Ti基系列阳极的制备及电解染料废水实验研究

采用热氧化法制备了Ti/PbO2、Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2、Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2-Cu、Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2-Ni和Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2-Fe 5种钛基系列阳极,进行电催化氧化处理模拟染料废水酸性品红溶液的实验研究,比较了不同电极的处理效率、反应速率,同时分析了酸性品红降解过程。结果表明:相对于Ti/PbO2和Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2阳极,金属掺杂改性电极Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2-Fe和Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2-Ni对酸性品红有着更好的去除效率和降解速率,而Cu掺杂电极Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2-Cu改性效果不明显。5种电极的电催化氧化过程均符合一级动力学模型。酸性品红在Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2-Fe阳极上电催化氧化降解过程的紫外-可见光谱图表明在电流密度75 mA/cm2、电解质Na2SO4浓度12 g/L的条件下,处理100 mg/L的酸性品红模拟废水,60 min内其特征吸收峰消失,酸性品红基本去除,但同时生成了部分小分子中间产物。     

O3/H2O2氧化页岩气产出水有机物动力学及机理研究

对O3/H2O2氧化页岩气产出水降解有机物动力学、特征污染物苯胺降解动力学及机理进行实验分析,研究结果表明：页岩气产出水有机物、苯胺降解符合一级反应动力学;臭氧分子的分解符合零级反应动力学。通过液相色谱-质谱（LC-MS）分析O3/H2O2氧化苯胺降解过程中间产物,发现O3/H2O2氧化法不能完全 将页岩气产出水矿化为二氧化碳和水,只是将复杂有机物分子转化为结构简单的直链烷烃或者羧酸类物质,需与其他氧化方式相结合才可将有机物完全去除,并提出了降解返排液中苯胺的两条可能途径,为O3/H2O2氧化工艺实际应用提供理论依据。     

纳米α-Fe_2O_3激活过氧单硫酸氢盐去除水中有机染料研究

为解决基于硫酸根自由基(SO-4·)的高级氧化法中传统离子催化剂回收难度大、毒性高、对反应时的pH要求严格等问题,选用纳米α-Fe_2O_3作为新型催化材料,研究了各影响因素对纳米α-Fe_2O_3活化过氧单硫酸氢盐(PMS)降解金橙Ⅱ效果的影响。结果表明,有机染料金橙Ⅱ的去除率与氧化剂投量、催化剂投量呈正相关,其kobs值随催化剂投量增加而呈线性增大,实际水体中金橙Ⅱ的降解效率受到一定程度的抑制;α-Fe_2O_3/PMS系统对金橙Ⅱ的矿化效果较低,大部分被去除的金橙Ⅱ可降解为中间产物;纳米α-Fe_2O_3是1种催化性能优异、具实用性的新型催化材料。     

复合纳米TiO2光催化氧化苯酚的动力学

选择掺杂过渡金属粒子Fe^3 的纳米TiO2(复合纳米TiO2)为光催化剂，研究了苯酚降解的动力学规律，考察了苯酚浓度、气相氧浓度、催化剂投量、光强对苯酚光解速率的影响。结果显示，苯酚的降解符合表观一级动力学规律，光强、气相氧浓度以及催化剂投量是影响反应速度的关键因素；对苯酚的降解速率较以纯纳米TiO2为光催化剂时提高了近1．4倍。     

非均相UV/Fenton反应体系处理聚丙烯酰胺废水

制备了负载在粗孔硅胶上的含铁催化剂,将其用于非均相UV/Fenton反应体系处理聚丙烯酰胺(PAM)废水,考察了催化剂投量、H2O2投量、PAM初始浓度对PAM降解效果的影响.试验结果表明,制备的含铁催化剂具有较高的催化活性,在催化剂投量为0.67 g/L、H2O2投量为7.5 mL/L(249.75 mg/L)条件下反应120 min后,对PAM、TOC的去除率均可达70%以上,且该体系中PAM的降解规律遵循一级反应动力学方程;对PAM的降解率随其初始浓度的增加呈下降趋势.进一步研究发现,PAM的降解速率随H2O2初始浓度与PAM初始浓度之比呈线性上升规律.     

溴化环氧树脂协同三氧化二锑阻燃PET热分解动力学研究

利用热重分析法(TG)研究了溴化环氧树脂(BER)协同三氧化二锑(Sb2O3)阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(FR/PET)在不同升温速率下的热稳定性,升温速率10～40℃/min-1,氮气保护,并进行了热分解动力学分析.采用Kissinger及Flynn-Wall-Ozawa方法分析了PET和FR/PET的热分解活化能;利用Coats-Redfern方法确定了PET和FR/PET热分解动力学机理及其模型,得出了聚合物主降解阶段的非等温动力学方程.结果表明:BER协同Sb2O3阻燃体系的添加提高了PET的阻燃性能,降解模式发生了变化,PET的机理函数为g(α)=1-2α/3-(1-α)3/2,FR/PET的机理函数为g(α)=(1-α)-1-1,反应级数n=2.     

Fenton试剂降解邻苯二甲酸二甲酯及反应动力学的研究

针对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)难降解的特性,采用Fenton试剂降解DMP.首先考察了Fe2+浓度、Fe2+与H2O2投量比、反应液初始pH、Fenton试剂投加量以及DMP初始浓度对Fenton试剂降解DMP效率的影响.并简要分析了Fenton和类Fenton体系在UV作用下对DMP的降解效果,然后研究了Fenton氧化降解DMP的反应动力学方程.实验结果表明,当DMP初始浓度为2mg/L、Fe2+浓度为2.5 mg/L、Fe2+与H2O2投量比为1∶10、溶液初始pH为3、反应30min,Fenton试剂降解DMP的效率可达96.08%.Fenton和类Fenton体系在UV作用下降解DMP效率与无UV作用相比提高率超过30%.以一级反应动力学模型建立Fenton降解DMP反应表观动力学方程,Fenton及DMP投加量的反应级数分别为2.337,0.2072.     

光催化纳米建筑涂料降解气态氨的研究

以掺加纳米TiO2制备的光催化纳米建筑涂料为催化剂,研究了气态氨在紫外光照射下的降解,探讨了TiO2光催化剂的类型、催化剂用量、氨的初始浓度等对氨光催化降解的影响,并对氨的降解产物进行了分析,探讨了氨的光催化降解机理.结果表明,掺加锐钛型纳米TiO2的光催化纳米建筑涂料具有较高的光催化活性,其光催化活性随着纳米TiO2添加量的增加而提高,氨的光催化降解转化率随着氨初始浓度的增加而下降.氨的降解产物主要为NO3-和NO2-,涂料的光催化活性通过水洗清除催化剂表面的降解产物后可得到有效恢复.     

稳定化纳米零价铁活化过硫酸盐降解罗丹明B

选取柠檬酸根作为纳米零价铁的稳定剂,制备出具有核壳结构的柠檬酸根稳定化纳米零价铁(SC-nZVI),并用TEM和XRD对其形貌和结构进行表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究SC-nZVI活化过硫酸盐降解污染物的性能。结果表明,经过柠檬酸根稳定化的纳米零价铁抗氧化能力增强,能显著提高零价铁活化过硫酸盐的持久性,在重复利用6次以后,对RhB的降解率仍能达到96%。在室温条件下,当pH值为7. 0、罗丹明B初始浓度为50 mg/L、K_2S_2O_8浓度为2 mmol/L、稳定化纳米零价铁投加量为0. 5 g/L时,反应30 min后,罗丹明B降解率达到98. 0%;罗丹明B降解过程符合准一级反应动力学。水中无机阴离子的存在对罗丹明B降解过程有不同程度的抑制作用,排序为NO_3~-H_2PO_4~-Cl~-HCO_3~-。     

UV/H_2O_2/O_3联用降解饮用水中的三氯硝基甲烷

分别采用O3、H2O2、UV及其联用技术降解饮用水中的含氮消毒副产物三氯硝基甲烷(TCNM),考察了不同反应条件下对TCNM的降解效果及其影响因素,并探讨了其降解机理。结果表明,单独O3、H2O2和UV工艺对TCNM的去除效果不理想,而UV/H2O2和UV/H2O2/O3组合工艺能够有效去除TCNM。当TCNM初始浓度为20μg/L、紫外光强为31μW/cm2、H2O2投加量为15 mg/L、臭氧投加量为10 mg/L时,反应150 min后,UV/H2O2、UV/H2O2/O3组合工艺对TCNM的去除率分别为82.26%和97.28%,两种工艺对TCNM的降解均符合一级反应动力学。     

水热辅助溶胶凝胶法制备纳米钛酸锌及其光催化性能

采用水热辅助的溶胶凝胶法制备纳米钛酸锌(ZnTiO_3)光催化剂,以罗丹明B为目标降解物,运用动力学模型分析罗丹明B(RhB)初始浓度对降解效果的影响。通过SEM、XRD、XPS、UVVis DRS对ZnTiO_3进行表征,并使用自由基捕获试验分析其降解机理。结果表明,ZnTiO_3为纯六方相,形貌为类球形,粒径50nm左右。在催化剂用量为1g/L、RhB初始浓度为5mg/L、pH值为3的条件下,光催化反应150min后,RhB降解率为93.2%。其动力学方程为k=0.132 C_0~(-1.253)。ZnTiO_3光催化剂降解过程中,·OH、h~+、·O_2~-均起到催化作用,产生·OH、h~+的量相近且多于·O_2~-,说明·OH、h~+在催化反应中起主要作用。     

TiO2(掺入La2O3)催化超声降解甲基橙

以实验室合成的La2O3掺入TiO2作为催化剂，以超声降解甲基橙反应为模型，研究了各种因素对La2O3掺入TiO2催化超声降解甲基橙溶液的影响。结果表明，在TiO2(掺入La2O3)催化剂作用下超声降解甲基橙的效果明显优于单纯以锐钛矿型TiO2催化时的情况。TiO2(掺入La2O3)用量为0．5～1．0g／L、超声波频率为25kHz、输出功率为1．0W／cm^2、pH值为1．0～3．0时，初始浓度为20mg／L的甲基橙水溶液在80min左右基本可降解完全，COD的去除率达到了99．0％。     

TiO2光催化水泥基材料降解汽车尾气研究

以纳米TiO₂和N-TiO₂作为光催化材料，以透水混凝土作为水泥基基底材料，制备出了光催化透水混凝土，测定了其不同光照条件下光催化降解汽车尾气的能力，并基于试验数据进行了光催化反应动力学的拟合计算。试验及计算结果表明：在2种光照条件下，纳米TiO₂和N-TiO₂光催化透水混凝土降解汽车尾气成分效率：NO_x>HC>CO；自然光照条件下，N-TiO₂涂层光催化降解汽车尾气能力低于纳米TiO₂涂层；在紫外光照下纳米TiO₂涂层降解汽车尾气中的CO试验反应动力学常数为6.40×10^-3 min^-1，自然光照下纳米TiO₂和N-TiO₂涂层反应动力学常数分别为2.67×10^-3 min^-1和2.28×10^-3 min^-1。     

臭氧氧化降解苯酚的动力学研究

用双混型光谱仪反应器研究了苯酚在温度为288-313K，pH=3.2-9.3时的臭氧（O3）氧化反应动力学并获得了反应动力学常数，探讨了O3氧化降解苯酚的机理，即不同pH值时O3氧化降解苯酚的途径及其动力学是不同的，在酸性及弱酸性条件下（pH=3.2-6.5)苯酚的降解遵循O3直接氧化机制，在碱性时（pH=9.3)则遵循羟基自由基氧化机制。     

负载型纳米TiO_2光催化降解酸性红B的研究

为解决传统纳米TiO2光催化氧化工艺催化剂不易分离和载体的比表面积较小、悬浮性差的问题,将纳米TiO2负载在聚丙烯多面球上制备了负载型TiO2光催化剂.利用XRD和氮气吸附法表征了该催化剂的结构特性,并采用其降解酸性红B,考察了初始浓度、曝气量、pH值、H2O2投加量、自由基清除剂及多面球的比表面积等对降解效果的影响.结果表明,偶联剂法制备的TiO2薄膜晶相单一(锐钛矿型),晶体粒度较小,比表面积较大;脱色率会随着酸性红B溶液初始浓度的升高和自由基清除剂(乙醇)的加入而下降,提高溶解氧浓度、增加聚丙烯多面球的比表面积以及酸性条件(pH=3.26时效果最佳)都有利于提高脱色率;投加H2O2也能提高脱色率,但当投加量增至0.5 mg/L后效果不再明显;酸性红B的光催化降解遵循一级反应动力学方程.     

Li~+-TiO_2复合纳米光催化剂制备及其光催化降解海产品深加工废水的研究

对Ti O2纳米光催化材料进行掺杂改性,利用溶胶-凝胶法制备出掺杂锂的Li+-Ti O2复合纳米光催化剂,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜分析(SEM)等测试技术对所制备的光催化剂形态结构和特性加以表征,用大连市黑石礁海域的海水配制成模拟海产品深加工废水,研究了Li+-Ti O2复合纳米光催化剂光催化降解海产品深加工废水的能力及影响其降解能力的因素,并确定了Li+-Ti O2光催化剂光催化降解海产品深加工废水的优化试验条件。结果表明:Li+-Ti O2复合纳米光催化剂光催化降解海产品深加工废水效率高,锂掺杂量、催化剂用量、p H、氨氮初始浓度、COD初始浓度和过氧化氢(H2O2)用量6个因素影响光催化降解的能力,在优化试验条件下,即锂掺杂量为5%,氨氮初始浓度为80 mg/L,COD初始浓度为300 mg/L,Li+-Ti O2用量为0.9 g/L,H2O2用量为5%,反应时间为2 h,p H值为8时,海产品深加工废水中氨氮和COD的光催化氧化降解率分别达到81.50%和78.67%。     

CFB灰中Fe的浸出行为及动力学研究

以煤矸石电厂循环流化床灰（CFB灰）为原料,研究了CFB灰中Fe2O3酸浸出过程的影响因素及其酸浸出过程动力学。试验结果表明：盐酸浓度20.2%、酸浸温度110℃、酸浸时间1.0h、液固比为4∶1,Fe2O3的浸出率为91.74%。在一定时间内,CFB灰加热酸浸过程符合典型的＂反应核收缩模型＂。其反应动力学方程可用1-（1-α）1/3=k′t来描述,反应表观级数为0.999 2,反应活化能为42.063kJ/mol,过程速率为化学反应速率控制。     

UV-H2O2工艺降解饮用水中阿特拉津的试验研究

采用紫外—过氧化氢（UV—H2O2）的光激发氧化工艺去除饮用水中的内分泌干扰物——阿特拉津，考察了影响降解效果的因素。试验结果表明：紫外—过氧化氢工艺对阿特拉津有较好的去除效果，阿特拉津的降解过程符合一级反应动力学模型。通过提高照射光强，可以提高对阿特拉津的去除速率。过氧化氯浓度对阿特拉津的降解具有促进和抑制的双重作用：当H2O2浓度〈60mg／L时，降解阿特拉津的一级反应速率常数随H2O2浓度的增加而线性增加；当H2O2浓度〉80mg／L时，该反应速率常数的增加速率变得缓慢；当H2O2浓度〉120mg／L时，阿特拉津的降解受到明显抑制。阿特拉津初始浓度对降解过程没有影响。自来水中羟基自由基捕获剂及有机物的存在，会降低阿特拉津的降解速率，而较低的pH值则有利于降解反应的进行。     

用快速特性粘度法研究聚碳酸酯的热降解机理

通过快速特性粘度法研究聚碳酸酯(PC)在恒温条件下降解不同时间的粘均分子量，进而研究其降解机理和动力学方程．认为PC的整个降解过程可分为吸收氧气、酯交换和自由基反应3个阶段．对第1阶段——吸氧阶段和第2阶段——酯交换阶段的降解机理和动力学方程进行了详细的研究．     

磷钨酸/二氧化钛纳米材料的合成及光催化性活性测试

运用溶胶凝胶法制备了磷钨酸(HPW)掺杂的二氧化钛(Ti O2)复合纳米光催化剂,利用SEM对样品进行表征,观察纳米材料的微观形貌结构。并利用亚甲基蓝溶液的光催化降解实验评估催化剂的光催化活性。实验结果表明,HPW的掺杂减小了Ti O2纳米颗粒的粒径,有利于增大其比表面积,同时明显提高了Ti O2的光催化活性。