电催化氧化降解工业废水的研究

采用电催化氧化技术(electrocatalysistechnology)在电解槽中直接生成羟基自由基与Fe(OH)3絮凝剂,并对酚类、磺酸类及染整工业废水进行了降解研究。研究表明,电生成Fenton技术在处理还原型工业废水中均有很好的降解效果。对邻苯二酚和间苯三酚均有较高的电流效率,对间苯二酚和间苯三酚的CODCr去除率达80%以上;对十二烷基苯磺酸钠CODCr的去除率达到85%;对茜素红等染料的脱色率达100%,CODCr的去除率达到70%。     

TiO2纳米管阵列电极电催化降解甲基橙的研究

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列电极.采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）和X-射线衍射仪（XRD）表征了电极的表面形貌和晶体结构,应用电化学阻抗谱（EIS）技术研究了不同阳极极化电位下电板的导电性能,应用荧光光谱法研究了电极产生羟基自由基（·OH）的活性,考察了3种支持电解质（Na2SO4、NaNO3和NaCl）对甲基橙（MO）电催化降解效率的影响,通过加入捕获剂探讨了MO分子的降解机理.结果表明,TiO2纳米管阵列电极电极的导电性随阳极极化电位的升高而增强;在电场作用下,TiO2纳米管阵列电极表面生成大量·OH;Na2SO4和NaNO3不参与MO分子的氧化反应,MO的降解符合一级反应动力学模型,而NaCl参与了TiO2纳米管阵列电极电催化降解MO的过程,呈现出复杂的动力学行为;在捕获剂存在的情况下,MO分子仍能发生降解,显示MO分子可在TiO2纳米管阵列电极表面直接氧化.     

电催化氧化法预处理糠醛废水的研究

糠醛废水属高浓度有机废水,可生化性差。本文采用电催化氧化法预处理糠醛废水,通过电解过程中生成的羟基自由基的强氧化作用以及电解过程中生成的Fe（OH）,的絮凝作用来降解糠醛废水中的有机物,并通过正交试验法确定了该工艺最佳运行参数：电流强度为0．3A、电解时间为4h、极板间距为30mm。结果表明,在此工况下COD去除率为21％,B／C值升高了39．4％,糠醛废水的可生化性显著提高,为后续生化处理创造了良好的条件。     

不锈钢基PbO2电极电催化氧化降解甲基橙性能的研究

本研究以自制的不锈钢基PbO2电极对25mg·L^-1的甲基橙溶液进行电催化氧化降解。考察了电流密度、支持电解质浓度、溶液pH值、温度等因素对甲基橙脱色率的影响,确定了电催化氧化甲基橙的最佳反应条件,即电流密度为50mA/cm^2,支持电解质Na2SO4的浓度为0．04mol·L^-1,降解20min后,甲基橙脱色率可达到90％以上。本研究还对几种不同印染废水进行了电催化氧化降解,结果表明,不锈钢基PbO2电极对不同的印染废水均有较好的脱色效果。     

TiO2纳米管阵列电极电催化降解甲基橙的研究

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列电极。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X-射线衍射仪(XRD)表征了电极的表面形貌和晶体结构,应用电化学阻抗谱(EIS)技术研究了不同阳极极化电位下电极的导电性能,应用荧光光谱法研究了电极产生羟基自由基(·OH)的活性,考察了3种支持电解质(Na2SO4、NaNO3和NaCl)对甲基橙(MO)电催化降解效率的影响,通过加入捕获剂探讨了MO分子的降解机理。结果表明,TiO2纳米管阵列电极电极的导电性随阳极极化电位的升高而增强;在电场作用下,TiO2纳米管阵列电极表面生成大量·OH;Na2SO4和NaNO3不参与MO分子的氧化反应,MO的降解符合一级反应动力学模型,而NaCl参与了TiO2纳米管阵列电极电催化降解MO的过程,呈现出复杂的动力学行为;在捕获剂存在的情况下,MO分子仍能发生降解,显示MO分子可在TiO2纳米管阵列电极表面直接氧化。     

新型光电催化反应器对甲基橙的脱色降解研究

以热氧化法制备的TiO2/Ti薄膜电极为阳极、石墨电极为阴极和饱和甘汞电极为参比电极,设计一种新型的光电化学催化反应器。研究了三种不同催化体系对甲基橙的降解率,同时研究了初始pH、反应时间对脱色率的影响,结果显示,光电化学催化体系对甲基橙的降解效果优于另外两种催化体系。当溶液初始pH=3.0,其他条件不变的情况下,双槽反应器阴阳两极槽甲基橙溶液的脱色率分别达到82.35%和91.30%,单槽反应器脱色率为85.00%。单双槽反应器均达到了＂双极双效＂的目的。     

电化学催化氧化处理甲基橙染料废水的研究

采用一种新型电化学体系阴阳极同时作用降解甲基橙,以电还躲氧气产生H2O2的炭／聚四氟乙烯（C／PTFE）气体扩散电极为阴极,Ti／IrO2／Ru02电极为阳极,廉价的涤纶滤膜作为隔膜。研究结果表明：适当的曝气有利于甲綦橙的降解;甲基橙脱色率随电流密度的增加而升高;初始pH埘甲基橙的脱包效果有一定的影响。在电流密度46mA／cm^2,曝气速度30mL／s．电解时间60min时,脱色率可以达到100％,COD平均去除率可达到80％。     

Nd2O3／TiO2光催化剂的光生羟基自由基和光活性

以硝酸钕和钛酸四正丁酯作为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Nd2O3/TiO2纳米光催化剂,并通过XRD和BET等手段进行了表征.以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术研究了光催化剂表面羟基自由基的生成;并以甲基橙为光催化降解反应模型化合物,考察了光催化剂的活性.测定了甲基橙在TiO2和Nd2O3/TiO2(1.0%)光催化剂上的吸附常数.结果表明:Nd2O3掺杂使TiO2的粒径减小,比表面积增大;羟基自由基的生成速率越大,催化剂的催化活性越高.Nd2O3掺杂有利于反应底物在催化剂表面的吸附,Nd2O3的最佳掺入量为Nd/Ti(摩尔比)=1.0%.     

掺镧纳米二氧化钛的光催化性能研究

本课题研究了掺镧纳米二氧化钛的物理特性及光催化活性，探讨了它们之间的关系，通过对甲基橙和罗丹明两种不同结构物质的降解实验，发现掺镧纳米TiO2光催化性能具有广泛性，用于实际印染废水处理，再次验证掺镧能提高TiO2的光催化效能，其中掺镧量为0.02%(质量比，下同）的光催化效果最好。     

纳米TiO_2的制备及光催化性能的研究

以TiCl4为钛源,用正交实验设计方法,探究了水解法制备TiO2最佳反应条件,即烧结温度为600℃,盐酸用量为1.7 mL,pH值为8。同时研究了催化剂用量和时间对TiO2光催化降解甲基橙的降解率的影响,实验结果表明,当催化剂用量为4 g/L,光催化时间为60 min时,降解率可达到90%以上。     

掺Fe3+纳米TiO2晶体结构及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯的和Fe3+掺杂的TiO2纳米粒子,对样品进行了XRD分析,并以甲基橙的光催化降解研究了样品的光催化性能.结果发现Fe3+的掺杂抑制了TiO2粒径的长大,细化了晶粒;Fe3+掺入到TiO2的晶格中,引起了晶格的畸变和膨胀;Fe3+的掺杂促进了TiO2由锐钛矿向金红石的转变;Fe3+的掺杂量和煅烧温度对其光催化性能影响较大,在本实验的条件下,Fe3+的最佳掺杂量为0.05%,最佳煅烧温度为600℃.     

Surface characterization and photocatalytic reactivity of innovative Ti/TiO2 and Ti/Pt−TiO2 mesh photoelectrodes

Novel Ti/TiO₂ and Ti/Pt–TiO₂ mesh photoelectrodes were produced by anodizing titanium mesh in H₂SO₄ solution. Their structural and surface morphology were examined by X-ray diffraction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The analytical results indicated that the crystal structure, morphology and pore size were affected significantly by the voltage and current density applied in anodization and the percentage platinum content. The results of XPS measurement showed that the binding energy of O 1s and Ti 2p increased slightly owing to platinum deposition (Pt⁰, Pt²⁺ and Pt⁴⁺) onto the TiO₂ surface. The photoelectrocatalytic (PEC) oxidation of methyl orange in aqueous solution using the Ti/TiO₂ and Ti/Pt–TiO₂ meshes was investigated. The experimental results demonstrated that Ti/TiO₂ mesh prepared at 160 V and 110 mA cm^–2 achieved the best PEC oxidation. The efficiency of PEC oxidation could be further enhanced by applying an electrical bias between the working electrode and counter electrode. An optimal electrical bias voltage was found to be 0.6 V, while an optimal platinum content was 3.37%.     

吗啉离子液体中纳米TiO2的制备及其光催化性能

以自制N-甲基-N-硝基苯基吗啉盐酸盐离子液体为介质,以TiOCl2溶液为前驱体,利用低温水解法制备了金红石型纳米TiO2粉体. 结果表明,所制TiO2粒径为4.7 nm,将其用于光催化降解甲基橙,5 h内甲基橙降解率可达99.18%,说明其具有优良的光催化性能.     

铁和镧共掺杂二氧化钛的光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了纯的和铁镧共掺杂的TiO2纳米粒子,对样品进行了X射线和紫外-可见吸收光谱分析。结果表明,500℃煅烧的未掺杂和共掺杂TiO2均呈锐钛矿结构,铁镧共掺杂抑制了TiO2粒径的长大,使TiO2的吸收带边红移且在可见光区的光吸收增强;光催化降解甲基橙表明,未掺杂的TiO2光催化活性高于P25,而适量铁镧共掺杂TiO2光催化活性进一步得到提高,最佳掺杂比是0.05%的Fe和0.5%的La。     

Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜材料的制备与光催化性能研究

以载玻片为基材,通过溶胶-凝胶技术制备Fe3+离子掺杂的TiO2薄膜。采用甲基橙作为目标降解物,研究Fe3+掺杂薄膜的光催化活性,采用X-射线衍射、扫描电镜和紫外-可见光吸收谱等技术对薄膜相关特征进行了表征。研究表明,当Fe/Ti物质量比为0.25%时,光催化活性最高。经500℃焙烧2h制备TiO2薄膜具有锐钛矿结构,TiO2粒子大小均匀,有孔隙结构。掺杂Fe3+使薄膜TiO2粒子减小,孔隙率增加,而粒子粒径分布不均匀增加,且吸收强度增加吸收边有一定的红移。     

TiO2光催化处理含甲基橙微污染水的动力学研究

通过溶胶-凝胶和浸渍相结合的方法制备出负载型纳米TiO2光催化剂,在光催化氧化反应器中对含有甲基橙的微污染水进行了光催化氧化研究.确定影响甲基橙光催化氧化的主要影响因素为TiO2光催化剂投加量、氧化剂投加量.结果表明,光催化氧化要比无催化剂的光氧化效果好,甲基橙的降解过程符合一级反应动力学模型;最佳的催化剂投加质量浓度为0.40 g/L;增加H2O2的投加量有助于甲基橙的去除.     

玻璃表面静电自组装TiO2基薄膜研究

采用静电自组装薄膜技术在玻璃基片表面上制备了TiO2基薄膜。研究TiO2基薄膜的光催化活性和超亲水性。     

Ce掺杂TiO_2纳米粒子的制备及其光催化活性研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纯的和掺杂铈的TiO2纳米粒子,并利用XRD和UV-VIS对其进行表征,且在紫外光下,以甲基橙的光催化降解为模型反应,考察了TiO2纳米粒子的光催化活性和不同Ce掺杂量对光催化活性的影响。结果表明,Ce的掺杂抑制了锐钛矿晶粒的生长,并使TiO2纳米粒子的光谱响应范围拓展到可见光区,掺杂Ce的摩尔分数为0.05%时,TiO2纳米粒子具有最佳的光催化活性。