水热法制备Bi3O4Cl及其光催化降解罗丹明B的研究

以硝酸铋为铋源,通过一锅法水热制备新型铋基光催化剂Bi3O4Cl采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和紫外可见漫反射（uV—VisDRS）手段对所制备的样品进行表征,同时以罗丹明B为目标降解物研究Bi3O4Cl的光催化性能。光催化降解结果表明：水热温度对光催化效率影响较大,水热温度为90℃制备的Bi3O4Cl样品具有较高的光催化效率,这主要是由于其具有较小的禁带宽度和对目标分子较好的吸附能力引起的。本实验提供了一种新型光催化剂Bi3O4Cl的制备方法,有助于促进光催化技术在环境污染控制领域的应用与发展。     

磁性Fe3O4纳米颗粒的制备及其催化降解水中磺胺甲恶唑研究

旨在构建一种高效绿色的去除水环境中磺胺甲恶唑(SMZ)的方法。采用溶剂热法制备了Fe_3O_4磁性纳米颗粒,并利用XRD、磁滞回线、SEM及TEM对Fe_3O_4颗粒进行了物相和形貌的表征。研究了SMZ在纳米Fe_3O_4和H_2O_2构成的非均相Fenton体系中的催化氧化特征,并考察了p H值、H_2O_2初始浓度及催化剂用量对SMZ催化氧化的影响。结果表明:制备的Fe_3O_4纳米颗粒呈微球形,具有很强的顺磁性,平均粒径约250 nm,能够有效地活化H_2O_2产生·OH并高效降解SMZ。在25℃,p H=3,Fe_3O_4用量为1. 0 g/L,H_2O_2浓度为5. 0μL/m L时,所建立Fe_3O_4-H_2O_2氧化体系能在5 min内几乎完全降解20 mg/L的SMZ。循环实验表明,所制备的Fe_3O_4磁性纳米颗粒具有较好的稳定性。该实验结论可为水体中SMZ的去除提供一定的理论参考。     

负载型纳米TiO2光催化降解罗丹明B动力学与机理研究

采用负载型纳米TiO2/AC在流化床反应器中降解罗丹明B染料废水。研究了罗丹明B的光催化降解反应动力学与降解机理。结果表明,负载型纳米TiO2光催化降解罗丹明B过程符合一级动力学方程,降解机理首先是罗丹明B分子发色基团苯氨基、羰基键被破坏,然后是无色中间产物的逐渐降解。     

Vis/LaFeO3/PDS复合高级氧化体系降解亚甲基蓝的机制

采用超声辅助溶胶-凝胶法制备对可见光(Vis)有良好响应性的LaFeO₃晶体,将其与过二硫酸盐(PDS)结合,构建Vis/LaFeO₃/PDS复合高级氧化体系,用以降解亚甲基蓝(MB)。结果表明:在PDS浓度为0.5 mmol/L、LaFeO₃投加量为0.5 g/L时,Vis/LaFeO₃/PDS体系30 min对质量浓度为30 mg/L的MB的去除率可达92.4%;复合体系对pH值有较强的适应性,Vis、LaFeO₃、PDS三者复合,通过提高光生电子-空穴对的分离效率,促进Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的氧化还原循环和氧空位向活性氧自由基的转化,提高了空穴(h⁺)、SO^-₄·、单线态氧(¹O₂)等活性物质的产生效率和氧化活性能力的发挥。Vis/LaFeO₃/PDS体系是光催化和过硫酸盐高级氧化技术的高效结合,其协同效应在废水中难降解有机物的治理方面具有较好的应用前景。     

磁性Fe_3O_4/碳纳米管复合材料光催化处理刚果红染料废水

采用共沉淀法制备了一种磁性Fe3O4/CNTs(碳纳米管复合物),采用XRD、SEM、VSM等对Fe3O4/CNTs复合材料的晶相、颗粒大小和磁性能进行了表征。以刚果红染料废水处理为例,研究了不同处理工艺、催化剂投加量、溶液p H、催化剂重复使用等因素对Fe3O4/CNTs材料光催化脱色刚果红染料废水效果的影响。结果表明,当刚果红染料起始质量浓度为10 mg/L,用量为0.2 g/L,3%的H2O20.2 m L,光照50 min后,Fe3O4/CNTs对刚果红溶液的脱色率达到97.0%。催化剂重复使用第4次,对刚果红染料的脱色率仍可达87%以上。此外,Fe3O4纳米粒子的存在使Fe3O4/CNTs材料具有较强的磁性,且可通过外加磁场将其从处理后的水体中快速分离回收。     

去除水中双酚A的新型微介孔光催化材料的性能研究

用水热法制备Ti/13X/MCM-41复合微介孔光催化材料,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对样品进行了分析表征,并以双酚A为模拟污染物,考查了其光催化性能.结果表明,Ti/13X/MCM-41复合微介孔光催化材料在实现二氧化钛固化的同时有着良好的光催化效果.当Ti/Si为0.01;pH为10.5;焙烧温度为300℃时,其光催化活性最强.     

纳米TiO_2/沸石复合光催化水处理材料制备与性能研究

纳米TiO_2光催化材料与技术以其高效、可利用太阳光、无二次污染等优点,在水污染治理领域展现出广阔的应用前景。将纳米TiO_2进行负载复合是解决其在水溶液易团聚、难回收等难题和提高实际降解效果的有效途径。本文采用一种简单易行的固相扩散法将纳米TiO_2在沸石矿物上进行负载,制备得到纳米TiO_2/沸石复合光催化水处理材料。通过扫描电镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪等手段对材料微观结构和光催化活性进行了表征和测试。研究表明,沸石负载不仅改善了纳米TiO_2颗粒分散均匀性,而且增强其对紫外-可见光的光响应能力,从而有效提高了复合体在水体中的光催化降解活性。材料光催化活性与其负载配比和焙烧温度息息相关。400℃焙烧制备的90%TiO_2/沸石相对于其他温度和配比具有更高的光催化活性。     

UV/H_2O_2降解水溶液中抗癫痫药物苯巴比妥

采用UV/H2O2法对水溶液中的抗癫痫药物苯巴比妥(PBB)进行降解处理。研究发现:PBB的光解率随H2O2量的增加而增加,随PBB初始浓度的增加而降低。在UV/H2O2体系下PBB紫外光解的最佳p H为10.9。Cl-的存在会降低PBB的光解率,低浓度HCO-3的存在会增加PBB的光解率,高浓度的HCO-3的存在会抑制PBB的光解率。采用离子色谱和LC-MS-MS对PBB光解后的主要产物进行分析,提出了PBB可能的紫外光降解途径。结果表明:UV/H2O2法是去除水溶液中PBB的一种十分有效的方法。     

多种原位掺杂TiO2用于水体有机物降解的研究

以纯钛和两种钛合金(Ti-0.2Pd和Ti-6Al-4V)为基材,通过阳极氧化法制备了3种不同组分的钛基氧化物纳米管阵列。采用XRD、EDS、ICP等测试手段分析3种纳米管阵列的组装过程和性能。EDS测试表明,Al和V以氧化物形式存在,其浓度与初始基材基本一致。ICP测试确定了Pd的存在及其浓度。3种纳米管阵列的光催化性能通过光催化降解硝基苯酚来测定。Al和V掺杂抑制了TiO₂纳米管阵列的光催化降解有机物性能,而Pd掺杂显著提高了纳米管阵列的光催化降解有机物性能。Pd掺杂不但可以增强光吸收性能,还能促进光生载流子的分离,而Al和V过量掺杂会引起结构缺陷并构成复合中心,导致光生载流子难以分离。Pd掺杂的TiO₂纳米管阵列具有优良的循环性能。研究结果表明直接阳极氧化Ti-0.2Pd合金能制备出功能高效、适于水体有机物降解的光催化材料。     

钛基氧化物纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

以纯钛和2种不同钛合金(Ti-0.2Pd和Ti-6Al-4V)为基材,通过阳极氧化法制备了3种不同组分的钛基氧化物纳米管阵列。采用SEM,EIS,XRD,EDS,ICP,XPS和UV-Vis DRS等测试手段分析3种纳米管阵列的组装过程和性能。EDS和XPS测试表明Al和V以氧化物形式存在,其含量与初始基材基本一致。ICP测试确定了Pd的存在以及含量。3种纳米管阵列的光催化性能通过光催化降解硝基苯酚来测定。Al和V掺杂抑制了TiO₂纳米管阵列的光催化降解有机物性能,而Pd掺杂显著提高了纳米管阵列的光催化降解有机物性能。Pd掺杂不但可以增强光吸收性能,还能促进光生载流子的分离,而Al和V过量掺杂会引起结构缺陷并构成了复合中心,导致光生载流子难以分离。Pd掺杂的TiO₂纳米管阵列具有抗S毒化的特性和优良的循环性能。研究结果表明直接阳极氧化Ti-0.2Pd合金能制备出功能高效、适于环境领域应用的光催化材料。     

基于响应面法的Fe0/S2O2-8体系氧化垃圾渗滤液去除UV254研究

为提高Fe⁰/S₂O^2-₈体系氧化垃圾渗滤液去除有机物的效果,试验采用响应面法优化反应条件,借助响应面法的中心组合试验设计了以紫外吸光度UV₂₅₄的去除率为响应值的二次回归模型,分析零价铁(Fe⁰)投加量、初始pH值和S₂O^2-₈与12COD₀的质量比3个因素的交互作用,确定最优反应条件。结果表明在Fe⁰投加量为31.3mmol/L、初始pH值为4.4,ω(S₂O^2-₈/12COD₀)为1.14条件下,UV₂₅₄的去除率达到最大值72%。     

生物炭/铁酸锰对Zn^2+和Cu^2+的吸附性能试验

为探求吸附效果好、回收方便的吸附剂以解决重金属污染废水的处理难题,以玉米秸秆和铁酸锰为原料,通过溶胶-凝胶法以蛋清为络合剂经热解制备了一种生物炭/铁酸锰(BC/FM)复合材料,在对该复合材料扫描电子显微镜(SEM)和磁滞回线分析的基础上,进行了去除废水中Zn^2+、Cu^2+的吸附试验。结果表明,铁酸锰可有效地负载到生物炭上,形成官能团丰富、磁性良好的复合材料;BC/FM对Zn^2+、Cu^2+的吸附最佳pH值分别为5和6,并均在90 min达到吸附平衡,准二级模型能更好地描述BC/FM对Zn^2+、Cu^2+吸附过程;Langmuir模型拟合曲线和Freundlich模型拟合曲线分别适用于描述BC/FM对Zn^2+、Cu^2+的等温吸附过程,且均为自发吸热反应;BC/FM对Zn^2+、Cu^2+吸附机制主要为络合反应。     

FeS矿活化H2O2降解水中对氯苯胺的实验研究

以对氯苯胺(PCA)为目标污染物,研究了常温下Fe S矿活化H2O2非均相类Fenton体系对难降解有机物的去除效果。分析了初始p H值、催化剂和H2O2投加量等重要因素对PCA降解率的影响。当PCA浓度为0.2×10-3mol/L,溶液初始p H值为3.0,H2O2投加量为3.2×10-3mol/L,Fe S矿用量为0.4 g/L,反应20 min时,PCA去除率可达100%,且反应进行到40 min后,已达到完全脱氯效果。在此基础上,通过对Cl-、SO42-、Fe3+等中间产物离子和总有机碳(TOC)变化规律的测定,探讨了有机物降解机理。研究结果表明:Fe S矿对催化H2O2氧化具有很强的催化活性,能提高H2O2的利用效率,相比于单一含铁矿物具有更好的催化性能,并且催化剂易于沉淀分离,回收利用。     

F/Ce掺杂Bi2WO6可见光光催化氧化甲基橙

针对新型光催化剂Bi2WO6在可见光条件下光生电子-空穴分离效率低的问题,本文采用液固相水热反应的方法制备了F/Ce掺杂改性的Bi2WO6光催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)等分析表明,F/Ce掺杂Bi2WO6光催化剂具有明显的层状结构,可有效降低电子-空穴的复合率,且改性后的Bi2WO6吸收波长发生红移。光催化氧化处理甲基橙降解实验结果表明:F和Ce共掺杂下Bi2WO6在可见光下具有最高的光催化活性,主要活性物质为羟基自由基(·OH),甲基橙的降解率在50 min后可以达到97%,催化活性比纯Bi2WO6提高了近2倍。本研究为研发水环境中高浓度有机废水,特别是难降解有机污染物的高效治理技术提供了基础数据。     

不同pH值条件合成纳米Bi2WO6及其可见光下活性研究

以水热法合成了Bi_2WO_6纳米花状球,并考察了不同pH值的制备条件下对Bi_2WO_6晶形、形貌、孔径分布、光学性质及催化性能的影响。表征和催化结果表明:在pH值为1的制备条件下,Bi_2WO_6样品为内部有致密空隙的花球,随着pH值的升高,Bi_2WO_6的内部孔径变得越来越疏松,当pH值达到7时变为片状;在pH为1、3、5、7条件下合成出的Bi_2WO_6的带隙能在2.14~2.26 e V范围内;光降解Rh B的性能从大到小顺序为pH=7,pH=5,pH=3,pH=1,主要是由于在pH=7制备条件下制备出的Bi_2WO_6衍射峰最强,粉体的晶型发育完整,结晶度高,对Rh B的降解率最高。     

Ti/SnO_2电极在苯酚废水降解中的应用

采用热分解法制备了Ti/SnO_2电极,以苯酚为目标污染物,研究苯酚废水在电极上电解的最佳条件、电解一定时间后的电压以及电极的寿命。结果表明,在电流密度为190 A/m2和pH值为2的条件下,苯酚溶液初始质量浓度为70 mg/L,电解350 min后,苯酚和COD的降解效率最高,分别为96.80%和40%,苯酚被降解为中间产物,没有被彻底矿化为CO_2和H_2O,此时的电压为8 V。在25℃,0.5 mol/L的H_2SO_4水溶液中、恒流500 A/m2条件下对电极的寿命测试,电极寿命仅仅为8 h,寿命较短。     

基于统一硬化参量的海洋K0固结土动力本构模型

为方便海洋工程中桩土相互作用计算,根据海洋K₀固结土体特性,对现有相关土体本构模型进行简化。在修正剑桥模型的基础上,基于热力学理论,选用耗散功作为硬化参量,结合原状土体的固结属性,推导了适用于黏土与砂土的统一硬化模型。在此基础上,通过采用旋转硬化与等向硬化相结合的硬化理论来表征K₀固结土在循环荷载作用下的硬化规律,同时引入屈服面收缩参数Θ来描述循环荷载加载过程中土体屈服面的演化特性,进而建立了循环荷载下海洋K₀固结土体统一硬化模型。为验证本文提出的本构模型的合理性,开展了2个案例的对比研究,研究结果表明:新提出的统一硬化模型的计算值与实测值吻合,选用的计算参数少且物理意义明确。     

内蒙古东部牧区缺测数据条件下适宜ET_0计算方法优选

内蒙古东部牧区多地处偏远边疆,气象站点有限,应用FA056 Penman-Monteith计算ET0相对困难。为了在缺测气象数据条件下准确计算ET0,本文依据该区内典型气象站点资料,以FAO56 Penman-Monteith为标准方法,以FAO17 Penman、Priestley-Taylor、Irmark-Allen拟合法、Hargreaves-Samani法为对照方法分别对ET0进行计算,并对4种方法适用性进行评价。结果表明:Priestley-Taylor与Hargreaves-Samani法计算值较FAO56 PM法计算结果偏大,不适于该地区ET0计算。FAO17 Penman法和Irmark-Allen拟合法与FAO56 PM法计算结果平均相对误差小于15%,计算精度较高,但Irmark-Allen拟合法仅需气温和日照时间气象资料,因此,Irmark-Allen拟合法适宜缺测气象条件下内蒙古东部牧区ET0计算。