光催化氧化法降解含氯有机物的研究进展

对光催化降解含氯有机物的机理,影响含氯有机物光催化降解速率的因素,提高光催化降解含氯有机物效率的途径以及光催化降解含氯有机物的研究进展进行了综述.     

不同介质中水热合成纳米TiO2粉体及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料, 采用水热法分别以蒸馏水、有机小分子化合物(正丁醇、丙二酸和乙二胺水溶液)和无机酸(HNO₃、H₂SO₄和HCl)为介质合成了TiO₂纳米粉体. 通过XRD和TEM对所得TiO₂粉体进行了表征, 研究不同介质对所得TiO₂粉体的晶相组成、颗粒尺寸及形貌的影响. 结果表明: 以蒸馏水为介质时所得锐钛矿TiO₂的颗粒尺寸分布不均匀; 有机化合物抑制锐钛矿型TiO₂各向异性生长趋势的能力为: 正丁醇>丙二酸>乙二胺; 相同实验条件下, HCl、H₂SO₄及HNO₃体系中分别获得金红石、锐钛矿及锐钛矿和金红石混晶TiO₂. 光催化降解甲基橙的研究表明, 锐钛矿和金红石混晶TiO₂的光催化活性要高于纯锐钛矿结构; 纯金红石型TiO2的光催化活性最差.     

复合生态滤床和光催化技术用于景观水治理

结合工程实例,介绍了复合生态滤床和光催化技术在小区景观水治理中的应用,分析了该方法的设计、运行特点及应用前景。     

可见光下掺N附Ag纳米TiO_2的光催化降解甲基橙

采用溶胶–凝胶法制备纯TiO_2和掺氮TiO_2纳米颗粒(N-TiO_2),然后通过光催化还原在其表面附Ag,得到表面附Ag的纳米TiO_2(即Ag/TiO_2)和掺N附Ag纳米TiO_2(即Ag/N-TiO_2),利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、光致发光光谱仪(photoluminescence spectroscopy,PL)、X射线光电子能谱(XPS)以及紫外可见漫反射光谱分析(UV-VIS DRS)对TiO_2及其掺杂改性后的组成和结构、光吸收性能以及可见光下对甲基橙溶液的光催化活性等进行表征。结果表明,所有样品均为锐钛矿型,Ag/TiO_2的平均晶粒度为20.4 nm;N以替代型N-Ti-O、间隙型Ti-O-N(或氧化态Ti-O-N-O)的形式存在于晶格中,银以Ag0形式附着在TiO_2表面;N掺杂抑制TiO_2晶粒的生长,并抑制光生电子与空穴的复合,从而促进TiO_2对可见光的吸收;表面附Ag对TiO_2晶格没有明显影响,但在450~580 nm可见光区产生强烈的表面等离子吸收带并延长至近红外区。TiO_2及其掺杂改性后对甲基橙的光催化效果为Ag/N-TiO_2Ag/TiO_2N-TiO_2TiO_2(或Degussa P25),Ag/N-TiO_2在可见光下对甲基橙(p H=3)进行光催化降解,150 min时降解率达到95%。     

SiO_2、Al_2O_3表面修饰TiO_2结构分析与光催化研究

利用硅酸钠、偏铝酸钠对TiO_2基体进行无机表面修饰堵塞光辐照二氧化钛产生的电子-空穴,以提高二氧化钛的耐候性能和分散性能。用聚焦光束反射测量仪(FBRM)在线测试粒子表面膜层的生长情况,用X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、表面面积(BET)等技术对修饰前后二氧化钛的物相和微/纳结构进行表征分析,结果表明TiO_2粒子表面形成了均匀致密的无定型二氧化硅、稳定的勃姆石胶体膜层,填补了空氧位,弥补二氧化钛的光化学活性缺陷;光降解试验结果表明:单硅修饰和硅铝二元修饰的二氧化钛样品的光催化活性降低,降解速率减缓,二氧化钛得到有效的保护。     

太阳能固定膜光催化反应器降解苯酚中试

以结构简单、光能利用率高的复合抛物面采光板为采光元件,以采用溶胶凝胶法负载在比表面积大、化学性质稳定的玻璃纤维网上的高活性TiO2固定催化剂制备催化组件,并选用长寿命冷阴极低压汞灯作为人工辅助光源,研制成功结构简单、可全天候运行的太阳能光催化反应器.采用其处理低浓度苯酚配水的中试结果表明,该装置传质效果好,当循环流量＞5 L/min（Re=491）时即可消除传质限制作用;苯酚的降解呈表观一级反应,当光强介于12.4～25.9 W/m^2时,表观反应速率常数与光强呈线性关系;当采用电光源时,对苯酚的降解是光催化和直接光分解综合作用的结果.此外,该装置对自来水中的苯酚也具有较高去除效率,具有广阔的应用前景.     

TiO2中空纤维的制备及光催化性能

采用模板法制备了不同温度的TiO2中空纤维光催化材料,并利用X射线衍射、扫描电镜对其晶型及表面形貌进行了表征.以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模式反应,考察了温度对TiO2中空纤维光催化性能的影响.     

改性氧化钛光催化氧化单质汞性能及其影响因素研究进展

汞是煤中普遍存在的一种剧毒非必需元素,燃煤烟气汞污染防治已成为国家重点关注和研究热点。本文系统介绍了光催化氧化单质汞的氧化钛基催化剂,包括形貌调控氧化钛基催化剂、金属改性氧化钛基催化剂、非金属改性氧化钛基催化剂、半导体复合氧化钛基催化剂以及负载型氧化钛基催化剂等。比较了不同改性措施下氧化钛基催化剂光催化氧化单质汞效率,讨论了催化剂的制备方法、光源、反应温度、烟气组成以及光催化反应器等因素对其氧化单质汞效率的影响,总结了氧化钛基催化剂光催化氧化单质汞反应机理,展望了光催化脱除燃煤烟气汞的潜在应用前景与挑战,旨在为燃煤烟气汞污染防治提供参考。完善催化剂改性方法同时开展中试规模实验将会成为燃煤烟气光催化氧化单质汞的重要研究内容与发展趋势,同时也是实现光催化氧化单质汞技术工业化应用的关键。     

电镀法制备多孔光催化材料及其性能研究

以多孔泡沫镍为载体,采用电镀法制备多孔光催化材料,并研究其对水中罗丹明B的降解性能.结果表明,多孔光催化材料对水中罗丹明B的光催化降解反应严格符合零级动力学规律.最佳制备工艺条件为：电镀液中硫酸镍浓度180g/L;镀液中P25型纳米TiO2粉体投加量2g/L;电镀温度45℃;搅拌速度4档.Bi2O3和ZnO复合改性使产品的光催化性能提高,复合粉体中的Bi2O3和ZnO起电子-空穴分离的桥梁作用.纳米Bi2O3复合量达7%或ZnO复合量为2%时,产品的光催化性能最优.Ag修饰使经Bi2O3或ZnO复合的光催化材料的光催化性能有所提高.经Bi2O3复合的光催化材料的最佳Ag修饰量为1%,经ZnO复合的光催化材料的最佳Ag修饰量为4%.     

Z-型CdZnS/Ag/NCN异质结光催化剂的制备及可见光析氢性能研究

纯有机半导体所固有的较高激子结合能和低电荷分离效率是限制氮化碳光催化析氢性能和应用的关键问题．通过对以双氰胺为原料生成的氮化碳在氨气气氛下的二次气相反应,在氮化碳末端成功引入胺基基团,增强了氮化碳的水相分散能力和配位能力．然后通过硼氢化钠原位还原法在这种氮掺杂氮化碳表面负载银,再通过超声搅拌使将所得产物与不同Cd/Zn摩尔比的硫锌镉（CdZnS-X）自由组合,从而构建了以单质银作为载流子转移媒介的Z型CdZnS/Ag/NCN异质结．实验结果表明：以体积百分数20%的三乙醇胺作为空穴牺牲剂,当硫锌镉中r（Cd）∶r（Zn）∶r（S）=2∶8∶10时,Z型CdZnS/Ag/NCN异质结复合物的可见光（λ>420 nm）析氢效率可达1279.45 μmol/（h·g）,是氮掺杂氮化碳的4.4倍及硫锌镉的5.8倍．光谱和电化学实验结果表明,Z型CdZnS/Ag/NCN异质结复合材料性能的显著提升,主要是由于Z型异质结促进了单一组分的电荷分离,增大了固/液接触面和反应活性位点．