CeO_2聚酰亚胺复合薄膜的制备及光催化性能研究

研究了Ce O2掺杂聚酰亚胺薄膜对光催化降解亚甲基蓝溶液的影响。用离子交换和热处理方法,可使Ce O2负载在聚酰亚胺薄膜上。并对聚酰亚胺薄膜的水解时间、离子交换溶液的浓度、热处理温度和时间等因素进行了研究,利用XRD、XPS、SEM、TG、ICP等测试方法对薄膜进行表征和分析。结果表明,薄膜碱处理0.5 h、Ce3+离子交换溶液浓度为0.5 mol/L、在热处理480℃,热处理4 h,制得的复合薄膜对亚甲基蓝溶液的光催化降解效率达到97%,此时每0.02 g复合薄膜含有Ce元素0.25 mg。     

PI/ZnO/Co_3O_4复合薄膜的制备及光催化性能研究

以硝酸钴、硝酸锌为钴源和锌源,采用离子交换法制备聚酰亚胺(PI)薄膜为载体的PI/Zn O/Co3O4复合薄膜。并采用X射线衍射仪(XRD)、X射线荧光能谱(XRF)和扫描电子显微镜(SEM)对复合薄膜的结构、形貌进行表征。以亚甲基蓝作为有机污染物,探究复合薄膜光催化性能。结果表明,离子交换法实现了在PI表面负载六方纤锌型Zn O和立方相Co3O4,金属氧化物颗粒尺寸达到纳米级,分散均匀。当Co2+和Zn2+物质的量比为3∶7,离子交换1.5 h,阶段升温至460℃并保温2 h时,复合薄膜的光催化性能最佳,亚甲基蓝的降解率2 h达到98%。     

Fe掺杂TiO_2的制备及其光催化性能

利用溶胶-凝胶法成功制备出Fe掺杂TiO_2纳米颗粒,并用XRD、SEM、XPS、UV-Vis、PL对样品的物理化学性能进行表征。结果表明,Fe掺杂能够减小TiO_2的禁带宽度和光生电子-空穴的复合概率。光催化降解亚甲基蓝溶液的实验表明,随着Fe掺杂量的增加,TiO_2的光催化活性先增大后减小,F4-TiO_2的光催化活性最高,60 min后对亚甲基蓝溶液的降解率达到94.2%。Fe掺杂TiO_2具有较好的稳定性,重复5次光催化降解实验后,对亚甲基蓝溶液的降解率仍达到89.4%。     

二氧化钛负载聚酯织物的制备及其光催化性能

为解决印染废水的降解问题,采用同质涂层法将氮掺杂二氧化钛粉末负载于聚酯（PET）织物上。研究了氮掺杂二氧化钛负载PET织物在太阳光照射下对亚甲基蓝水溶液的光催化降解效率及重复利用性。结果表明：氮掺杂二氧化钛负载PET织物具有良好的光催化性能,经过150 min的太阳光照射后,放有原PET 织物的亚甲基蓝溶液的降解率仅为8.2%,而放有光催化PET织物的亚甲基蓝溶液的降解率提高至94.8%;且织物在重复洗涤5 次后对亚甲基蓝的降解率仍在88%以上,表明同质涂层法制备的光催化功能层具有较好的耐久性;光催化PET 织物在pH值为9.0 的碱性溶液和晴天条件下的催化活性更高,而NaCl溶液和亚甲基蓝溶液浓度的提高会抑制光催化反应的进行。     

BiVO_4和BiVO_4/TiO_2的制备及其光催化性能

以NH_4VO_3和Bi(NO_3)_3·5H_2O及TiO_2为原料,采用溶胶-凝胶法制备BiVO_4及BiVO_4/TiO_2复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis、BET、XPS等进行表征。通过氙灯下对亚甲基蓝模拟染料废水的降解,考察pH、煅烧温度对BiVO_4形貌、结晶性和光吸收性能的影响,以及TiO_2掺杂量对复合材料光催化活性的影响。结果表明:pH为7、煅烧温度为500℃时制备的单斜型BiVO_4光催化活性最高;TiO_2的掺入会改变BiVO_4形貌,适量TiO_2能拓宽催化剂的光吸收范围,提高复合材料的耐用性;掺杂量为30%时,产物具有较高的光催化活性,在氙灯下照射3 h后亚甲蓝降解率达77.3%,循环回收3次后,降解率仍达71.0%。     

前驱体比例对SnO_2/TiO_2纳米纤维晶型及光催化性能的影响

为提高SnO_2基纳米材料的光催化活性,以结晶四氯化锡和钛酸正啶酯分别为SnO_2前驱体和TiO_2前驱体,调节二者比例,利用静电纺丝协同煅烧技术制备出具有不同含量TiO_2掺杂的SnO_2/TiO_2复合纳米纤维。采用X射线衍射仪表征纳米纤维的晶型结构,利用扫描电镜观察复合纳米纤维的形貌,并将其应用到光催化降解亚甲基蓝溶液中,分析其光催化活性。结果表明:当结晶四氯化锡和钛酸正啶酯的质量比为2.5∶1、2∶1和3∶2时,纳米纤维表面由粗糙向光滑过渡;而且当前驱体的质量比为3∶2时,除了具有金红石型SnO_2晶相,复合纳米纤维还呈现出金红石型TiO_2和锐钛矿型TiO_2晶相并存的状态,在降解亚甲基蓝溶液中表现出优异的光催化活性,即光催化10 min后亚甲基蓝溶解液的降解率已达到79.5%。     

静电纺丝制备WO3-TiO2纳米纤维及其光催化性能研究

采用静电纺丝法制备了WO3掺杂的有机无机PVP/WO3-TiO2纤维,经高温焙烧得到WO3-TiO2纳米纤维.通过DSC-TGA、FT-IR、SEM、XRD和比表面积分析等对样品进行了表征.以模拟印染废水10 mg/L亚甲基蓝溶液为底物,研究了WO3掺杂量和焙烧温度等对亚甲基蓝太阳光催化降解效果的影响.结果表明,WO3掺杂摩尔分数为0.1%,焙烧温度为500℃时,WO3-TiO2纳米纤维的光催化降解效果最好,太阳光照射6 h降解率达到99.5%,重复使用10次降解率仍在97%以上.     

PW_(11)Mn/聚苯胺/SnO_2复合催化剂对亚甲基蓝的光降解动力学

采用界面聚合法制备了复合催化剂PW_(11)Mn/PANI/SnO_2。应用FTIR、XRD、UV-Vis对合成的复合催化剂进行表征。将染料亚甲基蓝废水作为探针反应,评价复合催化剂PW_(11)Mn/PANI/SnO_2的光催化性能。实验结果表明:在亚甲基蓝溶液质量浓度为5mg/L、pH=10、催化剂PW_(11)Mn/PANI/SnO_2用量为50 mg/L的条件下,降解效果达到最佳,降解率可达94.19%。复合催化剂光降解亚甲基蓝与准一级动力学反应相吻合。     

La掺杂BiPO_4光催化降解亚甲基蓝模拟染料废水的试验研究

采用水热合成法制备了La掺杂BiPO_4纳米粉末,使用该光催化剂在紫外光下对亚甲基蓝质量浓度为7.5 mg/L的模拟废水进行了光催化降解试验。考察了催化剂用量、溶液p H、无机阴离子和催化剂循环使用次数对光催化降解效果的影响。结果表明:在pH=7,光催化剂用量为1.0 g/L的条件下,用紫外杀菌灯照射90 min,La掺杂BiPO_4对亚甲基蓝的降解率可达95%;SO42-、PO43-的存在对光催化降解具有抑制作用;该催化剂循环使用4次仍具有良好的光催化性能,且稳定性较好。     

亚铁掺杂型MIL-53(Fe)光-芬顿催化材料的制备及其在印染废水中的应用

为有效提高金属有机框架MIL-53(Fe)的光-氧化催化活性,采用亚铁离子掺杂,通过一步溶剂热法制备亚铁掺杂MIL-53(Fe)复合型材料[Fe~(2+)-MIL-53(Fe)]用于印染废水高级氧化处理。以亚甲基蓝(MB)为目标处理底物,研究亚铁离子掺杂量、光催化、芬顿、光-芬顿联合反应体系类型对处理效果的影响,测试Fe~(2+)-MIL-53(Fe)对亚甲基蓝的降解性能,评价处理效果。结果表明,当亚铁离子掺杂量为10%时,Fe~(2+)-MIL-53(Fe)具有良好的催化性能;相对光催化和芬顿催化体系,光-芬顿联合体系为优化体系;当10%Fe~(2+)-MIL-53(Fe)用量为0.4 g/L、过氧化氢用量为4 mmol/L、反应2 h时,10 mg/L MB降解率达99.7%;采用适量亚铁离子对MIL-53(Fe)进行掺杂,可有效提高其光催化氧化反应活性。     

Cu(CF3SO3)2/g-C3N4的制备及其对亚甲基蓝的光催化降解

先以三聚氰胺为前驱体,制备g-C₃N₄粉末,再采用溶剂热法制备Cu(CF₃SO₃)₂/g-C₃N₄复合光催化材料。考察Cu(CF₃SO₃)₂/g-C₃N₄复合光催化材料在可见光下催化降解亚甲基蓝的性能,并对其进行光催化动力学分析。结果表明,制备的Cu(CF₃SO₃)₂/g-C₃N₄复合样品呈管状结构,对亚甲基蓝的降解过程符合一级动力学方程。其吸附性能远高于g-C₃N₄,150 min对亚甲基蓝的降解率达到96.6%;在重复使用4次后,对亚甲基蓝的降解率仍然可以保持84.3%。     

掺杂改性纳米TiO2对亚甲基蓝的光催化降解性能研究

把自制掺杂TiO2体系整理到织物上,以织物作为催化剂载体对亚甲基蓝溶液进行光催化降解(以高压汞灯为光源),探讨了整理工艺对催化效果的影响.结果表明:1.0 g/L碘掺杂TiO2整理液以及1.3g/L钙掺杂TiO2整理液整理后的织物对亚甲基蓝溶液有很好的光催化降解效果.有效解决了纳米催化剂降解印染废水后催化剂难以回收的问题.     

TiO2溶胶光催化降解亚甲基蓝

以钛酸四正丁酯[Ti(OC4H9)4]为前驱体,乙醇为溶剂,盐酸为催化剂,在20℃制备了有光催化活性的TiO2溶胶.在40 W紫外灯光照条件下,通过对亚甲基蓝的降解试验,研究了溶胶制备条件、溶胶用量、光照时间和亚甲基蓝溶液初始质量浓度与光催化效果的关系.试验结果表明:当Ti(OC4H9)4与H2O量比为1:100,20℃下陈化7 d,制得的TiO2溶胶对0.20g/L亚甲基蓝溶液的降解率达到97.5%,具有较好的光催化性能.     

印染废水中亚甲基蓝的石墨烯光催化降解北大核心

石墨烯由于特殊的结构和性质而具有良好的光催化性能。以亚甲基蓝光催化降解反应为评价体系,研究了亚甲基蓝的初始浓度、石墨烯投加量、溶液pH值等因素对商品石墨烯光催化性能的影响。在单因素试验基础上,采用Design-Expert软件进行试验设计和优化,用Box-Behnken响应面对试验结果进行分析,得到最佳工艺条件为:石墨烯投加量2.68 mg、溶液pH值12、亚甲基蓝溶液初始质量浓度19.34 mg/L,亚甲基蓝的降解率达到100%。     

印染废水中亚甲基蓝的石墨烯光催化降解

石墨烯由于特殊的结构和性质而具有良好的光催化性能。以亚甲基蓝光催化降解反应为评价体系,研究了亚甲基蓝的初始浓度、石墨烯投加量、溶液pH值等因素对商品石墨烯光催化性能的影响。在单因素试验基础上,采用Design-Expert软件进行试验设计和优化,用Box-Behnken响应面对试验结果进行分析,得到最佳工艺条件为:石墨烯投加量2.68 mg、溶液pH值12、亚甲基蓝溶液初始质量浓度19.34 mg/L,亚甲基蓝的降解率达到100%。     

同轴静电纺多孔氧化锌薄膜制备及其光催化性能

为制备轻质且具有大比表面积的光催化剂,针对静电纺丝中聚合物载体大都有污染且不可再生的问题,以丝素蛋白为载体,通过同轴静电纺丝制备醋酸锌/丝素(ZnAc/SF)纳米纤维薄膜,然后浸渍于硫化钠(Na₂S)溶液中制备硫化锌(ZnS)/SF纳米纤维薄膜,最后经煅烧得到ZnS/C纳米纤维薄膜和多孔ZnO薄膜。借助X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计对薄膜的结构和性能进行表征,并通过亚甲基蓝催化降解实验研究其光催化性能。结果表明:多孔ZnO薄膜是由10~20 nm颗粒组成的介孔网络组织,具有吸收紫外线能力,比ZnS/C纳米纤维薄膜有更强的光催化作用,对亚甲基蓝的降解效率可达99.5%;多孔ZnO薄膜可进行回收利用,4次循环后降解效率达91%。     

低温改性纳米二氧化钛处理印染废水

采用溶胶-凝胶法,低温制备掺杂N、Fe、Zn等元素的改性纳米TiO_2,并利用XRD、TEM、ICP-OES、UV-DRS等对其结构进行表征。以亚甲基蓝作为模拟染料废水,通过正交试验,得出改性纳米TiO_2应用于降解染料废水的优化工艺条件。结果表明,纳米TiO_2分别掺Zn~(2+)比例为0.4%、Fe~(3+)比例为0.8%、N比例为100%,处理废水效果都较好。其中,当染料质量浓度为2.5mg/L、废水pH值为10、光催化剂投加量为0.4g、光催化时间为4h时,Zn~(2+)掺杂TiO_2对亚甲基蓝溶液脱色率达到96.8%。此外,Zn~(2+)掺杂TiO_2对酸性染料以及活性染料均有较好的处理效果。     

微波法制备介孔Ce_2O_3/WO_3及其光催化降解造纸废水

以复合表面活性剂为模板剂,微波法制备不同Ce掺杂量的介WO3光催化剂,采用X射线衍射(XBD)、透射电子显微镜(TEM)、UV-Vis DES和BET等对所得样品进行表征.结果表明,该催化剂比表面积较大与孔径分布均匀.在紫外光照射、初始PH=6、催化剂用量0.4g/L的反应条件下,使用不同Ce掺杂量的WO3作为催化剂光催化降解造纸废水.实验表明,当Ce掺杂量为1%时,造纸废水的光催化降解效果最佳.以1%Ce/WO3为催化剂,光催化降解造纸废水12h,废水的色度和COD去除率分别为100%和83.4%.     

TiO2纳米纤维的制备及其光催化降解染料性能

为了提高TiO₂光催化性能，采用电纺丝技术和煅烧工艺，以钛酸四丁酯(TBT)为钛源、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为高聚物模板，制备PVP/TBT复合纳米纤维膜，再经煅烧得到连续TiO₂纳米纤维。通过SEM、XRD、TG测试对材料的形貌、结构进行表征，并在紫外光的照射下，以亚甲基蓝为目标降解物，使用TiO₂纳米纤维为光催化剂进行降解实验。结果表明：在450℃下煅烧得到的TiO₂纳米纤维具有良好的光催化活性。在染料质量浓度为20 mg/L,染料与TiO₂纳米纤维质量比为1∶75的条件下，20 min时的降解率为93.31%,80 min的降解率为99.83%,效果显著。     

TiO2/ACF光催化材料的制备与特性

 本文采用溶胶-凝胶法制得TiO_2溶胶,并将TiO_2溶胶和粘胶基非织造布通过浸渍-干燥、磷酸活化和煅烧工艺一步法制备得到TiO_2/ACF光催化材料。采用EDAX、XRD、SEM对样品进行表征,同时测试了样品对亚甲基蓝溶液的催化降解性能。结果表明：样品负载上了锐钛矿型和金红石型的混晶的TiO_2;而且在样品的纤维上出现了孔洞,形成活性碳纤维;同时在20w紫外灯照射下,TiO_2/ACF光催化材料表现出了优异的光催化降解性能,500℃碳化条件得到的TiO_2/ACF光催化材料光催化降解亚甲基蓝溶液的脱色率达到98.83%。