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微米级负载型TiO2催化剂的制备及其光催化降解特性

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微米级负载型TiO2催化剂的制备及其光催化降解特性

作者：董业硕天津城市建设学院

学位级别：硕士

本论文针对TiO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... 详细信息

本论文针对TiO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三个方面进行概述： (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催化剂，并对微米级负载型TiO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HO可以显著提高TiO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/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三级动力学反应。

关键词：微米级负载型 TiO2悬浮型光催化反应器光催化降解制药废水动力学反应

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可见光响应易回收TiO_2催化剂研究进展

化工环保 2012年第3期32卷 231-236页

作者：董业硕费学宁池勇志解立平天津城市建设学院环境与市政工程系天津市水质科学与技术重点实验室天津300384 天津工业大学环境与化学工程学院天津市中空纤维膜材料与膜过程重点实验室天津300160

介绍了TiO2光催化技术在废水处理应用研究中取得的快速发展。针对TiO2在废水处理过程中出现的光生电子空穴易复合和难回收等问题,综述了通过对TiO2进行掺杂负载改性和形态的改性使其达到可见光响应功能的研究进展;综述了通过固载磁载等... 详细信息

介绍了TiO2光催化技术在废水处理应用研究中取得的快速发展。针对TiO2在废水处理过程中出现的光生电子空穴易复合和难回收等问题,综述了通过对TiO2进行掺杂负载改性和形态的改性使其达到可见光响应功能的研究进展;综述了通过固载磁载等方法使TiO2达到可分离易回收功能的研究进展。对TiO2光催化技术在废水处理领域的未来研究方向进行了展望。

关键词：光催化二氧化钛降解可见光回收废水处理

煅烧阶段对分子筛负载型TiO_2催化剂活性影响研究

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水处理技术 2013年第12期39卷 41-45页

作者：董业硕费学宁姜远光解立平陈磊天津大学化工学院 300072 天津城市建设学院天津市水质科学与技术重点实验室300384 天津工业大学天津市中空纤维膜材料与膜过程重点实验室300160 天津大学环境科学与工程学院天津300072

以介孔硅基分子筛(MCM-41)为载体,采用溶胶-凝胶法制备分子筛负载型TiO2催化剂。针对催化剂在负载前后及煅烧阶段对其晶型、晶粒及催化活性的影响,从煅烧成型工艺和XRD、TEM表征的角度进行研究;以酸性红B为模拟降解物,通过对分子筛负载... 详细信息

以介孔硅基分子筛(MCM-41)为载体,采用溶胶-凝胶法制备分子筛负载型TiO2催化剂。针对催化剂在负载前后及煅烧阶段对其晶型、晶粒及催化活性的影响,从煅烧成型工艺和XRD、TEM表征的角度进行研究;以酸性红B为模拟降解物,通过对分子筛负载型TiO2催化剂的活性评价,从煅烧温度、煅烧时间及碳化效应3个方面考察对催化剂活性的影响。结果表明,在600℃下煅烧2 h制备的负载型催化剂的活性最高,催化剂投加量0.5 g/L,光催化反应2 h对50 mg/L的酸性红B的降解率达93%。分子筛负载TiO2在高温煅烧阶段能够有效抑制锐钛相晶型的转变及TiO2纳米晶粒的尺寸,增加单位质量活性位的个数,提高催化性能。煅烧成型阶段空气通入量和升温速度对催化剂活性影响显著,缺氧、无氧及过快的升温速度都会导致碳化效应的产生,严重降低催化剂光催化性能。

关键词：负载型二氧化钛溶胶-凝胶法煅烧温度煅烧时间碳化效应

纳米TiO_2可见光催化-SBR组合工艺降解制药废水

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水处理技术 2013年第8期39卷 93-98页

作者：张明明董业硕费学宁解立平张天永天津城市建设学院环境与市政工程学院天津市水质科学与技术重点实验室 300084 天津大学化工学院 300072 天津工业大学环境与化学工程学院天津市中空纤维膜材料与膜过程重点实验室天津300160

以絮凝为预处理和后续处理工艺,以"纳米TiO2可见光催化-SBR"为组合主体工艺处理制药废水。通过对组合工艺1(絮凝、光催化、SBR、絮凝、出水)和组合工艺2(SBR、絮凝、光催化、絮凝、出水)处理制药废水效果的比较分析可知,组合工艺1的处... 详细信息

以絮凝为预处理和后续处理工艺,以"纳米TiO2可见光催化-SBR"为组合主体工艺处理制药废水。通过对组合工艺1(絮凝、光催化、SBR、絮凝、出水)和组合工艺2(SBR、絮凝、光催化、絮凝、出水)处理制药废水效果的比较分析可知,组合工艺1的处理效果要高于组合工艺2,主要是因为TiO2光催化预处理反应不仅可以去除一定量的COD,降低原制药废水的负荷,还可有效改善原废水的可生化性和生物毒理性,为后续SBR生物处理提供适宜的处理水质。对光催化降解制药废水的动力学研究表明,光照强度越高,其光催化降解反应遵循二级反应动力学,随着光照强度的减弱,其光催化降解反应趋向于三级反应动力学。

关键词： TiO2光催化 SBR 制药废水动力学级数动力学模型

零价铁(Fe0)共存下TiO2光催化降解特性的研究

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环境污染与防治 2014年第11期36卷 46-49,54页

作者：费学宁杜红飞刘星星董业硕张宏伟天津城建大学环境与市政工程学院天津市水质科学与技术重点实验室天津300384 天津大学化工学院天津300072 天津工业大学环境与化学工程学院天津300387

针对TiO2光催化反应中易出现电子-空穴对(e--h+)的复合、而Fenton技术又面临铁污泥的问题,向TiO2光催化反应中加入零价铁(Fe0)。通过调节溶液pH,使Fe0缓释Fe2+,且反应之后的pH仍能满足TiO2光催化反应所需。溶液中的Fe2+,一方面能减弱TiO... 详细信息

针对TiO2光催化反应中易出现电子-空穴对(e--h+)的复合、而Fenton技术又面临铁污泥的问题,向TiO2光催化反应中加入零价铁(Fe0)。通过调节溶液pH,使Fe0缓释Fe2+,且反应之后的pH仍能满足TiO2光催化反应所需。溶液中的Fe2+,一方面能减弱TiO2光催化产生的e--h+的复合,提高TiO2光催化反应的效率;另一方面,在紫外灯照射下也可以起到光Fenton降解作用。研究结果表明,Fe0共存下TiO2光催化对废水的降解率高于单独使用TiO2光催化或光Fenton对废水的降解率。对Fe0共存下TiO2光催化降解废水的褪色率的动力学研究表明,该反应属于三级动力学反应,且其对有机物的降解具有TiO2光催化和光Fenton加合增效的效果。

关键词： TiO2 零价铁光催化 Fenton 动力学

山东某县旧城区生活污水一级A达标处理工艺设计

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能源与环境 2012年第5期 83-85页

作者：池勇志董业硕李建兴石光吴鹏费学宁天津城市建设学院天津市水质科学与技术重点实验室天津300384 天津市市政工程设计研究院天津300051 金大地新能源(天津)集团有限公司天津300060

根据山东某县污水治理总体规划及旧城区生活污水水质特点和设计出水水质达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准的要求,选用A/A/O工艺+絮凝+转盘过滤+消毒为主体的处理工艺对该县生活污水进行处理。该项目处理方式... 详细信息

根据山东某县污水治理总体规划及旧城区生活污水水质特点和设计出水水质达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准的要求,选用A/A/O工艺+絮凝+转盘过滤+消毒为主体的处理工艺对该县生活污水进行处理。该项目处理方式采用分散式处理,处理后水质达标,出水可作为生产生活用水回用,实现了污水综合利用和零排放,并为满足一级A排放标准条件下小城镇生活污水处理积累了设计经验。

关键词：生活污水 A/A/O工艺脱氮除磷一级A排放标准工艺设计

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混凝-光催化组合处理采油废水的研究

天津城建大学学报 2018年第3期24卷 219-224页

作者：张如冰姜远光费学宁李薇薇董业硕天津城建大学环境与市政工程学院天津300384

采用混凝与光催化集成的方法处理采油废水,以聚合氯化铝为混凝剂,纳米Ti O2为光催化剂.用溶胶-凝胶法制备纳米Ti O2催化剂,并对其以XRD和TEM表征.考察了在混凝-光催化组合处理采油废水的过程中,絮凝剂的投加量、光催化体系中p H值、催... 详细信息

采用混凝与光催化集成的方法处理采油废水,以聚合氯化铝为混凝剂,纳米Ti O2为光催化剂.用溶胶-凝胶法制备纳米Ti O2催化剂,并对其以XRD和TEM表征.考察了在混凝-光催化组合处理采油废水的过程中,絮凝剂的投加量、光催化体系中p H值、催化剂投加量、光催化反应时间这些因素对反应的影响.结果表明,最佳处理条件为:混凝阶段混凝剂投加量为400 mg/L,光催化阶段体系中p H为4,催化剂投加量为2 g/L,反应时间为4 h.经处理后的采油废水水样,SS为20 mg/L,CODCr为80.68 mg/L,含油量为6.33 mg/L,均达到海洋石油勘探开发污染物排放浓度限值(GB4914—2008).

关键词：采油废水混凝光催化二氧化钛

介孔TiO_2负载纳米铁催化剂的制备及降解特性

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天津城建大学学报 2015年第2期21卷 120-124页

作者：武日雷姜远光费学宁董业硕天津城建大学环境与市政工程学院天津300072 天津城建大学天津市水质科学与技术重点实验室天津300384 天津大学化工学院天津300072

以聚乙二醇4000(PEG-4000)为致孔剂,采用溶胶-凝胶法制备出了光催化活性高的锐钛矿型介孔Ti O2;以制备的介孔Ti O2为载体,采用液相还原法,在介孔Ti O2孔道及表面原位生成纳米铁以制备出介孔Ti O2负载纳米铁催化剂,并用XRD、BET进行了表... 详细信息

以聚乙二醇4000(PEG-4000)为致孔剂,采用溶胶-凝胶法制备出了光催化活性高的锐钛矿型介孔Ti O2;以制备的介孔Ti O2为载体,采用液相还原法,在介孔Ti O2孔道及表面原位生成纳米铁以制备出介孔Ti O2负载纳米铁催化剂,并用XRD、BET进行了表征.以酸性红B染料为降解对象,研究了不同煅烧温度对介孔Ti O2光催化性能的影响.通过介孔Ti O2负载纳米铁催化剂与等当量的介孔Ti O2、纳米铁以及介孔Ti O2-纳米铁机械混合的光催化降解实验的比较,结果表明:该复合催化剂的光催化降解效率远高于介孔Ti O2、纳米铁以及介孔Ti O2-纳米铁机械混合催化剂的降解效率,20,min就可以使酸性红B的降解率达到85%.

关键词：溶解-凝胶法介孔TiO2 纳米铁降解

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苏宁易购盈利模式及其优化研究

商场现代化 2025年第1期 5-8页

作者：张硕硕哈尔滨师范大学

日趋成熟的互联网技术对人们的生活产生了重大影响,促进了线上市场的发展,对线下市场形成巨大的冲击。传统的零售商以及零售电商的发展已经到达瓶颈期,苏宁易购作为传统家电零售企业亦不能幸免,为了提高盈利能力,苏宁易购开始积极地进... 详细信息

日趋成熟的互联网技术对人们的生活产生了重大影响,促进了线上市场的发展,对线下市场形成巨大的冲击。传统的零售商以及零售电商的发展已经到达瓶颈期,苏宁易购作为传统家电零售企业亦不能幸免,为了提高盈利能力,苏宁易购开始积极地进行线上线下整合,试图从中寻求更多盈利。本文从盈利模式的核心理论入手,对苏宁易购盈利模式的五项构成要素,即利润点、利润对象、利润来源、利润杠杆、利润屏障展开分析。通过研究发现,苏宁易购现有的O2O模式和智慧零售的B2C模式已趋于成熟,但其盈利模式仍存在诸多不足。对此,从盈利模式的五要素入手,对苏宁易购盈利模式存在的问题提出一些改进建议。

关键词：盈利模式利润点利润对象利润来源利润杠杆利润屏障