GO/CoFe2O4催化过硫酸盐降解邻苯二甲酸二丁酯效能

为高效地去除水中环境激素类污染物,采用共沉淀法合成了氧化石墨烯负载钴尖晶石铁氧体(GO/CoFe_2O_4)催化剂,催化过硫酸盐(PMS)去除水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP).采用SEM、TEM、XPS、XRD对催化剂进行表征,研究不同条件下催化PMS去除水中DBP的效果,提出催化PMS反应机理.结果表明,GO/CoFe_2O_4为颗粒状尖晶石结构,室温下,DBP初始浓度为2μmol/L、催化剂投量为0.1 g/L、PMS浓度为20μmol/L、pH为7时,GO/CoFe_2O_4催化PMS体系对DBP的去除率可达89%,使用5次后催化效果仅降低5%.该新型复合催化剂高效、具有磁性、方便回收,具有良好的工程应用前景.     

C_OFe_2O_4催化PMS降解甲基橙的实验

采用溶胶凝胶法制备了磁性催化剂铁酸钴(C_OFe_2O_4),借助于X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积、磁滞回线(VSM)等手段对催化剂进行表征。以甲基橙溶液模拟染料废水,开展了C_OFe_2O_4催化活化过一硫酸氢钾(PMS)降解甲基橙的实验研究。考察了催化剂用量、PMS的浓度、溶液初始p H、反应温度对甲基橙降解效率的影响,得到了反应的最佳条件。当C_OFe_2O_4浓度为0.16 g/L,PMS浓度2.3 mmol/L,溶液初始pH为3,反应温度为25℃时,甲基橙的降解效率可达89.96%。通过查阅相关文献及X射线光电能谱分析(XPS)推测了甲基橙的降解机理。     

封面图片说明

<正>催化过硫酸盐降解邻苯二甲酸二丁酯效能",为GO/CoFe_2O_4催化过硫酸盐(PMS)降解邻苯二甲酸二丁酯(DBP)反应机理图.GO/CoFe_2O_4表面存在大量表面羟基位封面图片来自本期论文"GO/CoFe_2O_4点,当接触溶液后会被羟基化,生成表面羟基基团,由于电子转移作用,使得Co(Ⅱ)/CoⅢ)与     

Co,N,P/TiO_2/SiO_2/CoFe_2O_4磁性粒子的特性及其光电催化降解罗丹明B的研究

以自制的包覆有SiO_2的CoFe_2O_4磁性颗粒为载体,采用溶胶-凝胶法在其上覆盖掺杂有Co,N,P元素的TiO_2,制备出Co,N,P/TiO_2/Si O_2/CoFe_2O_4颗粒,用振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)及扫描电子显微镜(SEM)对其磁性、晶型、元素及形貌组成进行表征。将Co,N,P/TiO_2/SiO_2/CoFe_2O_4颗粒作为粒子电极及光催化剂应用于罗丹明B的光电催化降解实验。结果表明:Co,N,P/TiO_2/SiO_2/CoFe_2O_4颗粒光电催化降解Rh B的降解良好,反应40 min后Rh B的去除率达91.02%,通过磁性分离其可以有效的分离回收再利用。     

纳米CuFe2O4活化过一硫酸盐降解诺氟沙星性能

为研究使用过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术去除水体中微量有机污染物的高效可行方法,通过柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备纳米CuFe_2O_4材料,以其为非均相催化剂,探究CuFe_2O_4/PMS体系对诺氟沙星(NFX)的降解性能.采用X射线衍射仪、电子透射显微镜、BET手段对材料进行表征,考察煅烧温度对纳米CuFe_2O_4结构及催化性能的影响,并试验纳米CuFe_2O_4的重复使用性和稳定性.探讨纳米CuFe_2O_4投加量、PMS浓度、溶液初始pH对CuFe_2O_4/PMS体系降解NFX性能的影响,并探究该体系的氧化活性物种及降解机理.结果表明:制备纳米CuFe_2O_4的最佳煅烧温度为400℃,该温度下纳米CuFe_2O_4晶型较好,比表面积较大,且表现出较高的催化活性;在纳米CuFe_2O_4/PMS体系中,控制NFX初始质量浓度为5 mg/L,最适宜的反应条件为:纳米CuFe_2O_4投加量为0.1 g/L、PMS浓度为0.5 mmol/L、初始溶液pH为9.5,该条件下反应30 min后NFX的去除率高达99%;纳米CuFe_2O_4能有效活化PMS生成·OH和SO_4~-·,SO_4~-·是实现NFX快速降解的主要活性物种.     

活性碳纤维负载喹啉铁活化PMS氧化染料的研究

以活性碳纤维(Activated carbon fibers,ACFs)为催化载体,制备出负载喹啉铁(8-hydroxyquinoline iron,QuFe)的催化材料QuFe@ACFs。采用活性艳红195(RR 195)染料为探针化合物,以过一硫酸氢盐(Peroxymonosulfate,PMS)为氧化剂进行催化氧化实验,探究QuFe@ACFs在不同因素对的催化活性的影响。实验结果表明:QuFe负载到活性碳纤维上,极大地提高其催化活性;在PMS存在时,QuFe@ACFs具有良好的持续催化性能;当PMS用量为0.5 mmol/L时,QuFe@ACFs/PMS体系的催化活性增加,但是当PMS用量低于或者高0.5mmol/L时,QuFe@ACFs/PMS催化活性降低;随着反应温度的升高,对染料RR 195去除效率增快。利用醇类捕获技术检测到QuFe@ACFs/PMS体系中的活性氧种是羟自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO4·-),并推测可能的催化氧化反应机理。QuFe@ACFs合成方法简单、实用性强,拓宽传统芬顿催化剂活化PMS的pH使用范围,解决传统铁离子活化PMS技术中存在的二次污染问题。     

γ-Fe_2O_3@C柔性复合纳米纤维的制备及结构性能

磁赤铁矿(γ-Fe_2O_3)具有廉价的成本、独特的催化特性以及良好的磁学性能。由静电纺丝制备了新型柔性磁性纳米纤维,使用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射仪及超导量子干涉仪对产物进行了表征,结果显示:柔性磁性纳米纤维具有γ-Fe_2O_3磁性纳米粒子包覆在碳骨架上的复合结构。吸附试验结果显示γ-Fe_2O_3@C纳米纤维对甲基橙染料有快速吸附的性能。     

γ-Fe_2O_3@C柔性复合纳米纤维的制备及结构性能

磁赤铁矿(γ-Fe_2O_3)具有廉价的成本、独特的催化特性以及良好的磁学性能。由静电纺丝制备了新型柔性磁性纳米纤维,使用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射仪及超导量子干涉仪对产物进行了表征,结果显示:柔性磁性纳米纤维具有γ-Fe_2O_3磁性纳米粒子包覆在碳骨架上的复合结构。吸附试验结果显示γ-Fe_2O_3@C纳米纤维对甲基橙染料有快速吸附的性能。     

新型PW杂多酸合成及处理甲基橙废液的应用研究

PW杂多酸具有良好的化学特性,被广泛的应用于化工催化合成、氧化等多个领域。采用水热合成法合成出一种具有新奇三维空间结构的PW杂多酸(C_2H_9N_2)_4(C_2H_(10)N_2)[Co_3W_4P_4O_(28)],对其进行结构表征。用H_2O_2对其进行敏化,采用500 W的氙灯照射,催化处理甲基橙模拟废液。对甲基橙溶液的初始浓度,溶液p H及PW杂多酸用量进行优化。实验发现,当甲基橙溶液的浓度为10 mg/L,PW杂多酸用量为2 g/L,pH为1时,甲基橙的降解率达到最大值,为78.32%,具有一定的工业研究价值。     

水热法合成CoAl2O4纳米粒子及其甲烷催化燃烧性能研究

以Co(No_3)2·6H_2O和Al(No_3)_3·9H_2O为原料,采用水热法合成了CoAl_2O_4纳米粒子,考察了水热反应时间和反应温度对CoAl_2O_4晶粒尺度的影响。当水热反应温度高于230℃时,能得到纯的CoAl_2O_4粒子;在240℃反应20h时得到的粒子的粒径最小。在固定床石英管反应器中测试了CoAl_2O_4的甲烷催化性能,CoAl_2O_4催化剂表现出较高的甲烷催化燃烧活性,催化剂的颗粒较小时,计算得到其表观活化能较低为76.87(kJ!mol-1),甲烷催化燃烧的反应速率较高,这可归因于小颗粒CoAl_2O_4催化剂暴露出较多的甲烷催化燃烧活性位。     

Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的吸附性能

采用超声沉淀法合成Fe_3O_4/GO复合材料,通过SEM、XRD、FTIR和VSM对Fe_3O_4/GO复合材料的形貌、结构和磁性进行表征,通过对甲基橙溶液的吸附实验考察p H值、吸附剂添加量、吸附时间等因素对Fe_3O_4/GO复合材料吸附效果的影响,并进行了吸附动力学和等温吸附模型拟合.结果表明:Fe_3O_4与GO成功复合,Fe_3O_4/GO复合材料具有超顺磁性,在外在磁场的作用下可实现吸附剂与吸附质的快速分离;pH3.5时,染料去除率随着pH值增大呈下降趋势;随着吸附剂添加量增大,染料去除率逐渐增大;随着吸附时间增加,染料去除率先急剧上升,然后上升幅度趋缓直至达到吸附平衡;Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型,为化学单层吸附;pH为3左右,温度为298 K时,Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的最大吸附容量可达139.7 mg/g.     

磁性β-环糊精聚合物/TiO2的制备及光催化性能

为制备磁性环境下容易分离的新型光催化剂,制备了磁性β-环糊精聚合物/TiO2,采用IR、XRD、SEM和振动样品磁强计(VSM)对合成的磁性杂化材料进行了表征。结果表明:合成的新型杂化材料不仅具有环糊精特征结构和TiO2的无机组分,并且具有很好的磁性能。以甲基橙溶液为目标降解物考察了光催化剂的活性,结果表明磁性β-环糊精聚合物/TiO2的催化效率是TiO2的2.4倍。考察了催化剂用量和催化时间对光催化性能的影响,实验证明:当催化剂用量是0.8g/L及光催化时间为8 h时,材料表现出更为优良的光催化性能。     

纳米修饰光触媒对活性染料溶液的脱色性研究

采用纳米修饰Ti O_2为光触媒剂,探讨了其对活性红X-3B染料溶液的光催化脱色性能及工艺因素的影响,同时采用优化工艺对结构复杂的双活性基染料进行了光触媒脱色应用。实验结果显示,纳米修饰光触媒Ti O_2对活性红X-3B染料溶液的光催化脱色性能,受溶液初始p H值、溶液中氧气、光触媒处理时间、促进剂H_2O_2的影响显著,而光触媒剂及促进剂KAl(SO_4)_2·12H_2O用量的影响相对较小。特别是当溶液在酸性及具有良好通氧条件下,更有利于纳米修饰光触媒Ti O_2对活性红X-3B染料的光催化降解。紫外-可见吸收光谱分析显示,纳米修饰光触媒Ti O_2可有效实现对溶液中活性染料分子结构的彻底降解。优化工艺条件下,纳米修饰光触媒Ti O_2对结构复杂的双活性基染料的脱色率可达到87.90%~93.75%,显示出优良的光触媒脱色特性。     

CoFe_2O_4/Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3异质结磁电复合薄膜的制备与多铁性能

利用射频磁控溅射法在Pt(200)/TiO_2/SiO_2/Si衬底上沉积CoFe_2O_4/Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3异质结层状磁电复合薄膜(Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3作为底层,CoFe_2O_4作为顶层)。X射线衍射表明CoFe_2O_4/Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3异质结复合薄膜是多晶的,由钙钛矿Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3相和尖晶石Co Fe2O4相组成。场发射扫描电镜表明在CoFe_2O_4薄膜和Ba_(0.8)Sr_(0.2)TiO_3薄膜之间有明显的界面。复合薄膜的介电常数随频率的变化关系显示了介电色散。复合薄膜表现为良好的铁电性和铁磁性共存。另外,复合薄膜具有直接的磁电耦合效应,磁电电压系数αE先随着偏置磁场Hdc的增大而增大,当偏置磁场Hdc增加到5.6 k Oe,复合薄膜达到最大的磁电电压系数,其值αE=8.7 m V/(cm·Oe),然后随着偏置磁场Hdc的进一步增大,磁电电压系数αE反而减小。     

负载金属催化剂催化油酸甲酯加氢制备油醇的工艺研究

合成了负载型金属催化剂并用于催化油酸甲酯加氢制备油醇,考察了Ru/Al_2O_3和Ru/Sn/Al_2O_3催化剂对催化加氢效果的影响,结果表明:相对于Ru/Al_2O_3催化剂,Ru/Sn/Al_2O_3是具有更佳加氢催化性能的催化剂。在油酸甲酯4.0g、催化剂Ru/Sn/Al_2O_30.20g(Ru、Sn的质量分数分别为2.6%和3.0%)、反应温度270℃、反应时间6h、氢气压力5 MPa的较佳反应条件下,产物羟值191mg·g~(-1)和碘值9mg·(100g)~(-1)。分离所得催化剂不经处理重复使用6次后,所得产物的羟值和碘值分别为183mg·g~(-1)和12mg·(100g)~(-1)。采用XRD手段对使用前后的Ru/Sn/Al_2O_3和Ru/Al_2O_3催化剂进行了表征,结果表明:使用前后的催化剂在结构上没有发生明显的变化。     

H2O2光化学氧化技术对4BS和甲基橙的脱色研究

采用四种氧化技术:1.H_2O_2;2.芬顿;3.H_2O_2+紫外线;4.光芬顿;对常用染料直接耐酸大红4BS和甲基橙进行脱色研究。结果表明,光芬顿脱色效果最好,在10 min时,大红4BS和甲基橙脱色率分别高达99.56%和95.88%;H_2O_2(30%)投加量为0.2 mL时,大红4BS最适Fe~(2+)浓度为1 mg/L,甲基橙最适Fe~(2+)浓度为2 mg/L;中性有利于大红4BS降解,弱酸弱碱有利于甲基橙降解;实验比较了254 nm、308nm和365 nm三种紫外光源,发现254 nm紫外线对两染料降解最好。并对两染料进行了光谱分析。     

磁性Fe_3O_4@MOF复合材料的制备及对阳离子艳红5GN的物理吸附和光催化降解

为清除印染废水中的有机染料,通过混合法合成了Fe_3O_4@HKUST-1复合材料,采用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜以及饱和磁化强度对其进行表征,并用复合材料对水相中的阳离子艳红5GN进行了物理吸附和可见光催化实验。结果表明,复合材料具有较好的晶形和磁性,易于外加磁场分离。10mg的吸附剂在180min内对20ml质量浓度为36.71mg/L的吸附效率高达87.3%,吸附速率为7.9×10~(-4)mg/(g·min);在可见光照射下,5mg的催化剂在170min对40ml质量浓度为18.061mg/L的阳离子艳红溶液的降解率高达99.2%;经过5循环实验,在保留良好磁性性的情况下,复合材料对染料的吸附和光催化能力近乎不变。     

纳米Fe_3O_4/超支化聚合物制备及性能

为了提高纳米Fe_3O_4的分散性,以马来酸酐改性超支化聚合物(简称超支化物)为模板,采用原位共沉淀法制备纳米Fe_3O_4/超支化物(Fe_3O_4/HB),并将Fe_3O_4/HB应用于催化双氧水降解染料。分析了铁盐比例(nFe2+∶nFe3+)、超支化物与FeCl2质量比(mHB∶mFeCl2)、吸附配位反应时间和共沉淀反应pH值对纳米Fe_3O_4粒径的影响,并对纳米Fe_3O_4/HB催化降解性能进行了测试。结果表明:纳米Fe_3O_4/HB制备的优化条件为:nFe2+∶nFe3+为1∶1.8,mHB∶mFeCl2为7.5∶1,吸附配位反应时间4h,共沉淀反应pH值为11,所得纳米Fe_3O_4平均粒径为116.3nm。Fe_3O_4/HB在中性条件下催化双氧水降解活性KN-G 60min,其降解率可达到99.8%。相比于无超支化物为模板制备的纳米Fe_3O_4,实验所得纳米Fe_3O_4粒径小,分散性和催化降解性能明显提高。     

铁磁性单晶TiO_2光催化剂对染料污水的降解

通过两步水热法获得单晶锐钛矿型TiO_2,并与草酸铁混合后在氩气中煅烧得到磁性铁固载化TiO_2光催化剂(Fe-TiO_2)。通过XRD和Raman光谱可知,铁在TiO_2表面主要以Fe_3O_4形式存在。Fe-TiO_2对X3B染料显示了良好的光催化降解性能,但铁含量的变化对光催化剂的活性无显著影响。体系中加入H_2O_2可与Fe(II)发生Fenton反应,生成的OH·自由基具有强氧化性,能够深度降解染料污水,实现光催化-Fenton反应的协同作用。另外,Fe-TiO_2具有较强的铁磁性,用磁力吸附的方式即可回收和循环利用,是一种高效、廉价的复合型光催化剂。     

Z型Ag_3PO_4/MoS_2复合微球的构建及其光催化性能

采用化学沉淀法使Ag_3PO_4纳米粒子负载在MoS_2纳米微球表面上获得Ag_3PO_4/MoS_2复合材料,利用X射线衍射、电子显微镜等手段分析其成分和微观结构,并以该复合材料为催化剂催化降解亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO),研究其光催化性能。结果表明:在Ag_3PO_4/MoS_2复合材料制备中改变AgNO_3的浓度,能够使MoS_2上Ag_3PO_4纳米粒子的尺寸及分布发生变化;当AgNO_3的浓度为20.0 mM时,经可见光照射12 min后,Ag_3PO_4/MoS_2复合材料对亚甲基蓝(MB)催化降解效率为100.0%,而经可见光照射30 min后,Ag_3PO_4/MoS_2复合材料对甲基橙(MO)催化降解效率为100.0%,且Ag_3PO_4/MoS_2光催化剂连续四次光催化降解MO后,其降解效率仍保持在90.2%以上。