Cu~(2+)、Ag~+掺杂改性TiO_2固体超强酸的制备及光催化降解偏二甲肼废水研究

采用溶胶–凝胶法制备了SO42–/TiO2–Cu2+和SO42–/TiO2–Ag+2种固体超强酸催化剂,并用电子显微镜、X射线衍射仪等对制备的催化剂进行了表征。实验考察了2种催化剂体系光催化降解偏二甲肼(UDMH)废水的效果和主要影响因素。实验结果表明,固体超强酸SO42–/TiO2–Cu2+光催化降解UDMH废水比SO42–/TiO2–Ag+体系的降解效果更好。在最优反应条件溶液pH=7⁸,SO42–/TiO2–Cu2+投加量为0.1 g/L下,初始浓度400 mg/L的UDMH废水,在磁力搅拌模拟超重力条件下反应30 min后,UDMH的降解率达到了96%以上。     

光助Fenton法降解偏二甲肼废水及动力学研究

采用UV-Fenton法对液体推进剂偏二甲肼(UDMH)废水进行了氧化降解实验,实验结果表明:室温条件下,初始质量浓度为400mg/L的UDMH废水,当质量分数30%H2O2投加量为10.2g/L,pH值为3.5,FeSO4·7H2O投加量为1.26g/L,反应时间为45min时,UDMH降解率达到99%,化学需氧量(COD)最终去除率达到95.8%。并对反应动力学作了探讨。     

活性炭-微波-Fenton联用技术处理偏二甲肼废水

为提高偏二甲肼(UDMH)废水的处理效率,采用活性炭-微波-Fenton联用技术对UDMH废水进行处理,考察了H2O2体积、微波功率、pH值、Fe^2+与H 2O 2的摩尔比、活性炭质量等参数对UDMH废水处理效果的影响;初步探讨了主要降解中间产物甲醛、氰根离子的变化规律;在最佳反应条件下,对COD质量浓度与时间的关系进行线性拟合。结果表明,对于100 mL质量浓度400 mg/L的UDMH废水,在68.5 g/L的H2O2体积4.0 mL、微波功率460 W、活性炭质量5.0 g、pH值为3.5、n(Fe^2+)∶n(H2O2)=1∶10的条件下,废水中COD和UDMH的去除率最高,分别为98.0%和99.3%;主要降解中间产物甲醛和氰根离子的浓度随着反应的进行达到峰值后迅速降低,最后基本可以实现完全降解;线性拟合发现废水中的COD去除率遵循一级反应动力学特征,其动力学方程为:ln(C0/C)=0.00355 t+0.1755;活性炭-微波-Fenton联用技术处理UDMH废水,在反应开始6 min内即可达到较为理想的效果,具有反应迅速的特点。该技术操作方便、成本低廉、无二次污染、装置简单且占地面积小、有机物矿化度高,是一种高效的UDMH废水处理技术。     

Cu2O光催化还原含铬(Ⅵ)废水的研究

采用亚硫酸钠还原法制备了Cu2O光催化剂,并将其应用于含铬(Ⅵ)废水降解还原的光催化反应,同时与Bi2WO6、TiO2等光催化剂进行了活性比较.研究表明,在300W高压汞灯照射下反应1.5 h,Cu2O、Bi2WO6和TiO2光催化剂对铬(Ⅵ)的光催化还原降解率分别为69.5%、61.5%和44.2%,与其禁带宽度(2.O eV、3.O eV、3 2 eV)成反比,Cu2O较窄的禁带宽度使其具有良好的光催化活性.Cu2O光催化还原铬(Ⅵ)废水的适宜工艺条件为:废水的pH为3.O,Cu2O光催化剂用量为0.25 g·L-1.在上述工艺条件下,300W高压汞灯光照反应时间4 h后,废水中的铬(Ⅵ)有82%被还原.采用微分法对Cu2O光催化还原含铬(Ⅵ)废水反应进行了化学动力学研究,其光催化反应速率方程为:v=0.681CCr2.7.     

TiO_2/g-C_3N_4的制备及光催化降解偏二甲肼废水

以钛酸丁酯为钛源采用水热合成法制备不同复合比的TiO_2/g-C3N4材料,借助XRD、FT-IR、TEM、UV-Vis DRS和PL对材料进行表征,并在可见光下进行偏二甲肼(UDMH)废水降解实验。考察了催化剂浓度、pH、UDMH初始浓度对降解效果的影响。结果表明,TiO_2/g-C3N4材料晶型结构完整,TiO_2以纳米颗粒形态在g-C3N4片层上均匀分布,拓展了可见光吸收范围,提升了对光生空穴-电子的分离能力。TiO_2与g-C3N4质量比为10%时,TiO_2/gC3N4光催化活性最佳,反应120 min对UDMH的降解率达到96.49%,相比g-C3N4提高了49.46%。     

TiO_2/g-C_3N_4的制备及光催化降解偏二甲肼废水

以钛酸丁酯为钛源采用水热合成法制备不同复合比的TiO_2/g-C3N4材料,借助XRD、FT-IR、TEM、UV-Vis DRS和PL对材料进行表征,并在可见光下进行偏二甲肼(UDMH)废水降解实验。考察了催化剂浓度、pH、UDMH初始浓度对降解效果的影响。结果表明,TiO_2/g-C3N4材料晶型结构完整,TiO_2以纳米颗粒形态在g-C3N4片层上均匀分布,拓展了可见光吸收范围,提升了对光生空穴-电子的分离能力。TiO_2与g-C3N4质量比为10%时,TiO_2/gC3N4光催化活性最佳,反应120 min对UDMH的降解率达到96.49%,相比g-C3N4提高了49.46%。     

Fe2O3/TiO2纳米管复合材料光催化降解亚甲基蓝染料废水的研究

水热法合成TiO2纳米管,以Fe(NO3)3为前驱体制备Fe3+掺杂TiO2纳米管(Fe2O3/TiO2),并系统研究其光催化降解染料废水活性。结果表明,Fe3+掺杂能有效提高TiO2纳米管光催化降解染料废水效果,其中Fe2O3掺杂量为4%(ω)时,其光催化性能最好,最高降解率可达99%,且具有较好的稳定性。研究证实,Fe2O3/TiO2复合材料具有良好的光催化降解亚甲基蓝染料废水性能。     

Nano-Cu_2O/MWCNTs复合微球光催化降解刚果红

采用凝胶-溶胶法制备了纳米氧化亚铜(A-Cu_2O),与多壁碳纳米管复合制备了Nano-Cu_2O/MWCNTs复合微球。以高压汞灯为光源,研究了Nano-Cu_2O/MWCNTs、A-Cu_2O和氧化亚铜(B-Cu_2O)光催化降解刚果红染料废水的效果,考察了光催化剂用量、溶液起始pH值对刚果红染料废水的降解效率的影响。结果表明,在相同条件下,Nano-Cu_2O/MWCNTs的光催化降解刚果红的效果优于A-Cu_2O和B-Cu_2O;在常温下,进行光催化降解10 mg/L刚果红溶液,复合光催化剂最佳加入量为1.5 g/L,溶液起始pH=7时,反应3 h后,COD去除率达到88.7%。     

Nano-Cu_2O/MWCNTs复合微球光催化降解刚果红

采用凝胶-溶胶法制备了纳米氧化亚铜(A-Cu_2O),与多壁碳纳米管复合制备了Nano-Cu_2O/MWCNTs复合微球。以高压汞灯为光源,研究了Nano-Cu_2O/MWCNTs、A-Cu_2O和氧化亚铜(B-Cu_2O)光催化降解刚果红染料废水的效果,考察了光催化剂用量、溶液起始pH值对刚果红染料废水的降解效率的影响。结果表明,在相同条件下,Nano-Cu_2O/MWCNTs的光催化降解刚果红的效果优于A-Cu_2O和B-Cu_2O;在常温下,进行光催化降解10 mg/L刚果红溶液,复合光催化剂最佳加入量为1.5 g/L,溶液起始pH=7时,反应3 h后,COD去除率达到88.7%。     

3种工艺降解偏二甲肼废水研究

为研究活性炭纤维负载锰氧化物(MnO_x/ACF)联合真空紫外(VUV)降解偏二甲肼(UDMH)的性能,对相同条件下MnO_x/ACF、VUV–ACF和VUV–MnO_x/ACF 3种工艺的UDMH废水净化能力进行对比研究。结果表明:VUV–MnO_x/ACF联合工艺降解UDMH废水效果最好,其UDMH降解率10 min达到92.1%,化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)降解率在反应30 min以后快速增长,90 min后分别达到85.7%和82.4%;出水各项指标达到国家排水标准。     

用吸附法处理偏二甲肼废水的研究进展

从多孔吸附及其改性、离子交换技术以及吸附法结合光催化技术3个方面介绍了用吸附法处理偏二甲肼(UDMH)废水的研究进展,指出吸附法与其他技术相结合是未来处理UDMH废水的研究重点。     

超声波辅助TiO2光催化降解印染废水的研究

探讨了超声波辅助TiO2提高光催化降解印染废水速度的原因,研究了超声波辅助,H2O2以及溶液初始pH值对TiO2光催化降解印染废水速率的影响;用均匀试验设计方法确定了降解印染废水的最佳条件：TiO2的投加量0．52g／L,溶液的初始pH值3．5,n(金红石型)：n(锐钛型TiO2)=1：3,质量分数为30％的H2O2的投加量3mL／L。     

复合催化剂光催化降解DNT废水及其降解机理

为探索负载型多金属氧酸盐类复合催化剂光催化降解炸药废水的催化活性及降解机理,采用溶胶-凝胶-溶剂热的路径,制备了3种负载型多金属氧酸盐类复合催化剂H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2、H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)和SO_4~(2-)-H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)。以炸药废水中典型有机污染物二硝基甲苯(DNT)为目标化合物,考察了所制备的复合催化剂在光催化降解DNT废水方面的催化活性,并对不同催化剂之间光催化活性的差异进行了合理的解释,分析了催化剂的结构与其光催化性能之间的关系。采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对废水中反应物和产物的种类进行了鉴定和分析,对光催化氧化法降解DNT废水的降解机理和矿化程度进行了研究。结果表明,以SO_4~(2-)-H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2(P123)为催化剂,光照4h后,DNT废水降解率达98.73%。光催化降解DNT废水过程中,发生了甲基氧化、脱硝基、脱羧基等反应,降解过程中的中间产物主要包括对硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、1,3-二硝基苯、2,4-二叔丁基苯酚、2,4-二硝基苯甲醛。光催化降解4h后,除极少量3,4-DNT外,其余硝基苯类化合物均完全降解。     

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。     

可控形貌纳米ZnO制备及光催化应用研究

采用醇辅助水热法,不添加任何表面活性剂,不经过特殊处理,通过优化无水乙醇与水的体积比分别为3∶1,1∶1,1∶19,控制纳米颗粒生成形貌,制备颗粒状、棒状和花状3种纳米ZnO颗粒。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)等手段对产物进行表征,分析生长机理。将3种不同形貌ZnO纳米粒子用于光催化降解低浓度偏二甲肼(UDMH)废水,结果表明,颗粒状纳米ZnO对偏二甲肼废水的降解效率最高可达46.8%。     

Cu~(2+)/H_2O_2法降解高浓度偏二甲肼废水

采用Cu~(2+)/H_2O_2法降解高浓度偏二甲肼(UDMH)废水,以废水中UDMH的去除率作为检测指标,通过正交实验确定了该反应的主要影响因素及最佳工艺条件,考察了最佳工艺条件下的降解效果;针对化学需氧量(COD)去除率低的问题,探讨了降解中间产物甲醛和亚硝基二甲胺的变化规律。结果表明,H_2O_2摩尔投加量为UDMH完全矿化理论摩尔投加量的1.5倍(1.5Qth)、初始pH值为9、Cu~(2+)与H_2O_2摩尔比1∶10、反应温度为20℃、反应进行120min后,废水中UDMH的降解率达98.88%,COD去除率达92.59%。但Cu~(2+)/H_2O_2法处理时产生有毒中间产物亚硝基二甲胺和甲醛,反应后期甲醛迅速降解,而亚硝基二甲胺则难以去除。     

溶胶-凝胶法制备TiO_2-GO光催化剂的研究

采用改进Hummer法制备氧化石墨烯(GO),以钛酸丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备Ti O2-GO光催化剂,利用光催化降解偏二甲肼(UDMH)来检验其光催化活性,探讨GO的添加对Ti O2晶型、粒径以及光催化活性的影响。结果表明,GO的添加不会改变Ti O2的晶型,但会提高锐钛矿向金红石的相变温度,相变速度减缓,随着GO添加量增多,颗粒粒径减小,吸附性增强;Ti O2-GO的光催化活性高于相同条件下制备的纯Ti O2。     

溶胶-凝胶法制备TiO_2-GO光催化剂的研究

采用改进Hummer法制备氧化石墨烯(GO),以钛酸丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备Ti O2-GO光催化剂,利用光催化降解偏二甲肼(UDMH)来检验其光催化活性,探讨GO的添加对Ti O2晶型、粒径以及光催化活性的影响。结果表明,GO的添加不会改变Ti O2的晶型,但会提高锐钛矿向金红石的相变温度,相变速度减缓,随着GO添加量增多,颗粒粒径减小,吸附性增强;Ti O2-GO的光催化活性高于相同条件下制备的纯Ti O2。     

氧化剂强化光催化处理焦化废水研究

焦化废水污染物浓度高、生化降解难,利用纳米TiO2粉体,以紫外光(UV)为光源,进行了光催化处理焦化废水的试验研究,考察了TiO2用量、紫外光强度、焦化废水初始pH对COD和NH+4-N去除的影响;探讨了O2、O3、H2O2和Fenton试剂4种氧化剂与光催化的协同作用机理,分析了对COD和NH+4-N去除效果的影响,得出了最佳试验条件.结果表明,氧化剂与光催化协同作用使COD和NH+4-N的降解去除率得到了显著提高.在本试验条件下各氧化剂强化光催化对COD和NH+4-N去除率排序如下:TiO2+UV+Fenton＞TiO2+UV+O3＞TiO2+UV+H2O2＞TiO2+UV+O2＞TiO2+UV.     

溶胶–凝胶法和水热法制备TiO_2–GO及其光催化降解UDMH的对比

分别采用溶胶–凝胶法和水热法制得Ti O2–GO(氧化石墨烯)复合材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱(EDS)、紫外可见漫反射光谱(UV–vis DRS)等对其进行表征,并将制备的Ti O2–GO复合材料用于降解偏二甲肼(UDMH)废液。结果表明:溶胶凝胶法制备的Ti O2–GO中Ti O2颗粒尺寸较大、比表面积小,颗粒将GO覆盖,使GO吸附作用弱化;而水热法制备的Ti O2–GO中Ti O2颗粒尺寸小,比表面积大,在GO表面分散性好,GO吸附作用较强;溶胶凝胶法、水热法制备的Ti O2–GO对20 mg/L UDMH废水的2 h降解率分别为73.93%、79.34%,水热法制备的Ti O2–GO催化性能较好。