筒式光催化反应器降解养殖废水研究

以柔性纤维负载Ti O2为光催化剂,自制筒式光催化反应器,进行光催化模拟水产养殖废水实验,考察了曝气量、p H值、催化剂投加量与初始浓度等因素对氨氮去除率的影响。结果表明,在曝气量为1.0 L/min,催化剂用量12.5 g,碱性条件及初始浓度在90 mg/L时,氨氮降解率最高为85.3%。不同初始浓度氨氮的光催化降解速率符合准一级动力学模型,模拟养殖箱连续运行15 d表明,氨氮浓度降低,可满足水产养殖废水标准。     

环状非均相光催化反应器设计要素及应用研究

对目前使用很多的环状非均相光催化反应器的重要设计因素以及关键部件的选取进行了研究。依照得出的结论设计了一套简单实用的环状非均相光催化反应器,并进行了氨氮光催化降解实验以验证装置效果。结果证明,该设计装置降解效率较高,具有一定的推广前景。     

筒式光催化反应器降解养殖废水研究

以柔性纤维负载Ti O2为光催化剂,自制筒式光催化反应器,进行光催化模拟水产养殖废水实验,考察了曝气量、p H值、催化剂投加量与初始浓度等因素对氨氮去除率的影响。结果表明,在曝气量为1.0 L/min,催化剂用量12.5 g,碱性条件及初始浓度在90 mg/L时,氨氮降解率最高为85.3%。不同初始浓度氨氮的光催化降解速率符合准一级动力学模型,模拟养殖箱连续运行15 d表明,氨氮浓度降低,可满足水产养殖废水标准。     

三相流化床中光催化降解反应特性的研究

在设计并建立的流态化光催化反应器中,采用负载型光催化剂对甲基橙水溶液进行了光催化降解实验研究。优化了三相流化状态下光催化反应器的操作条件, 其结果为:气体流量200-250Lh-1,液体流量30 Lh-1,催化剂用量为1.5gkg-1处理液;考察了该反应器中催化剂的使用寿命,为光催化降解技术的工业应用研究提供了参考。     

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%。     

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。     

TiO_2薄膜光催化降解甲基橙反应动力学研究

以甲基橙为模型污染物、TiO2薄膜为光催化剂,在自制的光催化反应器上进行了光催化降解反应实验,主要研究了甲基橙初始浓度(c0)和紫外光光照强度(I)对其光催化降解反应的影响。结果表明,该降解反应可用一级反应动力学方程进行描述,反应速率常数(k)与c0及光强I的关系分别为:k∝c0-1 4和k∝I0.65。     

新型光催化反应器的设计与制氢性能研究

详细介绍了超声波雾化光催化反应器、多功能光催化反应器的设计与制作,对两种新型光催化反应器的结构和性能进行了对比与评价,同时对两种新型光催化反应器进行了二氧化钛光催化乙醇水溶液析氢性能比较研究。实验结果表明,超声波雾化工艺在光催化中具有积极的作用,反应460 min将制氢总量提高了36.9%,达到215 mL。两种光催化反应器的设计各具优点,对今后研究人员进行光催化实验提供了帮助。     

室内空气中三氯乙烯在TiO_2/AC上的光催化氧化反应动力学

采用具有多层结构的蜂窝状整体式光催化净化块为催化材料 ,设计了室内空气净化光催化反应器 ,以三氯乙烯 (TCE)为模拟污染物 ,在 2 5℃、常压下 ,进行水、TCE的吸附等温线的测试和 TCE的光催化降解反应动力学研究。水与 TCE的平衡吸附采用 L angmuir吸附等温线表示 ;TCE在 Ti O2 表面的光催化反应采用简单的 L- H速率方程来表征 ;并进行了模型值与实验值的比较 ,结果令人满意     

悬浮型光催化纳滤膜反应器处理H酸废水光催化降解效率及反应动力学

分别采用悬浮型光催化反应器和悬浮型光催化纳滤膜反应器进行光催化降解H酸溶液试验。结果表明,后者比前者具有更好的光催化处理效果。在污染物初始质量浓度分别为50mg／L、100mg／L和150mg／L、p／p0≥0．7的反应条件下,悬浮型光催化反应器中污染物光催化降解过程分别遵循L-H-级、一级以及一级与0级耦合的反应动力学。而在悬浮型光催化纳滤膜反应器的耦合工艺中,光催化降解过程分别遵循L-H一级、一级与0级的耦合以及0级反应动力学模型。     

固定式填充复合床光催化反应器降解亚甲基蓝的研究

设计了一种固定式填充复合床光催化反应器,以普通玻璃片和玻璃螺旋圈为载体,用溶胶-凝胶法制备了负载型TiO2薄膜光催化剂。利用紫外光为光源,采用难降解物质亚甲基蓝在不同初始浓度、pH值和光强等因素下的光催化降解脱色反应速率考察了该反应器的工艺特性,试验结果表明:该种反应器的最佳操作条件为反应器中同时放置普通玻璃片TiO2薄膜光催化剂和玻璃螺旋圈TiO2薄膜光催化剂,溶液pH值为7.5,光源光强为650W,光照时间为180min。当进水亚甲基蓝的质量浓度为8.0mg/L时,在此条件下的降解脱色效率为93.83%,且其设计易于实现产业化。     

TiO_2–SA–Arg nanoparticles stabilized Pickering emulsion for photocatalytic degradation of nitrobenzene in a rotating annular reactor

Pickering emulsions stabilized by salicylic acid and arginine modified titanium dioxide(Ti O2–SA–Arg) nanoparticles were prepared in this study for photocatalytic degradation of nitrobenzene in a rotating annular reactor,and the effects of various design parameters of the rotating annular reactor, initial nitrobenzene concentration,catalyst amount, and solution p H on the degradation rate of nitrobenzene were investigated. Meanwhile, the degradation mechanism of nitrobenzene was proposed. The results show that increasing the aeration rate, the rotational speed, and light intensity results in a higher photocatalytic degradation rate of nitrobenzene owing to the effective clearance of electrons and a high quantity of oxidative free radicals. The degradation of nitrobenzene in the rotating annular reactor follows the pseudo first-order kinetics, but it is not well described by the Langmuir–Hinshelwood equation. Aeration has a significant effect on the photocatalytic degradation pathway of nitrobenzene. Because nitrobenzene can undergo reduction reaction as electron acceptors and oxidative degradation initiated by hydroxyl free radicals, the photocatalytic degradation of nitrobenzene follows the reduction mechanism under no aeration, but the oxidation mechanism under aeration.     

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。     

Modeling of corrugated plate photocatalytic reactors and experimental validation

A mathematical model describing the performance of photocatalytic reactors was proposed, and fitted using data for 4-chlorophenol degradation collected with a flat plate reactor. It was used to predict the performance of corrugated plate photocatalytic reactors, and this was then compared with subsequent experimental results. With only three experimentally determined parameters, the new model incorporates reaction kinetics, mass transfer, and photon transfer. The model-predicted performance of the corrugated plate reactors, with different structural parameters and under different hydrodynamic and illumination conditions, was found to agree with the experimental data reasonably well.     

铌酸光催化降解甲基橙溶液

以铌酸为光催化剂,在高压汞灯照射下,对模拟染料废水甲基橙溶液进行光催化降解,研究过氧化氢加入量、催化剂用量和甲基橙起始浓度对光催化降解的影响。结果表明,当甲基橙起始浓度为15 mg·L^-1、30%过氧化氢用量为5.0 mL·L^-1和催化剂用量为1.5 g·L^-1时,光照1 h,甲基橙溶液降解率达到97％,在较低浓度下,甲基橙溶液的光催化降解反应符合一级动力学方程。     

LDO负载纳米二氧化钛复合物的制备及其光催化性能研究

以碳酸根型镁铝层状双氢氧化物(LDH)为载体,采用溶胶-凝胶法利用酞酸丁酯水解负载纳米TiO2于LDH片层获得TiO2/LDH前驱体,通过低温焙烧前驱体获得纳米二氧化钛/层状双金属氧化物复合物(TiO2/LDO).以亚甲基蓝溶液模拟染料污染物,在波长291 nm紫外光条件下测定吸光度,评价了光催化剂不同投加量,体系pH值以及光照时间条件下对亚甲基蓝降解率的影响,研究了TiO2/LDO的光催化性能.结果表明:通过溶胶-凝胶法可以获得高分散纳米级(<10 nm)TiO2负载型TiO2/LDH复合物,TiO2/LDH中TiO2负载率达8.01wt%(质量分数);TiO2/LDO的光催化性能较纯LDO高,TiO2负载于LDO层板对亚甲基蓝具有协同催化作用;在pH值为9的80 mL亚甲基蓝溶液(浓度为5 mg/L)中投入0.20 g TiO2/LDO,催化反应8 h后降解率高达81.7%,TiO2/LDO对亚甲基蓝溶液的光催化反应符合一级动力学方程.     

新型固定式ZnO光催化膜反应器的研究

以棒状纳米ZnO颗粒堆积形成的孔隙组装烧结成多孔陶瓷光催化膜,用其制成逆流固定式新型光催化膜反应器. 400~800℃范围内,随烧结温度提高,ZnO多孔膜孔隙变小. 实验研究了光源、ZnO添加量对悬浮型光催化反应器降解水溶液中染料亚甲基蓝(MB)的影响,结果表明,随ZnO添加量增加,光催化反应速度变快,当100 mL 20 mg/L MB溶液中添加量超过0.05 g时,光催化反应不随添加量增加而增加. 随持液量增加,反应器中反应速度先降低后增加. 新型固定式光催化膜反应器能更有效供氧而具有更快的光催化速度.     

Radiation absorption and degradation of an azo dye in a hybrid photocatalytic reactor

Results are presented for the photocatalytic degradation of an azo dye, reactive blue 69, in a novel hybrid photocatalytic reactor, illuminated by solar radiation and artificial light, under different experimental conditions. A radiative transfer model, based on the P1 approximation, is proposed to evaluate the distribution of local volumetric rate of photons absorption (LVRPA) in the reaction space of the hybrid photocatalytic reactor. This radiation transfer model, together with a first order kinetic model, is used to fit the experimental results. The model correlates well with the experiments, and values for an apparent first order kinetic constant for the degradation of RB69 are obtained. The proposed radiative transfer model (P1 approximation) is simple enough to allow for an analytical solution, yet complex enough to take into account scattering of radiation in all directions and to all orders. Simulations show a distribution of LVRPA that varies smoothly at small catalyst concentration, and is very quickly attenuated for high concentrations. Around of 70% of photons supplied by both illumination sources to the hybrid photocatalytic reactor are absorbed by the catalyst. The experimental results show the decolorization degree increases as catalyst concentration increase. In relation to mineralization process, the removal of total organic carbon is nearly complete after 5 hours irradiation. This indicates that not only the azo bond breakage is carried out, but also that the intermediate species are mineralized. The apparent kinetic constant has a dependence on catalyst concentration which is described by an adsorption model. Addition of oxygen by means of an air diffuser proves to be beneficial to the process.     

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。