铝基复合光催化剂制备工艺参数的正交优化设计

采用溶胶-凝胶法,以片状铝粉为载体,在其表面进行TiO2包覆改性,制备出一种铝基复合光催化剂。通过正交试验设计研究制备工艺因素对样品光催化性能的影响规律,并利用XRD对其进行了分析与表征。试验结果表明:影响样品光催化性能的主要因素为煅烧温度。在水解温度30℃、pH值4.5、水酯比(水与钛酸丁酯的摩尔比)50、煅烧温度600℃的试验条件下,光催化3 h,样品对亚甲基蓝溶液的降解率达到93.5%。     

纳米Fe2O3对甲基橙、亚甲基蓝和罗丹明B的光催化降解研究

以水热法制备的纳米Fe2O3作为光催化剂,在加入H2O2条件下,以高压汞灯为光源,对甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)等染料进行光催化降解研究.实验表明:在相同光源与相等光强等条件下,当Fe2O3与H2O2的添加量一定时,罗丹明B最易降解,亚甲基蓝次之,而甲基橙的降解最慢,且更易受其他实验条件影响.     

高炉渣纤维负载SiO_2和TiO_2光催化材料的制备与性能研究

以高炉渣纤维(BFSF)为载体,采用溶胶凝胶法,在BFSF表面先后负载Si O_2和Ti O_2制备Ti O_2/Si O_2/BFSF光催化材料,考察了Si O_2负载,Ti O_2溶胶浸渍次数、煅烧温度和重复利用次数等对材料光催化活性的影响。利用SEM、XRD等测试方法,对所制备样品的显微形貌和相组成进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为光降解物,评价样品的光催化活性。试验结果表明,BFSF表面负载Si O_2可以抑制Ti O_2晶粒长大,增加Ti O_2负载量和提高样品的光催化活性。Ti O_2溶胶负载3次,煅烧温度为450℃时,Ti O_2/Si O_2/BFSF光催化材料表面形成均匀密实的锐钛矿型Ti O_2层,样品的光催化活性最好,紫外光照180 min时,亚甲基蓝的降解率为96.1%。Ti O_2/Si O_2/BFSF光催化材料重复利用4次,亚甲基蓝的降解率依然能够达到67%。     

微波水热法制备棒状BiPO4催化剂及其光催化性能研究

通过采用微波水热法和沉淀法制备了BiPO₄光催化剂,并且用400 W金卤灯模拟太阳光,探究了2种方法制备的BiPO₄光催化降解酸性橙Ⅱ和亚甲基蓝的活性.主要是对微波水热法制备的BiPO₄进行研究.应用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-vis DRS）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）对催化剂进行表征.紫外漫反射图谱可以看出,微波水热法制备的BiPO₄的带隙为4.05 eV,比普通沉淀法制出的样品带隙窄.其光催化降解酸性橙Ⅱ和亚甲基蓝的测试表明,微波水热法样品的降解速率常数分别是普通沉淀法的7.8倍和1.5倍,光催化活性有显著提高.      

(BiO)_2CO_3光催化剂的制备及性能

以硝酸铋和碳酸钠为原料在60℃条件下合成次碳酸铋((Bi O)2CO3)光催化剂。以亚甲基蓝、苯酚和甲基橙为光催化反应的模型化合物,考察了(Bi O)2CO3光催化剂在紫外光和可见光下光催化活性;以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术,研究了(Bi O)2CO3光催化剂表面羟基自由基的生成;添加各种清除剂,探究了(Bi O)2CO3光催化剂起主要催化作用的基团。结果表明:(Bi O)2CO3具有很好的可见光和紫外光光催化活性。紫外光照射下(Bi O)2CO3光催化剂比Ti O2光催化剂具有更高的光催化活性;在紫外光条件下(Bi O)2CO3和Ti O2光催化降解苯酚、甲基橙、亚甲基蓝的活性依次增高,并且,(Bi O)2CO3光催化降解甲基橙和亚甲基蓝的降解率分别达到94.3%,95.6%。可见光条件照射下,各种清除剂对(Bi O)2CO3光催化降解甲基橙的影响表明,反应体系所产生的·OH,h+,·O-2都起着很重要的催化降解作用,其中·O-2起着最主要的作用。     

La掺杂钼酸钴花状材料的制备及其降解印刷染料亚甲基蓝的研究

主要对钼酸钴花状结构材料的制备及其降解印刷染料亚甲基蓝展开研究。采用简单易操作的水热法进行钼酸钴花状结构材料和La掺杂的钼酸钴复合材料(La-CoMoO₄)实验制备,运用XRD、SEM、TEM方法对样品进行表征分析,研究了La掺杂对钼酸钴花状结构材料的光催化性能和稳定性的影响。结果表明,实验中制备的La-CoMoO₄呈现均匀的花状结构,无其他杂质峰和杂质元素存在,纯度较高。催化降解有机染料亚甲基蓝的实验结果表明,La掺杂使钼酸钴光催化降解亚甲基蓝的能力得到显著提升,经过40 min降解,染料降解率可以提高到98%,La掺杂同未掺杂相比,提高近25%的降解率,数据表明,光催化活性循环20次后,没有明显衰减,说明La-CoMoO₄具有很好的稳定性,可以重复多次利用。     

溶胶凝胶法制备花生状TiO2及光催化性能

二氧化钛(TiO_2)作为环境友好型催化剂,在光催化中发挥着很重要的作用,是一种重要的光催化材料。以钛酸丁酯(TBT)为钛源,采用溶胶凝胶法在非搅拌状态下制得二氧化钛粉体。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及紫外-可见(UV-Vis)光谱对样品的晶体结构、形貌以及吸光度进行分析测定。试验结果表明,随着煅烧温度的升高,样品由锐钛矿相变为金红石相,形貌也发生了变化;在400℃下煅烧后的样品呈类似花生的形貌,500℃出现了不规则的形状,600℃开始出现金红石相,700℃全部为金红石相和不规则的形貌;以甲基橙为模拟污水,考察样品紫外光照射下降解甲基橙的能力,其中400℃煅烧的样品在光照80 min后甲基橙的降解率达到了91%,光催化性能最好。     

基于二氧化钛复合光催化材料的制备及其可见光光催化性能研究

以溶胶-水热-煅烧法制备Bi₂O₃-TiO₂纳米复合光催化剂,通过XRD、SEM、XPS、比表面积和紫外可见漫反射分析等技术对材料的结构和形貌进行表征。以甲基橙溶液为目标污染物,考察Bi₂O₃-TiO₂光催化氧化效果,研究铋掺杂量、煅烧温度对甲基橙染料降解率的影响。结果表明,相比TiO₂,Bi₂O₃-TiO₂的平均晶体粒径更小;颗粒分布均匀,仅有少量松散团聚现象;Bi₂O₃-TiO₂存在介孔结构,有利于吸收污染物。在制备温度600℃条件下,Bi掺杂量为10%的Bi₂O₃-TiO₂纳米复合材料去除甲基橙的降解效果最优;在Bi掺杂量为10%时,Bi₂O₃-TiO₂的光催化降解效果...     

柠檬酸辅助水热条件对MoO_3纳米球的制备及光催化性能影响

以柠檬酸为辅助剂,在水热条件下酸化钼酸铵溶液合成MoO_3纳米球。采用X射线衍射、扫描和透射电子显微镜等手段对其进行表征。以有机染料亚甲基蓝(MB)为模拟污染物对MoO_3纳米球的光催化性能进行了测定,考察了不同p H值前驱液、水热温度、反应时间、光催化剂和辅助剂用量对MoO_3光催化效果的影响。研究结果表明,前驱液pH值对MoO_3纳米球光催化降解亚甲基蓝的影响较显著。在一定的水热条件下,改变溶液的p H值,可实现MoO_3纳米粒子的形貌从棒状转化为球形。当pH=1时,合成的球形氧化钼纳米晶尺寸为20~30 nm,且形貌均匀,分散良好,光照3 h后对染料亚甲基蓝表现出较高的催化活性,降解率可达94%以上,因此,试验制得的球形MoO_3纳米粒子对染料具有较好的降解性能。     

溶剂热制备球状ZnS 纳米光催化剂及其光催化性能

以乙二醇为反应介质,醋酸锌（Zn（CH₃COO）₂·2H₂O）和硫脲（（NH₂）2CS）为原料,采用溶剂热法制备了系列ZnS 光催化剂. 考察了不同反应温度、时间对ZnS 的结晶度、比表面积、光吸收性能及其光催化性能的影响. 利用N₂物理吸附（BET）、扫描电镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）和光致发光谱（PL）对样品进行了表征.以紫外灯（λ=254 nm）为光源,对所得样品进行了光催化降解不同染料的活性测试.研究结果表明,该系列催化剂均具有较好的结晶性能,具有球状形貌.但在140 ℃下处理16 h 的ZnS 样品表现了最高的光催化活性. 光照5 h 后, 染料酸性橙Ⅱ、甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B 的降解率分别达到91.49 %、93.04 %、64.63 %和51.79 %.这主要归于该条件下制备的ZnS 具有比较好的结晶性能、大比表面积和较少的晶格缺陷.      

溶胶-凝胶法制备烧绿石型复合氧化物Sm_2InNbO_7及其光催化性能

以Nb2O5、In(NO3)3和Sm(NO3)3为原料,采用溶胶-凝胶法制备新型光催化材料Sm2InNbO7。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)以及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy)技术对该材料的结构、形貌和光吸收性能进行表征。以可见光下亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察煅烧温度、催化剂用量、H2O2用量和pH值对Sm2InNbO7光催化性能的影响。结果表明,煅烧温度为700℃时即可获得具有烧绿石结构的Sm2InNbO7。随焙烧温度升高,催化剂结晶度增加,粒径增大,比表面积下降,吸收边界出现一定的蓝移;在850℃下煅烧3 h获得的Sm2InNbO7样品具有最高的催化活性,当50 mL质量浓度的10 mg/L的MB溶液中催化剂用量为0.1 g、30%H2O2溶液用量为0.5 mL、pH=6时,亚甲基蓝的降解率高达93.8%,明显优于固相法制备的Sm2InNbO7以及P-25 TiO2。较高的pH值有利于光催化反应的进行。     

石墨烯/TiO2复合材料的制备及其对甲基蓝的降解

光催化降解已成为污水处理领域发展最快的方法。为改善TiO₂的光催化性能,采用溶胶-凝胶法制备石墨烯(GN)/TiO₂复合材料,利用XRD、SEM对样品的微观结构进行表征,研究制备过程中煅烧温度、煅烧时间以及石墨烯含量对GN/TiO₂复合材料光催化性能的影响。结果表明：所制备TiO₂为球状形貌,粒径为70～200 nm,分布在石墨烯的片层和边缘。当煅烧温度为500℃,煅烧时间为20 min,石墨烯含量为5%时对甲基蓝(MB)的光催化降解率最高,为87.21%。此外,研究了GN/TiO₂复合材料对甲基蓝光催化降解的重复利用率,并探讨了光催化机理,结果表明重复使用5次后,对甲基蓝的降解率降低了17.64个百分点。     

工业钛液水热制备多孔二氧化钛光催化剂

以工业硫酸钛液为前驱体,采用水热法制备多孔二氧化钛,考察了煅烧时间对多孔二氧化钛结构和性能的影响.采用XRD、SEM、XPS、FT-IR和BET对样品进行表征,并以亚甲基蓝光催化降解体系评价其光催化活性.随着煅烧时间的延长多孔二氧化钛的光催化活性先增加后降低,其中以500℃煅烧lh所得样品活性最佳,1h对亚甲基蓝的降解...     

废水处理中的银包覆纳米二氧化钛及其光催化降解亚甲基蓝的研究

亚甲基蓝具有色泽鲜艳、固色率高、染色牢度好等特点,成为目前发展最快的一种染料。然而,在使用过程中产生大量的废水,难以生物降解处理。采用钛酸四乙酯和3-氨丙基三甲氧基硅烷为原料制备了氨基化纳米二氧化钛,而后用2%(质量分数)的硝酸银溶液对所制备的二氧化钛进行处理制备银包覆纳米二氧化钛催化剂A、B、C,并通过红外光谱对其进行表征,检验其对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能。结果表明:银包覆纳米二氧化钛B对亚甲基蓝的降解效果最优,降解率在95%以上,完全可以满足工业化连续处理废水的工艺要求。     

低量Y3+掺杂对TiO2光催化活性的影响

利用溶胶-凝胶法在煅烧温度600 ℃制备了不同Y3 掺杂量的纳米TiO2粉体,并用XRD技术对样品进行了表征.研究了Y3 掺杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Y3 掺杂对纳米TiO2的光催化活性.结果表明,适量掺杂Y3 可以提高其光催化活性.当Y3 掺杂量为0.04%, 纳米TiO2粉体的光催化活性最佳,降解率为94.6%,其金红石相含量为9.8%,平均粒径为12 nm,Y3 掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸这两方面均有利于提高光催化活性.     

纳米氧化铜的制备及光催化降解亚甲基蓝

近年来,印染废水造成环境污染的问题日益严重。为处理印染废水,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,采用化学沉淀法制备出了纤维状和球状两种形貌的纳米氧化铜,利用XRD和SEM对样品进行表征。当催化剂投加量0.1 g、初始pH=9、亚甲基蓝初始浓度5 mg/L、质量分数为30%的H₂O₂滴加量1 mL、紫外光下反应75 min时,亚甲基蓝溶液降解率最高,且催化剂循环使用3次后,亚甲基蓝的降解率仍在88%以上,具有优良的稳定性。纳米氧化铜的形貌相同时,晶粒尺寸越小,对亚甲基蓝催化降解效果越好。相同条件下,球状纳米氧化铜催化降解亚甲基蓝的能力强于纤维状纳米氧化铜。     

纳米WO3光催化甲基橙脱色率的研究

以钨酸钠为主要原料,通过气液反应制备纳米WO3粉体,并运用XRD,FT-IR等手段对催化剂进行了表征.以500 W氙灯为光源,甲基橙的脱色为模型反应,研究了纳米WO3粉体的光催化活性.实验发现,气液反应法是一种简单有效的制备纳米WO3粉体催化剂的新方法,并显示出较高的光催化活性;900 ℃煅烧的WO3粒子晶体结构发生变化,其对光谱的吸收发生了明显的红移,对可见光的吸收率明显提高;另外,讨论了甲基橙的起始浓度、催化剂的用量、试液Ph值、双氧水的加量、光照时间等因素对光催化脱色率的影响,结果表明,当甲基橙起始浓度为5 mg·L-1、催化剂用量为0.500 g,pH=5.0、双氧水的用量为0.30ml时,光照7 h,甲基橙溶液脱色率达到92.3%,而同样条件下的暗反应和空白实验的脱色率分别为9.5%,6.5%.     

高分子凝胶网络法制备La0.65Sr0.35MnO3及光催化性能

以Sr(NO3)2,La(NO3)3·6H2O,Mn(NO3)2为原料,丙烯酰胺为单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,采用高分子网络凝胶法在600 ℃下制得纳米La0.65Sr0.35MnO3.通过XRD物相分析,得知La0.65Sr0.35MnO3粒子样品的物相是立方晶系钙钛矿结构;La0.65Sr0.35MnO3粒子平均粒径为17 nm.水溶液中亚甲基蓝染料在La0.65Sr0.35MnO3太阳光催化条件下,能迅速分解,在降解120 min时,亚甲基蓝的降解率达到92%.     

浸渍涂覆法制备高炉渣纤维负载TiO_2复合材料

以高炉渣纤维(BFSF)为载体,采用浸渍涂覆法,在BFSF表面负载TiO_2,制备BFSF负载TiO_2(TiO_2/BFSF)复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、Zeta电位和纳米粒度分析仪、N2吸附脱附仪、场发射扫描电镜(SEM)及能谱元素分析(EDS)等近代测试方法对TiO_2的晶型、晶粒尺寸、比表面积和TiO_2/BFSF的显微结构进行了表征。并用亚甲基蓝(MB)来模拟印染废水,通过亚甲基蓝降解率的高低,评价样品的光催化活性。试验结果表明:TiO_2浓度为20 g/L,TiO_2悬浮液负载3次时,TiO_2均匀覆盖在BFSF四周,紫外光照射180 min时,亚甲基蓝的降解率为94.8%。TiO_2/BFSF复合材料重复利用4次,亚甲基蓝的降解率依然能够达到65%。     

透辉石矿物合成及其光催化性实验

固相烧结合成透辉石矿物,用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-vis)对不同温度下的合成产物进行表征,并将合成透辉石矿物用于紫外光照射条件下进行亚甲基蓝降解的实验研究,探讨其光催化性能.结果表明:1 400℃保温3 h的条件下合成纯透辉石;合成纯透辉石矿物具有光催化性,效率较低,催化剂样品质量浓度为2 g/L,亚甲基蓝初始质量浓度为0.8 mg/L,室温下光催化反应4 h,其降解率为16%.