《多孔耦合光催化剂及一体式光催化反应器的研究与应用》

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该项目以建设部研究开发项目“多孔耦合纳米材料光催化降解环境有机污染物(项目编号:05-K4-31)”为基础,天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室开放基金项目“膜分离-催化氧化一体式反应器处理难降解工业废水的研究(项目编号:060514)”为核心,以提高TiO2光催化剂的催化活性和扩展光催化剂的光响应范围为出发点,研究TiO2光催化剂的改性和耦合技术,并设计了一种新型一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器,并以TiO2光催化剂对酸性红B(Acid Red B)模拟废水的催化降解实验,对一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器的性能进行了系统的研究。该项目将氧化钛与氧化硅的混合溶胶中的氧化硅用氢氧化钠溶解除掉制得多孔氧化钛,并在其表面耦合另一种纳米晶半导体硫化镉,拟制得光源利用率高、催化活性好、易分离的多孔耦合纳米晶光催化剂。利用上述制得的催化剂研究其光催化净化有机污染物的能力,考察催化剂对污染物浓度、色度、TOC、COD等的去除能力。分析光催化净化技术中主要影响因素的关系,如催化剂用量、降解时间、pH值、光强度等。解明废水中其它组分对光催化降解净化效果的影响,如无机盐、多组分污染物等。通过耦合有机膜分离与光催化氧化技术,开发了一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器,有效地解决了光催化氧化技术在实际应用过程中催化剂粒子的分离和回收问题,不仅降低了光催化氧化反应处理的成本,并实现了废水光催化氧化反应处理的连续运行,在充分利用悬浮式反应系统优点的基础上,亦充分利用了有机膜分离所具有的分离效率高、设备简单、易操作、能耗少等优点,极具应用前景。

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