磁性Fe_3O_4/改性焦炭的制备及其降解性能

以KOH为活化剂对焦炭进行活化制备改性焦炭,并采用原位氧化沉淀法制备出Fe_3O_4/改性焦炭,采用扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附脱附(BET)、傅里叶交换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及振动样品磁强计(VSM)对样品进行表征,并且研究了其对罗丹明B的催化降解性能。结果表明,改性焦炭表面粗糙,孔结构发达,含氧官能团丰富,Fe_3O_4分散且牢固地负载于改性焦炭上,其粒径比纯Fe_3O_4小。Fe_3O_4/改性焦炭具有超顺磁性,对罗丹明B的降解为拟一级反应,其降解的最佳条件为:催化剂用量为0.8g/L,H2O2初始浓度为30mmol/L,p H为3.0,温度为35℃。Fe_3O_4与改性焦炭存在协同催化作用,罗丹明B的去除率可达98.85%。Fe_3O_4/改性焦炭是一种稳定、易磁分离回收利用的磁性催化剂。     

改性沸石负载Fe_3O_4催化H_2O_2去除亚甲基蓝染料废水

利用改性沸石负载Fe_3O_4活化H_2O_2非均相Fenton体系氧化降解有机污染物亚甲基蓝。考察了催化剂改性沸石负载Fe_3O_4投加量、溶液初始pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝降解效果的影响,进而讨论Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2非均相Fenton体系的催化机理。结果表明,当催化剂投加量为2.40 g/L,初始溶液pH为5.33,H_2O_2浓度为5.93 mmol/L时,反应30 min后,9.60 mol/L的亚甲基蓝去除率可达到98.52%。通过自由基捕获剂抗坏血酸和羟基自由基捕获剂甲醇,证明了Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基和过氧自由基。     

仿酶磁性改性焦炭深度处理焦化废水的实验研究

采用氧化沉淀法制备了Fe_3O_4/改性焦炭复合催化剂,使用扫描电镜(SEM)和傅里叶交换红外光谱(FTIR)对其进行表征,考察了催化剂投加量、初始H_2O_2浓度、初始pH、温度对降解焦化废水效果的影响。结果表明,降解焦化废水的最佳条件:催化剂投加量为1.2 g/L,初始H_2O_2浓度为60 mmol/L,初始pH为3.0,温度为45℃,处理后的焦化废水达到排放标准。催化剂结构稳定、易磁分离循环利用。     

改性沸石负载Fe_3O_4催化H_2O_2去除亚甲基蓝染料废水

利用改性沸石负载Fe_3O_4活化H_2O_2非均相Fenton体系氧化降解有机污染物亚甲基蓝。考察了催化剂改性沸石负载Fe_3O_4投加量、溶液初始pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝降解效果的影响,进而讨论Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2非均相Fenton体系的催化机理。结果表明,当催化剂投加量为2.40 g/L,初始溶液pH为5.33,H_2O_2浓度为5.93 mmol/L时,反应30 min后,9.60 mol/L的亚甲基蓝去除率可达到98.52%。通过自由基捕获剂抗坏血酸和羟基自由基捕获剂甲醇,证明了Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基和过氧自由基。     

TiO_2-Fe_3O_4复合催化剂对乳酸左氧氟沙星的光解研究

针对抗生素的污染问题,采用磁性Fe_3O_4为核心制备新型纳米光催化复合材料,以乳酸左氧氟沙星为目标抗生素,与纯Ti O_2条件下光催化降解进行对比。结果表明,在p H为10~11、温度100℃、相同体积的0.5 mol/L的Fe SO_4与Fe Cl_3溶液制备的复合催化剂降解效果明显,质量浓度分别为10、100 mg/L的LVF溶液Ti O_2适宜用量分别为0.05、10 g/L。Fe_3O_4在反应过程中发挥了重要作用。该复合催化剂还具备多次回收利用、无污染等优势,可为医用及兽用抗生素的有效后处理提供参考。     

原位合成Cu-Fe_3O_4@花生壳炭及其非均相Fenton催化降解罗丹明B的研究

以花生壳炭(PAC)为载体,采用溶剂热法原位合成了Cu-Fe_3O_4@PAC,并用于非均相Fenton催化降解罗丹明B溶液。利用SEM、XRD、氮气吸附-脱附和XPS方法对合成的催化剂进行表征和分析。结果表明,将纳米Cu-Fe_3O_4负载于花生壳炭后,纳米Cu-Fe_3O_4的团聚程度减小、分散程度增大、结晶度明显降低,晶相结构为单质铜和Fe_3O_4,Cu-Fe_3O_4@PAC表面富含Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)和Cu(0)位点,有效提高了对罗丹明B的降解性能。在纳米Cu-Fe_3O_4@PAC质量浓度为0.3 g/L、H_2O_2浓度为20 mmol/L、溶液pH为4.5、反应温度为35℃、反应时间为2 h的条件下,罗丹明B降解率达91.4%,一级反应速率常数为0.020 7 min~(-1),比无花生壳炭载体的纳米Cu-Fe_3O_4对罗丹明B的降解率增加了26.8%。     

前驱体法制备四氧化三铁及其催化性能

采用前驱体法以钛白副产品为原料制备了Fe_3O_4(记为Fe_3O_4-PR),并将其作为催化剂催化H_2O_2降解活性艳红X-3B。考察了Fe_3O_4-PR的催化活性和稳定性,溶液pH、H_2O_2投加量和Fe_3O_4-PR投加量对该催化降解反应的影响。初步探究了该催化降解反应机理。XRD、SEM、磁性分析(VSM)和粒径分析(DLS)结果表明,采用前驱体法可成功制备出具有超顺磁性的多面立体结构Fe_3O_4-PR。性能测试表明,Fe_3O_4-PR具有良好的催化活性和稳定性。在pH=3、H_2O_2投加量为3.0 mmol/L及Fe_3O_4-PR投加量为1.0 g/L的条件下,活性艳红X-3B的降解率可达97%,总有机碳(TOC)去除率为47%。机理研究表明,该催化降解反应是在催化剂表面活性位点发生,·OH是主要活性物质,降解过程存在氧化还原循环。     

磁性固体酸催化制备高羟值植物油基多元醇

以ZrOCl_2·8H_2O和纳米Fe_3O_4为原料,用共沉淀法制备了ZrO_2/Fe_3O_4载体,并以浸渍法将SO_4~(2–)负载于ZrO_2/Fe_3O_4载体上作为活性中心,制得SO_4~(2–)/ZrO_2/Fe_3O_4催化剂。利用FTIR、EDS、XRD等对催化剂的组成、结构、表面酸性、磁性能进行了表征。将此磁性固体酸催化剂应用于甘油作为开环剂的环氧大豆油制备多元醇反应体系中,考察了催化剂用量、温度、反应时间等对开环转化率及产物羟值的影响。结果表明,最佳反应条件为:催化剂用量为环氧大豆油质量的1%,反应温度80℃,反应时间6 h。在该条件下环氧大豆油开环转化率达99%,产物羟值达365 mg KOH/g。     

Fe_3O_4/三维石墨烯非均相Fenton催化降解酸性红B

采用原位氧化还原法制备了三维石墨烯负载型Fe_3O_4(Fe_3O_4/3D GN)非均相Fenton反应催化剂,对其进行了表征,并用于酸性红B染料废水的Fenton氧化降解。表征结果显示:制备的Fe_3O_4/3D GN具有相互贯通的独特三维网状结构,Fe_3O_4纳米颗粒均匀分散在石墨烯片层中。实验结果表明:Fe_3O_4/3D GN具有较高的催化活性和稳定性。Fe_3O_4/3D GN非均相Fenton催化降解酸性红B的最佳工艺条件为:H2O2投加量0.67 m L/L,催化剂投加量1 g/L,初始溶液pH为6。在此最佳工艺条件下反应30 min,酸性红B染料废水的脱色率达到95.64%。     

Fe_3O_4/GO/Ag_3PO_4三元光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用改进Hummers方法制备氧化石墨烯GO和离子交换法制备Ag_3PO_4,并通过硅烷偶联剂KH560的引入合成磁性三元光催化材料Fe_3O_4/GO/Ag_3PO_4。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对目标复合三元光催化剂进行表征;以罗丹明B作为降解染料,做了光催化的性能评价;以乙二胺四乙酸二钠(Na_2-EDTA)、异丙醇(IPA)和对苯醌(BZQ)作为h⁺、·OH和O_2·的捕获剂,对光催化机理进行研究。结果表明,该方法合成步骤简单,通过表征等方法证明了Fe_3O_4/GO/Ag_3PO_4三元复合材料的合成并具有良好的磁性,提高了回收利用的价值;在200 W钨丝灯的照射下,对30 mg/L的罗丹明B进行降解,90 min后降解效率可达95%左右,降解效率比纯Ag_3PO_4降解效率提高了34%。     

酚醛树脂改性磁载TiO_2复合材料的制备及太阳光催化性能的研究

以Fe_3O_4为载体,采用溶胶-凝胶法制备酚醛树脂改性磁载TiO_2复合光催化剂,考察其太阳光催化降解苯酚的性能。探讨了Fe_3O_4和PF的负载量、焙烧温度、苯酚质量浓度、溶液的pH等对光催化降解苯酚活性的影响。通过FT-IR、XRD、SEM、UV-Vis等手段对复合光催化剂进行物相表征。结果表明,复合材料中TiO_2为锐钛矿相,PF改性和Fe_3O_4负载促进TiO_2可见光吸收。当苯酚质量浓度为10 mg/L、pH为6、太阳光照射180 min时,8%PF/5%Fe_3O_4/TiO_2(200℃、4 h)复合材料对苯酚的降解率为92.51%。Fe_3O_4的负载提高了各催化剂的磁回收性能。     

磁性Fe3O4/ZnO-BC光催化复合材料制备及对氨氮去除研究

通过共沉淀法制备Fe_3O_4/ZnO-BC复合材料,采用XRD、 UV-Vis、 TEM、 SEM等对材料进行了表征,结果表明:ZnO与Fe_3O_4形成核壳结构,并均匀分散于生物炭(BC)表面,复合材料同时存在Fe_3O_4和ZnO的晶相,Fe_3O_4/ZnO相比纯ZnO呈现更强的光吸收特性。考察了复合材料对水体中氨氮的去除能力,探究Fe_3O_4和ZnO物质的量比、 Fe_3O_4/ZnO与BC质量比、 pH值、催化剂投加量等因素对氨氮去除效果的影响。结果显示,当Fe_3O_4和ZnO物质的量比为1∶5, Fe_3O_4/ZnO与BC质量比为1∶1.5, pH值为11,催化剂投加量为3 g/L,废水体积为30mL,氨氮质量浓度为50 mg/L时,氨氮的去除率达到80%左右。复合材料可利用磁性简便回收,重复3次仍有良好的氨氮降解能力。     

Fe_3O_4-H_2O_2类Fenton法降解亚甲基蓝

以Fe Cl_3·6H_2O和Fe SO_4·7H_2O为原料,氢氧化钠溶液为沉淀剂,制备了磁性Fe_3O_4粒子。采用XRD、SEM方法表征,并研究了Fe_3O_4粒子对亚甲基蓝的降解作用。结果表明,Fe_3O_4粒子平均粒径为5μm,以Fe_3O_4-H_2O_2组成类Fenton反应体系降解10 mg/L的亚甲基蓝溶液,当溶液p H值为3,浓度3%的H_2O_2用量为4 m L和0.2 g Fe_3O_4粉末,9 h内亚甲基蓝的降解率可达98.69%。     

Fe_3O_4/g-C_3N_4活化过硫酸盐降解罗丹明B的研究

以片状g-C_3N_4、六水三氯化铁、柠檬酸三钠和尿素为原料,聚丙烯酰胺为稳定剂,采用水热法制备Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料并作为过硫酸钠(PS)降解罗丹明B(RhB)的活化剂。通过XRD、SEM、EDS、FT-IR对样品结构、形貌与组成进行表征。考察Fe_3O_4与g-C_3N_4的质量比、活化剂质量、PS质量、溶液pH等对Fe_3O_4/g-C_3N_4活化PS降解RhB效果的影响。结果表明,与g-C_3N_4复合有效提高了Fe_3O_4的分散性和活化性能;在Fe_3O_4与g-C_3N_4质量比为3∶4、Fe_3O_4/g-C_3N_4质量为50 mg、PS质量为20 mg、RhB溶液pH为2.1时,反应120 min RhB的降解率达到100%。Fe_3O_4/g-C_3N_4可用磁铁进行分离回收,循环使用5次,活化PS去除RhB降解率仍达95.5%。     

Fe_3O_4-H_2O_2类Fenton法降解亚甲基蓝

以Fe Cl_3·6H_2O和Fe SO_4·7H_2O为原料,氢氧化钠溶液为沉淀剂,制备了磁性Fe_3O_4粒子。采用XRD、SEM方法表征,并研究了Fe_3O_4粒子对亚甲基蓝的降解作用。结果表明,Fe_3O_4粒子平均粒径为5μm,以Fe_3O_4-H_2O_2组成类Fenton反应体系降解10 mg/L的亚甲基蓝溶液,当溶液p H值为3,浓度3%的H_2O_2用量为4 m L和0.2 g Fe_3O_4粉末,9 h内亚甲基蓝的降解率可达98.69%。     

蛭石-Fe_2O_3/MnO_2非均相Fenton催化剂降解水中罗丹明B染料

采用共沉淀法制备出蛭石–Fe_2O_3/MnO_2非均相Fenton催化剂,并利用该催化剂高效降解水中罗丹明B染料。利用X射线荧光光谱分析、N_2吸附、扫描电子显微镜、能谱分析仪以及X射线光电子能谱对材料进行了表征。结果表明:在室温,催化剂投加量0.1 g/L、H2O2投加量10.0 mmol/L、溶液初始p H=4.5以及罗丹明B浓度为90.0 mg/L的条件下,反应50 min罗丹明B的脱色率达到98.76%。运用一级动力学方程对反应过程进行拟合,R20.97。根据罗丹明B最大吸收峰位置的变化,推断反应体系中可能发生的反应并进行了自由基掩蔽实验。     

Fe3O4-MnO2/Gh的制备及其对氯乙酸的降解研究

通过水热法制备了磁性复合材料Fe_3O_4-MnO_2/Gh,并通过XRD、SEM、VSM和XPS等技术对其进行了表征分析。将Fe_3O_4-MnO_2/Gh作为非均相电-Fenton催化剂应用于电催化体系,考察了非均相电-Fenton体系对氯乙酸的降解效果。结果表明,在Fe_3O_4和MnO_2的协同作用下,Fe_3O_4-MnO_2/Gh非均相电-Fenton体系实现了对氯乙酸的高效降解。在催化剂投加量为0.8 g/L、电流密度为8 mA/cm~2,pH为5,反应时间为45 min,O_2流量为200 mL/min时,其TOC去除率可达80.68%,有机氯的转化率为98%,且该催化剂具有较高的稳定性。     

Co-Fe/Al_2O_3非均相催化H_2O_2/PMS降解罗丹明B

为了改进Fenton氧化法的缺陷,采用浸渍法制备了负载型双金属Co-Fe/Al_2O_3催化剂,探究了在非均相催化条件下活化过氧化氢(H_2O_2)与过硫酸氢钾(PMS)降解罗丹明B(Rh B)的性能,并分别考察了处理方法、反应温度、反应时间对罗丹明B降解率的影响。结果表明,在Co-Fe/Al_2O_3催化剂、H_2O_2和PMS的共同作用下,罗丹明B的氧化降解率随着反应温度和反应时间的增加而提高。     

g-C_3N_4-Ag_3PO_4/Fe_3O_4磁性光催化剂的制备及性能研究

以光催化降解罗丹明B为探针,考察了反应条件对催化剂性能的影响,并通过XRD、FTIR和UV-Vis-DRS对部分催化剂的结构和光吸收性能进行了表征。结果表明,该催化剂中g-C_3N_4呈现出类石墨层状结构,Ag_3PO_4为立方晶相,Fe_3O_4为立方尖晶石型,Ag_3PO_4对g-C_3N_4的复合拓宽了其光谱响应范围,g-C_3N_4、Ag_3PO_4和Fe_3O_4通过分子间作用力复合。光催化降解实验表明,在g-C_3N_4-Ag_3PO_4/Fe_3O_4投加量为0.83 g/L,反应体系pH=7及可见光下反应105 min的条件下,该催化剂对5 mg/L的罗丹明B的降解率高达98.81%。此外,该催化剂还对其它3种染料也表现出良好的光催化降解能力,并且该催化剂可通过磁分离回收,回用稳定性较好。     

g-C_3N_4-Ag_3PO_4/Fe_3O_4磁性光催化剂的制备及性能研究

以光催化降解罗丹明B为探针,考察了反应条件对催化剂性能的影响,并通过XRD、FTIR和UV-Vis-DRS对部分催化剂的结构和光吸收性能进行了表征。结果表明,该催化剂中g-C_3N_4呈现出类石墨层状结构,Ag_3PO_4为立方晶相,Fe_3O_4为立方尖晶石型,Ag_3PO_4对g-C_3N_4的复合拓宽了其光谱响应范围,g-C_3N_4、Ag_3PO_4和Fe_3O_4通过分子间作用力复合。光催化降解实验表明,在g-C_3N_4-Ag_3PO_4/Fe_3O_4投加量为0.83 g/L,反应体系pH=7及可见光下反应105 min的条件下,该催化剂对5 mg/L的罗丹明B的降解率高达98.81%。此外,该催化剂还对其它3种染料也表现出良好的光催化降解能力,并且该催化剂可通过磁分离回收,回用稳定性较好。