负载型磷钨钒杂多酸催化剂合成及其氧化降解甲基橙的性能研究

用Na_2HPO_4与NaVO_3和Na_2WO_4·12H_2O合成Keggin型催化剂H_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40),并将H_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40)、1-丁基-3-甲基咪唑溴离子液体混合,制备[Bmim]_(3+x)PW_(12)-xV_xO_(40),以SiO_2为载体,制备负载型的杂多酸杂化分子材料催化剂[Bmim]_(3+x)PW_(12-x)V_xO_(40)/SiO_2,以H_2O_2为氧化剂,考察[Bmim]_5PW_(10)V_2O_(40)/SiO_2对染料甲基橙的降解脱色性能。结果表明,催化剂在用量为0.10 g(50%)、H_2O_2为5 m L、温度为60℃、p H为3对甲基橙(碱氮颜料)具有很好的降解效果,可达95.1%。并催化剂有很好的回收效果,可以多次重复使用。     

壳聚糖负载铜催化剂制备及其对甲基橙降解

以壳聚糖(CS)为原料、通过浸渍法,制备壳聚糖负载铜催化剂,通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)等对其进行表征,结果表明:通过浸渍成功制备了壳聚糖负载铜催化剂,且该催化剂在NaBH4存在条件下,催化降解甲基橙(MO)染料,且在4 min时,降解率高达94％,且在循环使用5次后降解率仍高达88％.     

负载型[Bmim]3 xPMo12-xVxO40/ SiO2催化剂合成及降解甲基橙性能研究

将磷酸氢二钠、偏钒酸钠、钼酸钠溶液按化学计量系数混合,通过反应制备具有Keggin结构的磷钼钒杂多酸H3 xPMo12-xVxO40(x=1-3)。将制备的H3 xPMo12-xVxO40(x=0-3)与一定量的1-丁基-3-甲基咪唑溴离子液体（[Bmim]Br）反应,合成[Bmim]3 xPMo12-xVxO40(x=0-3)有机-无机的杂多酸杂化材料。采用傅里叶红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）对 [Bmim]3 xPMo12-xVxO40(x=0-3)杂化材料进行表征,结果表明：所合成的磷钼钒杂多酸杂化材料具有Keggin结构。以SiO2为载体制备负载型的杂多酸杂化材料[Bmim]3 xPMo12-xVxO40/SiO2(x=0-3),采用间歇釜式反应器,以双氧水作为氧化剂,将该催化剂应用于降解有机染料甲基橙的研究,确定最优反应条件为：[Bmim]5PMo10V2O40/SiO2的负载量为50%,反应温度为50 oC、双氧水用量为5 mL、此时,氧化体系对偶氮染料甲基橙降解率最高,可达94 %。催化剂具有很好的重复使用性能,可以重复使用至少5次,而对甲基橙降解率没有明显下降。     

PdO负载 BaV2O6光催化剂降解甲基橙研究

采用液相沉淀法制备了BaV2O6光催化剂,再用浸渍法对其进行PdO负载,并利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外-可见光光谱分析对催化剂进行了表征。在20W紫外灯照射下,选用甲基橙作为光催化活性的染料模型,研究了Pd的掺杂量对BaV2O6光催化活性的影响,并对其影响机制进行了探讨。实验表明,Pd的掺杂对光催化活性影响很大,当w(PdO)为1.8%时光催化效果达到最好,比纯BaV2O6光催化剂提高48%左右。     

活性炭纤维负载二氧化钛复合催化剂降解甲基橙性能研究

制备了活性炭纤维负载二氧化钛复合催化剂ACF/TiO2,并在紫外光下降解甲基橙以考察其催化活性。并在同等条件下,对未负载二氧化钛的活性炭纤维空白样品进行了对比实验;同时还考察了ACF/TiO2的循环使用寿命。结果表明,ACF/TiO2降解能力大于未负载的活性炭纤维,其降解能力是吸附性能和光催化性能的协同作用,并拥有较长的循环使用寿命。     

α-FeOOH纳米棒的制备及其在催化降解甲基橙中的应用

采用空气氧化法制备了分散性较好的α-FeOOH纳米棒,并用XRD,SEM,N2吸附-脱附等手段对其进行了表征,在H2O2/α-FeOOH类Fenton条件下对甲基橙(MO)溶液进行处理,考察各种因素对溶液中MO降解的影响.结果表明,在酸性介质中α-FeOOH能有效催化降解水溶液中的MO,降解率随H2O2初始浓度增加而增加,但当H2O2初始浓度达5.47mol/L时,降解率反而下降.UV-Vis谱图显示,MO在80℃水浴中达到了很好的降解效果.     

光催化降解甲基橙的研究

采用TiO2为催化剂,研究了光催化降解甲基橙的影响因素。结果表明:紫外光是比较有效的辐射光源;甲基橙溶液质量浓度为6 mg/L、TiO2加入量为0.5 g/L、pH值为2时,甲基橙降解率最大;添加少量的Fe3 可提高甲基橙的降解率,其最佳投加量为0.1 mmol/L。利用光催化降解有机染料废水具有广阔的发展前景。     

a-FeOOH纳米棒的制备及其在催化降解甲基橙中的应用

采用空气氧化法制备了分散性较好的α-FeOOH纳米棒,并用XRD, SEM, N2吸附-脱附等手段对其进行了表征,在H2O2/α-FeOOH类Fenton条件下对甲基橙(MO)溶液进行处理,考察各种因素对溶液中MO降解的影响. 结果表明,在酸性介质中α-FeOOH能有效催化降解水溶液中的MO,降解率随H2O2初始浓度增加而增加,但当H2O2初始浓度达5.47 mol/L时,降解率反而下降. UV-Vis谱图显示,MO在80℃水浴中达到了很好的降解效果.     

不锈钢基PbO2电极电催化氧化降解甲基橙性能的研究

本研究以自制的不锈钢基PbO2电极对25mg·L^-1的甲基橙溶液进行电催化氧化降解。考察了电流密度、支持电解质浓度、溶液pH值、温度等因素对甲基橙脱色率的影响,确定了电催化氧化甲基橙的最佳反应条件,即电流密度为50mA/cm^2,支持电解质Na2SO4的浓度为0．04mol·L^-1,降解20min后,甲基橙脱色率可达到90％以上。本研究还对几种不同印染废水进行了电催化氧化降解,结果表明,不锈钢基PbO2电极对不同的印染废水均有较好的脱色效果。     

甲基橙溶液的超声波降解研究

研究了甲基橙溶液的超声波降解动力学,并考察了温度、介质酸度、催化剂、空气的通入对降解速率的影响。结果表明,甲基橙的降解反应为一级反应,反应速率常数为2.13×10-3min-1。。在25-45℃范围内,温度对甲基橙降解影响不明显。当温度大于80℃时,降解率明显下降。介质的酸度对甲基橙的降解影响较大,酸性条件下,随着酸度的增加,降解速率加快,中性条件下降解速率最低,当pH值大于8时.降解速率又有所提高。     

Photo-Fenton degradation of methyl orange using H3PW12O40 supported Fe-bentonite catalyst

H₃PW₁₂O₄₀ supported Fe-bentonite (HPW-Fe-Bent) was prepared by an impregnation method. Catalyst characterization showed H₃PW₁₂O₄₀ and iron species were successfully immobilized on HPW-Fe-Bent. Photo-Fenton degradation of methyl orange (MO) by HPW-Fe-Bent as heterogeneous catalyst was studied. The impacts of various operating parameters on degradation ratio were analyzed. The results showed HPW-Fe-Bent used as heterogeneous catalyst in photo-Fenton process had a wide applicable range of pH and temperature. Moreover, HPW-Fe-Bent had a long-term stability for use, and retained almost all of its catalytic stability and activity after five recycling times. The possible mechanisms involving in photo-Fenton process were presented in paper.     

负载型超强酸催化剂催化合成甲基葡萄糖苷的研究

针对常规质子酸催化合成出的甲基葡萄糖苷色泽深、收率低的问题,采用自制的负载型固体超强酸催化合成甲基葡萄糖苷。通过在活性炭上负载对甲苯磺酸、浓硫酸、磷钨酸等强酸,得到负载型超强酸催化剂CBSL。用CBSL催化剂催化合成甲基葡萄糖苷,得到的优化反应条件为:葡萄糖与甲醇物质的量之比为1∶8,催化剂加量为葡萄糖质量的5%,在140℃温度下反应4.0 h。自制产品和市售产品性能对比结果表明,自制甲基葡萄糖苷的岩心回收率明显高于市售产品,浓度为40%时,自制产品岩心回收率93.12%,市售产品岩心回收率90.13%;自制产品的润滑性能优于市售产品,当浓度为30%时,自制产品润滑系数0.08,市售产品润滑系数0.09,随着浓度的升高,市售产品的润滑系数均高于自制产品。自制产品的合成工艺及所用催化剂具有较好的工业放大前景。     

负载型超强酸催化剂催化合成甲基葡萄糖苷的研究

针对常规质子酸催化合成出的甲基葡萄糖苷色泽深、收率低的问题,采用自制的负载型固体超强酸催化合成甲基葡萄糖苷。通过在活性炭上负载对甲苯磺酸、浓硫酸、磷钨酸等强酸,得到负载型超强酸催化剂CBSL。用CBSL催化剂催化合成甲基葡萄糖苷,得到的优化反应条件为:葡萄糖与甲醇物质的量之比为1∶8,催化剂加量为葡萄糖质量的5%,在140℃温度下反应4.0 h。自制产品和市售产品性能对比结果表明,自制甲基葡萄糖苷的岩心回收率明显高于市售产品,浓度为40%时,自制产品岩心回收率93.12%,市售产品岩心回收率90.13%;自制产品的润滑性能优于市售产品,当浓度为30%时,自制产品润滑系数0.08,市售产品润滑系数0.09,随着浓度的升高,市售产品的润滑系数均高于自制产品。自制产品的合成工艺及所用催化剂具有较好的工业放大前景。     

纳米氧化锌光催化降解甲基橙的研究

以硝酸锌、聚乙烯吡咯烷酮为原料,反应温度为80℃,反应时间为8 h,通过加热煅烧制备出纳米氧化锌粉体,煅烧温度500℃可制备纳米级的ZnO粉末,平均粒径为32 nm;水溶液中甲基橙在ZnO光照催化下,能迅速分解。以甲基橙为脱色对象,讨论了催化剂用量、光照时间及pH值对光催化降解甲基橙性能的影响。     

铌酸光催化降解甲基橙溶液

以铌酸为光催化剂,在高压汞灯照射下,对模拟染料废水甲基橙溶液进行光催化降解,研究过氧化氢加入量、催化剂用量和甲基橙起始浓度对光催化降解的影响。结果表明,当甲基橙起始浓度为15 mg·L^-1、30%过氧化氢用量为5.0 mL·L^-1和催化剂用量为1.5 g·L^-1时,光照1 h,甲基橙溶液降解率达到97％,在较低浓度下,甲基橙溶液的光催化降解反应符合一级动力学方程。     

燃烧法制备纳米ZnO及光催化降解甲基橙的研究

分别以甘氨酸和柠檬酸为燃料,Zn（NO3）2为氧化剂,采用燃烧法制备纳米ZnO粉体并采用模拟太阳光进行甲基橙光催化降解研究。XRD和SEM表征样品表明,燃烧法能简单、快速制备纳米ZnO粉体。研究表明,燃烧剂和氧化剂的配比以及反应温度对制备的纳米ZnO降解甲基橙效果有较大影响。Zn（NO3）2与甘氨酸之比为0．2～0．5（物质的量比）,反应温度为5000C;Zn（NO3）2与柠檬酸之比为1．5,反应温度为600℃进行反应制备得到的纳米ZnO降解甲基橙效果较好。降解实验的结果表明,纳米ZnO能有效地光催化降解甲基橙染料。以柠檬酸为燃料制备的ZnO样品,在1h内对10mg·L^-1甲基橙溶液的降解率为90％。     

二氧化硅负载碘氧化铋光催化降解甲基橙性能研究

采用沉淀-浸渍法制备了不同负载量的二氧化硅负载碘氧化铋催化剂，考察了其光催化降解甲基橙性能。采用XRD、UV-Vis、TEM对催化剂进行了表征。结果表明，随着碘氧化铋负载量的增加，二氧化硅负载碘氧化铋催化剂光催化降解甲基橙的降解率升高。当碘氧化铋和二氧化硅的物质的量比为0.5时，二氧化硅负载碘氧化铋催化剂降解甲基橙的降解率60 min时可达73.74%。不同粒径二氧化硅负载的碘氧化铋催化剂对甲基橙的降解率接近，因为活性组分碘氧化铋都可以高度分散在不同粒径的二氧化硅载体上。     

氮掺杂二氧化钛光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法制备了N-TiO2多孔材料,用XRD,SEM对材料进行了结构和性能的表征,同时研究了材料对甲基橙的光降解性能.结果表明,所合成的N-TiO2是锐钛矿型,N元素进入了TiO2骨架,且样品为多孔结构;N-TiO2多孔材料对甲基橙溶液的紫外光降解2.5h可达81.7％,适当曝气可有效提高降解率.