TiO2/浮石光催化降解活性艳红X-3B的中试研究

采用TiO2/浮石悬浮态光催化剂,对活性艳红X-3B模拟废水进行了光催化降解的中试研究.考察了催化剂投加量、曝气量、溶液pH、投加助剂H2O2、污染物初始浓度对光催化效率的影响.结果表明,TiO2/浮石在中试条件下对活性艳红X-3B有较好的降解效果;催化剂最佳投加质量浓度为45g/L,增大曝气量和pH,适当投加助剂H2O2有利于光催化降解效率的提高;活性艳红X-3B的光催化降解过程符合负一级反应动力学规律,反应速率常数与活性艳红X-3B模拟废水初始浓度之间具有近似负一级的动力学关系.     

浆态光催化反应器有机模拟废水光催化氧化特性与动力学

采用循环式浆态光催化反应器对苯甲酰胺模拟废水光催化氧化特性和动力学进行了研究,系统地考察了操作条件对模拟污染物光催化降解的影响,并与搅拌式和鼓泡床式浆态光催化反应器中苯甲酰胺的降解效果进行对比.结果表明,循环式浆态光催化反应器中光催化剂的用量、污染物的初始浓度和初始pH值对模拟污染物光催化降解性能的影响存在适宜值;体系中H₂PO^-₄、Cl^-、Cu²⁺、Al³⁺对其光催化降解过程有明显的抑制作用.与传统的搅拌式和鼓泡床式浆态光催化反应器相比,循环式浆态光催化反应器中催化剂和废水的混合效果较好,光利用率高,较大程度上减少催化剂的用量和提高废水处理能力.同时,对不同催化剂的用量和污染物初始浓度下的光催化氧化反应动力学研究表明,此过程符合拟一级动力学,催化剂表面反应速率常数k₀和催化剂吸附平衡常数K_TiO2分别为0.0279 min^-1和17.99 L•g^-1.     

TiO2光催化降解活性艳红X-3B的动力学研究

研究了pH、TiO2投加量、H2O2用量和紫外线光强对光催化降解活性艳红X-3B动力学的影响。结果表明,TiO2光催化降解活性艳红X-3B的速率遵循准一级反应动力学方程,表观反应速率常数随溶液pH升高而下降;TiO2和H2O2的投加量均存在一个最佳值,在本实验条件下,它们分别为2．0g／L和0．2mL／50mL,低于或超过该值,都会导致反应速率下降;提高入射光强可以明显加快光催化降解速率。     

木素类模型物紫丁香醇TiO2光催化降解

在光催化反应器中,以紫外光 (功率11 W,波长253.7 nm)作光源,在TiO2悬浮体系中,对含有木素类模型物紫丁香醇的有机废水进行了光催化降解实验,并研究了其反应特性.实验结果表明,暗反应60 min后,紫丁香醇在TiO2催化剂表面达到吸附解吸平衡,吸附总量百分比基本相同,TiO2表面饱和吸附量是初始溶液中紫丁香醇质量的16.3%;当TiO2用量为0.4 g/L,溶液pH值为3以及连续曝气和搅拌条件下,由降解吸光度曲线可知,经该紫外光照射12 h,初始浓度40.5 mg/L的溶液去除率达52%,继续照射4 h,最终可达到完全降解.由降解吸光度曲线和化学特征功能团显色实验可初步推断,在一定的紫外光照射下,紫丁香醇支链上的一个甲氧基先与苯环发生断裂,生成了具有单甲氧基结构的中间体-愈创木酚.通过联立方程定量分析了降解过程中紫丁香醇和愈创木酚的浓度.     

一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器

耦合光催化氧化和有机膜分离技术,设计了一种新型一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器;并通过利用颗粒状TiO2对酸性红B废水的降解实验,研究了反应器的基本性能。结果表明:一体式反应器中的膜组件可有效地分离TiO2,使其在反应器中循环使用。反应区曝气量是TiO2发生沉积的主要影响因素,且反应区曝气量以3.6m3/h为宜,而脱色率随TiO2质量浓度的增加呈现为先增加其后保持不变的变化趋势,最佳TiO2质量浓度为2g/L。膜组件底部的曝气装置可大大减轻膜污染,但并不对TiO2的沉积产生影响。一体式反应器可实现长期、稳定地运行。     

旋转薄膜浆态光催化反应器

在分析现有光催化反应器特点的基础上,提出了一种新型的旋转薄膜式浆态光催化反应器（RFFS）。用商品化光催化剂Degussa P25,以苯酚模型有机物为降解对象,对比了RFFS与传统鼓泡浆态光催化反应器（TBS）的性能,研究了RFFS的光催化性能。结果表明,与传统浆态光催化反应器相比,RFFS具有较高的光催化性能,尤其是能够在较高的光催化剂浓度下运行。在光催化体系的循环流速大于2.7 L·min-1、供气流量为1.0 L·min-1、催化剂浓度为3.0 g·L-1的条件下,RFFS比传统浆态鼓泡光催化反应器的降解速率提高1.6倍。RFFS利用旋转浆态薄膜强化了光催化反应体系的传质,同时提高了体系中光催化剂对光能的利用率,较好地解决了光在传统浆态体系中的传递问题,为开发新型的具有工业应用前景的光催化反应器提供了方案。苯酚在RFFS中的降解动力学符合表观一级动力学模型,理论值与实验结果吻合较好。     

光催化降解活性染料K-GL的动力学及其盐效应

以分散态纳米TiO2为光催化剂,在鼓泡流化床光催化反应器中对活性翠兰K-GL染料溶液进行光催化降解实验研究。通过改变光催化剂投入量、染料溶液的初始浓度和Na2SO4与NaCl的掺加,探讨了影响光催化降解K-GL的因素,运用Langrmuir-Hinshelwood动力学方程对染料降解动力学规律进行了研究。结果表明,TiO2光催化降解活性翠兰K-GL的反应遵循准一级反应动力学方程,且表观反应速率表常数随活性翠兰溶液初始浓度的升高而降低;反应的催化剂最佳投入量为0.122g/L;光催化体系中的Na2SO4对于染料K-GL的降解表现出明显的促进作用,在较低浓度下,Na2SO4的最佳添加量为0.104mol/g,且随着其浓度的升高,表观反应速率常数随之增大;而掺加不同浓度的NaCl对光催化降解K-GL有抑止作用。     

反应器型式对有机废水光催化氧化特性的影响

采用浆态光催化反应器对苯甲酰胺模拟废水光催化氧化特性进行了研究。探讨了催化剂的用量、污染物的初始浓度、反应时间、空气流量等操作参数对鼓泡式、循环式等形式的浆态光催化反应器内苯甲酰胺模拟废水光催化氧化特性和动力学的影响。结果表明,浆态光催化降解过程中污染物的浓度越低效果越好,催化剂的用量存在适当值;不同操作条件对不同形式浆态光催化反应器内苯甲酰胺模拟污染物光催化降解性能的影响不近相同。在所考察的污染物初始浓度、催化剂量和空气流量范围内,反应器中苯甲酰胺光催化氧化速率均符合拟一级动力学方程。与鼓泡式浆态光催化反应器相比,所开发的循环式浆态光催化反应器在空气作用下能更好地改善催化剂与气体和废水的混合效果,进而提高了光催化剂的利用效率,能更有效降解有机污染物;而且空气利用量小,能够大大降低浆态床光催化氧化处理废水的运行成本。     

TiO2悬浮体系光催化降解染料动力学研究

在TiO2悬浮体系中,以高压汞灯为光源,研究了活性艳红X-3B光催化脱色反应动力学.考察了X-3B初始质量浓度、pH值、光强、催化剂投加量以及共存无机阴离子和有机物对光解速率的影响.结果表明,该反应可用Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学方程来描述,在较低质量浓度(≤50 mg/L)下光催化降解过程为准一级反应;在本实验条件下,一级反应速率常数k′与初始质量浓度ρ0近似成负一级反应关系,与光强I的根方近似成正比;催化剂的投加量有一适宜值(4 g/L);在偏酸性和碱性条件下光催化降解X-3B脱色较快,且在酸性条件下比在碱性条件下效果更好;除PO43-对反应有促进作用外,大部分无机阴离子(Cl-、SO42-)和有机物(DBS、PVA)对降解均有抑制作用.     

TiO2光催化降解活性艳红X-3B的研究

研究了UV—TiO2体系对典型偶氮染料活性艳红X-3B模拟废水的光催化降解效果,探讨了废水pH、H2O2用量、紫外线波长、紫外线光强等因素对降解速率的影响。结果表明：(1)模拟废水的起始pH值影响活性艳红X-3B的光催化降解,在pH=3．0—5．0时效果最佳;(2)投加少量H2O2可提高活性艳红X-3B的降解速率,但用量过大时会产生抑制作用;(3)UV光强是影响反应的外在动力,在0—50μW／cm^2范围内,光强越大降解速率越快;(4)UV波长对反应有重要影响,365nm的处理效果明显优于254nm的处理效果。