基本信息
- 项目名称：
- 光聚焦催化WO3/TiO2 光触媒剂对染料废水脱色研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 利用WO3/TiO2复合光触媒剂作为催化剂、用日光聚焦代替紫外光线对废水进行脱色处理，解决了废水给人类环境带来的危害，积极推动绿色能源的利用。
- 详细介绍：
- 利用WO3/TiO2复合光触媒剂作为催化剂对模拟染料废水采用光催化氧化法进行脱色处理，研究了光催化剂的投入量﹑光照时间﹑以及用石英透镜聚焦日光等因素对废水色度去除率的影响。实验发现，日光聚焦对活性染料的脱色效果与紫外光线光照效果相当，用日光聚焦代替紫外光线对废水进行脱色处理，不但能够解决废水给人类环境带来的危害，还能够积极推动绿色能源的利用，符合绿色化学的概念，利于人类的长期生存和发展。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 在能源紧缺的今天，充分利用绿色能源来处理污水不但能够解决污水给人类环境带来的危害，还能够积极推动绿色能源的利用，符合绿色化学的概念，利于人类的长期生存和发展。我们进行课题研究不但能为社会作出一份贡献，还能增强同学绿色、环保的观念。
科学性、先进性及独特之处
- 利用辐照、光催化剂在反应体系中产生的活性极强的自由基，再通过自由基与有机污染物之间的加合、取代、电子转移等过程使污染物全部降解为无机物。研究利用太阳能这一绿色资源对有机染料脱色处理，安全、绿色、环保，符合节能理念，符合绿色、环保发展趋势。
应用价值和现实意义
- 采用WO3/TiO2光触媒剂光催化氧化技术可以有效的去除染料废水的染料色度，并且在石英透镜聚光条件下，日光能够代替紫外光线对废水进行有效的脱色处理。同时，由于日光是最天然的绿色能源，在能源紧缺的今天，此方法值得推广使用。
学术论文摘要
- 利用WO3/TiO2复合光触媒剂作为催化剂对模拟染料废水采用光催化氧化法进行脱色处理，研究了光催化剂的投入量﹑光照时间﹑以及用石英透镜聚焦日光等因素对废水色度去除率的影响。实验发现，日光聚焦对活性染料的脱色效果与紫外光线光照效果相当，用日光聚焦代替紫外光线对废水进行脱色处理，不但能够解决废水给人类环境带来的危害，还能够积极推动绿色能源的利用，符合绿色化学的概念，利于人类的长期生存和发展。
获奖情况
- 本文章发表于《化学与生物工程》杂志， 2010年第2 期 第71-73页 《化学与生物工程》 是 “中国科技核心期刊” ， “美国《化学文摘》千刊表收录期刊”
鉴定结果
- 自制太阳光聚焦设备，利用太阳能结合光敏材料处理染料污水，选题准确，立意新颖。促进学以致用，从理论到实践具有重要的意义。实验方案具有较强的可行性和可操作性。 研究内容在国内首次报道，具有创新性。
参考文献
- 1. 白蕊; 李巧玲; 李建强; 郝晏; 纳米TiO2掺杂改性及应用的研究进展[J]. 化学工业与工程技术 2010年05期 （引证文献） 2. 李磊; 郑立辉; 张尊举; Fe3+掺杂TiO2纳米膜的制备及光催化性能的研究[J]. 环境科学与管理 2009年04期 3. Wang Xiangyu (Department of Chemical Engineering,Beijing,Institute of Light Industry,Beijing 100037)\=\= He Jie (China building material institute, Beijing 100024)\=\= He Yaming (Department of Chemical Engineering, Beijing Institute of Light Indus; Fe的掺杂对TiO2光催化性能的影响[J]. 北京轻工业学院学报 1998年04期 4. 李银辉; 殷德宏; 陈赞; 王金渠; 掺杂WO3的SiO2/TiO2的溶胶热液合成及光催化性能[J]. 影像科学与光化学 2008年05期 5. 王琰; 崔建宇; 胡林; 王敬国; 慕康国; 悬浮态TiO2静止光催化降解有机磷农药[J]. 中国农业大学学报 2008年02期
同类课题研究水平概述
- 目前全世界使用的染料品种达数万种，其中活性染料具有色泽鲜艳、色谱齐全、染色简便、直接性高以及能提高被染织物的染色牢度等优点，在印染行业中得到越来越广泛的应用。但是活性染料的优良亲水性能等理化特性又使它成为印染废水中较难除去的一种染料，长期以来得到人们的关注。在对印染废水的处理过程中，解决脱色问题是一个很关键的环节。 采用光催化氧化法利用光能降解染料是解决印染污染问题的有效途径。光催化氧化技术是利用辐照、光催化剂在反应体系中产生的活性极强的自由基，再通过自由基与有机污染物之间的加合、取代、电子转移等过程使污染物全部降解为无机物。该技术由于处理彻底、可利用太阳光降低处理成本。近二三十年，半导体TiO2光催化氧化消除废水中有机污染物的研究取得了很大进展。 Keiichi Tanaka等用500W 的高压汞灯照射锐钛矿型TiO2悬浮溶液中的偶氮染料，采用高效液相色谱测得它们的降解中间产物，并得出单偶氮染料比重偶氮染料易降解的结论。王成国等以纳米TiO2为催化剂，采用光催化氧法处理酞菁类染料废水，可将染料分子逐步降为无机小分子，降解更为彻底。李耀中等采用流化床光催化氧化中试处理系统，处理难降解偶氮染料4BS和高分子化学浆料CMC配制的模拟印染废水，其工艺系统对配制的印染废水有较好的处理效果，光照74 min，色度去除率可超过80%，光照150min，COD去除率可超过70%，达到了较好的光催化效果。 TiO2掺杂有助性能的优化。可提高可见光催化及太阳能利用效率。制备、选择恰当的光催化剂将是利用太阳能绿色能源的研究热点。
