玻璃微珠-Cu/Cu_2O复合镀层的制备及其光催化降解甲基橙的研究

采用化学镀铜和水热氧化法制备了玻璃微珠-Cu/Cu2O复合镀层,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对样品结构和形貌进行了分析和表征,在日光灯照射下降解一定浓度的甲基橙溶液,研究其对甲基橙溶液的降解效果。研究了催化剂用量、pH值和甲基橙初始浓度对甲基橙降解率的影响以及催化剂在重复使用中的稳定性。     

T-ZnOw光催化降解甲基橙的动力学研究

研究了四针状氧化锌晶须在紫外光照射条件下对甲基橙的降解活性,考查了甲基橙溶液初始浓度、催化剂浓度及种类等对光催化降解的影响,并初步探讨了其反应动力学.实验结果显示,四针状氧化锌晶须光催化降解反应基本符合一级动力学规律,光催化效果随着甲基橙初始溶液浓度的增加而降低,最佳浓度为2g/L,是一种降解效果优异的光催化材料.     

TiO_2/ACF光催化降解甲基橙废水性能研究

以活性炭纤维(ACF)为载体,采用溶胶-凝胶法制备活性炭纤维负载二氧化钛复合材料(TiO_2/ACF)。以甲基橙为模型化合物,研究TiO_2/ACF对染料废水的光催化降解活性,考察光照时间、溶液初始浓度、pH值、光强、重复使用次数等因素对甲基橙溶液去除率的影响。结果表明,TiO_2/ACF对甲基橙废水具有较好的光催化降解活性和重复利用性,ACF吸附和TiO_2光催化产生了协同作用。     

TiO_2柱撑蒙脱土的制备及其光催化性能的研究

采用TiCl4在 HCl中的水解制备TiO2柱撑蒙脱土(TiO2-PILM)纳米光催化材料,通过X射线衍射和红外光谱对其进行了表征.考察了甲基橙的初始浓度、甲基橙溶液、pH值对光催化降解效果的影响.结果表明,TiO2-PILM具有大的晶面间距,TiO2-PILM 对甲基橙有较好的光催化活性,吸附动力学数据很好地符合Lagergren二级速率方程,在甲基橙初始浓度为10mg/L、投样量为0.02g、在酸性或碱性条件时,TiO2-PILM对甲基橙的降解率较高.     

爆轰法合成纳米TiO_2及其光催化性能

采用黑索金为可爆药剂,用爆轰法制备出了类球形混晶纳米TiO2粉体,并对合成的纳米TiO2粉末进行了表征。以甲基橙为研究对象,紫外灯为光源,研究了甲基橙初始浓度、纳米TiO2用量、甲基橙溶液初始pH值、超声分散和光照时间对甲基橙降解率的影响。研究表明,所制备的纳米TiO2为锐钛矿、板钛矿和金红石组成的混晶体,平均粒度约为18nm。在氧化钛浓度固定的条件下,甲基橙溶液初始浓度越高降解率越低。随着氧化钛加入量的增加,甲基橙溶液的降解率先增大后减小,而氧化钛的加入量超过40.0mg/L后,甲基橙溶液的降解率又呈升高的趋势。超声波分散的纳米氧化钛的表观反应速率明显高于未经超声波分散的氧化钛的表观反应速率。随着光催化时间的延长,光转化率逐渐升高。     

纳米四针状氧化锌晶须光催化降解甲基橙

以纳米四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)为光催化剂,以甲基橙为染料模型化合物,研究了T-ZnOw的光催化氧化降解性能.考察了甲基橙溶液的初始浓度、催化剂用量和粒径等因素对光催化氧化降解反应的影响.研究结果表明,纳米T-ZnOw光催化氧化降解甲基橙的反应遵循一级反应动力学规律;光催化剂纳米T-ZnOw的最佳用量为2g/L,此时经60min光催化降解后,甲基橙溶液的色度剩余率仅为8%;T-ZnOw粒子直径越小,光催化活性越高,效果越好.对比实验和重复实验结果表明,纳米T-ZnOw的光催化氧化降解效果比纳米TiO2和普通球形纳米ZnO粉体更好,是一种高效、长寿的光催化剂材料.     

P(MMA-AN)/TiO2复合粒子的制备及光催化性能

采用原位乳液聚合方法制备了基于共价键结合的P(MMA-AN)/TiO2复合粒子,红外光谱和热失重分析结果表明P(MMA-AN)在TiO2表面接枝率为15.9%。以甲基橙溶液为目标污染物,研究了P(MMA-AN)/TiO2复合粒子和TiO2对甲基橙的吸附和光催化降解甲基橙溶液的性能,结果表明:两种粒子对甲基橙的吸附都很少;在相同时间内,P(MMA-AN)/TiO2复合粒子对甲基橙溶液的降解性能优于TiO2,紫外光照180 min后,P(MMA-AN)/TiO2复合粒子对甲基橙溶液的降解率达到了88%,而TiO2仅为74%。     

铁掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Fe3 的纳米TiO2微粒,采用X光衍射仪对粉体进行了表征.以甲基橙为目标降解物,研究了Fe3 掺杂纳米TiO2光催化性能.结果表明,掺杂适量Fe3 能够提高TiO2的光催化活性,当Fe3 的掺入量为摩尔比0.41%时催化活性最高.以紫外灯为光源,降解初始浓度为20mg·L-1的250mL甲基橙溶液,催化剂0.41%(摩尔分数)Fe3 -TiO2投加量为0.5g时,甲基橙的光催化降解效果最好.     

活性炭在三维电极法处理染料废水中的应用

采用活性炭作为自制三维电极反应器中的第三极，并用此电极反应器对甲基橙模拟染料废水的降解进行了实验研究。重点讨论了电压、电解质浓度以及溶液pH等因素对CODCr去除率和甲基橙去除率的影响。研究结果表明：活性炭作为第三极的三维电极反应器对甲基橙模拟染料废水进行降解，甲基橙浓度去除率到达90％，CODCR去除率达到80％。并由此展望了活性炭在三维电极处理染料废水的应用前景。     

掺Fe3+A-TiO2的水热法制备及其光催化性能研究

采用水热法以硫酸钛为原料制备了掺Fe3+ TiO2粉末,并通过SEM、TEM和XRD测定了样品的形貌和晶型,研究了自制掺Fe3+TiO2对甲基橙溶液的光催化降解作用.结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿型(即A-TiO2).254nm紫外光照射下,用自制掺Fe3+A-TiO2降解甲基橙溶液的最佳条件是:在12mg/L甲基橙溶液中加入0.050g掺5%Fe3十(摩尔分数)的A-TiO2粉末,28℃恒温反应4h,降解率达到62.52%.同样条件下不加A-TiO2时甲基橙自身光解率为16.73%,加入纯A-TiO2时甲基橙降解率为51.75%,而加入掺杂10%Fe3+的A-TiO2其降解率为59.01%.     

液相沉淀法制备FeVO_4新型可见光催化剂及其性能研究

采用液相沉淀法制备了FeVO4光催化剂样品,分别研究了不同的制备条件(V/Fe物质的量比、沉淀反应pH值和煅烧温度)对样品的理化性能及其光催化性能的影响.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和DRS等方法对样品结构和形貌进行分析和表征,并通过在紫外灯和可见光照射下降解一定浓度的甲基橙溶液,评价其光催化活性.实验结果表明:当V/Fe物质的量比为1、pH值为8时生成沉淀,并于800℃煅烧4h后制得三斜型FeVO4,禁带宽度为2.05eV;在40W紫外灯照射下对甲基橙溶液的脱色率最大,100min达94%左右.FeVO4晶粒表面光滑,形状规则,粒径大约为100nm,部分呈棒状晶形,且其在可见光下也具有一定的光催化活性,20W节能灯照射下对甲基橙溶液的脱色率达82.3%左右.     

Cu掺杂FeVO4光催化剂的制备及其光催化性能

为进一步提高钒酸铁(FeVO4)光催化活性,采用液相沉淀法分别制备钒酸铁和钒酸铜前躯体,再将钒酸铁和钒酸铜前驱体混合后进行热处理,制备了铜掺杂钒酸铁光催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、表面积(BET)和X射线光电子能谱分析(XPS)对样品进行表征和分析.在可见光照射下,通过光催化降解甲基橙溶液评价Cu掺杂对FeVO4光催化剂活的影响.结果表明,Cu/FeVO4光催化剂为三斜型,当掺杂质量分数大于5%时,晶体中出现新相Cu3Fe4(VO4)6;掺杂后样品的表面形貌产生了变化,但其比表面积变化较小;Cu/FeVO4样品的光催化活性大幅提高,主要是由于FeVO4和新相间起到类似复合半导体的作用;在所进行实验的条件下,钒酸铜的最佳掺杂质量分数为5%时,掺杂后的FeVO4对甲基橙溶液的脱色率较未掺杂前提高30%左右.     

Studies on photodegradation of two commercial dyes in aqueous phase using different photocatalysts

The present study involves the photocatalytic degradation of Methyl Orange (MO) and Rhodamine 6G (R6G), employing heterogeneous photocatalytic process. Photocatalytic activity of various semiconductors such as titanium dioxide (TiO(2)), zinc oxide (ZnO), stannic oxide (SnO(2)), zinc sulphide (ZnS) and cadmium sulphide (CdS) has been investigated. An attempt has been made to study the effect of process parameters viz., amount of catalyst, concentration of dye and pH on photocatalytic degradation of MO and R6G. The experiments were carried out by irradiating the aqueous solutions of dyes containing photocatalysts with UV and solar light. The rate of decolorization was estimated from residual concentration spectrophotometrically. Similar experiments were carried out by varying pH (2-10), amount of catalyst (0.25-2.0g/l) and initial concentration of dye (5-200mg/l). The experimental results indicated that the maximum decolorization (more than 90%) of dyes occurred with ZnO catalyst and at basic pH and the maximum adsorption of MO was noticed at pH 4 and of R6G at pH 10. The percentage reduction of MO and R6G was estimated under UV/solar system and it was found that COD reduction takes place at a faster rate under solar light as compared to UV light. In case of R6G, highest decolorizing efficiency was achieved with lower dose of catalyst (0.5g/l) than MO (1g/l) under similar conditions. The performance of photocatalytic system employing ZnO/solar light was observed to be better than ZnO/UV system.     

离子液体中纤维素/TiO_2复合材料的制备及其性能

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐BMIMCl为反应介质,钛酸丁酯作为钛前驱物,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2,并将其负载在纤维素上,制备纤维素/TiO_2复合材料。采用单因素实验对反应条件进行优化,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、紫外光漫反射(DRS)及热分析仪(TG)对复合材料结构及性能进行表征。以紫外光为光源,研究纤维素/TiO_2复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解性能。结果表明:采用离子液体BMIMCl作为反应介质,可在常温常压下制备出高活性的光催化复合材料;TiO_2负载于纤维素后的复合材料对甲基橙的降解率在80min达到97.09%,与未负载的纳米TiO_2光催化剂相比,复合材料对甲基橙的降解率提高了37%。纤维素/TiO_2复合材料重复利用4次后对甲基橙的降解率仍能达到62.66%。     

以玉米秸秆为模板制备N掺杂BiVO4及其可见光光催化性能

以六次甲基四胺(C₆H₁₂N₄)为氮源, 玉米秸秆为模板, 采用溶胶-凝胶法制备N掺杂BiVO₄(CS-BiVO₄-xN), 并采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等表征手段对样品进行表征和分析。在可见光照射下, 通过光催化降解甲基橙溶液评价N掺杂对BiVO₄光催化剂活性的影响。结果表明: N掺杂没有改变BiVO₄的晶型; 掺杂的N取代BiVO₄中部分O, 以-N-V-O形式存在, 产生杂质能级, N掺杂导致BiVO₄表面氧空位增加, 二者协调作用致使禁带宽度变窄, 光吸收带边发生红移, 提高了其活性。以玉米秸秆为模板制备的蜂窝状BiVO₄, 颗粒分散好, 晶体粒径小, 有效提高了BiVO₄初始吸附能力, 促进了光催化活性; 可见光光照50 min时, CS-BiVO₄-12N样品对甲基橙的脱色率达80.9%, 较CS-BiVO₄(25.56%)和BiVO₄-12N(28.34%)有明显提高。     

RGO/ZnO纳米棒复合材料的合成及光催化性能

采用水热合成法制备ZnO纳米棒及RGO/ZnO纳米棒复合材料。研究不同含量的RGO对RGO/ZnO纳米棒复合材料光催化活性的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射电子显微镜(FESEM)、光电子能谱仪(XPS)及漫反射紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)检测手段对RGO/ZnO进行表征。结果显示:RGO与ZnO纳米棒成功复合。加入GO的含量不同,获得的RGO/ZnO样品在可见光区域的吸光度值不同。以甲基橙作为模拟污染物的光催化结果表明,RGO/ZnO复合材料具有高的紫外-可见光光降解效率,加入GO与ZnO的质量比为3%时,样品紫外-可见光光催化性能最佳,120min内甲基橙基本可以完全降解;且在波长大于400nm可见光照射下,RGO/ZnO具有一定的可见光活性,180min内其降解甲基橙效率最大可达26.2%。同时,RGO/ZnO具有较好的光稳定性。     

纳米Ag包覆Bi_2O_3颗粒的制备及其可见光催化性能评价

本文采用两步合成工艺,通过化学共沉淀工艺制备β-Bi_2O_3纳米颗粒;经室温原位还原硝酸银,制备不同包覆量纳米Ag负载的Bi_2O_3(Ag/β-Bi_2O_3)光催化剂颗粒。对该光催化剂进行结构表征,并以甲基橙溶液模拟废水在可见光下评价其光催化性能。透射电子显微镜(TEM)测试表明纳米Ag均匀包覆于β-Bi_2O_3颗粒表面,其中β-Bi_2O_3聚集体的颗粒尺寸约30nm,而分散的纳米Ag晶体约为20nm。紫外可见光谱(UV-vis)谱图表明Ag/β-Bi_2O_3复合材料的带隙能比纯相Bi_2O_3要小,对可见光利用率相应增加,光催化性能随之增强。其中以2.0%(质量比)Ag包覆β-Bi_2O_3颗粒的光催化性能最佳。     

Photo-reductive decolorization of an azo dye by natural sphalerite: Case study of a new type of visible light-sensitized photocatalyst

Natural sphalerite, which represents a new class of mineral-based catalyst, was characterized and investigated for photo-reduction of an azo dye methyl orange (MO) under visible light. After 2 h of visible light irradiation, a complete decolorization of the MO solution was achieved. The degradation rate was related to the pH conditions. Spectra from FT-IR analysis indicate an initial adsorption of MO to sphalerite via its sulfonate group. Further reduction of the adsorbed MO by sphalerite under light irradiation led to the destruction of the azo structure, as indicated by the results from UV–vis, FT-IR and ESI-MS analyses. The visible light-induced photocatalytic reductive activity of natural sphalerite was mainly attributed to the distribution of foreign metal atoms in its crystal lattice, which reduces the intrinsic bandgap of sphalerite and also broadens its spectra responding range. In addition, the high conduction band potential of natural sphalerite may also enhance the photo-reduction of MO.     

溶胶一凝胶法制备钒酸铋及其光催化性能研究

采用溶胶一凝胶法制备钒酸铋颗粒光催化剂,研究银掺杂、煅烧温度、煅烧时间对BiVO4晶型组成和催化活性的影响,用X射线衍射（XRD）、透射电镜进行表征,研究了BiVO4粉体在焙烧过程中的相转变,确定了煅烧温度、煅烧时间及掺杂比例;以甲基橙（MO）的可见光催化降解反应为探针,研究了催化剂的可见光催化性能,研究发现,当煅烧时间为4h,煅烧温度为500℃时,BiV04对甲基橙光催化效率可达约20％。银掺杂的BiVO4对基橙光催化效率可达约40％。