光催化氧化法处理腐殖酸溶液的实验研究

以腐殖酸类物质作为废水中有机物的代表,研究了水体中腐殖酸在纳米TiO2颗粒上的吸附行为及以此为催化剂对水中腐殖酸进行的光催化氧化行为。考察了不同催化剂质量浓度、初始pH值、腐殖酸初始质量浓度等因素对腐殖酸去除率的影响。结果表明:腐殖酸在TiO2颗粒上的平衡吸附量对溶液的初始pH值依赖性很小;初始pH值降低、腐殖酸初始质量浓度减小,均能显著提高腐殖酸的去除率。同时将光催化氧化与单纯紫外线照射的去除率作对比,光催化氧化法明显优于单纯紫外线照射。     

纳米TiO2在废水处理中应用的研究进展

详细介绍了纳米TiO2在光电催化、改性掺杂光催化、电化学催化以及复合式吸附等废水处理中的应用情况,对紫外线照射激发光电催化的机理进行了阐述,并讨论了pH值,电解质、外加偏压和光照强度对紫外线照射激发光电催化的影响,对改性掺杂红移激发光催化的机理进行了阐述,并讨论了元素掺杂,催化剂用量,反应温度,初始浓度和pH值对改性掺杂光催化的影响,指出它们的联合应用是彻底降解多样性废水实现无害化的有效途径之一,并对纳米TiO2的催化应用前景进行了展望。     

斜板液膜反应器光电催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/Ti电极,进行光电催化降解罗丹明B(RhB)试验。确定了最佳降解条件:外加偏压+0.8 V、废水流量7.7 L/h、初始pH=2.5和电解质质量浓度2.0 g/L。在最佳条件下,处理20 mg/L的RhB溶液1.5 h,脱色率和TOC去除率分别达到97.3%和76.2%。结果表明,由于同时强化了激发光源的利用率和溶液的传质效率,斜板液膜反应器可高效降解RhB。     

Ag／TiO2对含酚废水的光电催化降解

以悬浮态Ag/TiO2为光催化剂，网状Ti为电极，以含酚废水为模型化合物，进行三维立体电极光电催化降解有机污染物研究。结果表明，外加阳极偏压可有效提高Ag/TiO2光催化降解反应速度，Ag的质量分数为1．5％时苯酚光电催化降解率达最大值。外加电压对光催化降解反应速度的影响存在双峰效应，     

Fe_2O_3可见光光催化降解水中腐殖酸的研究

采用均相沉淀法制备了Fe2O3光催化剂,并用XRD对其晶型进行了表征。研究了Fe2O3催化剂在可见光照射下对水中腐殖酸的降解行为,考察了催化剂用量、初始pH值、腐殖酸初始浓度等因素对光催化氧化过程的影响。结果表明,当Fe2O3用量为0.4 g/L,腐殖酸溶液的初始浓度为10 mg/L,pH为3.0,20 W黄色荧光灯(Em ax=548 nm)照射下反应150 m in,腐殖酸的降解率达到94.1%,说明所制备的Fe2O3光催化剂在可见光照射下对水中腐殖酸有较好的降解效果,并可多次重复使用。     

纳米Cu_2O光电催化降解活性艳红X-3B的研究

以纳米氧化亚铜为催化剂,光电催化降解活性艳红X-3B,考察了初始浓度,催化剂用量,起始p H和电解质种类及浓度等因素对光电催化降解活性艳红X-3B的影响。结果表明,在高压汞灯照射下,外加偏压3.0 V,常温25℃,光催化剂Cu2O用量为2.0 g/L,p H为3,氯化钠电解质0.05 mol/L,降解70 m L 30 mg/L的活性艳红60 min,其降解率可以达到92.78%。     

钛基TiO_2纳米管光电催化降解甲基橙

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管,并进行扫描电镜分析。以TiO2纳米管为工作电极,石墨作对电极,对甲基橙溶液进行光电催化降解研究,考察了阳极氧化电压、时间、热处理温度、电解液组成、外加偏压的影响。结果表明,阳极氧化电压为20 V,氧化时间20 min,热处理温度500℃,V(H3PO4)∶V(NH4F)=1∶1,外加偏压为0.6 V时,甲基橙(5 mg/L)经TiO2纳米管光电催化30 min,脱色率达到96.3%。     

钛基TiO_2纳米管光电催化降解甲基橙

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管,并进行扫描电镜分析。以TiO2纳米管为工作电极,石墨作对电极,对甲基橙溶液进行光电催化降解研究,考察了阳极氧化电压、时间、热处理温度、电解液组成、外加偏压的影响。结果表明,阳极氧化电压为20 V,氧化时间20 min,热处理温度500℃,V(H3PO4)∶V(NH4F)=1∶1,外加偏压为0.6 V时,甲基橙(5 mg/L)经TiO2纳米管光电催化30 min,脱色率达到96.3%。     

SiO2/TiO2薄膜对水中腐殖酸降解及大肠杆菌灭活效果的研究

采用溶胶-凝胶法制备了SiO2/TiO2粉体并采用XRD、TG-DTA及Uv-vis对其结构进行了表征.采用热沉积法将其负载于玻璃板上,以水中天然有机物腐殖酸和典型菌种大肠杆菌为代表物考察了SiO2/TiO2薄膜的光催化活性,并对其机理进行了推测.研究结果表明,SiO2/TiO2薄膜具有较高的光催化活性及抑菌作用.硅的引入不仅使催化剂的带隙变宽,提高了催化剂表面上光生e-h+的氧化还原能力,而且使催化剂表面出现了更多有利于光生空穴-电子转变为·OH的吸附氧,这是SiO2/TiO2薄膜使水中污染物降解及细菌灭活的主要原因.     

ZnFe_2O_4和TiO_2纳米复合薄膜光电催化性能的研究

采用溶胶凝胶法,在导电玻璃上制备了纳米ZnFe2O4和TiO2的复合薄膜,利用X射线衍射仪及扫描电镜对其进行了表征,通过复合薄膜对甲基橙的降解试验研究了其光电催化性能及催化机理。并将复合薄膜、ZnFe2O4薄膜和TiO2薄膜在不同电压下的光电催化效果进行了对比,结果表明:复合薄膜的光电催化降解效率有了明显提高,三层复合薄膜ZnFe2O4+TiO2+ZnFe2O4的光催化效果最好,在外加偏压0.2-6V范围内随电压增大不同薄膜对甲基橙的降解率均呈现波动性增长。     

TiO2纳米管电极光电催化降解五氯苯酚

研究了阳极氧化TiO2纳米管电极对五氯苯酚(PCP)光催化降解,考察了外加偏压、pH、电解质Na2SO4浓度以及光强对PCP降解的影响。试验结果表明,当外加偏压增大到0.6 V时,PCP的去除率在2 h的反应时间从74%提高到87.5%;酸性溶液有利于PCP的降解;提高Na2SO4浓度有利于电子的转移,从而改善PCP光降解效率;光强越强,产生的空穴越多,就越有利于PCP的光电催化降解。     

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%。     

TiO_2光催化甲基橙电化学阻抗法表征的研究

采用溶胶-凝胶法在Al2O3薄膜表面上制备了纳米TiO2光催化薄膜(TiO2/Al2O3),将此薄膜用于光催化降解甲基橙,采用电化学阻抗法分析了TiO2薄膜光电极在甲基橙溶液中暗态、光照、不同光强以及改变阳极偏压时的交流阻抗图谱。结果表明,电化学阻抗谱能够较好的反应光催化、光电催化降解甲基橙的实验过程;并且发现施加阳极偏压可提高薄膜的催化性能,发现0.4 V左右最佳。     

Ti/IrO_2-RuO_2涂层电极对2,4,6-三氯苯酚的氧化降解

采用Ti/IrO_2-RuO_2涂层电极对2,4,6-三氯苯酚(TCP)溶液进行电化学氧化降解研究。结果表明:TCP降解效率与溶液初始p H、溶液初始浓度、电解时间,外加电压、及溶液中电解质的量相关,在外加电压为7 V、p H=3、Na_2SO_410 g/L的条件下,Ti/IrO_2-RuO_2涂层电极对初始浓度为0.025 g/L的TCP溶液处理150 min后,TCP降解效率达到99%以上。通过探讨TCP在酸性条件和碱性条件下降解的中间产物及降解规律,表明在酸性条件下TCP的降解主要是通过·OH自由基氧化和在阳极表面直接氧化的共同作用实现的,而碱性条件下起主要反应的是·OH自由基的氧化作用。     

悬浮态TiO_2光催化降解腐殖酸的影响因素研究

在悬浮态TiO2光催化体系中,探讨了光催化氧化降解腐殖酸的规律,考察了催化剂投加量、腐殖酸溶液初始浓度、初始pH值、光强、反应时间等因素对腐殖酸去除效果的影响。结果表明,光催化氧化法降解腐殖酸的效率比直接光解法有显著提高,腐殖酸的去除率从34.73%增加到65.61%(反应时间为3 h);TOC的去除率也大幅度提高,直接光解反应对TOC几乎无去除作用,而光催化氧化对TOC的去除率达37.5%;腐殖酸的初始浓度增加,初始pH值降低,光强增大,光照时间延长均能提高腐殖酸的降解率,其中pH值和光强的影响较为显著。另外,催化剂的投加量存在一个最佳值。     

微弧氧化TiO2膜的电助光催化性能研究

以磷酸钠为电解液,采用微弧氧化技术制备钛基TiO2膜,以该膜为阳极,钛片为阴极与40 W紫外灯和稳压电源组成电助光催化体系,以大红染料模拟废水来评价TiO2膜光电催化能力。研究了酸度和亚铁离子质量浓度等因素对光催化的影响。结果表明:光电催化提高了TiO2膜阳极的降解率;阴极槽内亚铁离子存在会形成电-芬顿体系,有助于提高光电催化降解率。当电解液中支持电解质硫酸钠浓度为0.5 mol/L、pH=3时阳极槽的降解率达到38%,阴极槽亚铁离子质量浓度为3.0mg/L时降解率达到68%。     

二氧化钛介孔膜制备、表征及其光催化性能研究

采用提拉-浸渍法在铟化锡导电玻璃( ITO)表面制备TiO2介孔薄膜,通过X射线衍射分析、透射电镜及N2吸附-脱附等测试对材料进行了表征.结果表明,薄膜材料为高催化活性的锐钛矿型,具有高比表面积(166m2·g-1)和较窄孔径分布(2～10nm).以TiO2/ITO为工作电极,建立三电极光催化体系.结果表明,降解初始质量浓度20mg·L-1的甲基橙光电催化反应中,当pH=2、外加阳极偏电压为0.6V、电解液Na2SO4的浓度为10 mmol·L-1时降解效果好,降解率可达97％.     

光电催化降解硝基苯及反应产物的分布

采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光电极,作为工作电极,铂丝为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,对硝基苯的光电催化降解进行了研究.结果表明：该电极具有n型半导体的特征行为.在外加偏压为＋0.6V、pH=1、50mg/L的H2O2中对初始浓度为50mg/L的硝基苯溶液光照120min降解率达6 5.68%.讨论了外加偏压、硝基苯浓度和pH值等因素对光电催化反应的影响,并且在硝基苯降解时所产生的中间产物中,可以检测到有邻硝基苯酚、对硝基苯酚、间硝基苯酚和硝酸根存在及其分布情况.     

二氧化钛/石墨烯复合材料的光电催化活性及动力学研究

利用Ti(SO4)2水解,在氧化石墨烯层间成核生长纳米Ti O2颗粒,制得Ti O2/氧化石墨烯复合材料,再通过还原反应制得Ti O2/石墨烯复合材料。通过XRD、FTIR、FE-SEM、HR-TEM等测试手段对复合材料进行表征。在可见光照射下,以复合材料为工作电极,光电催化降解酸性红B,研究复合材料的催化性能及反应动力学。结果表明:复合材料具有优良的可见光响应能力和光电催化能力。在外加电极电位为+0.05 V,30 min内的光电催化降解效率为1.08 mg/(min·g)。催化反应为一级反应,其活化能为24.55 k J/mol。     

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。