耦合分离膜对悬浮型光催化纳滤膜反应器耦合工艺特性的影响研究

以阿特拉津(atrazine)模拟废水作为处理对象,采用3种不同种类和性质的纳滤膜与悬浮型光催化氧化过程进行耦合构成悬浮型光催化纳滤膜反应器的废水耦合处理工艺,比较耦合纳滤分离膜的种类和性质对光催化膜反应器处理atrazine模拟废水耦合工艺特性的影响.实验得出,由于对目标污染底物及主要光催化降解中间产物出色的选择性分离截留效果,将TS-60与光催化膜反应器进行耦合处理目标废水的处理效果最佳.     

悬浮型光催化纳滤膜反应器处理H酸溶液工艺中操作压力变化的机理研究：实验部分

首次通过系列黑暗条件下的膜分离空白试验对悬浮型光催化纳滤膜反应器中耦合分离膜操作压力的变化机理进行研究。为了从根本上揭示悬浮型光催化纳滤膜反应器中引起耦合分离膜操作压力规律性变化以及不同初始操作压力条件下导致变化规律明显差异性的根本原因,分别进行三组黑暗条件下的膜分离对比试验,考察不同膜分离过程中膜分离操作压力的变化规律、变化幅度和变化速度。结果表明,在不同的初始操作压力条件下,由于待分离的污染物种类、性质、组分和浓度的差异导致纳滤膜分离操作压力的变化规律存在根本性变化。     

悬浮型光催化纳滤膜反应器处理H酸溶液工艺中操作压力变化的机理研究：机理分析

首次通过系列黑暗条件下的膜分离空白试验对悬浮型光催化纳滤膜反应器中耦合分离膜操作压力的变化机理进行研究。耦合工艺中分离膜操作压力的变化主要由目标污染底物及其光催化降解中间产物的吸附、堵塞污染形成,与目标污染底物光催化降解速率以及中间产物的组成及数量随时间变化的关系密切,因而耦合分离膜初始操作压力的大小对其后续变化过程及变化规律影响颇大。由于耦合分离膜循环液中悬浮态光催化剂颗粒对耦合分离膜及被吸附其上的污染物分子强烈的冲刷作用,使得耦合分离膜操作压力在连续运行一定时间后下降至初始压力以下0．20～0．50kPa。在任何操作压力条件下,悬浮态光催化剂溶液均不对耦合分离膜形成膜污染现象,这与其在水相中的絮凝聚合过程有关。     

光催化氧化法处理含酚废水研究

以苯酚为模型化合物，对紫外光照射下含酚废水的光催化降解行为进行了研究。四种不同产地的TiO2被选择为光催化剂。实验结果表明苯酚初始浓度100mg／L，TiO2加入量80mg／100mL溶液，反应100min条件下，苯酚转化率达96％。含有少量金红石型TiO2的锐钛型TiO2的光催化活性最高。100mL 100mg／L的苯酚溶液中最佳的TiO2加入量为80mg。苯酚初始浓度低于100mg／L条件下，苯酚光催化降解反应速率遵循表观一级反应速率方程。     

浆态光催化反应器有机模拟废水光催化氧化特性与动力学

采用循环式浆态光催化反应器对苯甲酰胺模拟废水光催化氧化特性和动力学进行了研究,系统地考察了操作条件对模拟污染物光催化降解的影响,并与搅拌式和鼓泡床式浆态光催化反应器中苯甲酰胺的降解效果进行对比.结果表明,循环式浆态光催化反应器中光催化剂的用量、污染物的初始浓度和初始pH值对模拟污染物光催化降解性能的影响存在适宜值;体系中H₂PO^-₄、Cl^-、Cu²⁺、Al³⁺对其光催化降解过程有明显的抑制作用.与传统的搅拌式和鼓泡床式浆态光催化反应器相比,循环式浆态光催化反应器中催化剂和废水的混合效果较好,光利用率高,较大程度上减少催化剂的用量和提高废水处理能力.同时,对不同催化剂的用量和污染物初始浓度下的光催化氧化反应动力学研究表明,此过程符合拟一级动力学,催化剂表面反应速率常数k₀和催化剂吸附平衡常数K_TiO2分别为0.0279 min^-1和17.99 L•g^-1.     

活化条件对TiO2光催化降解甲醛反应的影响

采用负载化的纳米TiO2粉体为光催化剂,进行了甲醛熔液的光催化降解反应验,主要研究了光催化剂TiO2活化温度和时间对甲醛降解反应的影响以及降解反应动力学。通过零级和一级光催化反应动力学模型的建立和比较,发现甲醛的光催化降解反应遵循一级反应动力学规律。     

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。     

二氧化钛光催化降解十二烷基苯磺酸钠水溶液

十二烷基苯磺酸钠(DBS)是废水中难以处理的一种表面活性剂,传统的处理方法效果不好或费用较高。光催化氧化法具有降解速度快、降解无选择性、氧化反应条件温和、投资少、能耗低、无二次污染等优点,因而用纳米二氧化钛光催化处理DBS废水越来越受到重视。用二氧化钛处理十二烷基苯磺酸钠(DBS)溶液,考查了溶液初始浓度、搅拌和通气、H2O2浓度、溶液p H值等参数对其降解率的影响,并探讨了其光催化动力学方程。研究结果表明,DBS初始浓度小于30mg/L时,其光催化反应遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型,表现为一级反应动力学。     

搅拌式浆态光催化反应器对偶氮染料X-3B的降解特性研究

构建了体积为5 L的搅拌式浆态光催化反应器,以偶氮染料活性艳红X-3B为目标污染物,进行光催化降解特性研究。结合对X-3B在小规模反应器中悬浮TiO2表面的吸附行为研究,考察了TiO2投加量、搅拌速率和曝气量等对光催化效果的影响,分析了光催化过程的降解动力学,并从传质的角度对搅拌强度和初始反应速率进行了关联。实验结果表明,在搅拌式浆态光催化反应器中,Langmuir模型和Freundlich模型均能较好地描述TiO2对X-3B的吸附行为;在催化剂最佳浓度0.5 g.L 1的条件下,初始反应速率r0随搅拌雷诺数Re的增加呈现先增大后稳定的趋势,进一步增加空气曝气量可以显著提高初始反应速率。根据相关理论推导得出在该反应器光催化降解X-3B时,氧的传质是影响初始反应速率r0的关键因素。     

TiO2悬浮体系光催化降解染料动力学研究

在TiO2悬浮体系中,以高压汞灯为光源,研究了活性艳红X-3B光催化脱色反应动力学.考察了X-3B初始质量浓度、pH值、光强、催化剂投加量以及共存无机阴离子和有机物对光解速率的影响.结果表明,该反应可用Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学方程来描述,在较低质量浓度(≤50 mg/L)下光催化降解过程为准一级反应;在本实验条件下,一级反应速率常数k′与初始质量浓度ρ0近似成负一级反应关系,与光强I的根方近似成正比;催化剂的投加量有一适宜值(4 g/L);在偏酸性和碱性条件下光催化降解X-3B脱色较快,且在酸性条件下比在碱性条件下效果更好;除PO43-对反应有促进作用外,大部分无机阴离子(Cl-、SO42-)和有机物(DBS、PVA)对降解均有抑制作用.     

二氧化钛-聚四氟乙烯光催化膜制作及其光催化活性研究

在常温条件下直接将高活性的纳米二氧化钛粉末与聚四氟乙烯(PIFE)乳液混合,通过辊压复合至不锈钢网上,制成了高活性的TiO2/PTFE多孔光催化膜.当TiO2与PIFE质量比为4:1时,光催化反应苯甲酸(浓度为20 mg/L)实验2 h内总有机碳(TOC)去除率高达81.3%,此时复合催化膜表面平整均匀,且孔隙分布均匀,更有利于有机物的吸附.催化剂最佳负载量为15mg/cm2.在优化反应条件下同悬浮态反应体系相比较,固定化膜表现出更好的活性.     

Fe掺杂Bi12TiO20光催化剂的制备及光催化性能

采用水热法制备Fe元素掺杂的Bi12TiO20光催化剂，对Bi12TiO20结构进行修饰，使用X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）、扫描电镜（SEM）、氮气吸附脱附、X射线光电子能谱（XPS）对光催化剂的形貌微观结构和化学价态进行表征，并应用在光催化降解亚甲基蓝（MB）上。实验结果表明，当Fe的掺杂量为5%时，催化剂的投加量为0.05g，对10mg/L的MB的降解率达到98.949%。经过Fe掺杂后，Fe-Bi12TiO20光催化剂形成了新的杂化能级，吸收带边界发生红移，进而提高催化剂的光催化活性，Fe是以+3和+2价掺杂于Bi12TiO20的晶体中。Fe-Bi12TiO20光催化剂，经过重复使用5次后，对MB的降解率仍然可以达到88%以上，具有优秀的光催化稳定性能。h+和·O2-是光催化降解过程中的主要活性物种。本文为Bi12TiO20材料的掺杂改性研究提供了参考。     

石墨烯基光催化复合材料研究进展

简单介绍石墨烯的结构和性质,简述石墨烯及石墨烯基光催化复合材料的制备方法,对近些年石墨烯基光催化复合材料在染料降解、有机污染物氧化、无机污染物处理、CO2还原、光催化裂解水产氢方面的研究进行综述。     

Laser photocatalytic polymerization of phenylacetylene

Summary The polymerization of phenylacetylene induced by ultraviolet laser (266 and 355 nm) irradiation of W(CO)₆ and W(CO)₆-TiCl₄ in CCl₄ solvent was investigated. The weight-average molecular weights of the polymers reach 10⁵. The infrared spectra indicate that the polymers have a trans-rich conjugated double bond structure. The influence of laser energy, laser wavelength and irradiation time on the polymerization was examined. Experimental data show that laser energy and wavelength are the most effective factors.     

光催化剂新技术研究进展

可见光型光催化剂是环境领域研究的热点.本文综述了近年来ABOx型、非金属掺杂型、复合半导体型可见光催化剂的制备、合成技术的新研究进展,对催化机理进行了概括,指出日光型光催化剂是光催化剂的发展方向.     

热增强的光催化二氧化碳还原技术

利用太阳光驱动二氧化碳（CO₂）催化转化合成燃料是缓解能源危机和降低温室效应的理想途径。然而,当前面临的主要挑战在于CO₂固有的化学稳定性使得光催化反应的转化效率低下。热量被认为是促进催化转化反应过程的重要推动力,可以有效提升光催化转化的效率。本文综述了不同形式的热增强光催化在CO₂还原生产燃料方面的应用,包括外加热源的光催化CO₂还原、光热效应促进的光催化CO₂还原以及等离激元增强的光催化CO₂还原体系。文章指出：热增强的光催化技术继承了光催化的高选择性和热催化的高反应活性的优势,实现了CO₂还原反应的高效进行。具体分析如下：外加热源主要通过直接加热装置或者聚焦太阳光能实现,产物的生成效率明显增强,选择性影响不大;光热效应发挥着局部提高催化剂反应温度的作用,使能量利用效率更高,大幅度降低CO₂还原反应所需的能量;等离激元效应除了发挥光热效应的作用,同时兼备增强光吸收、促进载流子分离和加速表面反应动力学的作用。文章最后指出,通过对反应机理进行深度研究,合理调控反应体系的反应条件,将极大促进热增强的光催化CO₂还原技术发展,为CO₂利用提供有效手段。     

Solar photocatalytic degradation of Aldrin

Photocatalytic degradation of the pesticide Aldrin dissolved in water was carried out, in one case, using concentrated solar radiation and, in another case, using non-concentrated solar radiation. In these experiments, the effects of catalyst concentration, oxidant agent concentration, and solar irradiation were tested. In experiments without irradiation, strong adsorption of the pesticide over titanium dioxide was observed in the first few minutes of contact in the presence of titanium dioxide (TiO₂). These results can be explained by means of Coulombic interactions between the catalyst surface and the pesticide molecules. During the photodegradation process, results show a residual degradation (photolysis) in both the cases, when no catalyst was added. In the case of the non-concentrated solar system, the achieved results suggest that the use of H₂O₂ increased the degradation rate. For concentrated sunlight, an increase of the Aldrin concentration was observed during the first few minutes of irradiation. This can be explained as a desorption process that is triggered by a change in surface charge of the catalyst in the presence of hydrogen peroxide (H₂O₂) during irradiation. When photocatalysis was performed with TiO₂ alone, no Aldrin was detected in the water solutions throughout the entire experiment. This result was unexpected; however, it might be explained by the adsorption of the pesticide on the catalyst surface and by the absence of the oxidant’s effect. Three transformation products (TPs) of the degradation process were identified: dieldrin, chlordene and 12-hydroxy-dieldrin. The results presented here are in agreement with previously reported results for photocatalytic degradation of other chlorinated pesticides using lamps as radiation sources.