微米级TiO2/AC催化剂在光催化-膜分离耦合反应装置中降解酸性红B废水

采用X射线衍射分析、扫描电镜分析和傅里叶红外光谱分析对溶胶-凝胶法制得的负载型微米级TiO₂/活性炭（AC）催化剂性能进行了表征,并对其在光催化-膜分离耦合反应装置中光催化降解酸性红B废水时的性能和膜通量的影响进行了研究。结果表明：在最佳煅烧温度400℃时负载的TiO₂以锐钛矿为主,与载体活性炭之间以Ti-O-C键结合,且分布较为均匀;微米级TiO₂/AC催化剂的光催化降解性能随其煅烧温度的升高和粒径的减小而均呈现为先增加、后降低的趋势,TiO₂/AC对膜通量的影响则随煅烧温度的升高和粒径的减小而呈先降低、后增加的趋势,且TiO₂/AC粒径以10.272μm为宜。椰壳活性炭为载体的TiO₂/AC催化剂的光催的化降解性能高于褐煤活性炭为载体的,且前者对膜通量的影响更小。微米级TiO₂/AC催化剂的光催化降解性能高于商业TiO₂的,且对膜通量的影响比商业TiO₂的低。     

二氧化钛-碳纳米管复合材料的制备和光催化性能

利用水热法制备了分别掺杂负离子粉和二氧化硅的二氧化钛溶胶,并分别以活性炭、碳纳米管作为载体进行负载,制备得到二氧化钛-碳纳米管(TiO_2-CNTs)复合材料;通过XRD及SEM对样品进行了表征;并以甲基橙为目标降解物评价了复合材料的光催化性能。XRD结果表明虽然负载体二氧化钛的峰的一致的;SEM的结果表明CNTs负载的TiO_2复合催化剂其晶粒尺寸变小,其中掺杂改性的TiO_2催化剂粒径更小。光催化降解实验结果表明碳纳米管作为载体所制复合材料光催化性能优于活性炭负载的。掺杂改性的TiO_2催化剂对甲基橙的光催化降解性能优于纯TiO_2催化剂,而掺杂二氧化硅的二氧化钛光催化性能优于掺杂负离子粉的。     

微波/催化剂/H2O2降解酸性红B的研究

以颗粒活性炭为载体,分别负载Fe3+、Cu2+或Fe3+-Cu2+制备出催化剂,采用微波/催化剂/H2O2工艺对酸性红B进行降解研究,并考察了各种因素对酸性红B降解效果的影响。研究结果表明,活性炭负载Fe3+-Cu2+型催化剂对酸性红B的处理效果最好,适宜的Fe3+、Cu2+负载量均为1.0%;对于100 mL初始质量浓度为100 mg/L的酸性红B模拟染料废水,适宜的处理条件为初始pH=3、催化剂投加量0.1 g、H2O20.05 mL、微波功率300 W。在此条件下处理4 min后酸性红B去除率超过99%,说明微波/催化剂/H2O2工艺能够有效去除酸性红B。     

二氧化钛光催化膜分离耦合技术在水处理中的应用

通过水热法制备纳米二氧化钛,采用相转换法制备TiO_2/PVDF膜,将该复合膜用于光催化膜反应器中,以1 g/L牛血清蛋白(BSA)溶液模拟天然大分子废水,以截留率和膜通量为参数,采用无光截留-光催化降解交替运行方式研究其光催化性能与膜分离性能。结果表明,添加纳米二氧化钛能增大PVDF膜的亲水性,二氧化钛质量分数为3%的TiO_2/PVDF膜亲水性最好,对BSA的截留率达到93%;采用交替运行方式,无光时膜表面截留大量的BSA分子,膜通量减小,衰减率达到85%~90%,加光通纯水一段时间后,由于纳米二氧化钛光催化降解膜表面的BSA大分子,膜通量逐渐恢复,恢复率均达到86%;连续交替运行后,周期逐渐缩短,恢复率趋于稳定。说明TiO_2/PVDF膜用于光催化膜反应器中,将光催化技术与膜分离技术耦合,显著地恢复了膜通量,增加膜的使用寿命,同时避免了催化剂流失。     

掺铁的锐钛矿相TiO_2在可见光下催化降解酸性红B的研究

对用水热技术制备的掺铁TiO_2粉体进行X射线衍射(XRD)和傅立叶交换红外光谱(FT-IR)表征,以酸性红B模拟废水的降解率,研究自制的掺铁TiO_2粉体的光催化性能。XRD表征显示自制样品为纯锐钛型TiO_2即A-TiO_2;FT-IR结果可知自制样品的晶体结构中存在大量的羟基(OH);光催化结果表明:掺铁能显著提高自制的A-TiO_2光催化效率。当铁的摩尔掺杂量为1.6%时,其光催化活性最好,光照15min与纯TiO_2相比,酸性红B的光催化降解率提高了52.48%;在最佳条件下(酸性红B初始质量浓度为40mg/L、pH为2、摩尔掺铁量为1.6%、催化剂质量浓度为1.5g/L,可见光源40 W白炽灯、光照15min),对酸性红B的降解率达到87.1%。     

KOH活化污泥基活性炭负载TiO_2催化剂的制备及性能研究

以污泥为原料,商品TiO_2为光催化剂,KOH为活化剂,采用一步法制备KOH活化污泥基活性炭负载TiO_2催化剂,并以亚甲基蓝(MB)为目标污染物进行光催化降解实验。结果表明,KOH活化污泥基活性炭负载TiO_2催化剂最佳制备条件为:TiO_2投加量为2%,KOH浓度为2 mol/L,固液比为1∶1.8 g/mL,升温速率为6℃/min,热解温度为550℃,热解时间为50 min。在pH为8,催化剂投加量为1.8 g/L,光照时间为180 min时,对MB光去除率达到了98.33%。通过X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)及傅里叶红外光谱(FTIR)表征论证了该催化体系。     

负载TiO2凹凸棒石光催化氧化法处理酸性品红染料废水

以凹凸棒石粉末负载TiO2为催化剂对染料废水进行光催化氧化实验,研究了催化剂的投加量、光照时间以及起始浓度对酸性品红染料废水光降解作用的影响.结果表明:负载TiO2凹凸棒石催化剂与纯TiO2粉末相比具有更高的光催化活性,负载催化剂投加量在0.25g/L时,光催化效果最好.催化反应在很短时间内即能达到较高的去除率,3 h后的平均去除率均可达95%.     

光催化降解炼化反渗透浓水的动力学特性和影响因素

以难生化处理的炼厂反渗透(RO)浓水为降解对象,考察反应时间、pH、催化剂投加量等对悬浮体系纳米TiO_2(P25)光催化降解RO浓水的影响,并对光催化降解RO浓水的动力学模型和吸附模型进行研究。结果表明,在低压汞灯光照8 h,光催化剂投加量为1 g/L,pH为4.5时,CODCr最高去除率达到47.51%;在不同pH下催化剂的吸附过程符合准二级动力学方程,平衡吸附量随pH增大而减小;光催化降解过程随反应时间遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型,反应符合准一级反应动力学方程。经光催化处理后,RO浓水B/C值从0.01提高到0.22,可生化性显著提高,为后续生化处理创造条件,也为光催化技术应用于难降解工业污水提供借鉴和参考。     

光催化降解炼化反渗透浓水的动力学特性和影响因素

以难生化处理的炼厂反渗透(RO)浓水为降解对象,考察反应时间、pH、催化剂投加量等对悬浮体系纳米TiO_2(P25)光催化降解RO浓水的影响,并对光催化降解RO浓水的动力学模型和吸附模型进行研究。结果表明,在低压汞灯光照8 h,光催化剂投加量为1 g/L,pH为4.5时,CODCr最高去除率达到47.51%;在不同pH下催化剂的吸附过程符合准二级动力学方程,平衡吸附量随pH增大而减小;光催化降解过程随反应时间遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型,反应符合准一级反应动力学方程。经光催化处理后,RO浓水B/C值从0.01提高到0.22,可生化性显著提高,为后续生化处理创造条件,也为光催化技术应用于难降解工业污水提供借鉴和参考。     

金属负载活性炭催化氧化处理印染废水

用自制金属负载活性炭催化剂(Cu/AC、Fe/AC、N i/AC、Mn/AC)对印染废水进行了空气和C lO2催化氧化实验比较,并对影响催化氧化效果的几个因素:不同活性成分、pH值、反应时间、催化剂投加量进行了分析。结果表明:在pH为5~7、反应时间为60 m in、载铜活性炭催化剂投加量6 g/L、C lO2投加量40 mg/L时,催化氧化效果最佳,CODC r去除率可达80%以上。     

粉煤灰负载TiO_2基材料的制备及其对煤气化废水的处理研究

利用HCl、NaOH对活化后的粉煤灰进行酸碱浸提,并以改性粉煤灰为载体,采用溶胶-凝胶法制备了粉煤灰负载Cu⁽²⁺⁾掺杂的TiO_2基复合材料(Cu(2+)掺杂的TiO_2基复合材料(Cu⁽²⁺⁾-TiO_2/FCA),然后用其处理煤气化废水,通过测定不同条件下气化废水降解后COD的值,研究了降解温度、投放量、Cu(2+)-TiO_2/FCA),然后用其处理煤气化废水,通过测定不同条件下气化废水降解后COD的值,研究了降解温度、投放量、Cu⁽²⁺⁾掺杂量对催化剂活性的影响,最后利用XRD、SEM等对光催化剂的形貌和晶型结构进行了表征,研究粉煤灰负载TiO_2基材料的光催化可能机理。结果表明,Cu(2+)掺杂量对催化剂活性的影响,最后利用XRD、SEM等对光催化剂的形貌和晶型结构进行了表征,研究粉煤灰负载TiO_2基材料的光催化可能机理。结果表明,Cu⁽²⁺⁾掺杂量为10%的Cu(2+)掺杂量为10%的Cu⁽²⁺⁾-TiO_2/FCA复合材料对于200 m L、COD初始浓度为863.5 mg/L的煤气化废水在温度60℃、投放量4 g时,光催化效果才能达到最佳,COD降解率达到90.1%。     

固载型AC/TiO2催化剂光催化降解氨氮实验研究

利用溶胶壤胶法制备固载型AC/TiO2光催化剂来降解废水中氨氮,反应在流化床反应器中进行.研究了活性炭负载量、pH、曝气量、温度等因素对氨氮降解的影响.结果表明:固载型AC/TiO2催化剂对模拟氨氮废水的处理效果好.处理35mg/L的氨氮废水,当活性炭负载量为1.92％,pH=11,曝气量为69 mL/s,反应温度为60℃,反应2h后总氮的去除率可达98.02％.以活性炭颗粒为载体制备的AC/TiO2催化剂的光催化活性高,不流失,制作简单,可重复使用.     

P-Mo-V/TiO_2膜状光催化剂的性能及光催化动力学

以钛酸丁酯为先驱物,乙醇为溶剂,二乙醇胺为抑制剂,采用溶胶—凝胶法,制备了玻璃片负载P-Mo-V杂多酸/TiO_2膜状光催化剂,分别在紫外光和太阳光下用中性红溶液进行光催化降解实验,研究了掺杂量对二氧化钛薄膜光催化性能的影响。实验结果表明:在太阳光和紫外光下,掺杂P-Mo-V/TiO_2膜比纯TiO_2薄膜光催化活性好,掺杂降低了光催化降解活化能;拟合紫外光下两种光催化膜降解中性红为一级反应,并求得活化能分别为E=38241.07J/mol,52576.07J/mol。制备的两种薄膜光催化剂可以重复利用。     

TiO_2-ZnIn_2S_4复合光催化剂的制备及其对罗丹明B废水的降解

为改善ZnIn_2S_4可见光降解特性,采用水热法制备了复合光催化剂TiO_2-ZnIn_2S_4,对催化剂进行了表征;并研究了其光催化降解染料废水罗丹明B的特性,探讨了催化剂投加量、初始pH等条件对催化剂降解污染物活性的影响,分析了TiO_2-ZnIn_2S_4复合光催化剂与纯ZnIn_2S_4相比催化效率提高可能存在的原因。结果表明,TiO_2与ZnIn_2S_4以一种特殊结构复合在一起,且在可见光照射下具有良好的光催化性能。以氙气灯模拟太阳光,罗丹明B染料废水初始质量浓度15mg/L,TiO_2-ZnIn_2S_4投加量80mg/L条件下反应2h可降解水中97.42%的罗丹明B,与纯ZnIn_2S_4对比降解率增加了6.24%,具有较好的研究价值与开发前景。     

锰基活性炭催化臭氧氧化处理印染废水研究

以颗粒活性炭为载体,制备锰基活性炭催化剂,对印染废水的生化处理尾水进行催化臭氧氧化降解试验研究。研究结果表明,锰基活性炭可显著提高臭氧对印染废水的氧化降解能力。在试验水样为100 mL、催化剂投加量为10 g、臭氧投加量为0.9 mg/min以及温度25℃条件下,经过20 min的反应过程,印染废水生化尾水的COD_(Cr)质量浓度由96 mg/L降至32.5 mg/L,去除率达到66.1%。增大催化剂、臭氧投加量对降低印染废水COD_(Cr)浓度起到积极作用。碱性环境下,催化臭氧氧化的降解效果更好。锰基负载过程使活性炭表面的孔隙结构更发达,比表面积有较大的提高。     

UV/TiO_2光催化氧化处理鲁奇废水生化出水的试验研究

采用UV/TiO_2反应体系对鲁奇废水生化出水进行了光催化氧化试验,考察了pH、TiO_2投加量、反应时间和外加H_2O_2对COD_(Cr)去除率的影响。结果表明:中性及酸性条件下更有利于UV/TiO_2光催化降解鲁奇废水生化出水中的COD_(Cr);在pH值=7和1.0 g/L TiO_2投加量条件下,反应4 h后,COD_(Cr)去除率为61.17%。UV/TiO_2反应体系外加一定量H_2O_2是否会提高其COD_(Cr)去除率与具体的反应体系有关。     

活性炭颗粒负载Fe-TiO_2光电协同处理叶酸废水

采用三维电极耦合光催化处理叶酸废水。通过溶胶-凝胶浸渍法制备了掺Fe改性TiO_2负载活性炭颗粒电极(Fe-TiO_2/AC),进行XRD、SEM和BET表征,并优化三维电极耦合光催化处理叶酸废水的运行参数。结果表明,Fe-TiO_2/AC比TiO_2/AC有更好的形貌结构和光催化活性。在Fe掺杂质量分数为0.4%,电流密度为0.6 mA/cm~2,pH为5,曝气量为6 L/min的条件下,反应120 min后TOC去除率达到82.4%。反应符合二级动力学模型,在有机物降解过程中具有明显的光电协同增强作用。     

活性炭负载TiO2的制备与表征

在固定床中以玉米秸秆为原料采用二氧化碳活化制备活性炭,并以活性炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2／AC复合催化剂,通过光催化降解甲基橙对其光催化活性进行研究。正交实验表明：当二氧化碳流量500mL·min^-1、活化温度800℃、活化时间40min时,制备的活性炭负载TiO2光催化性能最好,甲基橙降解率高达98．4％;采用XRD和SEM表征最佳工艺制得的TiO2／AC,发现TiO2／AC为锐钛矿型,粒径约为12nm。     

ILs-TiO_2光催化性能及其降解苯酚废水动力学研究

以低浓度模拟苯酚废水为处理对象,研究了自制ILs-TiO2光催化剂的光催化活性,考察了苯酚废水的初始浓度、光催化剂投加量、紫外光照强度等条件对降解效率的影响,并初步探讨了其反应动力学。结果表明,ILs-TiO2光催化剂对苯酚的光催化降解反应符合一级动力学方程,光催化降解速率随苯酚的初始浓度增加而降低,催化剂的最佳投加量为300 mgTiO2/L,随着光照强度的增加,降解速率增高。     

二氧化钛-活性炭复合材料的制备及其光催化性能研究

采用改进的溶胶凝胶法合成出二氧化钛(TiO_2)-活性炭(AC)协同吸附-光催化复合材料。采用XRD、FT-IR、TEM以及DRS等对所制备复合材料的晶相结构、表面结构等进行了表征。测试结果显示,AC的加入影响了TiO_2的粒径分布和粒径的大小。通过对水中污染物罗丹明B的降解来测试复合材料的光催化性能。测试结果显示,适量AC可以有效地提高材料的光催化性能。