薛向东[1]2002年在《废水光催化处理特性及高效光催化反应器研究》文中认为本文围绕半导体光催化氧化技术系统研究了光催化剂TiO_2的物化特性及回收利用、悬浮光催化反应系统的最佳模式、反应机理及动力学、新型光催化反应器的研制及实际废水的处理等几个方面。 在TiO_2物化特性的研究中，通过测定方法的改进首次获得光照反应阶段TiO_2吸附量与溶液残余量间的定量关系(以苯酚为例)：q=(1.1274C_0~(-0.4965))C，并证明在光照及无光照条件下TiO_2遵循不同的吸附规律，以后者取代前者存在明显缺陷；揭示了凝聚现象是导致TiO_2光活性降低的主要原因，在实验基础上提出了超声波在线再生的解决方案；测试结果表明，TiO_2在重复使用20次及连续使用260小时条件下可保持其催化活性不变。 系统研究了悬浮光催化体系的影响因素并获得各相关参数与反应速率间的定量关系，在实验基础上提出了有机物光降解速率并不必然随其初始浓度增大而降低的论断及有机物浓度变化将引起催化剂最佳投量值改变的观点；指出了Langmuir-Hishelwood动力学模型存在的不足并在实验基础上对其进行了修正，以苯酚为例的验证实验表明计算值与实验值的变化趋势一致，数值最大误差小于8％，说明所提模型是合理的。 对活性炭、超声波及外加电场作用下的悬浮光催化体系进行了探索研究。结果表明，上述复合体系较单一体系具有更高的处理效率，各自对应的有机物最终去除率较单一体系均可提高20％以上，在实验的基础上对其相关机理进行了分析和讨论。 分离实验结果表明：尽管PAC和PFS两种混凝剂可用于悬浮光催化体系的固液分离并可除去悬浮液中90％以上的颗粒，但分离后TiO_2的活性则降低至使用前的30％，难以再次使用；采用微滤分离方式则不仅可实现固液的完全分离，且分离后TiO_2的活性可保持不变。 针对悬浮及薄膜固载光催化反应器的不足并基于水质保障及避免膜孔内堵塞的考虑，首次提出光催化超滤膜反应器并以生活污水作为实验水样进行了处理研究。在进水COD38.7～67.4mg／L、TKN4.3～11.9mg／L、水力停留时间2～8小时条件下，系统出水COD可长期保持在10mg／L水平，出水中未检测到TKN及菌类物质。推导出光催化超滤膜反应器两种流态下的数学模型并证明完全混合模型与实测结果更为接近。 此外，研制开发了一体式光催化膜组件及光催化净水灯，并分别以木质素配制液和自来水作为实验水样进行了研究。结果表明，木质素浓度Zg／L时，光照条件下膜的通量较无光照条件约可提高25％，但在木质素浓度增大至 sg／L以上时，两种条件下的通量水平接近。实验结果说明光照条件对通量水平的提高取决于到达膜表面的有效光子数量。光催化灯可用于饮用水的深度处理，自来水经光催化灯处理后，水中挥发酚、叁氯甲烷。四氯化碳、菌类、DOC以及余氯、Cr队等污染物质均可被有效去除。 对几种废水的处理实验表明，光催化氧化法可成功用于低浓度TIT废水及洗浴废水超滤出水的直接矿化处理，但对有机物含量较高的垃圾渗滤液则并不适宜，对此种废水采用光催化预氧化．生物组合工艺的处理方式更为可取。
王丹[2]2007年在《新型光催化反应器处理有机废水的研究》文中指出本文以研制可以应用于实际工业废水处理的光催化反应器为目标,探讨了TiO2固载技术、光催化反应器的设计、影响光催化体系的因素、反应动力学、降解机理以及光催化效果的提高方法,并用自行研制的光催化反应器处理干法腈纶废水的可行性进行了研究。通过实验对比,采用P25型纳米TiO2直接镀膜法简单易行,且光电催化效果要优于溶胶-凝胶法。外加偏压对光催化有良好的协同作用,研究得出了自制的光电催化反应器处理PEG-2000模拟废水的合理工艺参数:反应时间3h,最佳偏压12V,pH为5.5,曝气量0.10m3·h-1,紫外灯功率40W,循环量450mL·min-1,COD去除率为64.0%。初步对反应动力学进行了讨论,光电催化处理不同浓度的PEG-2000模拟废水表现为不同级数的反应动力学规律,并对降解机理进行了分析,反应最终产物为CO2和H2O。研究了外加氧化剂H2O2、过渡金属Ag+和稀土金属La3+掺杂TiO2以及硫酸酸化改性对光电催化效果的影响,结果表明外加氧化剂H2O2对光电催化的促进作用最大。对齐鲁石化干法腈纶废水的水质进行了分析,采用自制的光催化反应器研究处理干法腈纶废水,COD降低明显,B/C值从0.22上升到0.47;光电催化处理COD未达标的外排腈纶废水基本可以实现达标排放。在此基础上,结合其他处理工艺,最后提出了一套适合干法腈纶废水处理的可行工艺方案。
熊克思[3]2008年在《掺磷纳米二氧化钛光催化氧化降解印染废水的研究》文中认为随着染料工业的发展以及各种技术在印染行业中的大量使用,难降解的有毒有机物越来越多,对环境尤其是水环境的危害越来越大,因此如何加强对印染废水的有效治理就成了当前保护环境、维持生态平衡的一个重要课题。本文用低温条件下制备的具有高催化活性的掺磷纳米二氧化钛作光催化剂,通过自制的填充式固定床型高效光催化反应器,分别对模拟印染废水和工业印染废水进行光催化降解实验研究,达到了较好的效果。首先,以TiCl4为原料,H2O2为反应介质,在低温下制得锐钛矿型纳米TiO2溶胶和掺磷TiO2溶胶,考察了各种因素对TiO2溶胶结构和性能的影响,探讨了锐钛矿型TiO2的形成机理,并对掺磷TiO2溶胶在玻璃弹簧上镀膜的问题进行了研究。通过XRD、TEM、UV-vis等手段表征发现:TiO2溶胶和掺磷TiO2溶胶均呈锐钛矿晶型,颗粒呈梭形,平均粒径小于10nm,分散性较好,且后者的结晶度更高,两者最大吸收波长红移至550 nm,而磷的加入使得TiO2的禁带宽度变大;掺磷TiO2溶胶和薄膜光催化性能比具有高光催化性能的TiO2溶胶和薄膜的更好,且镀3层膜光催化能力最强;随着镀膜温度的升高,TiO2薄膜和掺磷TiO2薄膜光催化能力都有所降低,但是薄膜在玻璃弹簧上的附着力却显着提高了。然后,设计制作了填充式固定床型高效光催化反应器,通过光源体系、反应体系、循环体系和控温体系可以设计出多种废水光催化氧化降解反应工艺,为光催化降解废水的技术推广和小型工业化应用提供了参考价值。第叁,通过自制的填充式固定床型高效光催化反应器用P/TiO2溶胶作光催化剂,对活性艳红X-3B溶液进行降解实验研究,考察各反应因素和反应条件对光催化降解反应的影响,并研究了活性艳红X-3B在光催化降解过程中的结构变化,发现X-3B活性艳红的降解速率随着初始浓度的增加而减小,并且溶液初始浓度较高时降解速率先快后慢,但随光照强度的增强、催化剂用量的不断增加、反应温度的升高而增大;随着溶液流速的增大,降解速率稍有加快,但是变化不明显;溶液中H2O2的质量浓度为0.03%时降解速率最大;随着反应的进行,X-3B结构中萘环上的偶氮键特征峰强度不断减弱,苯环等基团的吸收峰也逐渐消失,只形成微弱的末端吸收形状。最后,用自制的填充式固定床型高效光催化反应器和玻璃弹簧负载P/TiO2薄膜对青岛某印染厂的工业印染废水进行了降解实验,发现:以紫外灯为光源时光催化降解效果比日光强;溶液初始pH值对CODcr去除率和脱色率影响很大,pH = 3时脱色率最高,pH = 6时,CODcr去除率最高; H2O2的添加量对光催化反应的影响和P/TiO2溶胶作催化剂的情况相似,最佳添加量为0.03%;P/TiO2薄膜可以重复使用,但是随着使用时间延长,光催化降解效率降低。
董业硕[4]2012年在《微米级负载型TiO_2催化剂的制备及其光催化降解特性》文中研究表明本论文针对TiO_2光催化技术在污废水降解过程中出现的问题进行研究，旨在缓解纳米TiO_2粉体催化剂在水处理过程中出现的难分离回收、易团聚失活等问题，并对采用光催化-生化协同工艺处理高浓度制药废水的问题进行了深入研究。本论文研究内容将从以下叁个方面进行概述：（1）采用溶胶-凝胶法和孔道原位生成法制备微米级负载型TiO_2催化剂，并对微米级负载型TiO_2催化剂的制备条件及其特性进行了研究。实验结果表明：以MCM-41分子筛为微米级载体，TiO_2质量负载量为30%，煅烧温度600℃，煅烧时间2h时，研制的微米级TiO_2催化剂的光催化活性最高，此种催化剂具有良好的活性稳定性及重复回收利用率。通过对其表征分析可知，制备的微米级负载型TiO_2催化剂粒径分布均匀，平均粒径在16μm，负载于MCM-41分子筛的TiO_2为锐钛矿型，晶型稳定，微米级催化剂在高温煅烧成型之后，载体孔道依然清晰可见无塌陷现象的产生。催化剂活性影响因素实验表明：催化剂的最佳投加量为2g/L，其催化速率随着污染物浓度的增大而变慢，其在酸性介质中对污染物的催化活性最高，适当浓度的H_2O_2可以显着提高TiO_2的催化活性。（2）通过催化剂活性评价装置的设计与悬浮型光催化-膜分离反应器运行参数的控制研究微米级负载型TiO_2催化剂在该悬浮型反应器中悬浮特性、膜污染特性及其分离特性。研究表明：催化剂活性评价装置能够很好的表达微米级催化剂在该悬浮型反应器中催化活性。悬浮型光催化-膜分离反应器底部曝气量为0.3m~3/h，催化剂的悬浮特性最好。并且该微米级催化剂与纳米催化剂相比，不仅具有良好的分离特性，而且能大幅降低膜污染特性，延长膜分离组件的使用寿命。（3）微米级负载型TiO_2催化剂对高浓度制药废水的光催化降解特性研究，研究结果表明：采用光催化/SBR/絮凝组合工艺处理高浓度制药废水能够大幅降低制药废水的CODCr，提高废水的可生化性。光催化降解制药废水的动力学研究表明：光照强度越高，其催化反应遵循二级动力学反应，随着光照强度的减弱，其光催化降解制药废水的反应趋向于叁级动力学反应。
徐建春[5]2005年在《纳米TiO_2基光触媒的可控制备及降解有机废水研究》文中研究说明半导体光催化降解有机废水作为一种有潜力的高级废水氧化技术,要实用化必须解决的两个主要问题是提高量子效率和有效利用可见光。 本文针对如何有效提高量子效率问题,以光催化降解阳离子艳红模拟染料废水为模型反应,着重对纳米TiO_2的可控制备、纳米TiO_2与半导体SiO_2复合及贵金属Ag修饰改性进行了研究。并对阳离子艳红溶液的光催化降解规律进行了一定的探索,为光催化技术实用化奠定基础。 受控水解法制备纳米TiO_2研究:以钛酸丁酯为原料,强酸性为水解控制条件,采用水解沉淀法制备了TiO_2,相关表征表明所制备TiO_2为纳米微粒:该TiO_2催化剂对阳离子艳红具有很高的降解活性,在同样的光降解条件下,其一级光催化速率为商品纳米TiO_2的2.34倍;通过400℃焙烧再生处理,其催化活性可完全恢复。本制备方法工艺简单、成本低廉,产品的粒径、晶型可控,具有较好工业应用前景。 纳米TiO_2与半导体SiO_2复合研究:使用H_2O_2络合凝胶法制备TiO_2与SiO_2的复合微粒,考察制备条件如焙烧温度、微波处理及SiO_2掺入量对TiO_2/SiO_2复合微粒光催化活性的影响。实验表明:掺入SiO_2后TiO_2表现出良好的抗烧结性能,使用H_2O_2络合凝胶法制备SiO_2的最佳掺杂量为25 mol%,微波处理可有效缩短热处理晶化的时间。 贵金属Ag修饰改性研究:考察了Ag的引入方式、Ag的价态、Ag与SiO_2相互作用及焙烧温度等对Ag/TiO_2/SiO_2复合微粒光催化活性的影响。实验表明,经H_2还原后Ag/TiO_2/SiO_2复合微粒,有更好的光催化活性,不同的SiO_2含量将影响Ag的最佳含量,Ag最佳含量与SiO_2含量呈负相关关系。引入Ag后,TiO_2/SiO_2的抗烧结能力变差。对比TiO_2、
钟爽[6]2016年在《Bi_2WO_6基可见光催化剂的制备及在连续流反应器中降解四环素废水的研究》文中研究指明近年来,抗生素类物质在水环境中的残留情况日趋严重,其中,以四环素为代表的抗生素类废水污染尤为显着,对水生生态和人类健康构成了严重威胁。然而,传统的生物处理技术无法实现四环素的高效去除,相比之下,光催化氧化技术在抗生素废水治理应用中具有潜在的应用前景。在众多光催化剂中,新型的钨酸铋半导体催化剂引起了学者们的广泛关注,其主要优势体现在催化剂可见光吸收范围广、可见光催化性能和稳定性较好。如何进一步提高钨酸铋催化剂的光催化活性及反应器的光催化效率,成为了目前学者们研究的重点。然而目前对于催化剂在实际水污染治理中的应用研究还较少,并且如何提高其应用过程中的经济效益,如提高粉末催化剂的回收利用率、反应器的光催化效率等,也是未来亟待研究的科学问题。针对上述问题,本论文开展了Bi2WO6可见光催化剂制备、海绵固定化及在连续流光催化反应器中的应用研究,考察了分散剂PVP和SDBS对Bi2WO6催化剂的制备条件及性能的影响,优化了工艺参数;制备了磁性Bi2WO6基复合催化剂和海绵负载型Bi2WO6基催化剂,利用系列表征手段分析了催化剂的结构、组成、光催化活性和稳定性能,确定了最佳制备条件;并将催化剂应用于自制的连续流光催化反应器中,进行高浓度四环素模拟废水的处理研究,取得了较好的处理效果,为光催化技术在含抗生素污染水体治理中的实际应用提供了技术支持。(1)Bi2WO6催化剂制备条件的优化。采用添加分散剂(PVP、SDBS)的溶剂热法制备了Bi2WO6催化剂,并对其制备条件进行了优化,确定了PVP-Bi2WO6和SDBS-Bi2WO6催化剂的最佳制备条件为:PVP添加量1.0wt%、溶剂热反应时间为24h,SDBS添加量1.0wt%、溶剂热反应时间16h。分散剂的加入在一定程度上改善了催化剂的形貌,扩展了光谱响应范围,提高了可见光的利用率。其中,SDBS-Bi2WO6催化剂的形貌和光催化活性最好,60分钟内四环素的去除率可稳定达到90.39%。利用液-质-质方法分析了Bi2WO6催化剂光催化降解四环素过程中的中间产物,并提出了可能的降解途径。(2)海绵负载型Bi2WO6催化剂的制备及在连续池式光催化反应器中的应用。利用海绵的多孔、质轻、易流化的特点,以PVA为固定化剂制备了海绵负载型Bi2WO6催化剂。该复合催化剂的最佳制备条件为:PVA加入量为0.04mmol,海绵与催化剂的质量比为1:1,海绵质量与混合溶液体积比为8(g/L),负载温度为100℃;该条件下催化剂的负载率为43.24%,对四环素的去除率达到94.00%。将海绵负载型Bi2WO6催化剂应用于连续池式光催化反应器中,在进水污染物浓度为50mg/L的条件下反应器的最佳运行参数为:催化剂投加量4g/L、光源强度为140000lux、水力停留时间为6h以上,此时反应器对污染物的去除率稳定在90%左右。由于持续曝气会导致粉末催化剂有脱落的情况发生,损失率约为9.16%。(3)磁性复合催化剂的制备及性能研究。为了解决催化剂粉末的回收问题,采用两步溶剂热合成法成功制备了Bi2WO6/Fe3O4和Bi2WO6/Zn Fe2O4两种磁性复合催化剂。确定了最佳掺杂比例:Fe3O4为0.16wt%、Zn Fe2O4为0.15wt%。在外加磁场作用下Bi2WO6/Fe3O4和Bi2WO6/Zn Fe2O4催化剂2min内的回收率可高达95%以上。Bi2WO6、Bi2WO6/Fe3O4和Bi2WO6/Zn Fe2O4叁种催化剂对四环素的去除率分别为90.39%、90.39%和96.85%;一级反应动力学速率常数分别为0.0313min-1、0.0239min-1和0.0366min-1;可见适量的Zn Fe2O4掺杂不仅可以使催化剂具有磁性,也能增强Bi2WO6催化剂的光催化活性,同时还可以提高催化剂的回收效率,具有良好的实际应用价值;为Bi2WO6基磁性复合催化剂的进一步应用奠定了基础。(4)海绵负载型Bi2WO6/Zn Fe2O4磁性复合催化剂的制备及在连续池式光催化反应器中的应用。为了提高海绵复合催化剂的回收率和催化剂的负载率,以PVB为固定化剂,制备了海绵负载型Bi2WO6/Zn Fe2O4催化剂。该复合催化剂的最佳制备条件为:海绵与催化剂的质量比为1:1、负载温度为80℃、PVB加入量为0.10wt%、海绵质量与混合溶液体积比为8g/L。最佳制备条件下得到的催化剂负载率为56.18%、催化剂对四环素的去除率达到98.75%,同时该复合催化剂具有较稳定的光催化活性,催化剂重复使用4次后损失率仅为5.73%。将海绵负载型Bi2WO6/Zn Fe2O4磁性复合催化剂应用于连续池式光催化反应器中,反应器在最佳运行条件下对四环素的去除效率稳定在90%左右,同时催化剂的损失率减小至2.53%,并且脱落部分的粉末催化剂通过磁铁的回收效率达到95%以上。(5)Bi2WO6/Zn Fe2O4催化剂在磁性固定膜式光催化反应器中的应用。利用磁性载体与催化剂磁性相吸的原理,将磁性Bi2WO6/Zn Fe2O4催化剂应用于管式磁性固定膜反应器中,分别考察了光源强度、进水四环素浓度和水力停留时间对处理效果的影响,结果表明水力停留时间对反应器的运行效果影响最大、进水污染物浓度次之、光源强度影响最小;在进水污染物浓度为51.58mg/L、光源强度3.20×105lux、水力停留时间94min的条件下,四环素的去除率达到90%以上;对于不同的进水污染物浓度,通过调控水力停留时间来实现不同的出水指标要求,以实现反应器的最大利用效率。与传统的固定薄膜式反应器相比,该反应器的催化剂固定程序简便稳定,较好地解决了催化剂脱落的缺陷,具有一定的应用前景。
李洪辉[7]2007年在《新型多相光催化反应器降解特性及光强分布数学模型》文中认为本论文设计了新型迷宫式错流鼓泡反应器(LBPR)，通过物料衡算并结合光催化反应的动力学方程建立了LBPR反应器多级串联全混流模型和间歇再循环体系模型来描述出口浓度与折流板数、液面高度及反应时间之间的数学关系。预测了折流板数、液面高度、液速、处理量、光强、催化剂对降解速率的影响。以30-40目活性碳为载体，采用溶胶—凝胶法制备了负载型TiO_2薄膜颗粒光催化剂，对含甲基橙废水进行光催化降解。考察了反应器内折流板数量与出水液面高度等结构参数对有机物降解性能的影响。结果表明：当折流板为12块，液面高度为4cm时，在液量0.0111m~3·h~(-1)、催化剂4.8g·L~(-1)的完全流化的操作条件下反应1.5h，降解率达到100％。实验数据与理论分析基本吻合。此外考察了外部平行光源照射下液-固及气-液-固二维流化床中流体流动状况对床层光强分布和波动规律的影响。采用朗伯-比尔定律建立了两相及叁相流化床中光强分布的数学模型，分析了液含率、气含率及气、固相吸光系数对床层光强分布的影响，并采用自制光纤光强传感器测定了床层中的光强分布和波动信号。二维流化床中床层光强沿径向呈指数衰减，随着液含率和气含率增大而增大，理论计算与实验结果吻合。对光强波动信号的自功率谱分析表明，液-固流化床中功率谱密度由低频至高频呈规律性衰减，气-液-固叁相流化床中由于受气泡的影响功率谱密度出现起伏，在5～12 Hz处出现谱峰，与气泡的产生频率一致。将光视为光量子流，结合朗伯-比尔定律建立了环型流化床中光强分布的数学模型，分析了固相催化剂的吸光性、催化剂的用量、甲基橙的吸光性、反应时间对床层光强分布的影响。通过物料衡算建立了反应体系的间歇再循环体系模型来描述出口浓度与反应时间之间的数学表达式，预测了液速、催化剂的用量对降解的影响。采用溶胶—凝胶法制备了负载型TiO_2薄膜颗粒光催化剂，在环型流化床光催化反应器中对甲基橙废水进行光催化降解实验，并采用自制光纤光强传感器测定了床层中的光强分布来验证上述模型并对波动信号进行了功率谱分析。结果表明：床层光强沿径向呈指数衰减；随着反应的进行，光强分布逐渐平坦；随着催化剂用量的增加，光强衰减加快；气-液-固叁相流化床中由于受气泡的影响功率谱密度出现起伏；气速为15L·min~(-1)，液体流量为290mL·min~(-1)，催化剂用量为9.6g·L~(-1)为最佳操作条件，在此操作条件下反应1.5h小时后甲基橙降解率接近100％。理论计算与实验数据基本吻合。
崔建国[8]2008年在《TiO_2光催化处理水中难降解有机污染物及环境风险研究》文中研究表明水中难降解有机物是化学结构复杂,稳定性较强的有机物,由于它们不易为微生物所降解,因此在自然环境中会不断积累、富集,并通过食物链最终进入动物或人体而造成危害。目前采用的降解方法主要有生物法和化学法,尽管生物降解法目前已处于工业化阶段,但降解效率还因受到许多因素的制约而处于较低的水平,不能完全消除环境危害。光催化氧化法具有能耗低、操作简便、反应条件温和、理论上只要反应时间足够长,污染物可以完全矿化等突出优点,尤其是通过对TiO2改性后有望直接利用太阳光进行催化氧化反应,成为最有节能高效前景的水处理技术之一。然而,在实际应用中由于处理能力对降解速率的要求,使有机物矿化不完全,从而导致出水中源物质已达标,但其中间产物很可能大量存在,会给环境造成更大的危害。考虑到利用光催化处理水中难降解有机物时源物质及其中间产物可能共同构成环境风险,从环境风险管理理念出发采用实验与理论分析相结合的方法研究了相关的光催化基本理论与工艺、中间体的产生与特性、出水的环境效应、环境风险评价方法以及风险管理(工艺调控)等内容。为了更清晰地反映光催化技术实际应用时的环境风险问题,还分别研究了出水作为饮用水、排入水体等不同用途时的环境风险评价与环境风险管理方法。研究得到了如下结论:(1)光催化处理水中难降解有机物比生物法具有更独特的优势,但在实际应用中应注重由于有机物矿化不完全而导致的中间产物所造成的环境危害。(2)开发的WFCPR(water film circling photocatalytic reactor)反应器是一种悬浮态环型和圆筒型组合光催化反应器,它具有节能、高效、稳定、操作灵活等特点,适用于水中难降解有机物及氨氮的降解实验研究,并具有一定的工业放大应用研究前景。(3)苯酚与氨氮的混合液在WFCPR反应器的光催化反应实验结果表明,设备参数(光强、TiO2投加量、循环流量)、运行参数(反应时间、温度、初始浓度、pH值、H2O2添加量)等因素均对苯酚和氨氮的降解产生不同程度的影响,最佳参数是,光源为300W高压汞灯、循环流量160L/h、温度25℃。使苯酚和氨氮同时具有高降解率的最佳实验条件是,苯酚初始浓度为60-100mg/L、氨氮初始浓度为50-60mg/L,TiO2投加量为1.5g/L、H2O2添加2-4ml/L、pH值控制在12。混合液中的共存物质相互影响,其中苯酚对氨氮的降解起促进作用,Ca2+和氨氮对苯酚的降解有抑制作用,但Ca2+的抑制能力弱于氨氮。(4)水中难降解有机物的中间产物种类和浓度与反应时间,初始浓度、反应液pH值、催化剂种类与用量、O2和H2O2浓度,以及共存有机物有关。足够的反应时间是保证难降解有机物降解完全的重要因素,初始浓度越大,中间产物浓度越大,达到最大值的时间就越长;pH较低时中间产物浓度较大,pH大于9时中间产物浓度较小,但达到最大浓度的时间较长;催化剂活性强,中间产物浓度小;O2和H2O2对降低中间产物浓度有促进作用;添加较易降解的小分子有机物有促进难降解有机物的降解,降低中间产物浓度的作用,但对中间产物达到最大值的时间影响不大。(5)矿化不完全的光催化处理出水经饮用、回用或者排入水体后将产生不同的环境效应,对受纳环境(包括人体)构成危害风险。这种环境风险程度的评价在正常工况下采用危害判定、剂量-反应分析、暴露评估和风险表征四步法,在事故工况时采用危害识别、事故频率、后果估算、风险计算和评价四个步骤。中间产物的环境风险与工艺参数具有相关性,所以通过工艺调控可使出水的环境风险限定在环境可接受的程度范围,但在事故工况时,由于设备和设施的损坏,环境风险与工艺参数的相关性发生变化,应通过充分理论分析甚至实验重新确定其相关关系后再以事故时的环境可接受程度要求进行工艺调控。(6)光催化处理水中难降解有机物的饮用水健康风险、排入水体的直接和间接环境风险实例研究表明,通过工艺调控使中间产物产生的环境风险限定在环境可接受的程度是可行的。
周璇[9]2004年在《改性TiO_2光催化剂光催化氧化难降解有机污染物的研究》文中认为纳米TiO_2光催化氧化技术是一项正在兴起的新型水处理技术,近年来在有机污染物处理中得到广泛的关注。本论文利用溶胶凝胶法制备的改性负载型和粉末型光催化剂分别对工业废水中难生物降解的氯酚(2,4-DCP)废水和印染废水(Acid Blue 62)进行光催化降解尝试。由于对光催化剂作了改性处理,较之与普通的二氧化钛催化剂在催化活性上有明显的提高。 实验采用自行设计的光催化反应器。研究表明,在TiO_2固定膜体系中通过利用价廉、易得的活性炭粉末对TiO_2光催化膜进行改性后降解2,4-二氯苯酚模拟废水达到了很好的处理效果。2,4-二氯苯酚模拟废水的催化效率与改性中的活性炭粉末的掺杂量、溶液初始浓度、pH值、光照等诸多因素有关;在TiO_2悬浮体系中通过掺银和热处理两种方法改性处理酸性蓝染料水溶液,并利用芬顿试剂与光催化技术联用处理酸性蓝脱色效率明显提高。另外分别针对不同浓度的酸性蓝染料溶液,低浓度时采用低瓦数的紫外杀菌灯为光源和高浓度时采用高压汞灯为光源既提高了光催化脱色率又节约经济成本。并分别对两种对象的光催化实验作了简单的机理探讨。 在处理2,4-二氯苯酚的实验中,首先建立起用紫外分光光度法测定2,4-二氯苯酚的方法,并确定其可操作性和准确性:其次在对TiO_2进行活性炭粉末掺杂改性实验中,初步确定了最佳掺杂量为10mg/L;分析其他因素对催化效率的影响时,主要考虑了溶液初始浓度、pH值、光照时间以及膜重复使用等。另外对2,4-二氯苯酚的反应动力学也进行了一些探讨。试验表明:2,4-二氯苯酚的初始浓度对光催化氧化的影响可用Langmuir-Hinshelwood方程表示,其光催化反应可用零级反应动力学来描述。 在处理酸性蓝染料溶液的实验中利用热处理和掺银两种改性方法制备TiO_2纳米粒子。通过热处理可以在一定程度上提高TiO_2光催化剂的光催化活性,其中500℃处理2h所的催化剂具有最佳的复配晶型,光催化活性最高,其降解酸性蓝的反应速率常数为0.244min~(-1),半衰期为13.07min;通过在制备TiO_2溶胶过程中掺杂AgNO_3使TiO_2纳米粒子上负载有贵金属Ag当掺杂量为0.5%(W/W)
赵洪[10]2009年在《光催化剂二氧化钛的制备及其在印染废水处理中的应用》文中认为印染废水处理是一大难题。因染料的难降解性,常规的生化处理很难达到脱色、分解的目的。光催化氧化法以半导体材料为催化剂,可大大提高染料的分解效率。纳米二氧化钛无毒、稳定、廉价、高效、不会引起二次污染,可回收并循环使用,降低成本。本论文利用二氧化钛作为光催化剂,采用溶胶—沉淀法制备出纳米级二氧化钛粒子,并以直接耐酸大红4BS染料配制的染料废水为处理对象进行模拟试验,评价了纳米二氧化钛光催化剂的催化性能,最后在小试实验提供的数据基础上进行了中试放大实验研究。在纳米二氧化钛光催化剂制备小试试验中,首先通过对比了有机钛源的溶胶—水解工艺和无机钛源的溶胶—沉淀工艺,确定后者作为最终催化剂的制备工艺,考察了多种因素对产品粒子的影响,并采用透射电镜、比表面积和孔分析等多种手段对催化剂产品进行表征,最终确定了催化剂的最优制备条件。以4BS染料废水作为处理对象,分析了工艺条件对光催化剂处理废水效果的影响,并对光催化反应器的主要设备参数进行了优化。在小试实验的基础上,进一步优化了催化剂制备和印染废水处理的中试条件,并进行了中试实验研究,最终的4BS印染废水处理效果达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》。
参考文献：
[1]. 废水光催化处理特性及高效光催化反应器研究[D]. 薛向东. 西安建筑科技大学. 2002
[2]. 新型光催化反应器处理有机废水的研究[D]. 王丹. 中国石油大学. 2007
[3]. 掺磷纳米二氧化钛光催化氧化降解印染废水的研究[D]. 熊克思. 青岛科技大学. 2008
[4]. 微米级负载型TiO_2催化剂的制备及其光催化降解特性[D]. 董业硕. 天津城市建设学院. 2012
[5]. 纳米TiO_2基光触媒的可控制备及降解有机废水研究[D]. 徐建春. 四川大学. 2005
[6]. Bi_2WO_6基可见光催化剂的制备及在连续流反应器中降解四环素废水的研究[D]. 钟爽. 吉林大学. 2016
[7]. 新型多相光催化反应器降解特性及光强分布数学模型[D]. 李洪辉. 太原理工大学. 2007
[8]. TiO_2光催化处理水中难降解有机污染物及环境风险研究[D]. 崔建国. 太原理工大学. 2008
[9]. 改性TiO_2光催化剂光催化氧化难降解有机污染物的研究[D]. 周璇. 东华大学. 2004
[10]. 光催化剂二氧化钛的制备及其在印染废水处理中的应用[D]. 赵洪. 天津大学. 2009
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