LED光源作用下的光催化染料降解研究

光催化处理染料类废水处理具有绿色、无二次污染的特点,但其在可见光下较低的处理速率以及人工光源较高的电能成本限制了该技术在工业上的推广。近年来随着发光二极管(LED)技术的不断发展,LED的光电转换效率不断提高,采用LED作为光催化污水处理中的光源或许是一种有效的手段,与传统的光源相比,其具有更小的体积、更长的寿命、更低的能耗和更强的可调性等优点。通过结合LED光源和光敏催化材料,可以实现高效、绿色的光催化反应。采用平行光反应器测试几种常见的光催化剂的光催化速率,并探究了LED的波长、辐照强度以及辐照方式对光催化速率的影响。研究表明TiO2在365 nm的光源照射下具有最高的一阶反应速率常数,g-C3N4在365~420 nm的波段中均具有相对较高的一阶反应速率常数,辐照强度以及方式的改变均有助于光催化速率的提升。

太阳能与市电智能互补的LED光催化器供电系统

为进一步提高能源利用率,实现无需储能设备的目的,以STM32单片机为控制核心,设计一种基于双Buck输入变换器原理的太阳能与市电智能互补供电系统,并且利用此供电系统经过RT8480驱动芯片给LED光催化器直接供电。通过实验验证,LED光催化器可稳定工作在太阳能单独供电、市电单独供电、太阳能与市电联合供电的三种供电系统模式下。此系统大大提高了能源利用率,同时,也免去了蓄电池带来的成本及对环境的污染,实现节能环保的目的。

g-C_3N_4/TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

以三聚氰胺和工业偏钛酸为原料,制备g-C_3N_4/Ti O_2复合催化剂,以NOx为目标反应物,评价LED光照下,工业偏钛酸与三聚氰胺质量比、锻烧时间和锻烧温度对该复合物光催化性能的影响。用X射线衍射(XRD)、N_2-物理吸附(N_2-BET)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)和荧光光谱等对催化剂进行结构表征。结果表明:制备的g-C_3N_4/Ti O_2复合物禁带宽度降低到2.42 e V,在紫外和可见光范围均表现较强的吸收,比表面积增大,光生电子和空穴复合率降低,且当锻烧温度为500℃、锻烧时间为1.0 h、偏钛酸与三聚氰胺的质量比为1∶2时,复合催化剂的可见光活性最高,30 min内对NOx的去除率为51.30%,比纯g-C_3N_4提高21.72%。

分级结构g-C_(3)N_(4)/BiOBr可见光催化降解水环境中罗丹明B和四环素

采用溶剂热法制备了分级结构g-C_(3)N_(4)/BiOBr复合光催化剂,通过XRD、SEM和UV-vis DRS对该催化剂进行了系统的表征分析;以罗丹明B(RhB)和四环素(TC)为目标降解污染物,评价了该催化剂在50 W LED蓝光灯下的光催化性能;通过活性物种俘获实验,分别探讨了罗丹明B和四环素的光催化降解机理.结果表明:借助溶剂热法可以成功将花球状分级结构BiOBr与絮状g-C_(3)N_(4)复合构建异质结光催化剂;0.8%g-C_(3)N_(4)/BiOBr复合光催化剂表现出最佳的光催化活性,在LED蓝光照射50 min后,罗丹明B和四环素去除率分别为98%和75%;活性物种俘获实验的结果表明2种目标物具有相同的光催化降解机制.