疎水化処理した酸化チタンによる水の光触媒浄化に関する研究

疏水化二氧化钛光催化净化水的研究

• 批准号: 11F01094
• 负责人: 白石 文秀
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01094/
• 关键词: 光触媒; 反応メカニズム; 廃水処理; 蒸発; 疎水化処理; 連続槽型反応器; シミュレーション; シラン; 太陽光; 水分蒸発; 液深

目的1)実用化に即した光触媒による廃水処理プロセスを開発検討する。成果1)平成23年度の実験結果を受けて、風力攪拌型廃水処理装置5個を直列に連結した槽列型流通式反応器(CSTR)システムを製作し、UV照射下で2、4-ジニトロフェノール(DNP)水溶液の分解処理実験を行った。その結果、同容積の反応器1個を用いるよりもCSTRとすることで処理性能が大幅に向上することを見出した。また、この向上はCSTRの液流れが栓流に近づくことによることを数式モデルを使って証明した。併せて、攪搾により境膜拡散抵抗が減少し、処理速度が増加することを見出した。また、酸化チタン粒子を分散させた状態で廃水を処理する以下の2つの派生研究を行った。目的2)酸化チタン粒子分散水溶液中でのDNP分解反応のメカニズムを明らかにする。成果2)DNP水溶液中に酸化チタン粒子を分散させて分解処理を行ったところ、分解初速度がDNP初濃度の増加とともに小さくなるという常識に反する結果を得た。そこで、数式モデルを構築して検討を行い、本反応系では正に帯電した酸化チタン粒子近傍に、負に帯電したDNP分子が短時間に凝集するため、凝集層がUV強度を低下させて反応物阻害が生じること、DNP初濃度が低いが0次反応となることなどを明らかにした。目的1)反応液の水分を蒸発させながら廃液処理を行う方法の有効性を明らかにする。成果2)光触媒反応は反応器を密閉した状態で行うのが一般的であるが、反応物が揮発しない場合、積極的に水分を蒸発させた方が処理時間短縮や処理後の残液量の減少の点で有利であると推測される。そこで、DNP水溶液を加熱することにより酸化チタン粒子分散液の水分蒸発速度を変えながらDNP分解速度の変化を観察した。その結果、予想通り水分蒸発が多いほど処理速度が大きくなることを見出した。この正当性を数式モデルにより証明した。以上の成果は、太陽光を光源として廃水処理プロセスの実用化を行う際の重要な知見である。

Purpose 1) to use the photocatalyst to regulate the operation of the water supply and start the test. Results 1) in Pingcheng 23, the results of the experiment were affected by the operation of 5 in-line and in-line tank-type flow inverters (CSTR), and the decomposition of aqueous solution (DNP) under the irradiation of UV. The result of the experiment shows that the same volume filter has a large impact on the CSTR performance of the system. CSTR up the liquid flow, plug the flow close to the bar, make sure that the number of equations makes it clear. There is a lot of resistance in the environment, there is less resistance, and the speed is increased. Acidizing, acidizing, particles, dispersion, water, acid, acid, Objective 2) acidified particles disperse DNP in aqueous solution. Results 2) acidified particles, dispersed particles, decomposed in DNP aqueous solution, the initial rate of decomposition, the initial rate of decomposition, the initial temperature of DNP, the temperature, the temperature, This system is based on the chemical reaction of acidified particles, short-time agglutination of DNP molecules, low UV strength, anti-pollution products that prevent the production of antioxidants, and low levels of DNP in 0 times. Objective 1) the method of reverse liquid steaming, water steaming and liquid management is effective. Result 2) the photocatalyst is used to reduce the amount of residual liquid after the reduction of the amount of residual liquid after the reaction of the photocatalyst, and the reduction of the residual liquid volume is beneficial to the reduction of water consumption. The aqueous solution of DNP was added to acidify the dispersion of particles, the rate of water evaporation, the rate of DNP decomposition, the rate of acidification and observation. The results show that you want to increase the speed of water steaming. There is a mathematical formula for justification. The above "results", "light" light source, "water", "water", "utilization", "industry" and "knowledge" are important.

项目成果

Effect of silanization of titanium dioxide on photocatalytic decomposition of organic compounds under irradiations with artificial UV light and sunlight

二氧化钛硅烷化对人工紫外光和太阳光照射下有机化合物光催化分解的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: CHAND Rumi;白石文秀
• 通讯作者: 白石文秀

Effect of silanization of titanium dioxide on photocatalytic decomposition of 2,4-dinitropheonol under irradiations with artificial UV light and sunlight

人工紫外光和太阳光照射下二氧化钛硅烷化对2,4-二硝基酚醇光催化分解的影响

• 期刊: Journal of Chemical Technology & Biotechnology
• 影响因子: 3.4
• 作者: F. Shiraishi;M. Ueno;R. Chand;Y. Shibata;and H. N. Luitel
• 通讯作者: and H. N. Luitel

A mechanism of photocatalytic decomposition of 2,4-dinitrophenol in an aqueous solution containing TiO_2 fine particle suspension

TiO_2细颗粒悬浮液中光催化分解2,4-二硝基苯酚的机理

• 发表时间: 2012
• 作者: CHAND Rumi;白石文秀
• 通讯作者: 白石文秀

Photocatalytic deco mposition of organic compounds over silanized titanium dioxide

硅烷化二氧化钛光催化分解有机化合物

• 发表时间: 2011
• 作者: Rumi Chand;Fumihide Shiraishi
• 通讯作者: Fumihide Shiraishi