纳米TiO2光催化降解有机废水及改性研究进展

纳米TiO2是近年来半导体材料用于环保领域中研究最多、最具发展前景的高新技术材料之一.作者介绍了纳米TiO2的光催化机理,并对纳米TiO2在降解有机废水等方面的应用进行了评述,还综述了近年来对纳米TiO2改性方面的研究,包括沉积贵金属、金属离子掺杂、非金属掺杂和半导体复合等技术.     

固定化的TiO2薄膜光催化降解苯酚废水

研究了二氧化钛经马福炉烘烧固定化后作为催化剂,用紫外灯为光源,降解工业废水苯酚。实验得出：烘烧温度、二氧化钛掺杂物、降解液中添加物、粘合剂均对苯酚转化率有影响。结果表明：烘烧温度400℃,用淀粉作为粘合剂,降解液中加入双氧水,二氧化钛中掺入铁、镁、铜粉均对转化率有所提高。     

耐火砖附载TiO2光催化降解糠醛废水

以耐火砖为载体,采用简单工艺制得负载型光催化剂TiO2,并研究了利用TiO2/firebrick光催化剂降解糠醛废水,结果表明,在紫外灯下照射60min,糠醛废水的COD去除率可达56．7％,而通入空气有利于污染物的去除。     

TiO2光催化降解制药废水的研究进展

概述了TiO_2光催化降解制药废水的机理,对制药废水光催化降解速率的影响因素、提高降解效率的途径进行了综述。并对TiO_2光催化技术处理制药废水的研究进行了展望。     

纳米TiO2光催化法处理炼油废水的研究

采用纳米TiO2光催化技术对炼油废水中COD和NH3-N进行了降解试验研究,结果表明,pH值在7～8时,纳米TiO2光催化剂的最佳用量为2.5 g/L、COD和NH3-N的最佳光照时间为4 h时和2 h时,在废水CODCr、NH3-N的质量浓度分别为1 470、91 mg/L时,处理后分别下降到700、40 mg/L左右,COD和NH3-N的降解率分别达到50.1%和55%.     

TiO2光催化氧化降解偶氮染料废水的研究

以偶氮染料直接耐酸大红4BS模拟废水为研究对象,以TiO2为光催化剂,紫外灯作光源（80W）,探究了不同TiO2催化剂的用量、光照时间、溶液初始pH值及废水初始质量浓度等因素对偶氮染料废水降解率的影响。实验结果表明,偶氮染料直接耐酸大红4BS废水的最佳处理条件为：TiO2催化剂质量浓度1．2g／L,光照时间120min,初始pH值10,废水初始质量浓度20mg／L。在最佳处理条件下,对某染料厂的实际工业废水样进行了降解率的测定,得出其降解率在90％以上。     

Yb/TiO2光催化降解染料废水的研究

采用胶-溶凝胶法制备纳米掺镱TiO2光催化剂Yb/TiO2.在紫外灯下照射,对罗丹明B模拟染料废水进行光催化降解研究,优化了光催化的反应条件.结果表明:当掺镱量n(Yb)/n(TiO2)为1.0％,催化剂用量为2g·L-1,溶液pH值为4,光照时间为3h,染料废水的起始浓度为10mg·L-1时,染料废水的降解率可达95.32％.     

纳米TiO2光催化降解污染物研究

以10W直管紫外杀菌灯为光源，以泡沫镍基纳米TiO2为催化剂，研究了低沸点有机小分子污染物的光催化降解。以丙酮为光催化降解对象，结果表明，丙酮的降解符合Langmuir-Hinshelwood准一级动力学方程，并研究了相关因素对丙酮的光催化降解的影响。并对实验现象加以解释。实验还对类似于丙酮的低沸点有机污染物，设计了一种新颖的光催化反应器。     

低温制备纳米晶TiO2薄膜及其光催化性能

以无机盐TiOSO4、氨水、H2O2为原料,通过沉淀、胶溶、络合、回流等步骤制备了含有锐钛矿晶粒的回流溶胶(refluxed sol,RS).以RS为前驱体在玻璃基片上用红外灯100 ℃干燥,在低温下制备了纳米TiO2薄膜,采用X射线衍射、热重、扫描电镜、紫外可见光吸收光谱等测试手段对TiO2薄膜进行了表征.结果表明:低温制备的TiO2薄膜呈透明状,在可见光下透光率超过80 %,附着力良好,薄膜表面均匀分布着球形锐钛矿晶粒,晶粒粒径随回流时间延长而增加.以10 mg/L甲基橙为降解对象,考察了TiO2薄膜的光催化性能,由100 ℃回流6 h的RS-6溶胶制备的TiO2薄膜光催化性能最好,120 min内甲基橙脱色率达到99%以上,说明采用RS前驱体制备的TiO2薄膜光催化性能良好.     

改性纳米TiO2固相光催化降解LDPE薄膜的研究

采用苯乙烯接枝改性纳米二氧化钛（TiO2-g-PS）颗粒作为催化剂,制备了一种新型可光催化降解的TiO2-g-PS /LDPE纳米复合薄膜,并在空气中紫外光照下进行了薄膜的固相光催化降解。利用热失重、傅立叶红外光谱和扫描电子显微镜等对光照前后纯LDPE、TiO2/LDPE和TiO2-g-PS /LDPE复合薄膜进行分析表征。结果表明,改性颗粒的催化活性较高,能有效地降解聚乙烯薄膜,复合薄膜经紫外光照336 h后,光降解失重率达到36.2 %。     

改性TiO2纳米薄膜及其可见光降解甲醛研究

以无机盐TiOSO4为主要原料,采用低温回流技术,于130℃下在玻璃基底上制备了TiO2纳米薄膜,研究了单离子掺杂和双离子掺杂对材料结构特性和可见光催化降解甲醛特性的影响。结果表明,选取La3+和Fe3+分别掺杂以及以2种离子共同掺杂,在可见光下对甲醛气体的降解试验中,TiO2基薄膜均表现出较高的光催化活性,尤其是在2种离子双掺杂的情况,在6 h可见光照射下,对甲醛的降解率达到90%。纳米尺度的锐钛矿结构以及离子掺杂改变TiO2材料带隙结构是该薄膜材料具有可见光催化活性的根本原因。     

沸石负载TiO_2光催化降解制药废水的研究

用自制的光催化反应器,以天然斜发沸石负载TiO2为光催化剂,紫外光为光源,对制药工业废水进行光催化降解实验,研究其在不同条件下的光催化降解效果。实验结果表明,经过光催化降解反应,制药工业废水的COD去除率可达78.2%,脱色率为94.6%。     

TiO2光催化降解农药废水的研究

研究了TiO2光催化降解有机磷农药乐果废水的影响因素,获得的适宜工艺条件为：TiO2用量 0.4 g/L,乐果初始浓度 20 mg/L,曝气量 23 L/h,在强酸性及碱性介质中均有利于乐果废水的降解.加入电子接受体Fe3＋、H2O2能较大地提高乐果废水降解率.     

二氧化钛光催化降解酸性嫩黄的研究

研究了二氧化钛在紫外光下,对酸性嫩黄模拟染料废水的光催化脱色效果。研究结果表明,当酸性嫩黄溶液初始浓度为100 mg/L,溶液初始pH为4,二氧化钛的投加量为0.34%,光催化反应80分钟,其脱色率可达93%。二氧化钛的煅烧温度为450℃时,催化效果最好。光催化氧化法是处理酸性嫩黄染料废水的有效方法。     

低温制备Fe-TiO2及其可见光催化性能研究

采用大量水体系溶胶-凝胶方法在低温下制备了掺杂铁的二氧化钛纳米材料(Fe-TiO2),通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis对样品进行了结构、形貌以及光化学方面的表征,研究了铁掺杂浓度对样品结构和性能的影响。结果表明,低温下合成的样品主要以锐钛矿型存在,结合有少量板钛矿型。掺杂1%的Fe-TiO2具有最大的吸收带红移,在室内具有最好的对甲基橙光催化性能。主要认为铁的掺杂抑制了电子和空穴的复合并且增强了其在可见光区的吸收。     

TiO_2光催化降解染料废水的研究进展

综述了TiO2光催化降解染料废水的研究现状和机理,简单介绍了降解溶液pH、催化剂用量、掺杂物质浓度、煅烧温度以及超声波等因素对降解效果的影响。最后展望了TiO2光催化降解染料废水的应用前景。     

低温制备纳米TiO2及其可见光光催化活性

对TiO2纳米晶进行了研究。采用”低温水热法”在室温附近的低温下处理无定型的TiO2前驱体制备出了纳米TiO2,制备温度比传统的水热法和溶胶一凝胶法要低很多,在低于50℃的温度下即可得到金红石型TiO2。研究了TiO2的相组成与温度的关系以及TiO2的形貌。实验表明,在波长大于400nm的可见光照射下,棒状的金红石型TiO2具有良好的可见光光催化性能。     

纳米晶TiO_2光催化降解制浆黑液的影响因素

用溶胶—凝胶法制得TiO2粉末,并对其进行热处理。该粉末是一种纳米晶半导体金属氧化物。用该粉末作光催化剂,以高压汞灯为紫外光源,对制浆黑液进行降解处理。将实验中废水的CODcr、色度、脱色率及pH值等参数的变化作为评价光催化降解效果的依据。结果表明,TiO2用量和氧流量均有一个最佳值。催化剂的用量过低,光源的能量得不到充分利用,过高则无助于光子的吸收,反而因过多的光散射而降低效率。氧流量过低则不能有效移除催化剂中的光生电子,使催化剂的催化能力得不到充分发挥,过高则多余的氧不能参与反应。另外,降解反应的速度与废水中有机物的初始浓度无关。     

分级多孔TiO2光催化剂的合成及降解农药废水性能研究

以生物废料玉米穗为模板,浸渍钛酸四正丁酯溶液后,经高温煅烧得到分级多孔氧化钛材料,经0.2 mol/L钛酸四正丁酯溶液浸泡后氧化钛完全复制了生物模板的结构,产物为平均直径12 nm的锐钛矿型氧化钛颗粒构成的直径2～5 μm纤维管,管壁密布由纳米颗粒堆积形成的介孔孔道,孔道直径为2～10 nm,材料比表面积约为115.7m2/g,而商用纳米氧化钛P25粉的比表面积约为81 m2/g.用于100 mg/L精制敌百虫农药在紫外光下的降解,在200 min后,分级多孔氧化钛光催化材料的COD(化学需氧量)和TOC(有机碳含量)降解率分别为98.7％和73.8％,高于商用氧化钛材料的84.1％和53.7％.