陶瓷-碳复合粒子电极的制备条件对三维电催化处理有机废水的影响

以多孔氧化铝陶瓷为基体,对其活化后在表面负载柠檬酸,固相焙烧得到一系列陶瓷-碳复合粒子电极,并以三维电催化氧化降解有机废水实验考察了各粒子电极的催化活性。实验结果表明:陶瓷基体在柠檬酸与水的质量比为20%的溶液中浸渍10 h,900℃下焙烧4 h制备的复合粒子电极的催化活性最高。在槽电压15 V、极板间距7 cm、支持电解质10 g/L、曝气0.07 L/min的条件下,处理2.5 h后,原COD值为56 734.38 mg/L的实际生产有机废水,COD的去除率达86.50%,COD值降至7 659.14 mg/L。     

新型Bi2O3/石英柱粒子电极对甲基橙的降解研究

通过浸渍焙烧法制备了Bi2O3/石英柱粒子电极,分别采用了扫描电子显微镜、能量色散X射线能谱和X射线衍射等表征手段对粒子电极的形貌、晶相和组成进行了表征。通过对甲基橙的降解,证明了粒子电极的电催化活性并优化了粒子电极反应参数。结果表明,氧化铋成功地负载在石英柱表面,且表明了三斜相的氧化铋具有良好的电催化性能;在电解电压为9V,粒子投加量为15g,初始质量浓度为200mg/L,电解质浓度为1g/L,曝气量为8L/min,处理120min后,对甲基橙的去除率可以达到95%,能耗为7.8kWh/kg(以COD计),明显优于二维电极体系,且经过5次重复使用后,粒子电极依然具有良好的电催化性能。     

负载型三维粒子电极技术处理农药生产废水研究

以活性炭为载体制备了负载Cu、Zn、Ni、Mn氧化物为活性成分的粒子电极,并应用于农药生产混合废水的预处理。通过对比实验发现负载Mn氧化物活性炭粒子电极对农药生产混合废水中有机物的降解催化效果最好,反应2 h后COD去除率最高达到49.5%。探讨了Mn氧化物负载活性炭粒子电极预处理农药生产混合废水的最佳工艺条件。实验显示在p H为3,槽电压为18 V和辅助电解质Na2SO4浓度为0.09 mol/L的条件下反应2 h后COD去除率最高达到59.5%。采用一级反应动力学方程对Mn氧化物负载活性炭粒子电极预处理农药生产混合废水的反应过程进行拟合,结果表明降解过程较好地符合一级反应动力学方程。     

Cu/C-Al2O3催化臭氧氧化印染废水

采用浸渍-焙烧法制备了Cu/C-Al2O3。以Cu/C-Al2O3为催化剂,臭氧为氧化剂,对印染废水进行了催化臭氧化处理,考察了催化剂投加量、氧化剂浓度、pH和反应时间等因素对处理效果的影响。结果表明:当pH为9,催化剂投加量为10 g/L,O3质量浓度为55 mg/L,反应时间为60 min时,COD去除率达到60%,色度去除率达到96%。     

负载型Bi/(Sn-Sb)氧化铝粒子电极降解土霉素废水研究

以氧化铝颗粒为载体,通过浸渍法将Bi、Sn和Sb元素负载于氧化铝粒子电极。利用负载型Bi/(Sn-Sb)氧化铝粒子电极对土霉素模拟废水进行电解,研究粒子电极降解效率的主要影响参数。结果表明,优化运行条件为:模拟废水土霉素质量浓度100 mg/L、电导率6 m S/cm,电流0.3 A,空气体积流量15 m L/min,在此优化条件下,利用负载型Bi/(Sn-Sb)氧化铝粒子电极电解土霉素废水,120 min后土霉素的去除率达到81.0%。添加·OH清除剂叔丁醇后,土霉素的去除率下降至31.3%,表明·OH对降解有重要作用。扫描电子显微镜、X射线荧光等对制备粒子电极的形貌、结构和元素含量分析表明,Bi、Sn和Sb元素已经成功负载于粒子电极表面。     

电催化氧化法处理印染废水的实验研究

采用不锈钢负载TiO2薄膜电极为阳极、不锈钢为阴极,在电解槽内以电催化氧化法处理印染废水溶液,研究了电解电压、电极间距、pH值、电解时间以及电解质(NaCl)等对印染废水降解效果的影响.结果表明,在电解电压为12 V、电极间距为1.0 cm、溶液pH值为4.38、NaCl投加量为100 mg·L-1、电解时间为50 min的条件下,CODCr去除率达到70%以上;经过复合铝铁混凝剂(投加量为400 mg·L-1)混凝和催化电解两步处理后,废水的CODCr去除率均达到80%以上、色度去除率达到96%以上.     

H2O2处理酸性黑染料废水铜系催化剂的研究

以酸性黑染料废水为处理对象,对多相催化氧化处理工艺中的铜系催化剂进行研究。结果表明,以α-Al₂O₃为载体制得的铜系催化剂活性较高。该载体在浓度较高的硝酸铜溶液中浸渍2次,每次浸渍(4～6) h,在焙烧温度450 ℃和焙烧3 h的条件下,所制备的催化剂处理酸性黑染料废水,COD去除率均＞66.5%,色度去除率＞97%。     

负载Sb掺杂SnO2瓷环粒子电极的制备及电催化性能

通过浸渍法制备负载Sb掺杂SnO2的石英微孔瓷环粒子电极.采用扫描电子显微镜、能量色散X射线能谱和X射线衍射对粒子电极的形貌及晶相组成进行表征;以除草剂废水为研究对象,优化了粒子电极的催化反应参数.结果表明:所制备的粒子电极表面负载了Sb掺杂SnO2晶体,并且孔径增大,有利于电解液的传质,因而提高了电催化氧化反应的效率...     

Fe2O3/凹凸棒土催化氧化处理印染废水的研究

研究由浸渍法制备负载型Fe2O3/凹凸棒土催化剂,并利用该催化剂对印染废水进行处理,探讨废水pH值、催化剂用量、反应时间等对色度去除率的影响。确定较佳反应条件:催化剂用量为0.25g,染料废水初始浓度300mg/L,染料废水pH值为7.0,过氧化氢0.6mL,反应时间2h时色度去除率为90%。     

Fe3+-TiO2/AC三维电极处理氨氮模拟废水研究

采用泥浆法制备Fe³⁺-TiO₂/AC复合材料,通过XRD和SEM对复合材料进行表征,以复合材料为粒子电极,石墨板为阴阳极,构建三维电极系统处理氨氮模拟废水,探究电解电压、电解质NaCl浓度、初始pH值及粒子电极投入量对氨氮去除的影响,并应用响应曲面法对处理废水的条件进行优化。结果表明:在电解电压为18 V,电解质NaCl浓度为6.7 g·L^-1,溶液初始pH值为9.00,粒子电极投入量为10.0 g·L^-1时,电解40 min后,氨氮去除率为96.86%。采用响应曲面法优化后,在电解电压为18 V,粒子电极投入量为9.9 g·L^-1,初始pH值为9.10条件下,电解40 min后,氨氮去除率最佳为97.61%。以上研究结论可为氨氮废水的工业处理提供一定的参考。     

碳纸负载钴氧化物的制备及电催化析氧性能研究

高效且廉价的电催化析氧反应（OER）电极材料的制备对其在电化学能源转化和储存系统中的应用具有重要的研究意义。通过溶剂热法和不同气氛焙烧,分别制得碳纤维纸（碳纸）负载的两种钴氧化物（一氧化钴和四氧化三钴）,并将其用作OER电极的催化剂。运用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）和X射线光电子能谱（XPS）技术分别对两种材料的物相、形貌和表面价态进行了表征及分析。结果表明：在氮气气氛下焙烧得到一氧化钴纳米片,而在空气下焙烧得到四氧化三钴纳米片。通过线性扫描伏安法（LSV）、循环伏安曲线（CV）、电化学交流阻抗测试（EIS）和计时电位法对两种材料的电催化析氧性能进行了研究。结果表明：一氧化钴电极比四氧化三钴电极具有更优异的析氧反应催化活性和稳定性。在1 mol/L 氢氧化钾电解液中,一氧化钴和四氧化三钴电极在10 mA/cm ²电流密度下对应的电位分别为1.568 V和1.617 V。     

二氧化硅制备水溶性硅钾肥的研究

采用二氧化硅和碳酸钾为原料,通过高温煅烧活化二氧化硅制备水溶性硅钾肥。研究了煅烧温度、煅烧时间、氧化钾与二氧化硅物质的量比、二氧化硅粒径等条件对制备水溶性硅钾肥的影响,并通过热重-差示扫描量热法（TG-DSC）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）等对样品进行了表征。最佳工艺条件：煅烧温度为900 ℃,煅烧时间为30 min,氧化钾与二氧化硅物质的量比为0.85,二氧化硅平均粒径为160 μm。在此条件下制得的硅钾肥具有全水溶性,硅活化率为99.34%,有效硅（以二氧化硅计）质量分数为39.55%,氧化钾质量分数为53.23%。在高温下二氧化硅与碳酸钾的化学反应可抑制碳酸钾的挥发,反应产物的组成不仅含有硅酸钾（K₂SiO₃）,可能还存在二硅酸钾（K₂Si₂O₅）和四硅酸钾（K₂Si₄O₉）。     

粉煤灰-凹凸棒石为载体锰基催化剂低温脱硝性能研究

介绍以粉煤灰-凹凸棒石为复合载体、载入过渡金属Mn为活性成分制得MnxOy/FA-PG催化剂的过程。考察制备方法、前驱体、煅烧温度、负载量及粒径大小等因素对催化剂脱硝性能的影响,并通过BET、XRD和SEM等对催化剂进行表征试验。结果表明：以沉淀法与等体积浸渍法制备的Mn（x）/FA-PG催化剂在低温下的活性相差不大;以Mn（NO3）2为前驱体通过浸渍法制得的MnxOy/FA-PG催化剂在低温条件下活性明显优于Mn（CH3COO）2;煅烧温度对催化剂活性影响很大,当煅烧温度在400℃,煅烧时间3 h时,在100℃脱硝率即可达到90%以上;当粒径为0.38～0.83 mm时,催化剂的活性最佳。     

微乳液结合Sol-Gel法制备纳米ZnTiO_3及其表征

将溶胶-凝胶法与微乳液化学剪裁法相结合,以钛酸丁酯和氯化锌制备凝胶,在OP-10-SDS/正丁醇/环己烷/水复配微乳体系中进行化学剪裁制备前驱物,再经煅烧制备了组成单一的球状纳米ZnTiO3粉体,通过XRD、TEM、SEM、TG-DSC等方法对产物进行了表征,并讨论了凝胶的陈化时间、煅烧温度和煅烧时间对纳米ZnTiO3的组成、粒径和形貌的影响,提出了纳米ZnTiO3可能的形成机理。结果表明,在700℃煅烧2h制备的纳米ZnTiO3平均粒径为35nm,粒径分布比较均匀,基本呈单分散;适当延长陈化时间会减少ZnO及TiO2杂质;随着煅烧时间的延长,ZnTiO3晶体粒径开始增大;煅烧温度过高会使六方相ZnTiO3分解为立方相的Zn2TiO4和金红石型TiO2。     

硫酸镍煅烧的实验研究

硫酸镍煅烧可以产生镍氧化物,作为制备氧化镍的原料。以六水硫酸镍为原料,采用热重-差热分析（TG-DTA）、X射线衍射（XRD）分析研究了其煅烧过程并对产物进行了表征。研究结果表明,硫酸镍煅烧过程分为3个阶段：第一阶段（27~250 ℃）及第二阶段（250~600 ℃）为脱水阶段;第三阶段（600~900 ℃）为分解阶段。在煅烧温度为850 ℃、煅烧时间为30 min、粒度为74~147 μm条件下,硫酸镍煅烧产物为氧化镍。     

炭吸附纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究

以粗氧化锌和冰乙酸为原料,采用炭吸附水热法制备纳米氧化锌粉体。通过热重/差热仪（TG-DTA）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）和紫外可见光谱仪（UV-Vis）等对所得催化剂的焙烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征。结果表明：炭黑的吸附有效阻止了纳米氧化锌在制备、干燥以及焙烧过程的团聚和烧结,600 ℃焙烧制备的催化剂颗粒均匀,分散性好,团聚较少,平均晶粒尺寸为20 nm,比表面积约为85.25 m2/g。纳米氧化锌作光催化剂对甲基橙进行光催化降解,在60 min内降解率为97%。     

伊利石合成磷酸硅铝分子筛及其表征

采用碱熔活化方法对伊利石进行活化,系统地考察了煅烧温度、煅烧时间、矿物粒度、矿碱质量比等条件对伊利石活化的影响;以活化伊利石为主要硅、铝源,采用水热法合成磷酸硅铝分子筛（SAPO-11）,系统地考察模板剂种类、模板剂用量、投料硅铝物质的量比、晶化温度等合成条件对产物结构和性质的影响。利用X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等分析手段对活化产物和合成的分子筛进行了分析表征,结果表明,伊利石的最佳碱熔活化条件为煅烧温度为800 ℃、煅烧时间为90 min、伊利石矿粒径为75 μm、矿碱质量比为1∶0.8,经活化后伊利石的晶型结构基本完全被破坏,活化产物主要是高活性的低聚合态硅铝酸盐,化学反应活性较高;在原料配比为n（三氧化二铝）∶n（五氧化二磷）∶n（模板剂）∶n（二氧化硅）∶n（水）=1∶1∶1∶0.5∶50、水热晶化温度为190 ℃、晶化时间为24 h时成功合成结晶度较高的纯相SAPO-11分子筛,合成的SAPO-11分子筛具有较大的比表面积,样品主要由粒径为1~3 μm的椭球状颗粒组成,该合成方法丰富了磷酸硅铝（SAPO）分子筛的原料来源,拓展了中国伊利石的高附加值利用途径。     

大小颗粒Ti02复合制备纳晶薄膜电极及其性能研究

选用大小粒径分别为200nm和21nm的TiO2颗粒,采用刮涂法制备了几种不同条件的TiOz薄膜电极,研究了大小颗粒Ti02的复合方式和质量比对其所组装染料敏化太阳能电池光电性能的影响。应用红外吸收光谱仪和扫描电子显微镜对Ti02薄膜电极进行了表征,在100mW／cm^2（AM1．5G）光照下,测试了电池的光电性能。结果表明：将大颗粒Ti02作为光散射层,且大颗粒Ti02和小颗粒Ti02质量比为1：3时,所制薄膜不但可以保持纳米粉体高比表面积的优点,同时可以提高对太阳光的散射率,用其组装的电池光电性能最好,转换效率达到2．46％。     

炭吸附硼酸锶纳米粉体的制备及其光催化性能研究

采用炭吸附沉淀法,以氯化锶、五硼酸铵为原料,制备了硼酸锶纳米催化剂。利用热重/差热分析仪（TG-DTA）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）和紫外可见光谱仪（UV-Vis）等对所得催化剂的焙烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征。结果表明：炭黑的吸附有效阻止了纳米硼酸锶催化剂在制备过程中的团聚和烧结, 600 ℃下焙烧的纳米硼酸锶粉体具有良好的分散状态,平均晶粒尺寸为13 nm,比表面积为83.26 m2/g。罗丹明B紫外光催化反应结果表明,在60 min内罗丹明B在硼酸锶催化剂上几乎完全分解。     

烧结次数对铱钴涂层金属氧化物电极性能的影响

采用传统的热分解法在不同的烧结次数制度下制备Ti/Ir-Co涂层电极,通过扫描电镜(SEM),能量分析光谱仪(EDX)和X射线衍射(XRD),循环伏安(CV)、动电位极化等测量方法考察了不同电极的表面形貌及其电化学性能。结果表明:采用先烘干三次后再烧结,重复一次后再进行烘干-烧结的工艺制备出的电极电极性能优异,且可以节约电极制备时间。