一种水处理的新方法:金属卟啉和空气存在下光催化降解亚甲基蓝水溶液

在450W高压汞灯照射及聚对苯二磺酰氧基苯基卟啉钴存在下,考察了亚甲基蓝降解过程中紫外-可见吸收光谱的变化,研究了空气光催化降解亚甲基蓝水溶液反应的动力学.实验结果表明,亚甲基蓝可迅速降解,并且符合一级动力学过程,其表观动力学常数K=0.35435 h-1,半衰期t1/2=1.96 h.经光催化降解后,亚甲基蓝水溶液脱色率可达57.4%;其COD浓度降低43.1%.太阳光具有与高压汞灯相似的作用,这为以金属卟啉作光敏剂进行太阳能转化、贮能提供很大的应用潜能.光催化剂具有较好的光稳定性,可回收利用,而且反应结束后可自动沉降,避免二次污染.初步实验结果表明,该方法是一种具有应用前景的水处理方法.     

金属卟啉高分子和空气存在条件下非均相光催化降解亚甲基兰水溶液

在聚对苯二磺酰氧基桥联的高分子钴卟啉和紫外光存在条件下 ,研究了水中亚甲基兰光催化降解的动力学。本文首次报道了金属卟啉光催化降解水中有机污染物方面的研究。经过光催化降解 ,水溶液基本变为无色 ,化学需氧量 (COD)降低一半 ,同时脱色率达到 50 %到 6 0 %左右。还研究了溶液的可见光谱的变化和反应动力学曲线。实验证明亚甲基兰的降解完全符合一级反应动力学 ,其表观降解速率常数和降解半衰期分别为 0 35435h-1和1 96h。与高压汞灯相比 ,太阳光对亚甲基兰的降解具有相似的作用。此外 ,还讨论了pH值、光源以及底物等因素对光催化降解的影响。在金属卟啉的存在下 ,加入过氧化氢稀溶液亚甲基兰经过 3小时可以完全降解     

高分子金属卟啉光催化氧化处理废水

 将高分子金属卟啉聚中位四（4,4’－联苯二磺酰基）氧基苯基钴卟啉用于多相光催化体系,在温和条件下成功地降解了有机染料吖啶橙．实验结果表明,降解反应符合一级动力学方程lnct＝2．52052－0．56546t（R＝－0．99704）,经8h的反应以后,染料溶液完全褪色．将此光催化剂用于混合染料、染料废水、化工厂废水及生活污水的处理,脱色率可达68％,COD去除率可达58％．通过对高压汞灯、碘钨灯和自然光等各种光源进行比较,发现在太阳光照射下,金属卟啉光催化氧化降解有机污染物的效率更高、速度更快、降解更完全．     

纳米复合Sb2O3/TiO2的光催化性能研究

采用溶胶－凝胶法制备复合纳米Sb2O3/TiO2Sb2O3掺入浓度越大,催化剂中锐钛矿相含量越高,晶粒直径与颗粒直径越小,比表面积越大,在380－460nm,范围内,Sb2O3/TiO2的反射率则减弱,表明光吸收增强,Sb^5＋,占48．42％、Sb^ 占17．58％,以亚甲基蓝溶液光催化降解为模型反应,掺入2％,5％Sb2O3,亚在蓝溶液的光催化脱色降解一致动力学常数与总有机炭（TOC）去除率增大,发射光谱证明,Sb2O3的最佳比例为2％,当其比例大于2％时,其电子空穴对的复合率升高,光催化活性下降。     

浅池型TiO2/ACF光催化降解水中苯酚的研究

为了提高光催化过程的降解速率，本文以涂覆法制得的二氧化钛/活性炭纤维（TiO2/ACF）为光催化剂，300 W(365 nm)高压汞灯为光源，研究了浅池型反应器中苯酚在TiO2/ACF上的光催化降解动力学；探讨了光强度、高压汞灯滤光以及光源种类对降解反应的影响，并对光氧化，光催化和吸附过程进行了比较。结果表明：光氧化对苯酚的降解无效果，光催化降解速率常数与吸附速率常数之比为3.35/1；光强越大，光催化降解速率越快；高压汞灯不滤光时光催化降解速率明显加快，但光催化反应仍遵循准一级反应动力学方程；波长为254 nm紫外杀菌灯的降解效果高于波长为365 nm高压汞灯滤光后的降解效果。     

新型杂多酸盐光催化降解亚甲基蓝染料废水

以水热自组装法合成的新型杂多酸盐[PMo₈V₆O₄₂][Co(Phen)₂][Him]₂·2H₃O·3H₂O(1),通过红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见光谱、光电子能谱和X粉末衍射等技术手段进行表征。 以此物质为催化剂光催化降解亚甲基蓝染料废水。 分别讨论催化剂投加量、亚甲基蓝废水初始浓度、废水溶液酸度(pH)对亚甲基蓝降解率的影响。 实验结果表明:催化剂投加量为50 mg/L、亚甲基蓝初始浓度为4 mg/L、模拟废水溶液的初始pH=1、降解时间220 min时,废水降解率可达到99.2%。 光催化动力学分析显示,以合成杂多酸盐为催化剂光催化降解亚甲基蓝废水降解过程满足一级动力学方程,该一级方程反应速率常数为0.0144 min^-1,拟合常数为0.9918。 另外,此催化剂还表现出较好的重复使用性能,连续使用5 次后降解率仍为92.4%。     

纳米TiO2光催化降解苯酚的动力学研究

以１２５Ｗ高压汞灯为光源,以ＴｉＯ２为催化剂,对不同初始浓度的苯酚水溶液进行了光催化降解实验。同时,考察了不同溶液ｐＨ值时的光催化行为。根据实验结果,提出了与文献报道不同的ＴｉＯ２光催化降解苯酚的零级反应动力学模型。     

活性炭负载TiO2-Fe3O4磁性光催化剂的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备了易于固液分离的活性炭（AC）负载磁性光催化剂（TiO2-Fe3O4／AC）．样品通过SEM-EDX和X射线衍射法进行表征．通过在紫外光照射下降解亚甲基蓝评价其光催化降解能力．结果表明：负载22％Fe3O4的光催化剂（含20％TiO2和58％AC）的光催化活性最强（120min时亚甲基蓝的降解率达到87％,是纯TiO2的2．7倍）;磁性光催化剂可实现磁分离回收．     

纳米复合Y2O3／TiO2的制备、表征及其光催化性能研究

采用溶胶－凝胶法制备复合半导体Y2O3／TiO2,掺入Y2O3会阻碍锐钛矿晶相的出现,掺入浓度越大,TiO2锐钛矿（101）峰强度减小越大,平均晶粒直径与颗粒直径减小,比表面积增大;Y2O3／TiO2具有高热稳定性与高比表面积,由于量子尺寸效应,掺入Y2O3使光催化剂的拉曼峰发生微小位移,在380－460nm范围内,使反射率增强,以亚甲基蓝与甲基橙溶液光 经降解为模型反应,掺入Y2O3,复合光催化剂对亚甲基蓝溶液的光催化脱色降解一级动力学常数明显低于纯TiO2的;掺入5％的10％Y2O3,复合光催化剂对甲基橙溶液的光催化脱色降解一有动力学均常数高于纯TiO2的,掺入浓度太高反而有害,讨论了掺入Y2O3后光物理性质的变化与其光催化活性的关系。     

溶剂热法合成硫化铜花状微米球超结构及其光催化性能

以氯化铜(CuCl₂•2H₂O)和硫脲(CH₄N₂S, Tu)为原料, 乙二醇(C₂H₆O₂)为溶剂, 用溶剂热法于140 ℃反应90 min成功制备了直径为2.2～4.8 µm由纳米片组成的花状硫化铜(CuS)微米球超结构. 用XRD, SEM, TEM, SAED, HRTEM以及UV-Vis等手段对产品进行了表征|以氙灯和高压汞灯为光源, 亚甲基蓝为目标降解物评价了CuS超结构的光催化活性. 结果表明, 所制备的产品是六角相的CuS, 经计算, 其晶胞参数为a＝0.3813 nm, c＝1.6774 nm|所用溶剂、硫源、铜源及反应温度、反应时间对产品的形貌均有较大影响|UV-Vis分析表明, CuS微米球超结构的带隙能量为2.0 eV|光催化性能测试表明, 所制备的CuS微米球超结构在紫外光区和可见光区均具有较高的光催化活性, 但在可见光区的光催化活性更高, 在35 W氙灯和450 W的高压汞灯下, 光照30 min, 亚甲基蓝的降解率分别达到98.7%和82.9%. 此外, 还讨论了硫化铜微米球超结构可能的形成机理.     

特殊形貌的ZnO晶体：水热法生长及光催化性能

采用水热法制得了微米棒状的ZnO结构,并通过改变降温冷却方式得到了锥形管状的ZnO结构。以染料甲基橙的光催化降解为模型评价了ZnO的光催化活性。利用XRD和SEM表征了ZnO的晶体结构和微观形貌。结果表明,所得的ZnO晶体在高压汞灯照射下表现出良好的光催化性能,且ZnO锥形管的光催化活性优于微米棒。ZnO晶体光催化降解甲基橙的反应符合一级反应动力学规律。探讨了ZnO锥形管的形成机理以及光催化降解甲基橙的作用机理。     

TiO_2薄膜光催化氧化I~-的研究

采用溶胶－凝胶法,在玻璃珠表面涂覆均匀透明的ＴｉＯ２ 薄膜,并制成光催化反应器对水溶液中Ｉ－的光催化氧化进行了研究。比较了光催化剂的活性,讨论了Ｉ－的起始浓度、试液的酸度、光照时间与Ｉ２产率的关系。实验结果表明：采用锐钛型ＴｉＯ２作光催化剂,３Ｌ碘化钾溶液所用催化剂量为４．０ｇ,［Ｉ－］＝０．３ｍｏｌ·Ｌ－１,［Ｈ＋］＝３．０ｍｏｌ·Ｌ－１,光照８ｈ时,Ｉ２的产率达到４１．２６％。     

SnO_2@PW_(12)的制备及对废水中亚甲基蓝的降解

采用简单浸渍法制备了SnO2@PW12催化材料,通过XRD和TEM对其结构进行了表征,研究了该催化材料对有机染料亚甲基蓝降解的催化活性。讨论了催化剂投加量、亚甲基蓝溶液的初始浓度、酸度等对催化降解效果的影响。结果表明,当溶液酸度为pH=4,催化剂用量为50mg/L,浓度为5mg/L亚甲基蓝溶液在30W的紫外灯下照射40min脱色率可达89.72%。SnO2@PW12光催化降解亚甲基蓝为一级动力学反应。     

影响TiO2薄膜光催化降解亚甲基蓝的因素

 用中频交流反应磁控溅射技术制备了具有良好光催化性能的TiO2薄膜,考察了紫外光源、反应器和溶液浓度对亚甲基蓝溶液光催化降解特性的影响. 结果表明,紫外光源对TiO2薄膜光催化降解性能有较大的影响; 在计算光催化降解速率时应充分考虑光解和光氧化的影响. 低压汞灯TUV为光催化降解的较好选择. 动态反应系统可以有效避免光解,显著提高光催化反应速度. TiO2薄膜具有很好的光催化性能,且性能稳定.     

LaFe1—xCuxO3光催化降解水溶性染料的活性

采用柠檬酸法合成了钙钛矿型复合氧化物催化剂ＬａＦｅＯ３,并按不同比例进行掺杂,制备了ＬａＦｅ１－ｘＣｕＯ３（ｘ＝０．０１～０．０９）系列样品,以高压荧光汞灯为光源,测定了该系列样品对酸性红３Ｂ等水溶性染料的光催化降解活性。采用红外、紫外、光声光谱及正电子寿命谱等技术分析了催化剂的光催化性能及掺杂对活性的影响。结果表明,掺杂后ＬａＦｅＯ３的光催化活性明显提高,这主要与Ｂ离子的ｄ电子结构有关。     

三维电极电助光催化降解直接湖蓝水溶液的研究

 以500W高压汞灯为光源,在TiO2光催化剂和电催化剂同时存在下,联合多相三维电极技术与光催化技术,对直接湖蓝5B水溶液进行了电助光催化降解的研究．实验结果表明,浓度为0．5mmol／L的直接湖蓝5B水溶液经30min的光电催化降解,其大环结构可迅速破坏,颜色可迅速褪去,色度去除率高达96．8％,COD去除率可达66．7％．考察了空气流速、光催化剂加入量、底物的初始浓度、电解槽电压、pH值、电导率、以及曝气量等因素对直接湖蓝5B脱色率及COD去除率的影响．     

水面石油污染物的光催化降解

制备了漂浮负载型ＴｉＯ２光催化剂,并用ＸＲＤ,ＢＥＴ,ＴＥＭ和ＳＥＭ等方法进行了表征。研究了这类催化剂对水面石油污染物的光催化降解,实验结果表明,掺杂Ｆｅ＾３＋的ＴｉＯ２光催化剂具有高的光催化活性,经高压汞灯照射８ｈ,水面原油降解７５％。     

纳米金红石型TiO2催化超声降解亚甲基蓝溶液

水溶性染料是印染工业中污染治理的主要对象,由于它们大多含有苯环,目前所使用的化学和生物等处理方法效果均不佳。而以半导体为催化剂的光催化处理方法对单一染料和实际印染废水处理效果较好。本文采用高温处理过的纳米TiO2作催化剂对亚甲基蓝溶液进行降解,大大缩短了降解时间,提高了降解率,60min降解率即可达66．8％,120min降解率则可达80％以上。而且发现利用超声波来替代紫外光对亚甲基蓝进行降解时,     

TiO2催化超声降解亚甲基蓝溶液

采用高温活化处理过的普通锐钛型TiO2为催化剂,研究了各种因素对亚甲基蓝超声降解反应的影响.结果表明:在普通锐钛型TiO2作用下,亚甲基蓝的超声降解效果明显优于单纯超声降解.降解动力学符合一级反应.在超声波频率 40kHz,输出功率 50W,催化剂用量 1. 0g/L,pH为 5. 16, 40℃,亚甲基蓝水溶液初始浓度 5mg/L的条件下, 120min左右降解率即可达到 80 %以上.     

CdS/BiVO4复合半导体制备及其光催化性能

采用水热法以BiVO_4纳米片为基体原位生长CdS晶体,得到CdS/BiVO_4复合光催化剂,利用XRD、SEM、UV-Vis DRS等方法对材料进行了表征,通过降解亚甲基蓝对样品的光催化性能进行评价。结果表明,BiVO_4为方形片状颗粒,其表面附着棒状CdS纳米颗粒,分散较好。CdS/BiVO_4复合光催化剂表现出较高的光催化活性,在可见光照射下,利用CdS/BiVO_4光催化降解亚甲基蓝,60 min后的降解率达94.79%,相比于纯相BiVO_4和CdS有显著提高,且对多种有机染料均有良好的降解效果,重复使用性较好。机理研究发现,超氧自由基(·O_2~-)是CdS/BiVO_4光催化降解亚甲基蓝的主要活性物种。