基于异质结的Bi2WO6/Bi2O2CO3复合光催化剂的制备及其在抗生素废水处理中的性能研究

以Bi（NO₃）₃·5H₂O和Na₂WO₄·2H₂O为前驱体,采用溶剂热法合成了Bi₂WO₆/Bi₂O₂CO₃异质结,利用XRD、XPS、SEM、TEM、BET、FT-IR、UV-Vis、PL等对催化剂进行表征和分析。以环丙沙星和罗丹明B为目标污染物,在可见光下对污染物进行降解,并探究了材料的光催化活性。结果表明,Bi₂WO₆/Bi₂O₂CO₃复合材料的光催化活性远高于纯Bi₂WO₆和纯Bi₂O₂CO₃,原因是Bi₂WO₆和Bi₂O₂CO     

单分散Co3O4@SiO2核壳催化剂的制备及N2O催化分解性能

N₂O是一种重要的温室气体,且对臭氧层有很大的破坏作用,而直接催化分解法是除去N₂O最经济有效的方法之一。针对目前报道较多的钴氧化物催化剂活性较差的问题,将包覆型Co₃O₄核壳材料引入N₂O直接催化分解反应,利用核壳结构的限域特性与壳层的多孔孔道使Co₃O₄分散性增加,粒径减小,金属载体相互作用与接触反应界面增强,从而提高了催化剂在N₂O直接催化分解反应中的低温活性。此外,还制备了一系列不同金属含量的Co₃O₄@SiO₂球形核壳催化剂来研究包覆结构对催化剂性能的影响,通过X射线荧光光谱（XRF）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、N₂物理吸附、H₂-程序升温还原（H₂-TPR）等表征,证实在保证稳定单分散核壳结构的前提下,活性Co₃O₄位点越多,催化剂反应活性越好。     

MgCO3·3H2O晶须的制备及其生长机制的研究

以MgCl₂·6H₂O和NH₄HCO₃为原料,CH₃COONa·3H₂O为形貌控制剂,采用沉淀结晶法制备MgCO₃·3H₂O晶须,考察了不同添加量的CH₃COONa·3H₂O对晶须结晶过程和形貌的影响,并研究了晶须在该体系中的生长机制。结果表明：当体系中加入质量分数为0.23%的CH₃COONa·3H₂O时可以成功制备长径比约为30的棒状MgCO₃·3H₂O晶须,CH₃COONa·3H₂O的存在促进了MgCO₃·3H₂O晶须的形成。该体系中晶须的生长过程：首先形成无定形的4MgCO₃·Mg（OH）₂·4H₂O,之后无定形4MgCO₃·Mg（OH）₂·4H₂O逐渐转变为MgCO₃·3H₂O并生长成较大长径比的棒状MgCO₃·3H₂O晶须。这是因为CH₃COONa·3H₂O电离产生的Na ⁺选择性吸附在MgCO₃·3H₂O晶体轴向的（101）晶面,抑制了该晶面生长,而径向晶面生长速率未受到影响,从而促使无定形MgCO₃·3H₂O生长成棒状晶须。     

Bi2O3/Bi2S3二元异质结光催化剂的合成与制备

半导体光催化技术是解决能源危机和环境污染的有效手段。本文采用水热法制备了Bi₂O₃、Bi₂S₃及Bi₂O₃/Bi₂S₃复合物。以SEM、XRD等表征方法对样品进行分析,以染料为目标污染物考察了催化剂的光催化性能,并以染料的pH值和催化剂的用量以及催化剂的配比三个因素进行光催化实验,通过实验可知在催化剂对染料MB降解时,染料溶液p H值为3、催化剂为10 mg时为最优的降解效果,最大降解率可以达到96%,并提出了复合催化剂在光催化反应中的可能机理。     

Cu2O基复合材料光降解罗丹明-B性能研究

室温下通过液相反应合成了Cu₂O/C₃N₄和Cu₂O/r-GO（还原石墨烯）两种复合材料。采用XRD、SEM对它们进行物相表征,并分别研究它们在可见光下的光催化降解罗丹明-B性能。与纯Cu₂O粉末相比,两种复合光催化剂性能都显著提高,这归功于复合材料中C₃N₄和/r-GO降低了光生电子和空穴的复合湮灭。Cu₂O/r-GO光催化剂中面积较小薄层石墨烯片根植于Cu₂O立方体中,起到了转移光生电子的作用。高比表面积C₃N₄不仅起到了分散作用,可能也作为可见光光催化剂与Cu₂O形成异质结。     

α-Fe2O3/煤矸石复合光催化剂的制备及其降解五氯酚性能的研究

以Fe（NO₃）₃、煤矸石和NaOH为原料,采用沸腾回流法制得了一系列不同质量比的α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射仪（XRD）及紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等多种手段对产物做了表征。以五氯酚为目标降解物,考察了模拟太阳光照下样品的光催化效果。结果表明,将球形α-Fe₂O₃负载于改性煤矸石表面可有效提高其光催化活性,且α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂的性能与α-Fe₂O₃的含量有关,当α-Fe₂O₃与煤矸石的质量比为30∶100时,样品的光催化效果最佳,180 min内即可将五氯酚降解完全。此外,α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂还具有可重复使用的特点。     

镍源对Ni/Al2O3结构及其1,4-丁炔二醇加氢催化性能构效关系的影响

本文通过溶液燃烧法,分别以Ni(CH₃COO)₂·4H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O、NiCl₂·6H₂O和NiSO₄·6H₂O为镍源制备系列Ni/Al₂O₃催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸附-脱附、程序升温还原(H₂-TPR)等表征手段,进一步揭示了镍源对合成Ni/Al₂O₃催化剂结构与其催化加氢性能间的构效关系的影响,结果表明,以Ni(CH₃COO)₂·4H₂O为镍源制备的Ni/Al₂O₃催化剂比表面积最大,达到225m²·g^-1,最大孔容0.39c...     

硼掺杂Co3O4海胆状微球的制备及其乙醇气敏强化机制

四氧化三钴（Co₃O₄）是一种p型半导体,可作为气体传感材料。非金属硼（B）具有吸电子特性,将其与p型半导体气敏材料进行掺杂,可增加材料的空穴载流子浓度,从而提高材料的气敏性能。本文以六水合硝酸钴[Co(NO₃)₂·6H₂O]、硼酸（H₃BO₃）和尿素[CO(NH₂)₂]为原料,采用低温一步水热法成功制备了B掺杂Co₃O₄海胆状微球。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）和拉曼光谱仪（Raman）对掺杂B前后的Co₃O₄进行结构表征,探究B掺杂对其气敏性能的影响。结果表明：B掺杂对Co₃O₄材料的气敏性能有明显的强化作用。当掺杂摩尔比为Co∶B=8∶1时,B-Co₃O₄对1×10⁵μg/L乙醇的最佳工作温度为180℃,灵敏度响应达到26.8,是相同条件下纯Co₃O₄的4.4倍。B-Co₃O₄在较低的工作温度下,具有良好的灵敏度、选择性和稳定性,是一种性能优良的气敏材料。     

太阳光/TiO2-γ-Al2O3光催化处理垃圾渗滤液的研究

采用液相共沉淀法制备了TiO₂-γ-Al₂O₃复合催化剂,在其最佳合成条件下,比较了太阳光/TiO₂-γ-Al₂O₃与UV/TiO₂处理垃圾渗滤液的性能。结果表明,当Ti（SO₄）₂与Al₂（SO₄）₃·18H₂O摩尔配比为1:2、聚乙二醇2000投加质量分数为1.25%、焙烧温度为650℃时,TiO₂-γ-Al₂O₃的催化活性最强。当催化剂投加量与垃圾渗滤液COD质量比为1.75、反应时间为90 min、渗滤液pH为3时,太阳光/TiO₂-γ-Al₂O₃对COD、NH₄⁺-N的去除率几乎达到最高,分别为81.97%和54.95%,...     

Bi2O2CO3/Fe3O4磁性复合物在环境污染治理领域中的应用

以Fe₃O₄纳米粒子和Bi₂O₂CO₃为原料,采用溶剂热法制备Bi₂O₂CO₃/Fe₃O₄磁性复合物,并通过对印染废水中染料的去除、剩余污泥厌氧消化过程中产甲烷潜力的影响两方面探讨其在环境污染治理中的应用。借助X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）和比表面积及孔径分析对Bi₂O₂CO₃/Fe₃O₄复合物进行表征分析,SEM分析结果表明复合物表面较粗糙,BET结果显示复合物的比表面积为9.2294m²/g,Fe₃O₄的引入大幅度增加了Bi₂O₂CO₃的比表面积,使其具有明显的介孔结构。一方面,以甲基橙（MO）为目标污染物,研究了不同实验条件下该材料对染料的去除效果,结果表明,最大吸附量可达14.373mg/g,且该吸附反应过程符合拟二级动力学和Langmuir吸附等温模型,趋于单分子层吸附;另一方面,评估了复合物对污泥厌氧消化产甲烷潜力的影响,结果表明,复合物的引入对污泥厌氧消化产甲烷过程有一定的促进作用,累积产甲烷量相比于对照组提高了10%。分别用一级动力学模型和修正Gompertz模型模拟厌氧消化过程,模拟结果显示一级动力学模型可以更好地描述引入Bi₂O₂CO₃/Fe₃O₄磁性复合物的污泥厌氧消化过程。     

Co3O4对2,4-二氯苯酚的吸附性能影响

以硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O)为钴源,考察了不同沉淀剂(6 mol/L氨水、1 mol/L NaOH溶液、饱和碳酸铵溶液)对Co₃O₄吸附2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)性能的影响。考察了焙烧温度、pH值、沉淀剂种类、吸附剂用量、2,4-DCP初始质量浓度对Co₃O₄吸附性能的影响,并进行了离子干扰实验。结果表明,焙烧温度为300℃、pH=9.0、沉淀剂为1 mol/L NaOH时,Co₃O₄对20 mg/L 2,4-DCP吸附性能最佳。Co₃O₄对2, 4-DCP的动力学吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附方程符合Langmuir方程,吸附过程以单分子层化学吸附为主。     

加热时间对Co_3O_4颗粒光催化性能的影响

以Co(NO_3)_2·6H_2O和CO(NH_2)_2为原料,十六烷基三甲基溴化铵为活性剂,采用水热-热分解法在不同加热时间(2 h、3 h、4 h、5 h)条件下制备纯相尖晶石结构的Co_3O_4颗粒。利用X射线衍射和电子扫描电镜研究Co_3O_4颗粒的结构和形貌,并以甲基橙为模拟废水,研究加热时间对Co_3O_4颗粒光催化性能的影响。结果表明,加热时间对Co_3O_4颗粒形貌影响很大,并直接影响其光催化性能。加热时间5 h制备的Co_3O_4结构疏松多孔,光催化性能最好,光照20 min,甲基橙降解率达95%。     

Promotion effect of residual K on the decomposition of N2O over cobalt–cerium mixed oxide catalyst

A series of cobalt–cerium mixed oxide catalysts (Co₃O₄–CeO₂) with a Ce/Co molar ratio of 0.05 were prepared by co-precipitation (with K₂CO₃ and KOH as the respective precipitant), impregnation, citrate, and direct evaporation methods and then tested for the catalytic decomposition of N₂O. XRD, BET, XPS, O₂-TPD and H₂-TPR methods were used to characterize the catalysts. Catalysts with a trace amount of residual K exhibited higher catalytic activities than those without. The presence of appropriate amount of K in Co₃O₄–CeO₂ may improve the redox property of Co₃O₄, which is important for the decomposition of N₂O. When the amount of K was constant, the surface area became the most important factor for the reaction. The co-precipitation-prepared catalyst with K₂CO₃ as precipitant exhibited the best catalytic performance because of the presence of ca. 2 mol% residual K and the high surface area. We also discussed the rate-determining step of the N₂O decomposition reaction over these Co₃O₄–CeO₂ catalysts.     

磷钨酸掺杂二氧化钛光催化剂的吸附性能及光催化活性

以钛酸四丁酯和无水乙醇为原料,采用溶胶-凝胶法制备了磷钨酸掺杂二氧化钛(H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂)光催化剂,并利用XRD、SEM、DRS等对掺杂前后二氧化钛的结构进行了表征。在光催化实验初期的暗反应之后,发现H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂的吸附效果很好。对H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂的吸附性能进行了研究,结果表明,相比于Freundlich方程,Langmuir方程能更好地描述其吸附平衡。H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂与纯TiO₂相比有更好的吸附性能,吸附时间为70 min的条件下H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂对亚甲基蓝(MB)的脱色率可达90%以上。通过自行设计的光催化反应器考察了光催化剂用量、磷钨酸掺杂量等因素对光催化降解MB性能的影响。结果表明:H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂在紫外和可见光区域有较强的吸收,对MB溶液具有更好的光催化降解效果,而且该复合材料有较高的循环回收利用率。     

AgBr/Zn3(OH)2V2O7·2H2O可见光催化降解亚甲基蓝溶液

采用水热和沉淀两步合成法制备AgBr/Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O催化剂,研究其在可见光下降解亚甲基蓝溶液的性能,并考察催化剂用量、亚甲基蓝溶液初始浓度、pH值以及盐浓度对光催化性能的影响,评价AgBr/Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O催化剂的重复使用性能。结果表明,在前驱液pH为10、120 ℃水热10 h、Ag与Br物质的量比为0.20条件下制备的复合催化剂在可见光下反应120 min后,1.0 g·L^-1的催化剂对10 mg·L^-1的亚甲基蓝溶液脱色率达到85.2%。NaCl对亚甲基蓝的降解起抑制作用,Na₂SO₄对亚甲基蓝的降解起促进作用。催化剂重复使用4次后,光照120 min后的亚甲基蓝溶液脱色率可达66.4%。催化剂对不同初始浓度亚甲基蓝溶液的光催化降解符合一级动力学模型。     

碳酸氧铋光催化剂的研究进展

光催化技术是一种将太阳能转化为化学能的绿色技术,在污染治理和能源生产方面有广阔的应用前景。近几年,碳酸氧铋光催化剂因其优异的光催化性能受到广泛关注,但因其只对紫外光具有响应和回收利用困难等问题限制了在实际生产中的应用。对碳酸氧铋进行形貌控制和改性能有效改善其光催化性能,介绍零维、一维、二维和三维结构的碳酸氧铋光催化剂的研究现状,指出三维结构的碳酸氧铋展现更佳的光催化性能。综述了采用掺杂、金属沉积和构建异质结方式对碳酸氧铋进行改性所取得的进展,提出碳酸氧铋光催化剂在降解机理、降解对象和降解环境等方面需不断努力深入研究。     

g-C3N4/Bi/Bi2WO6光催化材料的协同改性研究

以五水合硝酸铋[Bi（NO₃）₃·5H₂O]为铋源、二水合钨酸钠（Na₂WO₄·2H₂O）为钨源通过水热法制备出多孔钨酸铋（Bi₂WO₆）,并以纳米板条堆叠形成椭球结构的类石墨相氮化碳（g-C₃N₄）为基底通过溶剂热法在原位还原金属铋（Bi）的同时制备出具有Z型异质结构的g-C₃N₄/Bi/Bi₂WO₆（CN/B/BWO）复合光催化材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、氮气吸附-脱附等温线（BET）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）和光致发光（PL）光谱等检测手段对制备的样品进行了表征。结果表明,金属铋可以作为类石墨相氮化碳和钨酸铋之间的电荷转移媒介,其产生的表面等离子体共振（SPR）效应可协同增强光生电子-空穴对的分离效率和载流子的迁移率,从而提升样品的光催化活性。采用350 W氙灯照射30 min,样品CN/B/BWO-0.7对盐酸四环素（TC-H）的降解率达到99.94%,并对其降解机理进行了探讨。     

Photocatalytic activity of Cu2O/TiO2, Bi2O3/TiO2 and ZnMn2O4/TiO2 heterojunctions

Cu₂O/TiO₂, Bi₂O₃/TiO₂ and ZnMn₂O₄/TiO₂ heterojunctions were studied for potential applications in water decontamination technology and their capacity to induce an oxidation process under VIS light. UV–vis spectroscopy analysis showed that the junctions-based Cu₂O, Bi₂O₃ and ZnMn₂O₄ are able to absorb a large part of visible light (respectively, up to 650, 460 and 1000 nm). This fact was confirmed in the case of Cu₂O/TiO₂ and Bi₂O₃/TiO₂ by photocatalytic experiments performed under visible light. A part of the charge recombination that can take place when both semiconductors are excited was observed when a photocatalytic experiment was performed under UV–vis illumination. Orange II, 4-hydroxybenzoic and benzamide were used as pollutants in the experiment. Photoactivity of the junctions was found to be strongly dependent on the substrate. The different phenomena that were observed in each case are discussed.