《太阳能光催化反应器处理含酚废水研究》

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利用负载型TiO<,2>在废水处理中显示出良好的应用前景,具有较好的光催化性能,但还是存在着复合材料中负载材料成本太高,太阳能利用率不高,催化剂负载技术不成熟、中试规模以上光催化降解未能实现等缺点。该课题从技术应用角度出发,选用凹凸棒土和玻璃珠这种价格低、实用性好的处理为负载材料,以自制的钒-氮共掺杂TiO<,2>光催化剂为负载对象,制备出可重复使用的负载型光催化复合材料,解决了光催化剂分离和回收难的问题。研究成果:针对太阳能光催化反应器的需求,采用溶胶凝胶法制备出V-N-TiO<,2>/玻璃珠复合光催化材料。在紫外灯下,该复合材料降解20 mg/L苯酚溶液,3.5h降解率为100%;重复使用10次后,反应4h降解率仍达到98%以上,光催化性能稳定。将该项目研制的V-N-TiO<,2>/玻璃珠复合光催化材料应用于自行设计制造的GNE-CPCE-30型复合抛物面光催化反应设备上,成功实现了对苯酚、二甲基甲酰胺等难降解有机物废水进行处理。对COD浓度为215mg/L的二甲基甲酰胺,反应4h内降解速率达到448.9mg/minog;对COD浓度为34.2mg/L苯酚,反应3h内降解速率达到76.8mg/minog。研制出V-N-TiO<,2>/凹凸棒复合光催化材料。在模拟太阳光下,对40 mg/L亚甲基蓝溶液,3h降解率为99.8%;重复使用4次后,对亚甲基蓝的降解量基本保持不变;在40min内完成沉降,可实现回收利用。

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