Fe3O4@Ag3PO4/AgCl光催化剂的制备及光降解性能研究

光催化作为一种绿色环境治理技术,成为学界的重要研究方向之一。然而,绝大部分光催化反应需要依靠紫外光激发,发展前景受到极大限制。采用两步沉淀法制备了磁性可见光催化剂Fe_3O4@Ag_3PO_4/AgCl,通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对其进行结构和组成特性分析。与此同时,以亚甲基蓝(MB)为目标污染物,研究了 Fe_3O_4@Ag_3PO_4/AgCl光催化剂的可见光催化降解性能。XRD和TEM分析表明,Fe_3O_4@Ag_3PO_4/AgCl光催化剂是由,Ag_3PO_4包覆在磁性纳米Fe_3O_4粒子表面,并由AgCl表面修饰Fe_3O_4@Ag_3PO_4形成。UV-Vis分析表明,Fe_3O_4@Ag_3PO_4/AgCl是可见光催化剂,且Fe_3O_4的负载能提高Ag_3PO_4对可见光的利用率。Ag_3PO_4光催化剂的循环利用性能较差,而Fe_3O_4@Ag_3PO_4/AgCl的循环利用性能较好。此外,Fe_3O_4@Ag_3PO_4/AgCl光催化降解MB过程中,主要的活性物质是O_2·~-和h~+,其中h~+的影响更为显著。     

GO/Fe_3O_4/ZnO的制备及其光助Fenton降解苯酚

采用水热法制备了GO/Fe_3O_4/ZnO复合材料,并用SEM、FT-IR、XRD等手段对其进行了表征。以苯酚为降解目标,探讨了GO/Fe_3O_4/ZnO复合材料用量、H_2O_2投加量、苯酚浓度和pH等因素对降解苯酚效果的影响。实验结果表明,在GO/Fe_3O_4/ZnO投加量为200 mg/L,H_2O_2投加量为12 mmol/L,pH=7.2的条件下,利用该复合材料对苯酚质量浓度为88.85 mg/L的油田污水进行光催化Fenton降解,60 min后,苯酚降解率可达98%。     

三种不同方式制备纳米磁性Fe_3O_4颗粒及光催化性

笔者采用了3种不同方式制备了磁性纳米Fe_3O_4颗粒,以光催化降解亚甲基蓝和罗丹明溶液为模型反应,对其光催化活性进行了探讨。试验制备出来的纳米Fe_3O_4颗粒具有良好的磁性能,且不同的方法制备出的纳米Fe_3O_4颗粒的光催化活性不同。用水解法制备出的纳米Fe_3O_4颗粒的光催化活性最差,无降解发生;用低温相转化法制备出的纳米Fe_3O_4颗粒的降解性能比较好,降解率达到70%～80%;共沉淀法制备出的纳米Fe_3O_4颗粒最好,粒径最小,其降解率高达96%。共沉淀法制备出的纳米Fe_3O_4颗粒具有磁性的特点,也易于分离回收,具有良好的应用前景。     

磁性Fe3O4/ZnO-BC光催化复合材料制备及对氨氮去除研究

通过共沉淀法制备Fe_3O_4/ZnO-BC复合材料,采用XRD、 UV-Vis、 TEM、 SEM等对材料进行了表征,结果表明:ZnO与Fe_3O_4形成核壳结构,并均匀分散于生物炭(BC)表面,复合材料同时存在Fe_3O_4和ZnO的晶相,Fe_3O_4/ZnO相比纯ZnO呈现更强的光吸收特性。考察了复合材料对水体中氨氮的去除能力,探究Fe_3O_4和ZnO物质的量比、 Fe_3O_4/ZnO与BC质量比、 pH值、催化剂投加量等因素对氨氮去除效果的影响。结果显示,当Fe_3O_4和ZnO物质的量比为1∶5, Fe_3O_4/ZnO与BC质量比为1∶1.5, pH值为11,催化剂投加量为3 g/L,废水体积为30mL,氨氮质量浓度为50 mg/L时,氨氮的去除率达到80%左右。复合材料可利用磁性简便回收,重复3次仍有良好的氨氮降解能力。     

Fe3O4/生物模板TiO2复合材料光-Fenton氧化水中四环素

采用生物模板法制备分级多孔结构Ti O_2,再通过水热法制得Fe_3O_4/生物模板Ti O_2复合材料。采用XRD、SEM、EDX、VSM等对制备的材料进行了表征,并考察了Fe_3O_4/生物模板Ti O_2光催化-Fenton降解水中四环素的性能及稳定性。研究表明,制备的复合材料由锐钛矿型Ti O_2和磁铁矿型Fe_3O_4组成,饱和比磁化强度为45.51 emu/g,具有优异的磁回收性能。当pH为7时,Fe_3O_4/生物模板Ti O_2光催化-Fenton降解四环素的效果最佳,降解率为99.22%。复合材料重复使用7次后,四环素降解率仍达98.9%以上,具有较好的催化稳定性。     

Fe_3O_4-TiO_2复合材料的制备及光催化降解四环素的研究

将共沉淀法与溶胶-凝胶法相结合,制备Fe_3O_4-TiO_2复合材料,通过XRD、XPS、BET、TEM等测试技术对Fe_3O_4-TiO_2进行表征分析,以四环素为目标污染物,在Fe_3O_4含量、反应投加量以及反应初始pH等条件下,研究了Fe_3O_4-TiO_2光催化降解四环素的效果。结果表明,光催化降解60 mL浓度20 mg/L的四环素废水,Fe_3O_4-TiO_2的最优配比为m(Fe_3O_4)∶m(TiO_2)=2.5%,2.5%Fe_3O_4-TiO_2的最优投加量为60 mg,最优pH约为7,60 min降解四环素废水可达90%以上。     

基于MOFs的ZnO/Fe3O4@C活化PS降解酸性橙7的研究

采用溶剂热法制备了锌铁金属有机骨架材料(Zn/Fe-MOFs),碳化得到ZnO/Fe_3O_4@C双金属催化剂。研究了ZnO/Fe_3O_4@C催化过二硫酸盐(PS)降解酸性橙7(AO7)的效能,结果表明,ZnO/Fe_3O_4@C可有效催化PS降解AO7。当ZnO/Fe_3O_4@C投量、PS投量、AO7浓度分别为0.150 g/L、1.25 mmol/L、20μmol/L时,AO7去除率可达98.09%。酸性环境更有利于PS+ZnO/Fe_3O_4@C体系的反应。AO7的降解主要是SO_4~(·-)和·OH共同作用的结果。     

CaCO_3/Fe_2O_3/CaFeO_3建筑材料复合催化剂的合成与性能研究

采用传统的溶胶-凝胶法制备了Fe_2O_3/Ca Fe O_3复合光催化剂,再经超声浸渍负载合成了CaCO_3/Fe_2O_3/CaFeO_3复合光催化剂。物相分析可知,样品中仅含CaCO_3、Fe_2O_3和CaFeO_3的衍射峰,表明通过超声浸渍法合成复合光催化剂时单相光催化剂间不会发生化学反应。光催化实验表明,CaCO_3/Fe_2O_3/CaFeO_3复合光催化剂对大红染料具有良好的光催化活性。实验研究了pH、CaCO_3负载率和过氧化氢添加量对复合光催化剂降解率的影响,得到最佳的催化降解条件:pH=5、CaCO_3负载率为15%(质量分数)、过氧化氢添加量为6mL。结合实验结果,分析了过氧化氢增强CaCO_3/Fe_2O_3/CaFeO_3复合光催化剂的光催化机理。     

Fe_3O_4/TiO_2的制备及太阳光催化性能研究

采用水解法制备了Fe_3O_4/TiO_2光催化剂,以紫外光和太阳光为光源,以苯酚降解为模型反应,4-氨基吡啉显色法来测定溶液中残余苯酚的浓度,并通过IR、XRD和UV-vis等方法对催化剂进行表征。光催化降解苯酚的活性实验表明,当Fe_3O_4含量为20%,焙烧温度为400℃时,Fe_3O_4/TiO_2的催化剂具有较好的太阳光活性和磁回收性能。反应150min,苯酚的降解率达50%;催化表征说明铁离子进入了TiO_2晶格形成了Fe-O-Ti键,400℃焙烧的TiO_2和20%Fe_3O_4/TiO_2为中TiO_2为锐钛矿相,Fe_3O_4复合后,TiO_2粒径降低了近9 nm,同时增强了可见光吸收性能,促进了Fe_3O_4/TiO_2的苯酚降解活性。     

Fe_3O_4/GO/Ag_3PO_4三元光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用改进Hummers方法制备氧化石墨烯GO和离子交换法制备Ag_3PO_4,并通过硅烷偶联剂KH560的引入合成磁性三元光催化材料Fe_3O_4/GO/Ag_3PO_4。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对目标复合三元光催化剂进行表征;以罗丹明B作为降解染料,做了光催化的性能评价;以乙二胺四乙酸二钠(Na_2-EDTA)、异丙醇(IPA)和对苯醌(BZQ)作为h⁺、·OH和O_2·的捕获剂,对光催化机理进行研究。结果表明,该方法合成步骤简单,通过表征等方法证明了Fe_3O_4/GO/Ag_3PO_4三元复合材料的合成并具有良好的磁性,提高了回收利用的价值;在200 W钨丝灯的照射下,对30 mg/L的罗丹明B进行降解,90 min后降解效率可达95%左右,降解效率比纯Ag_3PO_4降解效率提高了34%。