α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴的合成、表征及光催化降解亚甲基蓝

以3-硝基邻苯二甲腈为原料合成了α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴,利用IR、UV-Vis、LC-MS和C H N元素分析对催化剂进行了表征。在室温条件下,研究了催化剂用量和H2O2浓度对亚甲基蓝降解效果的影响。当催化剂用量为0.6 g/L、H2O2浓度为6mmol/L时,80 min后亚甲基蓝的脱色率均可达98.7%。脱色过程符合一级动力学特征,速率常数k=0.039 min-1。重复试验3次,脱色效果可达85%。     

负载型催化剂α-PcCo/SBA-15光催化降解亚甲基蓝

采用浸渍法将α-八异戊氧基酞菁钴负载到SBA分子筛上制备了α-PcCo/SBA-15光催化剂。通过紫外、红外光谱和热重分析对产物进行了表征。在室温条件下,研究了催化剂用量和H2O2浓度对亚甲基蓝光催化降解效果的影响,并讨论了催化剂的重复使用情况。当催化剂用量为0.7 g/L,H2O2浓度为7 mmol/L时,6 mg/L亚甲基蓝在80 min的降解率达到了98.9%。催化剂重复使用3次后,降解率仍可以达到90.7%。催化反应符合一级反应动力学方程,速率常数为0.051 min-1。     

铜取代磷钨杂多酸盐/PANI/SnO_2复合催化剂光催化降解亚甲基蓝

以Keggin型铜取代磷钨杂多阴离子PW_(11)O_(39)Cu(Ⅱ)(H_2O)~(5-)PW_(11)Cu为掺杂剂,制备了三元复合催化剂PW_(11)Cu/PANI/SnO_2,并用IR、XRD、UV-Vis、XPS和SEM等手段对其进行了表征。以亚甲基蓝为染料模型污染物,考察了催化剂用量、染料溶液初始质量浓度、溶液pH等多种因素对光催化降解反应的影响。试验结果表明,在溶液pH=6、催化剂用量为5 mg、亚甲基蓝溶液初始质量浓度为5 mg/L的条件下,紫外灯光照150 min,PW_(11)Cu/PANI/SnO_2对亚甲基蓝的脱色率可达94.69%,显示了光催化降解的高效性。     

类Fenton试剂MCM-41负载Fe催化降解甲基橙的研究

通过浸渍法制备了MCM-41负载铁催化剂Fe-MCM-41,采用XRD、UV-vis光谱、N2吸附-脱附分析和SEM等对Fe-MCM-41进行表征,结果表明,Fe-MCM-41具有载体MCM-41的介孔结构,孔道分布均匀,平均孔径1.88 nm.研究了以Fe-MCM-41为催化剂的类Fenton体系对甲基橙染料快速降解的方法,考察了分子筛中Fe含量、H2O2及甲基橙初始浓度、溶液p H和催化剂用量等条件对染料降解率的影响.当p H=3、H2O2及甲基橙初始浓度分别为30 mmol/L和20 mmol/L、催化剂用量为2 g/L、反应60 min时,甲基橙的降解率可达96.82%.动力学研究表明,采用Fe-MCM-41催化降解甲基橙遵循一级反应动力学模型(R=0.992),对应的速率常数为8.51×10-2min-1.     

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。     

K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]/PANI/MnO_2复合材料的制备、表征及光催化性能

采用静电自组装法将制备的K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]和PANI/MnO_2复合,得到K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]/PANI/MnO_2,并用UV-Vis、IR、N2吸附-脱附、XRD和SEM-EDS对其进行表征,结果表明:K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]和PANI/MnO_2成功复合,并且仍然保持K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]原有的Keggin结构。K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]/PANI/MnO_2光催化降解亚甲基蓝实验结果表明,最佳降解条件为:溶液初始pH=2、染料初始质量浓度5 mg/L、催化剂用量8 mg,降解率可达91.04%;催化剂对太阳光的光能利用率高,具有较强的光催化性能。     

两种负载型催化剂CuPc/SBA-15催化降解孔雀石绿

采用浸渍法将α-四(2-甲氧基乙氧基)酞菁铜和β-四(2-甲氧基乙氧基)酞菁铜分别负载在SBA-15上,制备了光催化剂。通过红外光谱、紫外可见吸收光谱和氮气吸附对催化剂进行表征和物理性质研究。探究了催化剂用量、底物浓度、H2O2浓度等因素对孔雀石绿(MG)降解率的影响。结果表明:α-Cu Pc/SBA-15的降解效果优于β-Cu Pc/SBA-15,当α-Cu Pc/SBA-15催化剂用量为0.7 g/L,H2O2浓度为8 mmol/L时,降解6 mg/L孔雀石绿60 min达最佳效果,降解率达98.8%。两种催化剂经3次重复使用,仍能达到较好的降解效果,但β-Cu Pc/SBA-15的稳定性优于α-Cu Pc/SBA-15。两种催化剂的降解反应均遵循一级动力学方程,其速率常数分别为0.034、0.035 min-1。     

膨润土负载型催化剂的制备及在亚甲基蓝异相Fenton降解中的应用

以铁改性膨润土(Fe-B)为异相Fenton催化剂,利用FTIR、XRD、SEM和EDS进行了表征,将该催化剂用于亚甲基蓝的Fenton氧化降解,考察了Fenton反应条件对降解效果的影响。结果表明,与原膨润土相比,Fe-B结构疏松,含铁量明显增加。在循环使用5次时仍有较高的催化活性。在pH=3.0～8.0时,Fe-B具有良好的适应性。对于初始pH为6.0、20 mg/L的亚甲基蓝溶液,异相Fenton反应的最佳条件为:Fe-B和H2O2用量分别为0.6 g/L和10 mmol/L,30℃反应70 min,亚甲基蓝的降解率达到98.23%。     

亚甲基蓝的铁改性膨润土异相Fenton催化降解

制备了异相Fenton催化剂铁改性膨润土(Fe-B),并用于亚甲基蓝(MB)的Fenton氧化降解。考察了制备条件对催化剂性能的影响,采用FTIR、XRD、SEM和EDS对产品进行表征。结果表明,在Fe3+的浓度为1.0 mol/L和固液比为1∶10的条件下制得的产品性能最佳。在pH值3~8内,Fe-B具有高效的催化性能。在初始pH值3、H_2O_210 mmol/L、Fe-B 0.4 g/L、反应温度为30℃、反应时间为40 min的条件下,20 mg/L亚甲基蓝溶液的降解率达到95.82%。Fe-B重复使用性能良好,循环使用5次后,仍具有较高的催化活性。     

紫外LED点光源降解亚甲基蓝的动力学研究

为了研究点光源下亚甲基蓝废水的降解效率,探究了UV-LED点光源光催化的处理方法。使用UV-LED点光源探究了在不同催化条件下Ti O2对亚甲基蓝的去除效果。结果发现,在反应时间为4 h、p H为11、催化剂用量为1 g/L、溶液初始质量浓度为5 mg/L时,亚甲基蓝的去除率达到73%。UV-LED点光源催化降解亚甲基蓝的反应速率常数k符合准一级反应动力学公式,计算出k=0.064 6e-0.02ρ00.024 9p H0.335 1(0.012M3-0.06M2+0.077 4M+0.034 3)。     

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。     

纳米CeO_2粒子光催化降解亚甲基蓝的研究

采用共沉淀法并在600℃焙烧制备纳米CeO_2光催化剂,利用热重分析、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)等方法对纳米CeO_2粒子进行了表征,并研究了纳米CeO_2粒子催化剂对亚甲基蓝溶液的光催化降解行为。结果表明,在300 W汞灯照射下,对于初始质量浓度为5.0 mg/L和初始pH=11的亚甲基蓝溶液,加入600℃煅烧的纳米CeO_21.0 g/L,反应60 min,亚甲基蓝降解率可达87.05%。该光催化降解反应表现为一级动力学反应,反应速率服从多相催化动力学方程Langmuir-Hinshelwood方程,光催化剂表面反应速率常数k为0.138 5 mg/(L·min),吸附平衡常数Kdye为0.399 7 L/mg。     

掺铈PI/SnO_2复合薄膜的制备及光催化性能

以聚酰亚胺(PI)为基体,采用离子交换法制备Ce掺杂PI/Sn O_2复合薄膜。考察了不同制备条件对其性能的影响,并进一步研究了Ce掺杂量及离子交换液浓度对复合薄膜的影响。利用SEM、EDAX、XRD、FTIR等对复合薄膜进行表征,并且以亚甲基蓝为模拟污染物,根据对亚甲基蓝的降解率评价薄膜的光催化性能。研究结果表明,煅烧温度330℃,煅烧时间4 h,Ce掺杂量为30%,离子交换液浓度0.4 mol/L时,光催化效果最好,光照射2 h亚甲基蓝降解率可达94.5%,TOC去除率75.3%。回收复合薄膜进行二次利用,降解效果良好。     

β_2-(TBA)_6SiW_(11)O_(39)Co的合成及光催化性能研究

制备了β_2-(TBA)_6[SiW_(11)O_(39)Co(H2O)]·x H2O多酸电荷转移配合物,用IR、UV、XRD等方法进行了表征。以β2-(TBA)6[SiW11O39Co(H2O)]·x H2O作为光催化反应的催化剂,分别催化降解龙胆紫和亚甲基蓝染料溶液。实验结果表明:初始质量浓度为15mg/L的龙胆紫溶液,加入80 mg/Lβ2-(TBA)6[SiW11O39Co(H2O)]·x H2O,pH=5时,在太阳光下照射140 min,脱色率达85.16%;初始质量浓度为15 mg/L的亚甲基蓝溶液,加入160 mg/Lβ2-(TBA)6[SiW11O39Co(H2O)]·x H2O,pH=4时,在太阳光下照射140 min,脱色率达72.77%。     

Ts-1分子筛光催化氧化降解偶氮染料直接湖蓝5B

以Ts-1分子筛为光催化剂,H_2O_2为氧化剂,20 W紫外灯为光源,对直接湖蓝-5B进行光催化氧化降解。考察了pH值、H_2O_2质量浓度、染料质量浓度、催化剂质量分数和催化降解时间对催化氧化降解效果的影响。结果表明:光催化氧化反应60 min,催化剂1%,H_2O_25 g/L,pH值2.7,室温17℃条件下,100 m L质量浓度为0.05 g/L的直接湖蓝5B的脱色率达78.98%。Ts-1分子筛催化剂使用10次后脱色率仍达72.54%;经FT-IR、XRD、TG热稳定分析,Ts-1分子筛在光催化氧化降解体系中具有良好的物理化学稳定性。     

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.     

Kaolin/ZnO纳米光催化剂的制备及性能

以醋酸锌为原料,采用共沉淀法制备Kaolin/ZnO纳米光催化剂;利用XRD、SEM、FTIR对其进行表征,利用BET氮气吸附法测定比表面积;研究了催化反应时间、催化剂用量对亚甲基蓝(MB)光催化降解效果的影响。结果表明,催化剂的BET比表面积为130.86 m^2/g;当催化时间为80 min、催化剂用量为0.8 g/L时具有高催化活性,降解率可达96.82%;光催化降解MB的反应符合准一级动力学方程,反应速率常数为0.04213 min^-1。     

GO/Fe_2O_3纳米复合材料合成及光催化性能研究

以氯化铁FeCl_3·6H_2O和氧化石墨烯(GO)为原料,去离子水为溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为表面活性剂,通过水热反应制备了(GO/Fe_2O_3)纳米复合材料。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等对合成的复合材料结构进行表征以及形貌分析,结果发现Fe_2O_3纳米粒子均匀地分散在GO上。以GO/Fe_2O_3复合材料作为光催化剂催化降解刚果红溶液,探讨催化剂用量、刚果红溶液初始质量浓度、溶液pH等条件对刚果红脱色率的影响,结果表明:催化剂用量为1mg/L、刚果红初始质量浓度为5 mg/L、p H=2.0时,脱色率达到93.0%。     

Co_3O_4-GO复合材料的制备及其光催化降解孔雀石绿

以硝酸钴Co(NO_3)_2·6H_2O和氧化石墨烯(GO)为原料,采用水热、煅烧方法制备了不同形貌的Co_3O_4-GO复合材料。合成材料的结构以及形貌通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行表征;结果表明,不同形貌的Co_3O_4均匀地分散在GO上。以Co_3O_4-GO复合材料作为光催化剂催化降解孔雀石绿溶液,探讨催化剂用量、染料溶液初始质量浓度、溶液pH等条件对脱色率的影响。结果表明,在催化剂用量2 mg/L、孔雀石绿初始质量浓度15 mg/L、pH=2、紫外灯光照120 min时,Co_3O_4-GO复合材料脱色率达到93.64%。     

锰取代杂多酸/石墨烯复合材料的制备及吸附性能

制备了α-SiMo_(11)Mn/GO复合材料,使用IR、UV和XRD进行了表征。研究了α-SiMo_(11)Mn/GO的吸附性能,考察了pH、吸附剂用量和染料初始质量浓度对亚甲基蓝吸附效果的影响,确定了优化条件:pH为9、吸附剂用量50 mg/L、亚甲基蓝初始质量浓度10 mg/L,在该优化条件下最大吸附率为88.82%,最大吸附量为57.76 mg/g。