Cu掺杂TiO_2纳米管可见光催化矿化甲苯

采用低温水热法制备氢钛酸管,通过吸附-煅烧法制备Cu掺杂TiO_2纳米管(Cu-TNT)催化剂.利用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和电化学测试手段对样品进行表征,并进行平面波赝势密度泛函理论(DFT)计算.结果表明,样品中Cu/Ti原子比接近理论值,Cu掺杂进入TiO_2晶格内部,诱发催化剂可见光活性.掺Cu后,Cu 3d轨道和O 2p轨道杂化形成价带顶,价带负向偏移,样品禁带宽度减小为2.50-2.91 eV,具有可见光响应.以甲苯为模型污染物研究催化剂对挥发性有机化合物(VOCs)的催化去除和矿化效果.未掺杂的TNT可见光催化活性较差;Cu掺杂量超过0.1%(Cu/Ti原子比)时,样品催化活性也减弱;Cu掺杂量为0.1%的催化剂具有最佳可见光催化氧化能力,7 h内甲苯的去除率达77%,甲苯的矿化率达59%.

陶瓷膜过滤去除煤矿矿井水悬浮物

以煤矿矿井水为研究对象,通过试验考察了陶瓷膜过滤煤矿矿井水悬浮物的效果和可行性。通过测试陶瓷膜过滤煤矿矿井水的膜通量(Jt)及跨膜压差(ΔPm)、错流速度υ和温度T等运行条件,分析评估陶瓷膜过滤煤矿矿井水悬浮物的技术经济可行性。研究表明,原水SS=427~1355 mg/L,陶瓷膜200 nm-19,ΔPm=0.19 MPa、水温为20~25℃,运行25 min时膜通量Jt=803.57 L/(m^(2)·h),连续运行50 h后,Jt>400.00 L/(m^(2)·h),产水浊度为0.9 NTU,满足《井下消防洒水标准》(GB 50383—2016)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求。

O_(3)/Fe^(2+)均相催化体系及其效能强化综述

针对O_(3)/Fe^(2+)催化氧化体系Fe^(2+)消耗量大、适用的pH范围狭窄等问题,综述了O_(3)/Fe^(2+)催化氧化体系的研究现状。分析了O_(3)/Fe^(2+)氧化反应机理和pH、Fe^(2+)投加量、O3投加量及投加方式、反应温度等因素对O_(3)/Fe^(2+)催化氧化效果的影响,以及UV辐照、H2O2、螯合剂等效能强化手段的机理和效果,并类比了羟胺(HA)强化Fenton反应的机理、应用和效果,提出利用HA构建Fe^(3+)/Fe^(2+)循环,可能是强化O_(3)/Fe^(2+)均相催化体系的一种新方法。

苯系物光催化开环降解产物低级醛类的健康效应

采用连续流配气系统,利用氮掺杂TiO2,在UV(4 W,254 nm)光照下光催化降解(PCO)室内甲苯和苯甲醛污染物,运用质子转移反应质谱仪实时检测气相中间产物,应用健康风险评估模型分析甲苯、苯甲醛光催化降解过程的健康效应.结果表明,甲苯和苯甲醛转化率和矿化率较高,但如乙醛和甲醛等低级醛类(VAs)中间产物形成潜在的健康风险,常规的转化率和矿化率指标不能全面表征苯系物的光催化过程的健康风险.乙醛极易在气相积累,是影响健康风险变化的关键;甲醛的摩尔分数稳定在较低水平,但其影响不可忽视.甲苯和苯甲醛降解过程的健康风险指数增大因子(η)随VAs积累而增大,最大值分别为8 499.68和21.43,VAs的贡献率为99.3%和98.3%;光催化降解稳定后η分别为236.09和2.30,VAs的贡献率为97.9%和97.8%;η平均值(30 min)分别为932.86和8.52,VAs的贡献率为98.5%和98.0%.由此提出了以低级醛类健康风险指数增大因子贡献值(ηVAs)表征苯系物光催化安全降解过程的特征评价指标.