超声波与光协同降解对氯苯酚水溶液的机理研究

为阐明超声波与光协同作用机理,以对氯苯酚为研究对象,研究了对氯苯酚水溶液在超声波与光(紫外光,可见光)单独及共同辐照下的降解现象,研究发现对氯苯酚水溶液在超声波及紫外光单独辐照下均发牛降解,降解过程符合一级反应动力学规律.在超声波和紫外光共同辐照下,降解过程也符合一级反应动力学规律,同时对氯苯酚水溶液降解呈现显著的声光协同效应,即同一辐照时间内超声波和紫外光共同辐照下对氯苯酚的降解率大于超声波和紫外光单独辐照下各自降解率之和.另一方面,超声波和可见光共同辐照没有呈现出明显的卢光协同效应.超声波和紫外光共同辐照下的声光协同效应被归因于紫外光对超声空化过程中产生的过氧化氢的裂解作用.     

碘化钾水溶液中碘释放现象的超声可见光协同效应研究

观察了超声波和可见光分别辐照下及共同辐照下碘化钾水溶液中碘释放现象,发现超声波和可见光共同辐照下碘化钾水溶液中碘释放的产率显著高于超声波和可见光分别辐照下碘化钾水溶液中碘释放的产率之和,即该反应体系呈现出显著的声光协同效应。对该反应体系进一步的反应动力学研究结果表明,超声空化产生的对反应系统理想的搅拌作用可能是声光协同效应产生的主要原因。该搅拌作用使得反应系统趋于均一化,从而提高了光化学的反应产率和速率。     

纳米结构锌及锌氧化物薄膜对甲基橙的降解作用研

采用磁控溅射方法制备了纳米金属锌薄膜,结合后续的空气退火处理制备了纳米锌氧化物薄膜. 金属锌薄膜对甲基橙的还原降解以及锌氧化物薄膜对甲基橙的光催化降解过程都可以用一级反应动力学方程来描述. 甲基橙溶液在金属锌膜的还原降解下具有最快的褪色速率,但矿化不完全：在紫外光波段出现的额外吸收峰表明生成了芳香族中间产物. 完全氧化的氧化锌薄膜对甲基橙的光催化降解速率仅为金属锌膜还原降解速率的1/4左右,没有出现芳香族中间产物. 另外实验发现部分氧化的锌氧化物薄膜对甲基橙的光催化降解速率明显高于完全氧化的氧化锌薄膜,光催化活性的提高可能由于部分氧化薄膜中同时存在的金属锌及氧化锌相之间的协同效应.     

纳米TiO_2用于甲基橙溶液的光催化氧化研究

本实验采用纳米级的二氧化钛,对甲基橙溶液进行了紫外光催化氧化处理,探讨了pH的影响和添加Fe3+的效果及反应动力学方程,结果表明,采用UV/O3/TiO2工艺对其进行处理,pH4-5时,10W紫外灯光照60min,CODcr去除率达84%,脱色率达96%以上。添加Fe3+,对溶液的催化降解速度提高不明显。动力学研究表明,CODcr降解速度对CODcr的浓度为一级反应。     

Mn2+/H2O2光催化体系对染料甲基橙、茜素红、结晶紫的降解研究

研究了锰与过氧化氢组成的催化体系在二氧化钛、光的作用下与染料甲基橙、茜素红、结晶紫的脱色和降解反应，结果表明，Mn^2 /H2O2体系在pH8-9,二氧化钛存在下，用日光和紫外光分别照射时对三种染料的脱色和降解作用明显，脱色率达到80％以上。还研究了Mn^2 /TiO2/H2O2/UV（紫外光）体系的动力学，为动力学一级反应。     

光助Fenton法降解水中间氨基苯酚的研究

采用光助Fenton氧化法处理间氨基苯酚模拟废水,考察了光强、Fenton试剂的用量、初始pH、反应时间对降解效果的影响,初步探讨了其降解动力学规律。结果表明:在不同光源下(闭光、高压汞灯照射以及较强太阳光照射),450W高压汞灯照射以及较强太阳光照射的条件均可以明显加快Fenton法催化氧化降解间氨基苯酚溶液的过程。选择1.5mL2.5g.L-1FeSO4.7H2O,1.0mL6%H2O2,初始pH=3.5,太阳光照射下降解间氨基苯酚效果较好,反应40min后降解率高达99%;降解过程符合准一级反应动力学方程。     

荧光光谱检测的酸性橙Ⅱ的研究

酸性橙Ⅱ在食品工业中是禁用添加剂.针对酸性橙Ⅱ的食品安全检测问题,报道了运用荧光光谱技术检测其水溶液的实验.实验表明,酸性橙Ⅱ水溶液在230～290nm波长激发下,310～390nm范围内产生荧光光谱,峰位波长在350nm,最佳激励波长为250nm;采用垂直偏振片(起偏角为0°)起偏照射样品,发现偏振荧光峰位不变,荧光峰强度随检偏角的增大而呈明显的线性递减关系.由实验数据计算得到荧光偏振度为0.783,表明分子具有一定确定取向;另外,分析认为酸性橙Ⅱ产生荧光,是由于分子中含有苯环和萘环结构吸收紫外光能量,以及氮键在光子作用下形成顺式异构体的激发单线态后,两者发射的光子所致.整个结果对酸性橙Ⅱ在食品中的违禁使用检测、特性表征、以及分子规律的更深入研究,有一定的参考价值.     

高铁酸钾降解苯并芘的荧光光谱研究

在优化的反应条件下,研究了高铁酸钾与苯并芘(BaP)的降解反应过程,通过联合应用同步,三维(EEM),时间扫描及荧光光度定量等多种荧光光谱分析方法所提供的多角度的荧光光谱信息,揭示了BaP分子在降解过程中浓度随时间变化规律,尤其高铁酸钾与BaP作用过程的动力学特征。同步荧光和三维荧光光谱共同揭示出,高铁酸钾在20s内能降解91%的BaP,60s以后反应趋于缓慢的变化规律;由时间扫描荧光光谱结合发射和同步两种荧光光度定量方法,便捷地获得了高铁酸钾与BaP的反应过程中的动力学方程:ln(F0/Ft)=0.563 2t+0.171 2,(R2=0.994 2),由此推测高铁酸钾与BaP的反应过程符合一级反应动力学规律。为研究高铁酸钾降解其他污染物反应过程的机理提供了十分有益的参考。     

强悬浮性纳米TiO2的制备、表征及光催化活性研究Ⅱ.光催化活性研究

将甲基橙溶液作为模拟废水,在紫外灯照射下,通过测量甲基橙溶液在470nm处吸光度的变化,考察了热分解制备纳米TiO2后处理过程中采用硅油淬火改性和自然冷却所得产物的光催化活性,并初步分析了两者光催化甲基橙的机理和在35min内的降解率和动力学反应过程。结果表明：两者均具有良好的光催化降解效果,且活性差别不大。但经硅油淬火改性的纳米TiO2因在水中具有强悬浮性,可更为有效地利用外部光源在工业废水的表层降解有害成分。     

铁掺杂A-TiO_2光催化降解对硝基苯酚的动力学研究

研究了以自制掺铁的锐钛矿型TiO2(即A-TiO2)光催化降解对硝基苯酚的动力学过程。结果表明:在可见光照射下,对硝基苯酚溶液为20mg·L-1、溶液调节为酸性(pH=2)、自制的掺铁0.1%(摩尔分数)A-TiO2的投入量1.0g·L-1、室温下搅拌下反应200min的条件下,对硝基苯酚的光催化降解的表观反应速率常数k(0.0050min-1)和降解率(64.52%)最大,拟合可见光下铁掺杂TiO2降解对硝基苯酚为一级反应。