光催化法处理含Cr(VI)废水的研究

采用P 25 TiO2作为光催化剂,研究了废水的pH值、Cr(VI)的初始浓度、气氛及有机物等因素对含铬废水中Cr(VI)去解率的影响。结果表明,在pH值为3.0时,光催化反应速率最大;反应气氛对该体系中Cr(VI)的光催化还原无明显影响;苯酚、葡萄糖等有机物的存在能有效地促进Cr(VI)的光催化还原,当加入与Cr(VI)等物质的量的苯酚或葡萄糖时,150 mL反应液[Cr(VI)浓度为0.96 mmol/L],0.15 g光催化剂,经12 W紫外灯照射反应120 m in,Cr(VI)完全被去除,相对于在反应体系中不加有机物时,Cr(VI)光催化还原效率提高了近100%;Cr(VI)的光催化还原符合L-H动力学规律。     

颗粒活性炭载纳米零价铁去除水中的Cr(Ⅵ)

以Fe2+溶液为原料、NaBH4为还原剂,采用传统液相还原技术合成了颗粒活性炭(GAC)载纳米零价铁(nZVI)复合材料GAC-nZVI,用扫描电镜对GAC-nZVI进行表征,通过间歇实验考察了其对去除Cr(VI)的影响。结果表明,GAC能阻止nZVI颗粒聚集,合成的GAC-nZVI能有效去除水中的Cr(VI)。在Cr(VI)初始浓度50 mg/L、温度40℃和pH=2.0、投加GAC-nZVI 3.0 g/L的条件下反应5 min,Cr(VI)去除率为99.4%。pH=2.0?4.0时,处理后水中总铬浓度均低于1 mg/L,表明残留少量Cr(III)。随pH值和Cr(VI)浓度增加,Cr(VI)去除率降低;随反应温度和GAC-nZVI投加量增加,Cr(VI)去除率增加。准一级动力学模型可用于描述Cr(VI)的去除过程。相同条件下,GAC-nZVI去除Cr(VI)的反应速率常数达0.19797 min?1,为原颗粒活性炭反应速率常数0.0023 min?1的86倍。随pH值降低或反应温度和GAC-nZVI投加量增加,反应速率常数增加。     

水热合成法制备纳米TiO2催化剂及其催化性能的研究

采用水热合成法制备纳米TiO2催化剂,并通过XRD、TEM、SEM、BET、UV-Vis漫反射光谱研究了TiO2的本征性质,以Cr(VI)为目标污染物,考察纳米TiO2的光催化活性,并研究了煅烧温度,溶液pH对纳米TiO2催化剂光催化性能的影响。制备的纳米TiO2材料作为光催化剂光催化还原Cr(VI)离子,结果表明,TiO2-550还原Cr(VI)离子的光催化活件最好,随着pH降低,TiO2-550还原速率显著提高。     

Cr(VI)-乙酸复合体系中硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化还原Cr(VI)

采用煅烧的硫酸盐掺杂的含钛高炉渣作光催化剂,研究了Cr(VI)-乙酸(AA)复合体系中Cr(VI)的光催化还原效率,考察了初始pH值、Cr(VI)初始浓度、AA/Cr(VI)体积比、协同效率因子、光催化剂使用寿命等因素的影响. 结果表明,增大AA/Cr(VI)比到0.2%,Cr(VI)的还原效率先增大到27.55%随后逐渐降低. 酸性条件下,Cr(VI)单一体系和Cr(VI)-AA复合体系中Cr(VI)的还原率和吸附率都明显提高;相同反应时间下(110 min),初始pH 1.5时,2种体系中Cr(VI)的还原效率分别为76.32%(单一体系)和100%(复合体系). 复合体系中协同效率因子始终大于0. 循环使用5次后催化剂对Cr(VI)的光催化还原率为92.2%. Cr(VI)在Cr(VI)-AA体系中的光催化还原遵循Langmuir-Hinshelwood动力学规律.     

氧化改性和热处理联合作用后活性炭吸附六价铬的研究

采用不同浓度硝酸氧化联合热处理的方法对活性炭(AC)进行表面化学改性,并研究了改性之后活性炭的Cr(VI)的吸附性能以及溶液初始浓度、pH、温度和时间等因素对其吸附性能的影响。研究发现,在空气氛围下,经20wt%的沸腾的硝酸溶液氧化3 h,450℃条件下马弗炉热处理2h后活性炭(MAC-20)的Cr(VI)的吸附性能最好,饱和吸附容量为34.89mg·g~(-1),比AC增加了10.77mg·g~(-1)。溶液pH是MAC-20的Cr(VI)吸附性能的主要影响因素,pH=2,MAC-20达到最大吸附值。MAC-20的Cr(VI)吸附规律符合Lagergren准二级反应速率模型,Cr(VI)在MAC-20表面的吸附行为主要以化学吸附为主。     

光化学还原法处理六价铬模拟废水的试验研究

在高压汞灯照射下,Fe(Ⅲ)-草酸盐配合物体系能够对含Cr(Ⅵ)的模拟废水进行光化学还原处理。在Cr(Ⅵ)初始浓度0．5-2．0mg／L范围内,光化学还原反应速率随浓度增加而减小。在废水pH值为3．0-6．0的范围内,pH=3．0时,光化学还原速率最快。在实验选择的[Fe(Ⅲ)]和草酸盐浓度范围内,Fe(Ⅲ)和草酸盐浓度的增加可提高Cr(Ⅵ)的光化学还原效率。     

含有铬和酸性大红F-3GL的混合废水中染料的光致脱色

利用照明金属卤化物灯为光源,研究了含有Cr（VI）和染料酸性大红F-3GL模拟混合废水中F-3GL的脱色：讨论了pH值、Cr（VI）、F-3GL初始浓度对光反应的影响。实验表明,在卤灯照射下,Cr（VI）和F-3GL混合溶液能实现Cr（VI）的还原和F-3GL的脱色;F-3GL浓度是影响反应速率的主要因素。     

电沉积ZnO薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)

采用电沉积法在导电玻璃上制备了ZnO薄膜,用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜对其进行了表征.研究了各种因素对电沉积ZnO薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的影响.结果表明,空穴清除剂的存在是光催化还原Cr(Ⅵ)的重要条件;酸性介质中,Cr(Ⅵ)光催化还原率最高;Cr(Ⅵ)光催化还原率随Cr(Ⅵ)浓度的减小而增加;NO3 、SO42-和Ni2+等共存离子明显抑制了Cr(Ⅵ)的还原;而Cu2+则有着显著的促进作用.在pH=4.0和c(柠檬酸)为1.2mmol/L的条件下,经过60min的反应后,0.1mmol/LCr(Ⅵ)在ZnO薄膜上的光催化还原率达到96%.     

天然FeS矿处理含Cr(Ⅵ)废水研究

采用天然硫化亚铁矿处理含Cr(VI)模拟废水,系统探讨了初始pH、投加量、矿粉粒径、Cr(VI)含量、DO含量等因素对Cr(VI)去除率的影响,并采用X射线光电子能谱仪对反应前后矿物表面的铁与铬元素形态进行分析,初步探讨了Cr(VI)的去除机制。结果表明,FeS矿粉对Cr(VI)的去除主要依靠吸附与表面还原作用;Cr(VI)去除率随pH的升高而降低,当pH≥4时,其去除率明显减小;随矿粉投加量增加和矿粉粒径减小,Cr(VI)去除率升高但逐渐趋于平衡;溶解氧对反应影响很小。在pH=3、投加量为2 g/L、矿粉粒径筛孔0.25 mm的优化条件下,对于初始质量浓度为25 mg/L的Cr(VI),其在1 h之内的去除率可达到近100%。研究发现一次回收矿粉的去除率仍可达80%,具有很高的再利用价值。     

光催化反应器中光降解重金属Cr(Ⅵ)的研究

在光催化反应器中进行不同酸性条件下Cr(Ⅵ)吸附转化试验。结果表明TiO2对Cr(Ⅵ)吸附在pH值为1.5～2.5时最大,在此期间光照3h后,Cr(Ⅵ)降解转化率可大于95%。在pH值为1.5时,酸性反应阻抑作用可按磷酸>硫酸>盐酸>硝酸依次减弱,因为TiO2表面不同酸根离子对Cr(Ⅵ)离子的竞争吸附能力有差异。在pH值为4.0时,以甲醛、甲酸作为空穴消除剂,二氧化钛吸附性能及反应速率都明显提高,但在同一条件下,甲酸协同作用效果优于甲醛。在磷酸存在时,甲酸、甲醛对反应促进作用不明显。     

紫外光还原法处理含Cr(Ⅵ)模拟废水的实验研究

在紫外灯的照射下,以Fe(Ⅲ)-草酸盐配合物处理含Cr(Ⅵ)废水,考察了溶液pH值、Fe(Ⅲ)浓度、草酸盐浓度、Cr(Ⅵ)初始浓度对废水处理效果的影响.结果表明,在3.0～6.0的范围内,废水pH=3.0时,Cr(Ⅵ)先化学还原速率最快;在一定的Fe(Ⅲ)和草酸盐浓度比范围内,光化学还原速率随Cr(Ⅵ)浓度的增加而变缓,但随着Fe(Ⅲ)和草酸盐浓度的增加而加快.在pH=3.0、Cr(Ⅵ)浓度为1 mg·L-1、[Fe(Ⅲ)]/[C2O42-]=10∶96(μmol稬-1∶μmol稬-1)的最佳条件下,先还原速率最快,较短时间内的Cr(Ⅵ)还原率可达到100%.     

光电催化降解活性蓝染料的研究

以液相沉积法在不锈钢片上沉积TiO2薄膜,以该TiO2/不锈钢片作为光阳极,Pb为阴极,采用单槽反应器和双槽反应器,研究了水中活性蓝染料的光电催化降解行为。结果表明,光电降解有机染料时,外加阳极偏压可提高TiO2薄膜电极的光催化活性。在相同的气氛下,活性蓝在双槽反应器的光电催化反应速率大于单槽反应器的反应速率;利用光电流的大小可以判断反应速率的快慢,本实验光电催化降解效率最大时,溶液的pH=7,阳极偏压为0.6 V,紫外光照射下两槽中通入空气。     

颗粒活性炭载纳米零价铁去除水中的Cr(Ⅵ)

以Fe~(2+)溶液为原料、NaBH_4为还原剂,采用传统液相还原技术合成了颗粒活性炭(GAC)载纳米零价铁(n ZⅥ)复合材料GAC-n ZⅥ,用扫描电镜对GAC-n ZⅥ进行表征,通过间歇实验考察了其对去除Cr(Ⅵ)的影响。结果表明,GAC能阻止n ZⅥ颗粒聚集,合成的GAC-nZⅥ能有效去除水中的Cr(Ⅵ)。在Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L、温度40℃和pH=2.0、投加GAC-nZⅥ3.0g/L的条件下反应5min,Cr(Ⅵ)去除率为99.4%。pH=2.0～4.0时,处理后水中总铬浓度均低于1mg/L,表明残留少量Cr(Ⅲ)。随pH值和Cr(Ⅵ)浓度增加,Cr(Ⅵ)去除率降低;随反应温度和GAC-nZⅥ投加量增加,Cr(Ⅵ)去除率增加。准一级动力学模型可用于描述Cr(Ⅵ)的去除过程。相同条件下,GAC-n ZⅥ去除Cr(Ⅵ)的反应速率常数达0.19797min~(-1),为原颗粒活性炭反应速率常数0.0023min~(-1)的86倍。随pH值降低或反应温度和GAC-n ZⅥ投加量增加,反应速率常数增加。     

铂修饰TiO_2柱撑膨润土光催化还原含Cr(Ⅵ)废水的研究

采用光沉积法制备了铂修饰TiO2柱撑膨润土光催化剂,并将其应用于含Cr(Ⅵ)废水降解还原的光催化反应。研究了废水的pH值、Cr(Ⅵ)的初始浓度、有机物等因素对含铬废水中Cr(Ⅵ)的去除率的影响。结果表明,Pt-TiO2-bentonite用量为6 g/L,废水初始pH为3.0,初始浓度为0.48 mmol/L的Cr(Ⅵ)离子,经12 W紫外灯照射反应75 min,即能达到国家排放标准,Cr(Ⅵ)的光催化还原符合L-H动力学规律,并且该复合光催化剂具有良好的沉降性能和较好的重复使用性能。     

柠檬酸改性花生壳作为Cr(VI)吸附剂研究

用柠檬酸改性花生壳处理含Cr(VI)废水,探讨柠檬酸浓度、花生壳颗粒度、反应时间、反应温度和花生壳用量等因素对改性效果的影响。结果表明,最佳改性工艺为:在100 mL的溶液中,柠檬酸浓度为10%,花生壳用量为3 g,花生壳颗粒度为80目,反应温度为室温(25℃左右),反应时间为3 h,用1.0 g改性花生壳在pH为2的条件下,处理150 mL含Cr(VI) 25 mg/L的废水,去除率为89.35%,吸附量为3.35 mg/g。     

柠檬酸改性花生壳作为Cr(VI)吸附剂研究

用柠檬酸改性花生壳处理含Cr(VI)废水,探讨柠檬酸浓度、花生壳颗粒度、反应时间、反应温度和花生壳用量等因素对改性效果的影响。结果表明,最佳改性工艺为:在100 mL的溶液中,柠檬酸浓度为10%,花生壳用量为3 g,花生壳颗粒度为80目,反应温度为室温(25℃左右),反应时间为3 h,用1.0 g改性花生壳在pH为2的条件下,处理150 mL含Cr(VI) 25 mg/L的废水,去除率为89.35%,吸附量为3.35 mg/g。     

负载型TiO2光电催化降解酸性红B

用泡沫镍负载TiO2制作的电极作为工作电极,铂电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,建立三电极的光电催化体系,以酸性红B(ARB)为研究对象,考察了该光电催化体系对有机物的降解性能.实验结果表明,在室温(29℃)条件下,外加电压0.05 V、溶液pH=4.0时,紫外光照120 min降解率可达85.5%;动力学研究表明,该反应为一级反应,其活化能为32.75 kJ/mol;降解前后溶液的紫外-可见吸收光谱表明,ARB得到了破坏,基本分解成小分子物质.     

Cr（VI）-乙酸复合体系中硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化还原Gr（VI）

采用煅烧的硫酸盐掺杂的含钛高炉渣作光催化剂,研究了Cr（VI）-乙酸（AA）复合体系中Cr（VI）的光催化还原效率,考察了初始pH值、Cr（VI）初始浓度、AA／Cr（VI）体积比、协同效率因子、光催化剂使用寿命等因素的影响。结果表明,增大AA／Cr（Vi）比到0.2％,Cr（VI）的还原效率先增大到27.55％随后逐渐降低。酸性条件下,Cr（VI）单一体系和Cr（VI）-AA复合体系中Cr（VI）的还原率和吸附率都明显提高;相同反应时间下（110m／n）,初始pH1.5时,2种体系中Cr（VI）的还原效率分别为76.32％（单一体系）和100％（复合体系）。复合体系中协同效率因子始终大于0。循环使用5次后催化剂对Cr（VI）的光催化还原率为92.2％。Cr（VI）在Cr（VI）-AA体系中的光催化还原遵循Langmuir-Hinshelwood动力学规律。     

B2O3·TiO2/Ti催化剂对水中腐殖酸吸附行为研究

TiO2光电催化氧化有机物的反应被认为是表面反应,有机物在TiO2表面的吸附是其降解的先决条件,因此系统研究有机物在TiO2表面的吸附行为,可以为进一步的光电催化降解提供实验依据.现采用阳极氧化法在基体钛表面原位合成B2O3·TiO2/Ti催化剂为吸附剂,系统地研究了腐殖酸在膜催化剂上的吸附行为,探讨了温度、溶液pH值、腐殖酸初始浓度、外加偏压等因素对吸附的影响,结果表明:低温、酸性条件下有利于腐殖酸在膜催化剂上吸附,吸附量随初始浓度、外加偏压的增加而增大,B2O3·TiO2/Ti催化剂吸附腐殖酸的等温线数据可用Freundlich等温吸附方程描述,吸附过程遵循Lagergren二级吸附动力学模型.     

铜修饰微弧氧化二氧化钛网电极三维光电催化研究

实验采用微弧氧化技术制备了负载Cu2+的二氧化钛/钛(TiO2/Ti)网电极,考察了微弧氧化电解液浓度、光电催化电解质初始浓度、电解间距、外加电压对亚甲基蓝三维光电催化的脱色情况。结果表明,在6g/L的Na3PO4溶液中微弧氧化5min制备TiO2/Ti网电极的光催化效果最高达到25.3%;采用微弧氧化负载Cu2+法修饰TiO2/Ti网电极,当电解液中Cu2+的浓度为0.01mol/L,微弧氧化时间7min时制备的负载Cu2+的TiO2/Ti网电极,在三维光电催化体系为5mg/L的亚甲基蓝,0.01mol/L的硫酸钠溶液,1.5cm的电解间距,3.0V的外加电压以及pH为5的情况下,光电催化对亚甲基蓝的脱色率达到46.2%。