具有高电荷分离效率和光催化活性的锆掺杂钛酸钙的制备（英文）

通过温和共沉淀方法合成一系列锆掺杂的钛酸钙,并在850°C下焙烧3 h。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对合成的锆掺杂的钛酸钙进行表征。XRD结果表明,锆掺杂钛酸钙以单一的钙钛矿相存在;紫外-可见漫反射光谱分析表明,锆掺杂钛酸钙在可见光区的吸收明显增强;XPS分析显示,在光催化剂表面存在2种类型的氧,即晶格氧和吸附氧。此外,对其光催化降解甲基橙的性能以及光电化学性能进行测试。结果表明,5%Zr(摩尔分数)掺杂钛酸钙具有最高光催化活性。晶格结构的改变、氧空穴的存在、光生电荷分离效率的提高都有利于提高锆掺杂的钛酸钙的光催化活性。     

Cr（Ⅵ）-柠檬酸-硝酸铁复合体系中光催化还原Cr（Ⅵ）

利用高能球磨法制备了钙钛矿型硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化剂,考察了初始pH值对Cr(Ⅵ)-柠檬酸-硝酸铁(Cr(Ⅵ)-CA-FN)复合体系中Cr(Ⅵ)吸附效率和光催化还原效率的影响,并探讨了Cr(Ⅵ)-CA-FN复合体系中Cr(Ⅵ)可能的光催化还原机理.结果表明:在Cr(Ⅵ)-CA-FN复合体系中,酸性条件下有利于Cr(Ⅵ)的光催化还原,最佳pH值为2.5;柠檬酸和Fe(Ⅲ)降低了吸附对Cr(Ⅵ)还原率的影响,有效地抑制电子-空穴对的复合,促进光生电子还原Cr(Ⅵ)离子;六价铬浓度的降低一部分是光催化还原所致,另一部分是由于催化剂本身含有的二价锰离子还原所致.     

酸浸浓度对高钛酸浸渣光催化活性的影响

以低浓度硫酸、高钛渣为原料,采用高能球磨复合水热法,在不同酸浸浓度下合成高钛酸浸渣(ALHTS)光催化剂。利用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外(FTIR)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附-脱附等温线、差热-热重(TG-DTA)、紫外可见漫反射光谱(DRS)和光致发光谱(PL)分析等对ALHTS催化剂的结构和性能进行分析和表征。在不同酸浸浓度下,通过甲基橙的脱色率来评价ALHTS催化剂的光催化活性。结果表明:当酸浸浓度为20%时,由于钙钛矿含量较高,ALHTS催化剂的硫酸钙含量较低,BET的比表面积最大,在紫外-可见区域的光吸收能力最大,电子-空穴对具有较低的再复合率。因此,ALHTS催化剂有较高的光催化活性。采用汞灯光照30 min,不调pH时甲基橙废水脱色率达到87.03%。     

N掺杂对钛酸铋复合TiO2催化剂的形貌和性能的影响

以钛酸四丁酯、硝酸铋及尿素为前驱体,利用溶剂热法制备氮掺杂BixTiOy-TiO2复合催化剂,利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和低温氮气吸附(BET)等手段对样品进行表征,以亚甲蓝为模型化合物,考察各催化剂在模拟太阳光下的光催化活性。结果表明:由于一定量的氮掺杂可增强催化剂中Bi12TiO20的含量,氮掺杂的复合催化剂在440～520nm处出现了较大的吸收;氮掺杂使催化剂从圆球形变为花瓣形,增大了催化剂的比表面积和羟基自由基的含量。氮掺杂量为0.15%(质量分数)的BNT2催化剂在250 W金卤灯模拟太阳光下照射3 h后,对20 mg/L的亚甲基蓝溶液的去除率为93.86%,比相同条件下BT和NT催化剂的去除效率分别提高了32%和37.31%。     

镧-氟共掺杂二氧化钛结构及催化性能研究

以钛酸丁酯、硝酸镧和氟化钠为原料,采用溶胶-凝胶法对TiO2进行La及F共掺杂改性,以光催化降解亚甲基蓝为探针,考察掺杂组分对催化剂紫外光活性的影响。采用X射线衍射(XRD)、低温氮气吸附(BET)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)和荧光光谱分析(PL)等手段对催化剂的晶体结构、比表面积、带隙能及催化剂中电子-空穴对的复合性能等进行表征,尝试揭示掺杂组分对光催化活性影响的机制。结果表明,掺杂改性催化剂中,适量La和F组分的作用在于通过抑制催化剂的晶粒长大、减少团聚,同时降低带隙能且降低光生电子和空穴的复合几率,来提高催化剂的光催化活性。     

无模板剂的溶胶-水热法合成具有可见光响应的氮掺杂混晶 TiO2(锐钛矿/金红石/板钛矿)纳米棒束

采用无模板剂的溶胶-水热法制备了具有可见光响应的N掺杂锐钛矿/金红石/板钛矿型TiO_2(N-TiO_2)纳米棒束,并利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对获得的样品进行了表征。以甲基橙为模型反应物,评价了N-TiO_2纳米棒束的光催化活性。表征结果结合光催化活性评价结果显示,与P25-TiO_2相比,N掺杂、混晶及纳米棒束之间的协同作用是所制备的混晶N-TiO_2纳米棒束具有良好光催化活性的主要原因,并对混晶N-TiO_2纳米棒束光催化降解甲基橙的机理进行了探讨。     

无模板剂的溶胶-水热法合成具有可见光响应的氮掺杂混晶TiO_2(锐钛矿/金红石/板钛矿)纳米棒束（英文）

采用无模板剂的溶胶-水热法制备了具有可见光响应的N掺杂锐钛矿/金红石/板钛矿型TiO_2(N-TiO_2)纳米棒束,并利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对获得的样品进行了表征。以甲基橙为模型反应物,评价了N-TiO_2纳米棒束的光催化活性。表征结果结合光催化活性评价结果显示,与P25-TiO_2相比,N掺杂、混晶及纳米棒束之间的协同作用是所制备的混晶N-TiO_2纳米棒束具有良好光催化活性的主要原因,并对混晶N-TiO_2纳米棒束光催化降解甲基橙的机理进行了探讨。     

B/Fe2O3共掺杂纳米TiO2可见光下的催化性能

采用溶胶凝胶法制备B/Fe2O3共掺杂TiO2复合光催化材料,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对粉体进行表征。结果表明:催化剂以锐钛矿存在的纳米颗粒,直观地显示了物质的形貌,掺杂B能极大提高催化剂的可见光响应。以二氯苯酚(DCP)为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性。掺杂B能使吸收光谱红移至可见光区,而进一步掺杂Fe2O3大大提高了催化剂的活性。     

双室微生物燃料电池对电解锰废水中Cr(VI)的去除及其产电性能研究

构建以F026为阳极产电菌和含Cr(VI)电解锰废水为阴极液的双室微生物燃料电池(MFC)。考察电解锰模拟废水pH、Cr(VI)初始质量浓度、MFC运行温度等因素对废水中Cr(VI)的还原率及MFC产电效果的影响规律,并对最优条件下MFC处理实际电解锰含铬废水的效果和Cr(VI)的还原产物进行研究。结果表明:当废水pH为2、MFC运行温度为303K时,MFC对含Cr(VI)废水具有最佳的处理效果。在此条件下,MFC对Cr(VI)质量浓度为124 mg/L的电解锰废水处理80 h后,92.1%的Cr(VI)可有效还原为α-Cr_2O_3,而155h处理后还原率可达100%,产电功率达到914.7 mW/cm~2,表明MFC是一种发展前景良好的含Cr(VI)电解锰废水处理工艺。     

纳米钙钛矿型La1-xAgxMnO3的光催化活性研究

采用柠檬酸络合法合成了系列纳米钙钛矿型La1-xgxMnO3(x=0,0.05,0.1,0.2,0.3,0.4)复合氧化物,利用TG-DTA和XRD技术对该系列氧化物进行了结构表征,发现所制样品具有钙钛矿构型.并以其为光催化剂在荧光汞灯照射下水溶性染料进行降解实验,结果表明Ag 掺杂使LaMnO3的催化活性得到了很大的提高,并且在掺杂量为5%时催化剂的活性达到最高.XPS结果表明系列La1-xAgxMnO3的光催化活性与表面吸附氧的含量有关.     

表面修饰TiO2光催化薄膜的表征

利用射频磁控溅射技术，以Ar和O2气混合气体为溅射气体在载玻片上制备了锐钛相TiO2薄膜。为了提高Ti02薄膜的光催化活性，在TiO2薄膜表面进行了钽修饰。利用X射线衍射(XRD)，原子力显微镜(AFM)和UV-VIS-NIR分光光度计等技术对薄膜进行了表征。结果表明：对TiO2薄膜的表面进行适量的Ta元素修饰可以提高其光催化活性。     

纳米金刚石TiV色心的实验制备与性能研究

目的 利用磁控溅射辅助微波等离子体化学气相沉积技术制备钛掺杂纳米金刚石薄膜.方法 预先通过磁控溅射在石英玻璃基底上沉积纳米钛颗粒,然后使用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)设备在其表面沉积金刚石薄膜,通过活性氢原子将钛带入含碳生长基团中,从而将钛掺入纳米金刚石薄膜内.使用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Ram...     

含钛镍基合金在850℃和950℃的热腐蚀行为

研制了一种含钛镍基合金,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)等手段研究了其在850℃和950℃熔融硫酸盐中的热腐蚀行为。结果表明,热腐蚀期间,合金发生了氧化、硫化现象,合金表面腐蚀产物层可分为3层,外氧化层以Al2O3、Cr2O3和Cr2O4相为主,中间层为Al2O3相,内层为CrS和Ti2S硫化物层;随腐蚀温度提高合金表面腐蚀层的厚度增加,合金内氧化物区域和内硫化物区域加深。     

离子液体辅助阳极氧化法制备N掺杂TiO_2纳米管阵列及其光催化性能研究（英文）

以HF水溶液为电解液,离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[BMIM]BF_4)为N源,采用阳极氧化法制备N掺杂TiO_2纳米管阵列。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对N掺杂TiO_2纳米管阵列的表面形貌、晶型和氮元素的掺杂方式进行分析。以球形氙灯为光源,亚甲基蓝溶液为目标降解物测试N掺杂TiO_2纳米管阵列的光催化活性。结果表明,N掺杂TiO_2纳米管阵列对亚甲基蓝溶液的降解率明显高于未掺杂的TiO_2纳米管阵列。这是因为N掺杂后不仅使TiO_2禁带宽度变窄,并且N掺杂进入TiO_2晶格中形成O-Ti-N键和Ti-O-N键,使氧空位数量增加,从而使其光催化活性提高。     

新兴萃取技术处理废水中低浓度Cr(VI)的研究进展

随着国民经济的快速发展,铬资源的使用量日益增多,含铬废水的排放量也随之增加。Cr(VI)具有致癌性、致畸性和诱变性,如不加以治理将严重污染生态环境,并威胁人类健康。本文系统综述了新兴萃取技术处理废水中低浓度Cr(VI)的研究进展,并对目前存在的技术难点和未来的发展趋势进行了总结和展望。分析表明,传统萃取剂具有易乳化、易挥发及选择性低等缺点,研发一种经济、高效、绿色的新型萃取剂已迫在眉睫。液膜萃取、固相萃取、磁萃取和微流体萃取等新兴萃取技术与传统溶剂萃取（混合澄清萃取、离心萃取和塔式萃取）、化学沉淀、电化学法、膜分离、离子交换、光催化、吸附及生物等技术相比,其不仅能够高效处理含低浓度Cr(VI)的废水,使其达标排放,还可实现铬资源的回收再利用,符合可持续发展的理念。上述新兴萃取技术尚处于实验室研究阶段,未来必须在绿色萃取剂和新型萃取设备研发方面取得重大突破方可实现工业化应用。     

Nb5+掺杂r-TiO2的光催化分解水析氧活性

用钛酸丁酯低温水解方法合成不同掺杂Nb5 浓度的金红石型TiO2(r-TiO2)光催化剂,采用XRD、PL、DRS和BET等技术进行了催化剂表征.在光源为高压汞灯和氙灯、Fe3 为电子受体、悬浮液的pH值为2.0的条件下,考察Nb5 的掺杂量对r-TiO2粒子的光催化分解水析氧活性的影响,并探讨了掺杂催化剂的DRS,PL光谱与光催化活性的关系.结果表明Nb5 的掺杂量在0.5%～3.0%范围时,Nb5 掺杂没有引起r-TiO2的晶型改变,表面形成氧空位,在导带底附近形成施主能级,有利于光生电子和空穴的分离,掺杂催化剂光催化活性增强;掺杂催化剂光致发光强度与其光催化析氧活性的变化趋势一致,Nb5 掺杂量在1.0%(摩尔分数)时,PL光谱强度最大,光催化析氧活性最高,紫外光源和可见光源析氧速率分别达480 μmol/(L-h)和78 μmol/(L-h);Fe3 的初始浓度为8.0 mmol/L时,催化剂析氧活性最高.     

木素磺酸钙模板法液相合成花簇状ZnO及其光催化性能

采用液相沉淀法合成了花簇状纳米ZnO,利用FT-IR,UV-DRS,XRD,SEM/EDS,BET等技术对所制备的ZnO进行表征,研究了木素磺酸钙(LS)对纳米ZnO结构和形貌的影响.以甲基橙脱色降解为模型反应,考察了掺杂木素磺酸钙及不同煅烧温度对ZnO的物理结构和光催化脱色性能的影响.结果表明,掺杂木素磺酸钙能明显改变ZnO形貌,改善表面状态,使其比表面积增加,表面产生更多的羟基.煅烧后的木素磺酸钙掺杂ZnO较未掺杂样品具有更好的光催化活性.煅烧温度对光催化剂的晶体结构、表面性能和光催化活性产生较大影响,300℃煅烧处理后样品的结晶度较高,颗粒粒径较细,光催化活性较好.     

改性壳聚糖对湘江河水中重金属污染物Cr（Ⅵ）的吸附

利用分子印迹技术和甲基丙烯酸对壳聚糖进行改性,并在改变吸附条件、吸附动力学和吸附等温线的基础上,对湘江样水中Cr（Ⅵ）进行吸附研究。结果表明：X射线衍射谱显示印迹聚合物的结晶能力减弱,但非结晶区面积增加,吸附点位数提高,对Cr（Ⅵ）的吸附容量增大;印迹聚合物对Cr（Ⅵ）的吸附能力随时间的延长而增加,8h后达到饱和,最佳吸附时间是吸附后4～8h,对Cr（Ⅵ）的提取率最大值为33．7％。提取液最佳pH值是4．5～7．5;提取率随着壳聚糖脱乙酰度的增大而增大,吸附效果最好的是90％脱乙酰度壳聚糖。吸附量随着壳聚糖的浓度增加而增加,饱和后对Cr（VI）的提取率变化相对平稳,实验测得最高去除率为98．3％。Cr（Ⅵ）印迹壳聚糖吸附的准一级动力学和二级动力学模型线性相关系数分别是0．9013和0．9875,吸附速率分别为0．0091min-’和7．129g／（mg·min）。Cr（VI）印迹壳聚糖的吸附更符合二级动力学模型,与Langmuir吸附等温线的拟合性比Freundlich吸附等温线的更好,计算得到的最大吸附容量为15．784mg／g,对河水中Cr（Ⅵ）的吸附效果明显。     

离子液体Cyphos IL104的溶剂浸渍树脂的制备及其在铬(VI)回收中的应用(英文)

采用XAD-7树脂浸渍离子液体二(2,4,4三甲基戊基)亚膦酸三己基十四烷基烷基鏻(Cyphos IL104)。研究该种溶剂浸渍树脂(SIR)的制备过程及其在Cr(VI)分离中的应用,并对树脂的表面形貌和热稳定性进行表征。研究平衡时间和初始pH值对Cr(VI)吸附的影响,讨论溶剂浸渍树脂的吸附等温线、吸附和解吸附过程以及浸渍树脂的选择性。结果表明,萃取剂Cyphos IL104浸入了树脂的内部孔道中,溶剂浸渍树脂吸附Cr(VI)的最佳pH范围为0-2。当CyphosIL104作为解吸附溶液时,Cr(VI)可以从树脂上有效地脱附。     

等离子合金化/热氧化复合技术制备光催化N掺杂TiO2薄膜

目的 提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.方法 通过等离子表面合金化技术在316 L不锈钢表面制备结合良好的TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行热氧化,得到N掺杂TiO2薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度仪对制备的N掺杂TiO2薄膜进行表征,并通过光催化实验和亲水性实验考察其光催化性能和亲水性.结果 经过空气中450℃氧化处理2 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2,样品中的N元素取代了部分O.未掺杂TiO2和N掺杂TiO2的带隙宽度分别为3.25、3.08 eV.经热氧化处理后,薄膜表面致密,无裂纹和微孔,均匀分布着尺寸相近的微小凸起物.经可见光照射150 min后,N掺杂TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的最终降解率为20%.此外,N掺杂TiO2薄膜具有较高的亲水性,可见光照射下,30min内接触角降为8.5°.结论 N掺杂TiO2薄膜能有效提高316 L不锈钢表面的光催化和亲水性能.