Fe2+/HClO氧化处理β-萘酚模拟废水的研究

以NaClO在酸性水溶液中生成的HClO代替Fenton试剂中的氧化剂H2O2,在Fe^2 的作用下对β—萘酚模拟废水进行处理,结果表明：使用HClO代替H2O2处理β—萘酚模拟废水能够取得更好的效果;废水pH、FeSO4和NaClO的投加量对降解效果有很大影响;光照可以促进β—萘酚的降解,60min后CODCr去除率可达60．8％,而同样条件下无光照时CODCr去除率仅为45．1％。     

利用含有模板剂的SAPO-34分子筛制备高效铜基催化剂

氮氧化物污染已经成为一个严重的环境问题。利用分子筛催化剂进行选择性催化还原(SCR)处理氮氧化物是最有效的方法之一。为了降低现有催化剂的制备成本, 本工作直接利用含有模板剂的分子筛浆料为原料, 通过预处理、离子交换及一次焙烧的方法制备Cu-SAPO-34催化剂。采用XRD、BET、TG、ICP、XPS、SEM、TPR、TPD及NH₃-SCR等对制备的Cu-SAPO-34样品进行表征, 并对离子交换过程中的pH条件进行了优化。研究结果表明: 利用含模板剂的分子筛浆料制备得到催化剂含有2.43% Cu、立方晶型完整、酸性较强以及催化还原性能优秀。在200~450℃下, NO转化率超过80%, 并且在300℃时转化率达到最高97.8%。与使用商品化SAPO-34制备的催化剂相比, 两者具有相似的微观结构和SCR性能。SAPO-34分子筛中少量模板剂的存在对最终制备得到的Cu-SAPO-34催化剂的性能影响很小。因此采用含有模板剂的分子筛浆料制备高效Cu-SAPO-34催化剂是可行的。     

基于滤膜堵塞型的油液污染检测系统的设计

针对基于滤膜堵塞检测法的污染检测仪存在的测试范围不够宽、集成度不高、自动化程度低等问题,利用计算机及机电一体化技术,设计一种基于滤膜堵塞原理的在线油液污染度检测系统。该系统包含负压取样、恒压测试、滤膜反冲洗、PLC控制及ARM处理器等装置,能够实现在线自动取样和检测,且检测结果具有较好的可靠性。     

高效光催化水处理设备的研制

研制了一种高效光催化水处理的设备。设备的主体为光催化膜反应管,由内壁负载TiO2膜炻器管、炻器管内的石英套管及套管内的紫外光源组成。膜反应管为立式安装,待处理水从管的下端流入,上端流出,并设有水流量控制器、给水泵、循环泵及增氧泵,各反应管问利用阀门的转换实现串联或并联。设备采用射流装置为水增氧,用回流装置强化反应体系的传质效果。设备的控制系统包括各部件的电源控制。该设备适用于微污染的工业废水、生活废水、天然水的净化和灭菌处理,处理量为0．6t／h。经处理后,印染废水、制药废水和秦淮河水CODCr的去除率分别为80．3％,64．4％和62．1％,秦淮河水的总细菌和大肠菌的灭菌率达100％。     

流动方式和消光系数对TiO2光催化性能的影响

利用溶胶-凝胶法在陶瓷管内壁负载了TiO2薄膜，研究了流动方式和消光系数对光催化降解有机物的影响。结果表明，易直接被紫外线光解的苯酚适于采用溢流的方式进行降解，其反应速率常数约为降膜式的2倍；不易直接光解的亚甲基蓝则适于采用降膜的方式，所得速率常数约为溢流式反应的2～3倍；消光系数是影响光催化降解效果的一个重要因素，反应速率常数随消光系数的减小而增大，当消光系数固定时，存在最佳管径和速率常数的最大值。     

TiO2膜光催化水处理设备的研制和应用

以大流量处理微污染水为目的,采用溶胶-凝胶法在炻器管内壁负载纳米TiO2膜,以150 W低压汞灯为主要光源置于管内组成光催化反应膜管,由多根膜管组成的光催化水处理设备的总膜面积为6.13 m2,总反应容积为105.38 L,低压汞灯总功率为2 100 W.当处理量为0.5 t/h时,某印染废水、制药废水和南京秦淮河水的CODCr值分别由初始的104 mg/L,63mg/L,24 mg/L降低为37 mg/L,19 mg/L,12 mg/L,去除率分别为64.4%,70%,50%.降低处理量可提高CODCr去除率,但能耗增加.南京秦淮河水样含细菌总数4.1×106个/L,大肠菌群数1.7×104个/L,经光催化设备处理后,灭菌率为100%,日光照射10 h无细菌复活.采用1 mol/L的H2SO4溶液浸泡24 h,污染的TiO2膜光催化降解能力可以恢复到初始的95%.     

光催化三维蜂窝陶瓷网及光催化空气净化器的研制

研制了一种高效光催化空气净化器,其净化方式为：污染空气随进风机通过初级过滤网和活性碳滤网,以去除颗粒物并吸附有异味的易挥发有机物;经初级净化的气体进入置有紫外灯和TiO2光催化三维蜂窝陶瓷网的光化学反应室进行深度处理后排出。TiO2光催化三维蜂窝陶瓷网是净化器的核心部件,采用溶胶-凝胶法将TiO2的前驱体——钛酸溶胶负载在蜂窝陶瓷载体上。该净化器在运行时,当空气中的甲醛起始浓度为（0．42-0．49）mg／m^3时,10h后净化率93％-96％;当空气中起始的细菌总数为（554-924）cfu／m^3时,24h后灭菌率为95％-99％。显示了光催化空气净化器的应用前景。     

光催化膜反应器用于自来水的深度净化

以内壁负载有TiO2膜的炻器管为核心组件的光催化水处理装置深度净化自来水，在处理量为0．5m^3／h的条件下，COD。由初始的2．05mg／L先升高到19．27mg／L，最后降低为1．75mg／L。TOC由初始的1．79mg／L降低到了0．58mg／L，去除率为68％。与市售纯净水相比（TOC为0．8mg／L），自来水中的有机物可以更有效地被去除。自来水经光催化处理后，灭菌率为100％，目光照射6h无细菌光复活。经过半年时间的考察，TiO2膜的光催化活性维持在初始值的80％以上，膜层没有出现脱落和破损现象，具有良好的牢固度。     

光催化功能陶瓷的研制

先制备钛酸溶胶和掺入Fe^3＋的钛酸溶胶;用溶胶-凝胶法分别将它们负载于炻器管和矩形蜂窝陶体上;再用程序升温法煅烧,得到纳米TiO2光催化功能陶瓷。经扫描电镜（SEM）测定,炻器载体上负载的光催化膜厚度为500～400nm,TiO2的粒径为15～20nm。将光催化炻器管用于模拟苯酚废水和某地表水的处理试验,在紫外光强一定、流速为40ml／min条件下的结果表明,无论掺Fe^3＋与否的TiO2光催化炻器管都有净化效果,其中以掺Fe^3＋最好,苯酚去除率为70.3％,灭菌率亦能达到99.5％。将光催化蜂窝陶瓷体用于净化空气试验时,在紫外光强、循环风量一定的条件下,其净化效果也是以掺Fe^3＋的TiO2最好,18h甲醛的去除率为99.5％,24h后的灭菌率亦能达到99.5％。     

Fe~(3+)改性纳米TiO_2薄膜的制备及其光催化性能

以溶胶凝胶法在釉面炻器上负载了经Fe3 改性的TiO2薄膜,用扫描电子显微镜、x射线衍射仪和紫外-可见漫反射光谱仪对其进行了表征和分析,并以苯酚为模型污染物,对其光催化活性和寿命进行了考察.结果表明,Fe3 -TiO2薄膜在釉面炻器表面分布均匀,厚度约为300nm,颗粒大小在纳米级;Fe3 的引入不仅抑制了TiO2颗粒的长大,同时也抑制了TiO2从锐钛矿向金红石的相变;掺杂Fe3 后,TiO2薄膜对紫外光的吸收明显增强,对可见光的吸收也有所增强并在465nm附近产生了吸收峰,随着掺杂量的增大则两种吸收均略有增强,且对紫外光的吸收发生了明显的红移;Fe3 的最佳掺杂量为0.03%,此时其光催化降解苯酚的反应速率常数是纯TiO2薄膜的1.46倍;重复使用10次后,Fe3 -TiO2薄膜没有发生光腐蚀,且催化活性仅降低了约6.3%.