多孔β-Bi2O3的制备及光催化性能研究

采用直接热分解醋酸铋,在低温下制备了亚稳相β-Bi2O3,采用XRD、TEM、SEM、BET等手段对其进行表征,并研究了水溶液中其光催化降解有机物的性能.结果显示,热分解温度为300 ℃可得到纯的四方相β-Bi2O3,提高热处理温度(350 ℃)或延长热处理时间则产物变为α-Bi2O3.TEM和SEM观察发现,所制备的β-Bi2O3为纳米多孔片层结构,孔径大约为30 nm.UV-Vis漫反射谱显示其对可见光有显著的吸收,带隙宽度为2.72 eV.在可见光照射下,该纳米多孔片层β-Bi2O3对甲基橙、罗丹明和4-氯苯酚溶液(10 mg·L-1)的光催化降解均显示了很高的催化活性,当加入0.05 g催化剂时,上述三种有机物能够分别在2 h,2 h,和4 h以内降解.β-Bi2O3的高光催化活性可归因于其高比表面积以及纳米级结构.     

Y2O3-Bi2O3催化剂制备及其可见光催化降解2,4-二氯苯酚的研究

采用高温固相法合成一系列不同质量比的Y2O3-Bi2O3复合可见光复合催化剂,在日光色镝灯照射下,以2,4-二氯苯酚的可见光催化降解为目标反应,研究了Bi/Y质量比及焙烧温度对Y2O3-Bi2O3复合催化剂的结构及活性的影响.结果表明,复合光催化剂Y2O3-Bi2O3的最佳焙烧温度1023 K,焙烧时间2.5 h,最佳...     

Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2复合材料的制备及其光催化性能

利用TiO2纳米带作为基底,乙二胺作为还原剂及氮源,采用溶剂热法合成光催化复合材料Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2.通过XRD、SEM、TEM等对催化剂的结构进行了表征.结果显示,直径为1.2～2.1 nm的单质铋(Bi0)和碳酸氧铋(Bi2O2CO3)的复合量子点均匀生长在一维TiO2纳米带(TiO2 NBs)表面.在可见光照射下,相比于TiO2 NBs(降解率30.95％),Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2在3 h内实现了对有机污染物罗丹明B的高效降解(降解率95.02％).活性物质捕获实验证实,h+和?OH是材料参与光催化降解罗丹明B的主要活性物质.     

纳米TiO_2-Bi_2O_3-La_2O_3复合材料的制备及光、电催化性能研究

以钛酸丁酯、硝酸铋、硝酸镧为主要原料,溶胶-凝胶法分别制备了TiO2、TiO2-Bi2O3、TiO2-La2O3和TiO2-Bi2O3-La2O3等催化剂。用XRD、TEM等方法对其进行了表征,晶型均为锐钛矿,粒径范围10~25 nm。以罗丹明B为目标降解物,分别考察了催化剂的光、电催化活性。结果表明,在紫外光照下,TiO2-Bi2O3-La2O3的光催化活性最高,60 min时罗丹明B的降解率达98.7%,较纯TiO2光催化活性提高了162%;以负载TiO2-Bi2O3-La2O3的多孔材料为粒子电极,采用三维电极法降解罗丹明B,20 min时的降解率达98.6%,较使用负载纯TiO2粒子电极提高了9%。     

棒状FeMoO4材料的制备及其活化性能

以FeSO_4·7H_2O和Na_2Mo O_4·2H_2O为原料,采用水热法合成了棒状FeMoO_4,通过XRD、Raman光谱、SEM对其结构和形貌进行了表征,研究了其对Na_2S_2O_8的活化性能。以苯酚为目标污染物,考察了Na_2S_2O_8浓度、苯酚溶液初始质量浓度、溶液初始pH和反应温度对苯酚降解率的影响,初步探究了体系中起主要作用的自由基种类。结果表明,pH在2.00～11.00内,FeMoO_4活化的Na_2S_2O_8对苯酚表现出良好的降解性能,铁离子最大溶出量为1.663 mg/L。最佳降解条件为:溶液初始pH 3.00,反应温度30℃,FeMoO_4质量浓度0.4 g/L,n(Na_2S_2O_8)∶n(苯酚)=25∶1,6 h内苯酚降解率达97.20%;非均相FeMoO_4活化Na_2S_2O_8体系降解苯酚符合一级反应动力学,反应活化能为53.49 kJ/mol;自由基淬灭实验结果表明,SO_4~–·是降解苯酚的主要氧化剂。     

树脂纳米零价铁催化过硫酸钠降解刚果红的研究

使用合成的树脂纳米零价铁(NZVI-resin)作为铁源,采用活化过硫酸钠(PDS)的方式产生具有强氧化性的硫酸根自由基,以偶氮染料刚果红(CR)为目标污染物,考察了硫酸根自由基对甲基橙的氧化降解行为。系统研究了温度、pH值、NZVI-resin加入量及过硫酸钠的浓度等因素对过硫酸钠氧化降解刚果红效率的影响,探讨了其降解动力学。结果表明:在pH=3.0、纳米零价铁用量为0.067 g·L-1、Na2S2O8的投加量为0.67 g·L-1的条件下,初始浓度为20 mg·L-1的刚果红溶液的降解率为84.59%;该降解反应符合准一级反应动力学方程。     

牡蛎壳粉为载体的纳米ZnO光催化降解甲基橙的研究

以Zn(NO3)2·6H2O和Na2CO3为原料,采用沉淀法制备了以牡蛎壳粉为载体的纳米ZnO催化剂. 以高压汞灯(主波长365 nm)为光源,以所制备纳米ZnO催化降解甲基橙溶液,研究了催化剂用量、甲基橙初始浓度、光照时间、光强度等对甲基橙光催化降解效果的影响.结果表明,ZnO用量为3 g·L-1时,甲基橙降解率最高.     

固定化高效复合菌群JHD降解苯酚特性及其动力学研究

为了高效利用复合菌群在降解苯酚方面的应用,以尼龙6为载体固定化高效复合菌群,对其降解苯酚工艺进行了优化.结果表明,固定化时间2d,固定化细胞投入量为2.0 g·L-1苯酚培养基,pH为7.0、30℃时达到最佳降酚率,固定化JHD降解苯酚的降解效率要明显优于游离JHD,且其耐酚性显著增强.其动力学研究的试验数据与Andrews方程参数拟合较好,其动力学参数qmx=1 5.65h-1、Ks=8.536 g·L-1、Ki=27.14 mg·L-1,最佳苯酚初始质量浓度为0.481 3 g·L-1.     

Bi2O2CO3微/纳米片的合成及其光催化降解RhB性能研究

以尿素为表面活性剂,通过水热法成功合成了片状Bi2O2CO3光催化剂。采用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）和紫外-可见漫反射光谱（DRS）等方法对所合成样品进表征。结果表明：所合成样品尺寸均小于2 μm,其中0.1 g尿素所合成样品的吸收边为394 nm,禁带宽度为3.14 eV。以罗丹明B（RhB）为模拟污染物,研究了所合成样品的光催化性能。结果发现0.1 g尿素所合成的样品在可见光下200 min可将RhB降解掉30%,紫外光下120 min RhB的降解率为80%,均高于商品TiO2对RhB的降解率,显示出优异的光催化活性。自由基抑制实验表明,超氧自由基（?O2-）和空穴（h ）是Bi2O2CO3在光催化降解过程中主要的活性物种。循环降解实验发现所合成样品具有较高的稳定性。     

活性白土-Bi_2WO_6光催化剂的制备及其光催化降解含酚废水

采用水热法合成纳米Bi2WO6粉末,将其负载于陕北志丹县白土上,制得用于光催化降解含酚废水的活性白土-Bi2WO6负载型可见光催化剂,并对其进行XRD和UV-Vis DRS表征。以含酚废水为目标污染物,通过单因素试验和正交试验方法研究活性白土-Bi2WO6光催化剂催化降解含酚废水的性能。结果表明,在活性白土-Bi2WO6光催化剂用量0.5 mg·L-1、过氧化氢用量0.1 m L·m L-1和400 W金卤灯光照120 min条件下,含酚废水降解率可达98.29%,且重复使用2次后,仍具有较好的催化效果。     

碳纤维布上负载钨酸铋的光催化性能

以柔韧性和耐腐蚀性强的碳纤维布为载体,通过水热法将Bi(HO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O制备的前驱液负载在碳纤维布表面,在不同温度下进行焙烧处理制备了负载型纳米钨酸铋光催化剂,利用SEM、XRD和分光光度计等对制备的催化剂进行表征,并采用农药厂废水和罗丹明B等模拟污水进行光催化降解实验.结果表明,焙烧温度为...     

交联多孔网状α-Fe2O3的制备及对对硝基苯酚的吸附

以甘氨酸为结构调节剂,水热法合成了纳米氧化铁材料。对样品进行了表征,结果显示:样品为六方晶系α-Fe2O3。调节甘氨酸浓度,可使样品从不规则纳米颗粒逐步转变为交联多孔网状α-Fe2O3,其比表面积达到72.7m2/g。通过样品对水中对硝基苯酚的静态吸附实验,考察了吸附反应时间和初始浓度对吸附性能的影响,发现其吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附平衡符合Langmuir等温吸附模型,其饱和吸附量为101.5 m2/g。     

绿色合成纳米铁类芬顿氧化处理水中苯酚

采用石榴叶提取液合成纳米铁作为低成本类芬顿氧化的催化剂,加入过氧化氢形成类芬顿氧化系统对溶液中苯酚进行降解,探讨了温度、pH、纳米铁用量、H_2O_2含量对苯酚降解的影响。结果表明,纳米铁吸附对苯酚去除率达到63%,类芬顿氧化对苯酚去除率提高到86%。在纳米铁的用量100 m L、温度323 K、H_2O_2浓度为10 mmol/L、pH为3的优化条件下,苯酚去除率达到86%。红外光谱、扫描电子显微镜表征征实,降解后的纳米铁表面发生明显的团聚现象,多酚等有机物、Fe_2O_3和Fe_3O_4参与了苯酚的降解;动力学分析可推断,苯酚被吸附到氧化铁(氢氧化铁)表面上,与类芬顿试剂H_2O_2反应产生带有强氧化性的羟基自由基将苯酚氧化降解。     

水热法合成α-Al2O3粉体的工艺因素研究

以工业Al(OH)3为起始原料,以α-Al2O3纳米粉为晶种,以KBr作为矿化剂,采用水热法制备了α-Al2O3粉体,利用正交设计法研究了水热反应体系的固含量和pH值、α-Al2O3纳米粉加入量、KBr浓度、填充度以及反应温度和保温时间等工艺因素对合成产物中α-Al2O3含量的影响,试验得出并验证了最优方案,分析了采用最优方案合成产物的显微结构.结果表明:1)各因素对α-Al2O3产率的影响程度从大到小的顺序为:水热温度、纳米α-Al2O3加入量、KBr浓度、固含量、pH值、保温时间、填充度,且随水热温度的升高、纳米α-Al2O3加入量的增加以及pH值的降低,α-Al2O3产率逐渐增加;2)最优方案为:固含量5%,水热温度390 ℃,纳米α-Al2O3加入量5%,pH值5,保温时间4 h,填充度30%,KBr浓度1.0 mol·L-1;3)采用最优方案合成出的产物中α-Al2O3含量达100%,并且α-Al2O3晶体发育比较完善,呈六棱柱状.     

Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2复合材料的制备及其光催化性能

利用TiO2纳米带作为基底,乙二胺作为还原剂及氮源,采用溶剂热法合成光催化复合材料Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2。通过XRD、SEM、TEM等对催化剂的结构进行表征,结果显示,直径为1.2~2.1 nm的单质铋（Bi0）和碳酸氧铋（Bi2O2CO3）的复合量子点均匀生长在一维TiO2纳米带（TiO2 NBs）表面。在可见光照射下,相比于TiO2（降解率30.95％）,Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2在3 h内实现了对有机污染物罗丹明B的高效降解（降解率95.02％）。最后进行活性物质捕获实验,证实h+和•OH是材料参与光催化降解罗丹明B的主要活性物质。     

US/H2O2系统协同降解苯酚的动力学研究

超声波 过氧化氢 (US H2 O2 )复合氧化过程在废水处理领域有很广泛的应用前景 ,但在动力学方面的研究很少 ,为此研究了US H2 O2 工艺降解苯酚的动力学 .结果表明 ,苯酚在单独超声波辐射 (US)、过氧化氢 (H2 O2 )氧化和超声波 过氧化氢 (US H2 O2 )协同下的降解均符合表观一级动力学 .在单独的超声波辐射或者过氧化氢氧化下苯酚去除率很小 ,而在复合氧化过程US H2 O2 工艺中有显著的提高 ,表明协同效应存在 .苯酚去除的速率常数增强因子可达到 6 90 4 .进一步从US H2 O2 系统中存在US、H2 O2 和羟基自由基 (·OH) 3部分协同作用的降解机理 ,推导出了简化的机理动力学模型 ,很好地反应过氧化氢浓度过量条件下苯酚的降解 .     

镧掺杂纳米二氧化钛的可见光光催化性能研究

采用经La2O3掺杂后的纳米TiO2粉末作为光催化剂,以300 W卤钨灯作为可见光光源,对水中的苯酚进行光催化降解,考察了La2O3不同的掺杂量、焙烧温度、pH值以及催化剂用量等因素对降解率的影响。实验结果表明:在光照射3 h后,纳米TiO2粉末在La掺杂量为0.5%,焙烧温度为600℃,pH为5,催化剂用量为1 g/L时的光催化活性最高,苯酚的TOC去除率为42.7%。     

α-Fe2O3纳米晶自组装磁性微球的制备及性能研究

以硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)和氨水(NH3·H2O)为原料,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,采用沉淀法制备了α-Fe2O3纳米晶自组装的磁性微球.利用X射线衍射仪和扫描电镜对所得产物进行了表征分析,并在室温下测量其磁学性能.结果表明,所制备的磁性微球由α-Fe2O3纳米晶自组装而成,其粒径大小在0.9～1.3 μm范围.在室温下测试了微球的磁学性能,其剩余磁感应强度为0.31 emu/g,矫顽力为4100 Oe,表现出较强的铁磁性.     

溶剂热合成多级ZnO微球及其光催化降解苯酚

以乙二醇为溶剂,KAc为助剂,采用溶剂热法合成多级ZnO微球。通过改变反应温度来调控ZnO微球形貌,并对合成的ZnO微球进行XRD、SEM、PL和UV-Vis DRS等表征分析。结果表明,合成的ZnO为六方纤锌矿晶体结构,由短纳米棒自组装成多级微球。在紫外-可见光照射下,ZnO表现出优异的光催化降解苯酚活性,180℃合成的ZnO样品光催化活性明显优于其他温度合成的样品。用0.1 g的ZnO降解100 mL浓度为5 mg·L^(-1)的苯酚溶液,光照150 min降解率达94.5%。多级ZnO微球光催化性能的提高可推测为较窄的禁带宽度(3.08 eV)有利于吸收光子,较小的晶粒尺寸(25.38 nm)、粗糙的表面以及中空结构有利于反应液与催化剂表面的充分接触。此外,由捕获实验证实光催化降解苯酚的机理是羟基(·OH)为主要的活性自由基,在苯酚降解过程中起主要作用。     

过氧改性纳米TiO_2溶胶光催化降解苯酚的研究

以硫酸氧钛(TiOSO4)为钛源,过氧化氢(H2O2)为络合剂,采用低温水热法合成了过氧改性纳米TiO2溶胶。利用X射线衍射、红外光谱和透射电镜对合成产物进行了表征,并以苯酚废水为处理对象,对合成产物光催化降解苯酚的影响因素进行了考察。结果表明,合成的产物为直径约10 nm、长约50 nm、结晶良好、分散均匀的锐钛矿型纳米TiO2溶胶;当TiO2质量浓度为200 mg/L,体系pH为4~8,苯酚初始质量浓度20 mg/L时,在紫外光条件下反应180 min,苯酚降解率可达98%。