柠檬酸改性棉纤维铁配合物的制备及其对染料的光催化降解作用

使用工业化的轧-烘-焙工艺对棉织物进行柠檬酸改性以引入羧基,然后与Fe~(3+)进行配位反应制备柠檬酸改性棉纤维铁配合物。在经过SEM、FT-IR、DRS和TGA表征的基础上,将柠檬酸改性棉纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂应用于偶氮染料的降解反应中,重点考察了其催化性能。结果表明,Fe~(3+)初始浓度和反应温度的提高均有利于柠檬酸改性棉织物与Fe~(3+)之间的配位反应,并能够显著增加配合物的铁离子含量。柠檬酸改性棉纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂在暗态时能够促进偶氮染料的降解反应,辐射光能明显加强其催化活性,而增加其铁离子含量或引入Cu~(2+)具有进一步改善其催化活性的作用。     

Fe~(3+)/N共改性TiO_2可见光催化剂的制备及其对染料光催化降解性能研究

以偕胺肟纤维(AOCF)为载体,与TiCl_4进行配位后再水解,制得TiO_2/纤维复合物(N-TiO_2)。再将NTiO_2与FeCl_3反应,获得Fe、N共改性纳米TiO_2/纤维复合材料(Fe3+/N-TiO_2)。采用SEM、XRD、EDS等对复合物的形貌、晶态结构、表面元素进行表征。以染料降解率为指标,优化制备条件:Fe~(3+)初始浓度5.0mmol/L、pH=2.0、改性反应时间为20min。考察了Fe~(3+)/N-TiO_2对活性黄、活性红和甲基橙三种染料溶液的光催化降解性能,结果显示:在可见光下其对3种染料表现出良好的光催化性能,且可多次重复使用与再生,光催化反应过程符合一级反应动力学特征。PL和UV-Vis分析表明:Fe、N共改性使TiO_2禁带宽度窄化,吸收带边红移,其光谱响应范围变宽。     

Cu/Fe双金属负载PAN非织造布催化降解甲醛气体研究

采用偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)非织造布作为载体材料,将其与Cu~(2+)和Fe~(3+)的混合溶液进行反应制备双金属负载PAN非织造布催化剂。采用XPS和UV-Vis对催化剂的分子结构进行了表征,然后考察了其在甲醛气体氧化降解反应中的催化作用。结果表明,Cu~(2+)和Fe~(3+)均是通过与偕胺肟基团中的羟基和氨基的配位作用负载于PAN非织造布上,而且两种金属离子可能通过配体发生了相互作用。此外,与Fe~(3+)的单金属催化剂相比,适量掺杂Cu~(2+)能够有效提高催化体系在甲醛降解反应中的催化活性,尤其有利于其在暗反应时催化降解甲醛气体,这主要归因于Cu~(2+)/Cu~+价态转化促进了强氧化性中间体Fe(Ⅳ)=O的生成。     

改性PAN纳米纤维铁配合物的制备及其催化降解染料性能的比较研究

分别以聚丙烯腈(PAN)纳米纤维和普通PAN纤维为原料,经偕胺肟改性和Fe3+配位反应制备了两种改性PAN纤维铁配合物。考察和比较了偕胺肟改性和Fe3+配位反应中两种纤维的腈基转化率及其配合物中铁含量的变化。然后在表征的基础上分别将两种改性PAN纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂应用于偶氮染料活性红195的氧化降解反应中,研究了两者在暗态和可见光辐射条件下的催化降解性能。结果表明,PAN纳米纤维比普通PAN纤维更容易发生偕胺肟改性和Fe3+配位反应。PAN纳米纤维铁配合物对可见光吸收性能略低于普通PAN纤维铁配合物。在染料的氧化降解反应中,PAN纳米纤维铁配合物具有更好的催化活性和稳定性,尤其在暗态时表现得更为突出。     

Ni~(2+)离子掺杂Ag_3PO_4纳米微球的水热合成及其光催化性能

以硝酸银、磷酸氢二钠为主要原料,采用水热法制备了高催化活性Ni~(2+)离子掺杂磷酸银(Ag_3PO_4)光催化剂,通过XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis、DRS和PL等对其进行表征。以亚甲基蓝溶液为模拟废液进行光催化降解实验来评价磷酸银光催化活性,探讨了掺杂不同摩尔质量Ni~(2+)离子对产物催化性能的影响。结果表明,产物为立方晶相磷酸银纳米微球。0.08g试样经过可见光催化降解浓度为8mg/L的亚甲基蓝溶液(200mL),催化降解6min后,掺杂摩尔分数为2%Ni~(2+)的Ag_3PO_4样品降解率为94.52%,3次循环降解后,降解率达仍达到89.76%。     

N-羟甲基丙烯酰胺在棉织物抗菌整理中的应用

应用轧烘焙工艺,使得卤胺类单体N-羟甲基丙烯酰胺在棉织物上发生接枝共聚反应。探究了交联剂浓度、浸渍时间、单体浓度、焙烘时间和焙烘温度对改性棉织物含氯量的影响。最佳工艺条件为:交联剂浓度2%(质量分数),浸渍时间15min,单体浓度0.4mol/L,焙烘时间120s,焙烘温度120℃。对接枝后棉织物进行红外、SEM表征,结果证实单体N-羟甲基丙烯酰胺接枝到了棉织物上。抗菌测试显示,在5min内,改性棉织物即可杀死100%的金黄色葡萄球菌,10min内杀死100%大肠杆菌,杀菌效果显著。     

铁铕共掺杂的TiO_2空心微球的制备及光催化活性

通过溶胶-凝胶法制备铁铕共掺杂的TiO_2(Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2)空心微球,采用XRD、TEM、BET和XPS等对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性。结果表明:SiO_2微球表面均匀地包覆了1层TiO_2,超声有利于提高SiO_2@TiO_2复合微球间的分散性,同时也发现煅烧前对SiO_2@TiO_2复合微球进行研磨处理后所得的Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球部分塌陷,而未研磨和煅烧后研磨所得Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球完整性较好。XRD和BET分析表明,Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球为锐钛矿且具有良好的介孔结构,铁铕共掺杂在TiO_2空心微球中产生协同作用,使Fe3+-Eu3+/TiO2空心微球的粒径进一步减小,比表面积增大。当Fe~(3+)的掺杂量为1.0%、Eu~(3+)的掺杂量为0.5%时,Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球的光催化活性最高。     

燃烧合成铁掺杂TiO2纳米晶的染料敏化光催化性能

采用气相扩散火焰燃烧合成铁掺杂TiO2纳米晶，研究了铁掺杂TiO2纳米晶在可见光辐照下降解罗丹明B的活性，探讨了可见光染料敏化光催化机理．Fe^3＋掺杂可显著提高TiO2纳米晶的可见光催化活性，Fe^3＋最佳掺杂摩尔分数为0．12％．经过铁掺杂改性后，Fe^3＋的3d电子也可被可见光激发引发光催化反应，从而促进整个染料敏化光催化降解过程．     

微波低温烧结快速制备Na1+xZr2-xFex(PO4)3陶瓷固态电解质

根据NaZr_2(PO_4)_3(简称NZP)的晶体结构特征和电荷补偿机理,通过掺入Fe~(3+)对NZP固态电解质进行改性,采用微波烧结工艺在950℃保温1.5 h制备了Na_(1+x)Zr_(2-x)Fe_x(PO_4)_3(x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)陶瓷电解质,系统研究了Fe~(3+)掺入量对电解质的物相组成、微观形貌、相对密度以及离子电导率的影响规律。研究结果发现,利用微波烧结工艺,经950℃处理1.5 h后,成功制备出单相、致密的Na_(1+x)Zr_(2-x)Fe_x(PO_4)_3陶瓷电解质,与传统固相烧结相比,极大降低了烧结温度、缩短了制备周期。且随着Fe~(3+)掺入量的增加,样品的相对密度增大,最大为93.8%。阻抗测试结果表明,Fe~(3+)的掺入可提高样品的离子电导率,当Fe~(3+)掺量为0.3～0.4,室温离子电导率约为6.5×10~(-6) S/cm,高温(573 K)下离子电导率达到1.56×10~(-3) S/cm。     

纳米钛酸亚铁的制备及刚果红吸附性能

本文利用还原气氛烧结制备了不同铁钛摩尔比的纳米钛酸亚铁基粉体,分别利用XRD、XPS、BET、Zeta电位仪和VSM对样品进行表征,并研究了不同铁钛摩尔比的钛酸亚铁对刚果红的吸附性能。研究表明,还原气氛下铁钛摩尔比1∶1时,样品为纯FeTiO_3相,铁钛离子比例0.25∶1和0.5∶1时样品相组成为FeTiO_3和氧化钛,铁钛比增加到2∶1时样品中除了FeTiO_3还出现少量的Fe_3O_4和Fe_3C。样品中铁离子以Fe~(2+)和Fe~(3+)形式共存,钛离子以Ti~(3+)和Ti~(4+)形式共存,且存在氧空位。染料吸附性能研究表明,铁钛摩尔比0.5∶1的样品由于较大的比表面积和、Zeta电位值而具有最好的吸附性能,最大平衡吸附量为128.7 mg/g,其吸附过程符合准二级动力学模型。同时,磁性测试表明样品具有一定的磁性,因此染料吸附后可以通过外加磁场将其回收再利用。