复合光催化材料对食品色素废水的降解研究

以自制纳米TiO2为主体,以高铝酸盐为载体制备复合光催化材料,以甲基橙色素溶液为试验底物,优化材料的组成比例、光照条件、污染物初始浓度、溶液pH值等条件,在最优条件下考察对常用食品色素胭脂红、日落黄、柠檬黄的降解效果.结果表明:高铝酸盐与纳米TiO2按8∶2成膜制备的复合材料光催化降解甲基橙效果最好;初始浓度越低,光催化效果越好;吸附作用促进了光催化降解,光催化120 min时甲基橙的最大吸收波长464 nm处吸收峰消失,在270 nm处的特征峰也消失,这表明甲基橙已发生完全降解;溶液pH为6⁸时降解效率较高;胭脂红、日落黄、柠檬黄在120 min时的降解效率分别达到88.1%、95.6%、97.1%,光催化处理食品色素废水的效果显著.     

活性炭负载TiO2光催化降解甲醛

研究了活性炭负载TiO2所制得的光催化剂(TiO2/AC)对空气中甲醛光催化降解效果,考察了光照时间、TiO2负载量、空气流量对甲醛光催化降解效率的影响,讨论了TiO2/AC对甲醛的吸附性能以及吸附一定量甲醛后对其光催化效果的影响.结果表明:在活性炭表面负载TiO2后,对甲醛仍具有很强的吸附能力;光催化剂在空气中对甲醛的光催化降解效率可达94.06%;吸附甲醛后,稳定状态下甲醛光催化降解效率和新制备催化剂基本相同;在保证每次镀膜(TiO2)厚度达到300 nm的条件下,一次镀膜光催化效率高于多次镀膜;随着空气流量的增加,甲醛光催化降解效率有所提高.     

不同化学氧化剂对土壤中多环芳烃的降解效果

选取被多环芳烃（PAHs）污染的土壤作为试验样本,应用4种化学氧化剂降解土壤中16种多环芳烃,对比不同氧化剂的降解效果,筛选最佳氧化剂并优化氧化条件. 结果表明：采用双氧水、改性Fenton试剂、高锰酸钾、活化过硫酸钠均可以降解土壤中的多环芳烃,其降解效率依次为：高锰酸钾（94.06%）>活化过硫酸钠（82.79%）>改性Fenton（81.15%）>双氧水（72.91%）. 高锰酸钾能高效、稳定地降解16种多环芳烃,对单个多环芳烃的降解率均在80%以上,土壤中多环芳烃的残留量均在标准范围内. 当添加量为2.5 mol/kg、水土比为7.5、反应时间为48 h时,高锰酸钾降解多环芳烃的效率最高,达到95.96%. 化学氧化剂可以有效降解土壤中的多环芳烃,高锰酸钾的降解效果最好,具有较好的应用前景.     

负载TiO2工程化光催化水处理器降解活性黑GR实验研究

采用复合镀工艺制备负载纳米TiO2的三维镍网,研究开发出已实际工程应用的光催化水处理器,并模拟在不同条件下,对活性黑GR溶液进行降解脱色实验研究,获得最佳的实际工程工艺条件和参数.实验表明,UV/镍网/TiO2组合模式对活性黑的降解效果最佳,在240 min内脱色率能达到94.76%.活性黑溶液的脱色率随初始质量浓度的增大而减小,当质量浓度为20 mg/L时,降解效果最佳,处理240 min脱色率能达到98.35%;活性黑溶液pH=5时,脱色率能达到94.2%;投加1 g/L H2O2增强了光催化降解效率,在150 min内,脱色率能达到98.6%.     

活性炭纤维负载TiO2光催化降解苯酚

以硫酸钛为原料,通过水解法在活性炭纤维（ACF）上制备了二氧化钛（Ti02）薄膜。以主波长为254nm的紫外灯作为光源,利用所制的TiO2光催化降解40mg／L的苯酚溶液,考察了不同条件下苯酚的去除效果、ACF吸附性能及TiO2／ACF的光催化活性。结果表明：TiO2／ACF光催化降解苯酚适宜在中性溶液中进行;随着光照强度的增加,苯酚去除率增大;当溶液pH=7．5,苯酚浓度为40mg／L,紫外灯光照强度为1．75W／L时,TiO2／ACF光催化降解苯酚4h后,苯酚去除率可达88．2％。溶液中加入H2O2有利于苯酚的降解去除。     

TiO2光触媒降解甲醛影响因素的分析

以天津城市建设学院环境工程有限公司生产的TiO2光触媒来降解2%甲醛溶液,研究了TiO2光触媒降解甲醛的影响因素,包括光触媒用量、光源种类、光照强度和光催化载体.研究结果表明:光照强度越高和在紫外灯照射下,降解甲醛效率越高;加大光触媒用量能加快降解速率;光催化载体对降解效率没有影响.     

超声联合PW11O7-39/TiO2光催化降解亚甲基蓝

探讨了在超声波作用下,PW11O7-39/TiO2光催化降解模拟亚甲基蓝染料废水的效果,研究了超声功率、初始pH和催化剂投加量等因素对降解亚甲基蓝废水的影响.亚甲基蓝在碱性条件下更容易被降解,PW11O7-39/TiO2投加量在0.2～0.4 g/L、超声功率在250～350 W降解效果较好.在超声功率为250 W、pH为7.5、PW11O7-39/TiO2投加量为0.2 g/L的条件下,初始质量浓度为5 mg/L的亚甲基蓝模拟废水在超声催化90 min后色度去除率达99%以上,180 min后TOC去除率可达62%.超声联合PW11O7-39/TiO2光催化降解亚甲基蓝的效果明显优于单纯超声和PW11O7-39/TiO2光催化的降解效果.     

Co2+离子掺杂对TiO2结构与光催化活性的影响

论文采用溶胶-凝胶法制备Co2+掺杂的TiO2纳米粉末,以苯酚为目标污染物研究了Co-TiO2在不同的光源（紫外、可见）下的光催化活性,并利用XRD、EFSEM、UV-DRS和XPS等手段分析Co-TiO2结构与光催化活性的关系。结果表明,一部分Co2+离子成功进入TiO2晶格,有助于金红石相向锐钛矿相转变;另一部分Co2+离子在催化剂表面生成Co3O4,可与TiO2形成p-n异质结,两种结构变化均增强了光催化活性,且催化剂光谱吸收范围拓展至可见光区域。当Co2+掺杂量为1.0%,焙烧温度为773K时,Co-TiO2比表面积约为28.4m2/g,锐钛矿含量达到70.6%,光催化活性最好。2小时内,在紫外和可见光下,Co-TiO2对苯酚的降解率分别为97.7%和52.3%,均优于纯TiO2。     

Fe~(3+)对聚苯胺复合二氧化钛光催化性能的影响

通过水蒸气-水解法和化学氧化聚合法分别制备不同掺杂比例的纳米级Fe3+-TiO2和PANI/Fe3+-TiO2系列粉体.利用单因素实验验证了Fe3+对TiO2和PANI-TiO2光催化性能的影响.以KBF染料模拟废水为研究对象,考察Fe3+-TiO2和PANI/Fe3+-TiO2复合材料在紫外光条件下降解水中有机物的效果.结果表明:Fe3+与四氯化钛的摩尔比为1%时,光催化降解效果最好.Fe3+可以改进纳米TiO2光催化剂的光催化性能,可有效降解KBF染料.     

CdS、Ag^＋掺杂改性纳米TiO2光催化降解甲基橙动力学研究

在探索纳米TiO2光催化降解甲基橙的最佳条件后,对纳米TiO2及其改性光催化剂CdS/TiO2、Ag＋/TiO2光催化降解甲基橙性能进行了动力学研究,结果表明：纳米TiO2及其改性的CdS/TiO2、Ag＋/TiO2的光催化反应符合动力学一级反应规律;三种光催化反应剂的光催化均存在诱导期,其中纳米TiO2光催化反应诱导期最长,其次是Ag＋/TiO2光催化反应,而CdS/TiO2光催化反应诱导期最短;光催化反应降解甲基橙效率是：TiO2光催化反应最低,其次是Ag＋/TiO2,CdS/TiO2效率最高.     

光催化纳米TiO2治理蓝藻工艺的研究

在波长253.7 nm紫外线C波段（UV-C）照射下,对受试蓝藻进行光催化纳米TiO2氧化反应,探讨反应参数对实验工艺处理效果的影响。对蓝藻生理指标叶绿素a（Chl-a）含量测定显示：在辐照光强0.15 mW/cm^2、纳米TiO2浓度100 mg/L下反应,其Chl-a含量下降速率最快;随着辐照剂量、通入空气量（Qair）和反应温度的增大,其Chl-a含量下降速度不断加快;加入1.0 mmol/L H2O2加快了Chl-a含量下降,而加入20 mmol/L抗坏血酸（Vc）则减缓Chl-a含量下降;在偏碱性或低于纳米TiO2零电点（6.25）时,有利于加快Chl-a含量下降。结果表明,光催化纳米TiO2氧化反应能够有效降低受试蓝藻Chl-a含量,在以上参数适宜反应条件下,可以更好提高光催化纳米TiO2治理蓝藻工艺的处理效果。     

可见光活性TiO_2的制备与表征

以TiOSO4和氨水为原料通过化学沉淀法制备了具有可见光活性的纳米Ti—O—N光催化剂,并采用SEM,BET,XRD,UV-vis,ESR和XPS等检测方法对其性能进行表征,通过甲基橙溶液降解实验研究了光催化剂在可见光下的光催化活性,讨论了比表面积、可见光吸收强度、晶型结构等因素对其光催化活性的影响.所制得的纳米Ti—O—N光催化剂经热处理后可以较强吸收波长范围为400～600 nm的可见光,且可见光吸收强度与粉体的热处理温度密切相关.光催化测试表明：经400℃热处理的光催化剂对可见光的吸收最强,且具有相对较大的比表面积和发育较为完整的晶型结构,因此在可见光下表现出最好的光催化活性.     

外界条件对纳米TiO2光催化性能的影响

为找到纳米TiO2的最佳催化条件,以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米级的掺杂Fe3+的TiO2粉末.通过XRD确定其相组成,利用紫外可见分光光度计测定光催化活性,研究外界条件包括光强度、溶液的pH值及环境温度对光催化反应的影响.结果表明:光强度在一定范围内越大光催化活性越高;pH值在4时光催化活性最大;环境温度对光催化反应无太大影响.在较高的光强度、pH=4的条件下光催化活性最好.     

复合铌酸盐的合成和光催化活性的研究

利用光催化剂降解有机染料具有很好的应用前景,光催化材料在光催化反应中起着重要的作用,但是如何制备化学性质稳定、在可见光下具有高的催化活性的催化剂一直是人们探索的一个主题。以Ag2O、Nb2O5、Na2CO3为前驱物,经高温固相反应法合成了具有不同Na/Ag摩尔比的（AgNbO3）1-x（NaNbO3）x复合铌酸盐。采用X-射线粉末衍射（XRD）、紫外-可见漫反射谱（UV-vis DRS）等方法对样品的结构和光谱响应特征进行了表征,以亚甲基蓝的降解反应为探针考察不同Na/Ag摩尔比的（AgNbO3）1-x（NaNbO3）x复合铌酸盐在可见光下的光催化活性。结果表明,由高温固相法合成出的复合铌酸盐的结构随着Na/Ag摩尔比的变化而变化,光谱响应特征随Na/Ag摩尔比的减小逐渐红移,而对亚甲基蓝的降解性能随Na/Ag呈规律性变化,其中（AgNbO3）0.6（NaNbO3）0.4复合铌酸盐呈现最好的光催化活性。     

ZnO/g-C3N4光催化剂在微流控芯片中的光催化性能

采用浸渍法合成ZnO质量分数不同的ZnO/g-C₃N₄复合光催化剂,分析样品的结构、形态、化学组成和光学性能等. 将制备好的样品固定到微流控芯片中,降解不同的染料（亚甲基蓝、中性红、孔雀石绿、罗丹明B）,评价样品在可见光下的光催化性能. 样品的表征结果表明,在ZnO/g-C₃N₄复合物中,ZnO、g-C₃N₄间存在相互作用,ZnO/g-C₃N₄复合物对可见光的利用更为充分;与g-C₃N₄相比,在ZnO/g-C₃N₄复合物中光生电子-空穴对的复合明显被抑制. 光催化实验结果表明,6 % ZnO/g-C₃N₄具有最佳光催化性能,在光照强度为60 klx,液体流速为20 μL/min时,其对罗丹明B溶液的降解效率为98.9%.多次循环后的光催化降解亚甲基蓝性能研究表明,样品在微流控芯片中进行光催化降解实验具有稳定性和可靠性.     

固相法合成锌铁氧体及其光催化性能

采用硝酸锌、硝酸铁、草酸以及软模板剂聚乙烯醇,通过室温固相研磨反应,制备出二元草酸盐混合前驱体,经600℃灼烧3h,对所获红棕色粉末用SEM、XRD表征,结果表明合成了一维棒状的锌铁氧体（ZnFe2O4）。使用合成产物降解葸和芘以及有机染料亚甲基蓝,通过荧光和紫外分析法考察其光催化性能和效果。讨论了光催化降解机理,考察了光催化剂用量、作用时间以及自然光和紫外光不同光照条件对催化效果的影响。适宜条件下,蒽和芘的降解率分别达到94．51％和56．05％,对亚甲基蓝的降解率达到48．93％     

SiO_2气凝胶/WO_x-TiO_2复合空气净化涂料的制备及性能

以常压干燥制备的SiO2气凝胶和水热合成法制备的WOx-TiO2复合光催化粒子为主要的功能性无机吸附/光催化剂添加相,合成制备了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料。通过BET-BJH法分析了SiO2气凝胶的比表面积及孔容积,利用光催化降解罗丹明B的实验分析了WOx-TiO2复合光催化粒子的可见光催化活性,重点研究了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料对罗丹明B和甲醛气体的吸附/光催化降解能力。吸附/光催化降解罗丹明B的实验表明,吸附/光催化剂占涂料质量分数为5.0%时,具有较稳定、较高的吸附/光催化降解率,达69.6%;吸附/光催化降解甲醛的实验表明,当吸附/光催化剂占涂料质量分数的5.0%并且纯SiO2气凝胶与WOx-TiO2复合光催化粒子质量比为1∶1时,3h内复合空气净化涂料对甲醛气体的吸附/光催化降解率可达到84.62%。     

聚苯胺插层三氧化钼复合光催化剂的制备及性能

以苯胺柱撑的三氧化钼有机-无机杂化体为反应前躯体,在空气气氛下于120 ℃进行氧化聚合,制备了一种聚苯胺插层MoO₃ 复合材料。以罗丹明B(RhB)为目标降解物,以MoO₃ 复合材料为光催化剂,考察了其催化性能,并研究了光照时间、催化剂质量浓度和pH 与光催化降解效率的关系。结果表明,在pH 为1~4、催化剂的质量浓度为0.30~0.40g/L、光照时间2.0h的条件下,MoO₃/PANI复合材料对罗丹明B具有良好的光降解效果,降解率最高可达98.00%。     

光催化竹炭纤维针织物光催化降解亚甲基蓝的研究

为了开发新型功能型织物,研究了光催化竹炭纤维织物对亚甲基蓝溶液的光催化降解效果,分析了反应时间、亚甲基蓝溶液的初始浓度、pH值、光源中心与液面间距离等因素对亚甲基蓝溶液光催化降解效果的影响。结果表明,光催化竹炭纤维针织物在紫外线的照射下对亚甲基蓝溶液产生明显的降解效果,其去除率可达67.02%;亚甲基蓝溶液的初始浓度越低,降解效果越好;亚甲基蓝溶液的初始pH值越高,降解效果越好;光源中心与液面间距较小时织物的光催化降解效果较好。因此,光催化竹炭纤维针织物可用作过滤、污水处理材料等。     

P掺杂TiO2的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备掺杂P的纳米TiO2光催化剂,将焙烧温度、焙烧时间、冰醋酸与钛酸四丁酯物质的量比、P/Ti物质的量比、加水量和乙醇用量等因素作为实验考察条件,分别在紫外光和可见光条件下,研究P掺杂TiO2制备条件对其光催化降解有机污染物性能的影响。以难生化降解的亚甲基蓝为目标降解物,通过其降解前后浓度的变化考察改性光催化剂的光催化活性。结果表明,适量P的掺杂能够有效促进TiO2纳米粒子的光催化活性。利用溶胶-凝胶法制得的光催化剂,最佳催化剂制备条件为:P掺杂的摩尔分数为6%,600℃焙烧120min,冰醋酸与钛酸四丁酯物质的量比为3∶1,加水体积80mL,乙醇体积60mL,此条件下亚甲基蓝可见光降解率为88.0%。