化处理模拟甲基橙废水。XRD表征及实验结果表明,在200℃下焙烧得到的碱式硝酸铜比氧化铜具有更高的催化活性。对于25 mL质量浓度为50 mg·L-1的模拟甲基橙废水,最佳的处理工艺条件为:微波辐照功率700 W,辐照时间7 min,催化剂加入量0.3 g,H2O2加入量2 mL。在此工艺条件下,水中甲基橙的脱除率达98.7%。催化剂连续使用5次后甲基橙脱除率仍达98%以上。     

CuO-TiO_2复合氧化物可见光催化剂的制备

采用共沉淀法制备一系列CuO-TiO_2复合氧化物催化剂,采用XRD、UV-vis、TG-DTA以及BET比表面积分析等进行表征,并测试其可见光降解甲基橙的性能.结果表明:前体是以水滑石、Cu(OH)_2、TiO_2、CuO等物相存在的混合物相,焙烧后的复合氧化物呈现CuO和TiO_2物相为主,在可见光区有较强的光响应.适宜Cu/Ti比的CuO-TiO_2复合氧化物可见光下对甲基橙具有良好的降解性能,在催化剂质量浓度为1.5g/L时,甲基橙初始质量浓度为0.4 mg/L,光照20 min降解率可达100%,光降解过程符合1级动力学.     

固体强酸催化类Fenton反应降解有机废水

制备出了Gd3+-SO42-/TiO2(GST)、SO42-/TiO2-Al2O3(STA)、Gd3+-SO42-/TiO2-Al2O3(GSTA)、SO24-/TiO2(ST)四种固体强酸,并分别用其对1 000 mg/L的甲基橙溶液和垃圾焚烧发电厂渗滤液进行降解。实验结果表明:120 min内4种溶液对甲基橙的降解率均达到90%以上,其中GST的降解效率达到95%;30 min内对垃圾渗滤液的COD去除效率为25%～45%,其中GSTA的降解率较高,达到45%;对垃圾渗滤液的NH4-N的去除率最高也达到30%。由此可见,固体强酸催化类Fenton反应对有机废水具有较优的处理效果,可用于此类废水的预处理或深度处理。     

C_OFe_2O_4催化PMS降解甲基橙的实验

采用溶胶凝胶法制备了磁性催化剂铁酸钴(C_OFe_2O_4),借助于X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积、磁滞回线(VSM)等手段对催化剂进行表征。以甲基橙溶液模拟染料废水,开展了C_OFe_2O_4催化活化过一硫酸氢钾(PMS)降解甲基橙的实验研究。考察了催化剂用量、PMS的浓度、溶液初始p H、反应温度对甲基橙降解效率的影响,得到了反应的最佳条件。当C_OFe_2O_4浓度为0.16 g/L,PMS浓度2.3 mmol/L,溶液初始pH为3,反应温度为25℃时,甲基橙的降解效率可达89.96%。通过查阅相关文献及X射线光电能谱分析(XPS)推测了甲基橙的降解机理。     

电化学氧化与还原联合处理偶氮染料废水的效能

以Sb掺杂Ti/SnO2电极为阳极,铝板为阴极,设计了一种电化学氧化与电化学还原联合作用反应器.以浓度为100mg/L甲基橙模拟废水为研究对象,探究了电化学氧化与电化学还原联合作用的处理效能,并运用紫外-可见吸收光谱初步探究了甲基橙的降解机理.结果表明:在电流密度为20 mA/cm2、电解质浓度为0.10mol/L条件下,先电化学还原反应60 min再电化学氧化60 min联合处理甲基橙模拟废水,甲基橙的脱色率为94%,COD去除率为85%,处理能耗为0.21k Wh/g(COD).降解前后的紫外-可见吸收光谱的变化表明,电化学联合作用先使甲基橙的偶氮键断裂,然后破坏其苯环共轭体系,从而使甲基橙降解.     

煅烧和水热法制备纳米TiO2及其光催化性能

用微乳液法制备出纳米TiO_2前驱体,通过煅烧和水热法两种后处理方式制备了纳米TiO_2,用TG-DSC,XRD和SEM等对纳米TiO_2进行表征分析。结果表明,煅烧法和水热法获得的锐钛矿型纳米TiO_2的晶粒尺寸分别为14～23 nm和4.4～5.3 nm。在紫外光照射下测试两种方法制备的锐钛矿型纳米TiO_2的光催化性能。通过比较,煅烧法后处理制备的纳米TiO_2在90 min内对亚甲基橙溶液的降解率98.36%。在相同测试条件下,水热法后处理获得的纳米TiO_2在90 min内对亚甲基橙溶液的降解率达到99.9%。