Zr、N共掺杂介孔TiO2的制备和可见光催化性能

以St?ber法所制SiO2纳米微球为硬模板,通过溶胶-凝胶法铝箔辅助NaBH4还原制备Zr、N共掺杂介孔黑色TiO2（Zr,N/mes.-TiO2—x）。选择亚甲基蓝(MB)为目标降解物,经XRD、BET和PL等表征手段,探究材料在不同pH、温度、催化剂用量等条件下的光降解性能。结果表明,Zr,N/mes.-TiO2—x具有极佳的光催化性能,其特有的孔结构,在降解污染物的过程具备吸附-光催化协同作用;常温条件下,催化剂可在50 min内对10 mg/L的亚甲基蓝实现99%的降解。     

三氧化钼微米棒的制备及其光催化性质研究

通过水热合成制备了热力学稳定的α-MoO3和介稳的h-MoO3微米棒,运用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)等测试手段对合成产物的物相和形貌进行了表征.研究了合成产物对含氮染料次甲基兰的光催化降解性能,考察了催化剂的用量、催化剂的物相、光照时间、光源、曝氧等条件对染料脱色率的影响.结果表明,催化剂用量0.007 g、太阳光照射3 h、有氧条件下,h-MoO3对浓度为10 mg/L的次甲基兰的催化效果最好,染料的脱色率达90%以上,表明合成的三氧化钼微米棒是一种性能优良的光催化剂.     

磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料的合成及其在染料吸附中的应用

以介孔SBA-15为模板,金属硝酸盐作为磁性FeNi合金纳米颗粒前驱物,采用纳米铸造法合成出一系列磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料.利用X射线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附仪(BET)、电感耦合等离子体质谱仪、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和热重分析仪(TG)等对合成物进行表征.结果发现,试验得到的纳米复合材料具有一致的介孔结构,高含量的磁性FeNi合金纳米晶体(尺寸大约是3~6 nm)均匀分散在石墨介孔碳模型的壁上,此介孔材料具有高的比表面积(360.3~431.9 m2·g~(-1)),大孔体积(0.558~0.718 cm3·g~(-1))和高饱和磁化强度(18.2~42.1 emu·g~(-1)).基于以上特性,研究了材料对于水中染料的吸附性能.结果发现,当染料浓度为50 mg·L~(-1)时,材料对其去除率接近100%,同时在外加磁场存在时,悬浮液可以很好地实现固液分离.因此,磁性FeNi合金/石墨化介孔碳纳米复合材料在去除废水中的染料方面可以作为高效和可循环使用的吸附剂.     

尿素辅助模板法合成介孔氮掺杂CeO_2及其CO_2捕获应用研究

以硝酸铈为前驱物,以尿素为助剂,采用一种简单的模板法合成了介孔氮掺杂CeO_2材料.利用X射线衍射仪(XRD)、吸附-脱附仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等设备对合成材料进行表征.多种测试结果证明:试验得到的纳米材料具有均一的介孔结构和较高的比表面积(124.8 m~2·g~(-1))并掺杂了氮元素.同时,测定了介孔CeO_2材料对于CO_2的吸附性能,并研究了氮掺杂对CeO_2材料的CO_2吸附性能的影响.结果表明:相比未掺杂氮的介孔CeO_2,氮掺杂的介孔CeO_2具有更好的CO_2吸附性能和循环吸附脱附性能.     

污泥花生壳活性炭的制备及其吸附探究

本文采用污泥、花生壳和氯化锌制备污泥花生壳活性炭,选用次甲基蓝为目标污染物,讨论污泥花生壳活性炭的制备和处理次甲基蓝的适宜工艺条件.实验结果表明:污泥花生壳和氯化锌溶液的固液比为1∶2、煅烧时间为45min较好;在吸附次甲基蓝的过程中脱色率较好的奈件是pH=10、活性炭加入量为0.1g、温度35℃、震荡吸附60min、次甲基蓝初始浓度为100mg/L.     

天然锰矿石催化双氧水脱色亚甲基蓝试验研究

研究了以天然锰矿石作双氧水脱色亚甲基蓝催化剂对亚甲基蓝废水进行脱色,考察了溶液pH、天然锰矿石用量、双氧水浓度、亚甲基蓝质量浓度对天然锰矿石催化脱色的影响.结果表明:在溶液pH=7、天然锰矿石用量1 g/L、H2 O2浓度0.8 mol/L、溶液中亚甲基蓝质量浓度20 mg/L条件下,天然锰矿石催化双氧水对亚甲基蓝的脱色率可达98.14％;天然锰矿石可循环使用;常见阴离子Cl-、NO3-、SO2-4对双氧水氧化亚甲基蓝有抑制作用,其抑制力为Cl->SO2-4>NO3-;提出了天然锰矿石催化反应机制.     

介孔TiO2的制备及光催化脱色性能研究

采用溶胶-凝胶法在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助下制备了TiO2光催化剂,以甲基橙为模拟有机污染物对催化剂的光催化脱色性能进行了考察.用BET比表面对所制备的催化剂进行了表征,结果表明当nCTAB∶nTBOT比为1∶4,锻烧温度为450℃时,制备的TiO2为介孔；试验制备的TiO2对甲基橙光催化脱色活性是市售TiO2的2倍.     

纳米SiO2-壳聚糖复合膜对甲基橙的吸附脱色研究

[目的]评估纳米SiO2-壳聚糖复合膜对甲基橙的吸附脱色效果.[方法]研究不同吸附剂、复合膜投加量、甲基橙初始浓度、pH值、无机盐类等条件对甲基橙脱色效果的影响.[结果]在复合膜质量浓度为1 g/L条件下,对10 mg/L、pH为2.88的甲基橙的最高脱色率可达100%.无机盐类(Cl-、NO2-、NO3-、PO43-、CO32-)对脱色效果都具有较强的抑制作用;拟二级动力学模型能很好地描述整个吸附过程,分子内扩散模型是其中一个限速步骤;吸附等温线符合Langmuir模型.[结论]将壳聚糖负载于纳米SiO2表面,对壳聚糖吸附甲基橙具有一定的促进作用,可提高壳聚糖的利用价值.     

纳米氧化钨的制备及光降解染料研究

以仲钨酸铵为钨源,碳纳米管(CNTs)经600℃空气气氛和氮气气氛煅烧分别得到氧化钨(WO_3)(无CNTs)和WO_3/CNTs。在其他制备参数相同条件下,无模板制备了钨酸(H_2WO_4),经600℃空气气氛煅烧得到WO_3(空白)。分别以亚甲基蓝、甲基橙、酸性橙为染料,在500 W汞灯照射下,考察各样品对0.02 g/L染料的光催化降解能力,摸索了不同样品对染料光催化性能的影响规律。结果表明:经90 min光照,双氧水协助样品对亚甲基蓝溶液的降解率(99.9%)比未加双氧水(65.17%)亚甲基蓝溶液的降解率更高,且高于甲基橙溶液(35.1%)和酸性橙溶液(4.23%);WO_3/CNTs对3种染料的光催化效果明显优于WO_3(无CNTs)和WO_3(空白)。     

预处理方法对活性炭结构及吸附性能的影响

分别采用水洗、酸洗、酸洗+碱洗等方法对活性炭进行预处理,通过扫描电镜(SEM)、低温液氮吸附及傅立叶红外光谱(FTIR),研究活性炭组织与结构的变化,并以灰分、亚甲基蓝脱色能力、碘值以及苯酚值分析活性炭吸附性能的变化,对比评价不同预处理方法对活性炭结构及吸附性能的影响。结果表明,水洗对活性炭的结构和吸附性能影响不大;HCl酸洗以及HCl酸洗+NaOH碱洗使活性炭的比表面积增大以及微孔与中孔比例增加,从而改变活性炭的表面性质,提高其吸附性能;经过HNO3酸洗或HNO3酸洗+NaOH碱洗后,活性炭的中孔和大孔比例增加,比表面积略有下降,吸附性能不及HCl酸洗以及HCl酸洗+NaOH碱洗的结果。用HCl酸洗能更好地提高活性炭对小分子物质的吸附能力;NaOH碱洗能增加活性炭对较大分子的吸附。     

浸渍涂覆法制备高炉渣纤维负载TiO_2复合材料

以高炉渣纤维(BFSF)为载体,采用浸渍涂覆法,在BFSF表面负载TiO_2,制备BFSF负载TiO_2(TiO_2/BFSF)复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、Zeta电位和纳米粒度分析仪、N2吸附脱附仪、场发射扫描电镜(SEM)及能谱元素分析(EDS)等近代测试方法对TiO_2的晶型、晶粒尺寸、比表面积和TiO_2/BFSF的显微结构进行了表征。并用亚甲基蓝(MB)来模拟印染废水,通过亚甲基蓝降解率的高低,评价样品的光催化活性。试验结果表明:TiO_2浓度为20 g/L,TiO_2悬浮液负载3次时,TiO_2均匀覆盖在BFSF四周,紫外光照射180 min时,亚甲基蓝的降解率为94.8%。TiO_2/BFSF复合材料重复利用4次,亚甲基蓝的降解率依然能够达到65%。     

有机改性介孔硅材料在重金属废水处理中的应用

介孔材料是一类性能优良的吸附材料,对该类材料进行有机改性,在对含重金属离子废水处理方面表现出较好的吸附效果.综述了有机改性介孔材料的对重金属离子废水处理的最新研究进展,并展望了该类材料的发展和应用前景.     

La掺杂钼酸钴花状材料的制备及其降解印刷染料亚甲基蓝的研究

主要对钼酸钴花状结构材料的制备及其降解印刷染料亚甲基蓝展开研究。采用简单易操作的水热法进行钼酸钴花状结构材料和La掺杂的钼酸钴复合材料(La-CoMoO₄)实验制备,运用XRD、SEM、TEM方法对样品进行表征分析,研究了La掺杂对钼酸钴花状结构材料的光催化性能和稳定性的影响。结果表明,实验中制备的La-CoMoO₄呈现均匀的花状结构,无其他杂质峰和杂质元素存在,纯度较高。催化降解有机染料亚甲基蓝的实验结果表明,La掺杂使钼酸钴光催化降解亚甲基蓝的能力得到显著提升,经过40 min降解,染料降解率可以提高到98%,La掺杂同未掺杂相比,提高近25%的降解率,数据表明,光催化活性循环20次后,没有明显衰减,说明La-CoMoO₄具有很好的稳定性,可以重复多次利用。     

氧化亚铜的复合改性及其光催化性质研究

采用简单的室温液相还原法制备了氧化亚铜微米立方块和Cu2O-ZnO复合物,利用XRD和EFSEM对产物进行了表征,研究了太阳光照下合成产物对不同类型染料的光催化降解性能。结果表明,氧化亚铜对阴离子染料有较好的降解效果,对阳离子染料降解效果不明显;Cu2O-ZnO复合物对阳离子染料亚甲基蓝的光催化活性明显高于纯的氧化亚铜,其中10%Cu2O-ZnO复合物的光催化效果最好。通过荧光光谱分析了复合物增强对阳离子染料亚甲基蓝的光催化效率的原因,探讨了Cu2O-ZnO复合物光催化反应的机理。     

功能化介孔材料的重金属吸附试验

用2种不同助剂和4种不同含氮官能团的有机硅烷修饰剂,成功合成了8种功能化介孔硅材料,并对其进行重金属吸附试验.在重金属吸附性能研究中,采用吸附动力学研究吸附时间对吸附性能的影响,分别对一级和二级吸附速率方程进行拟合,最后确定了该介孔材料的吸附符合一级吸附速率方程.并利用吸附热力学的原理研究了吸附温度对吸附性能的影响.     

有序介孔CeO_2基催化剂用于富H_2中CO优先氧化的研究

以介孔硅材料KIT-6为模板剂,采用纳米刻蚀法合成系列有序介孔CeO_2、CuCe、CoCuCe、MnCuCe和Co MnCuCe催化剂,考察了掺杂元素种类对有序介孔CeO_2基催化剂CO优先氧化性能的影响,并采用小角X射线衍射(SAXD)、广角X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)及H2程序升温还原(H2-TPR)等手段对催化剂的结构及性能进行了表征。研究发现,采用纳米刻蚀法可以合成介孔结构规整的CeO_2基催化剂,掺杂CuO、Co3O4、MnO_2后,催化剂的CO优先氧化性能明显提高;具有较好还原能力或氧移动能力的催化剂有助于其性能的提高;催化剂的孔径及孔道结构的规整性是影响其性能的关键因素。     

氨基功能化磁性氧化石墨烯吸附亚甲基蓝的性能探讨

以改进的hummers法制备的氧化石墨烯为载体,采用共沉淀法制备出磁性氧化石墨烯,再以乙二胺修饰,制备出氨基功能化磁性氧化石墨烯(EDA-MGO)。通过傅里叶红外变换光谱(FI-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对材料的官能团、表面形貌和结构组成进行表征,分析EDA-MGO的磁分离和回收性能,并探讨EDA-MGO对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,立方相纳米级磁性Fe₃O₄均匀负载于氧化石墨烯表面,氨基功能化成功,且EDA-MGO具有很好的磁分离和回收性能。室温下,当亚甲基蓝初始质量浓度为100mg/L、体积为100mL、吸附剂质量为0.07g、pH值为7、吸附时间为150min时,EDA-MGO对亚甲基蓝的吸附率和吸附量分别为97.56%和139.37mg/g,其吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。吸附剂循环使用6次后,吸附量为108.33mg/g,表明EDA-MGO具有很好的再生循环使用能力。     

五氧化二铌纳米棒合成及其光催化性能

在醋酸溶剂中,以氢氟酸和氨水活化得到的铌酸(Nb2O5·nH2O)为前驱物,溶剂热合成出一种纳米线状结构氧化铌,结合在400℃下焙烧样品1h,制备了Nb2O5纳米棒。通过XRD、SEM、TEM分析表明,制备的Nb2O5纳米棒为六方晶相结构,晶型单一,沿c轴[001]方向结晶生长。以亚甲基蓝和罗丹明B为例,测试焙烧后的Nb2O5纳米棒光催化活性,发现Nb2O5纳米棒对两种有机染料均具有较高的光催化效果;染料浓度增高,催化效率降低。同时发现,由于存在对亚甲基蓝强吸附作用,所以对亚甲基蓝移除效果优于对罗丹明B的移除效果。     

具有强酸性锆掺杂有序介孔硅材料的合成

通过三嵌段的共聚物做模板制备了一系列具有不同锆含量、强酸性的介孔硅材料,获得的样品通过x射线衍射分析、透射电镜分析、氮气吸附脱附、紫外可见光谱、热重分析等技术进行了表征.研究结果发现,当样品中硅和锆的物质的量比大于4时,锆物种能被完全引入到有序介孔硅结构的骨架中;然而,当样品中硅和锆的物质的量比小于4时,会出现一个由无定形硫化氧化锆组成的分离相.另外,透射电镜照片揭示了这些材料有着有序的介孔结构,氮气吸附-脱附等温线给出了属于介孔材料的IV型吸附-脱附等温线及较窄的介孔分布,异丙苯和1,3,5-三异丙基苯的裂化反应出示了它们有着非常好的催化活性,尤其适合涉及大分子的催化裂化反应.     

钙钛矿型复合氧化物铝酸镧的制备及表征

本文采用共沉淀法合成ABO3钙钛矿型复合氧化物铝酸镧(LaAlO3)。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等系列手段对其表征,并分析其对染料降解性能。结果表明,LaAlO3对次甲基蓝有较好的降解效果。