FeWO4/WO3复合物的溶胶-凝胶合成及降解纺织染料废水研究

采用溶胶-凝胶法以尿素作为燃料一步合成具有高光催化活性的特殊异质结结构的钨酸铁/三氧化钨（FeWO₄/WO₃）复合光催化剂。X射线粉末衍射和傅里叶红外光谱分析表明,FeWO₄/WO₃复合光催化剂不含其他任何杂质,仅出现了FeWO₄和WO₃两相的衍射峰。FeWO₄/WO₃复合光催化剂由FeWO₄的菱形大颗粒和球形的WO₃小颗粒组成,二者以（111）（020）晶面耦合形成异质结。与WO₃相比,FeWO₄/WO₃复合光催化剂的光谱响应范围被拓展,且具有更高的光吸收系数,可响应可见光。对不同染料浓度、催化剂含量、pH和染料种类对FeWO₄/WO₃复合光催化剂的光催化活性影响的实验研究表明,染料浓度、催化剂含量和pH分别为50 mg/L、1.5 g/L和7时,FeWO₄/WO₃复合光催化剂在降解分散橙纺织染料时降解率达到97%。FeWO₄/WO₃复合光催化剂在降解分散黑、分散蓝、分散黄和分散橙时具有选择性。通过光催化机理分析发现,FeWO₄/WO₃复合光催化剂形成的特殊异质结结构可加速体系电荷载流子的转移和分离,进而使得FeWO₄/WO₃复合光催化剂的光催化活性得到提高。     

MnWO4/WO3的制备及其光催化性能的研究

光催化技术在解决环境污染和能源危机方面有着巨大的应用潜力,采用浸渍、焙烧的方法制备了一系列MnWO₄含量不同的MnWO₄/WO₃复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、HR-TEM、BET等方法对MnWO₄/WO₃复合光催化剂的结构形貌进行表征。通过光催化分解水产氧以及降解四环素来评价其光催化活性。通过能带结构、表面光电压(SPV)、荧光(PL)和活性物种实验分析MnWO₄/WO₃复合光催化剂的光催化活性增强机制。实验结果表明,所有MnWO₄/WO₃样品的光催化活性较纯WO₃样品都有提高,且随着MnWO₄含量的增加呈现先增高后下降的趋势,MnWO₄含量为3%的MnW-2样品表现出最优的光催化活性,其氧气产量为89.26 μmol,为WO₃纯样的3.45倍,对四环素的降解率达到了92.1%,一级反应动力学常数为WO₃纯样的8.98倍。通过对其能带结构及光生电子和空穴的分离效率进行分析发现,样品的光催化活性变化主要是由于光生载流子分离效率改变导致。     

响应面法优化La掺杂钒酸铋光催化剂的制备及降解四环素类抗生素

本文是以五水合硝酸铋[Bi(NO₃)₃·5H₂O]、偏钒酸铵(NH₄VO₃),硝酸镧(La(NO₃)₃)为主要原料,采用水热法制备La-BiVO₄催化剂,光催化降解以盐酸四环素为模型反应的抗生素,通过紫外可见分光光度计,对盐酸四环素降解前后的吸光度进行测定进而得出降解率。主要研究了镧掺杂量、焙烧温度、焙烧时间等条件对La-BiVO₄光催化剂性能的影响。并用Box-Behnken响应面法设计优化实验条件,分析各影响因素间的交互作用。结果表明,当La的掺杂量为0.44 g、焙烧温度为503℃、焙烧时间为3.1 h时制备的La-BiVO₄光催化剂降解盐酸四环素的降解率最佳,为76.69%。     

BiVO4表面氧空位的调控及其光降解抗生素研究

通过水热法一步合成了BiVO₄催化剂，并在氩气气氛下对BiVO₄催化剂进行表面改性。通过SEM、TEM、XRD、XPS和PL对BiVO₄催化剂进行分析表征，结果表明BiVO₄催化剂及改性BiVO₄催化剂为单斜状的晶体结构，且改性BiVO₄催化剂表面含有大量的氧空位。相比BiVO₄催化剂，氧空位BiVO₄催化剂的价带由1.97 eV增加至2.13 eV，扩大了带隙，降低了电子和空穴的复合率。在抗生素磺胺甲唑(SMX)初始质量浓度为10 mg/L，考察了不同因素对氧空位BiVO₄催化剂光催化降解SMX的影响，结果表明最佳反应条件为氧空位BiVO₄催化剂投加量50 mg/L，反应温度35℃，光照度150 mW/cm²,pH 5.0～9.0。此外，研究表明氧空位BiVO₄催化体系能够抵御水体中常见阴离子的干扰，但受到腐殖酸的抑制较为明...     

二硫化钼的制备及光催化降解盐酸四环素的研究

盐酸四环素作为水体中含量最多的抗生素之一,给环境带来了很大的危害。以钼酸铵((NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O)和硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃·5H₂O)为原料,通过水热法制备纳米二硫化钼材料,并对纳米MoS₂光催化降解盐酸四环素废水的性能进行研究。采用紫外吸收光谱、XRD、SEM对样品进行表征测试。结果表明：二硫化钼为纳米片层结构,团聚重叠,无规律性,长度约为800 nm;利用所制备的纳米MoS₂光催化降解盐酸四环素废水,投加量为2 mg/L、废水初始浓度为8 mg/L、pH为5、反应1 h降解率可达到97.75%。     

Ag3PO4/WO3复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

通过原位沉淀法制备了Ag₃PO₄/WO₃复合光催化材料并用于降解盐酸四环素(TC),利用SEM、XRD、FTIR、XPS和UV-vis DRS等手段对合成材料的表观形貌、化学组成和分子结构等进行了表征,并以可见光下催化降解TC(10 mg/L)的效果来评价材料的光催化性能。与单一Ag₃PO₄和WO₃相比,可见光照射60 min后,Ag₃PO₄/WO₃复合材料对TC具有更高的光降解性能,WO₃质量分数为25%时性能最优,TC降解率达到最高84.82%,且经5次循环后仍具有较好的光催化活性。通过对自由基捕获试验以及对电子顺磁共振(ESR)光谱的分析,明确h⁺和O₂^·-为Ag₃PO₄/WO₃复合材料光催化降解TC过程中的主要活性物质,推断出Ag<...     

Fe3O4@TiO2@SiO2@Ag光催化剂的制备及其光催化活性研究

采用溶剂热法和溶胶-凝胶法合成了磁性Fe₃O₄@TiO₂@SiO₂复合光催化剂,再通过巯基改性,使二氧化硅表面原位合成银纳米颗粒,最终形成目标光催化剂。利用XRD、FT-IR、XPS、SEM、VSM等分析测试手段对该催化剂的组成、结构、形貌及其磁学性能进行表征。通过光催化降解40 mL罗丹明B溶液(pH 5.3,30 mg/L),催化剂按1 g/L加入反应体系,光照120 min时,罗丹明B溶液的降解率达96.22%。相同条件重复循环实验10次,罗丹明B溶液降解率仅下降4.32%,表明Fe₃O₄@TiO₂@SiO₂@Ag磁性光催化剂具有出色的光催化活性和循环使用性。     

S型Bi OBr/WO3异质结在模拟可见光下高效降解环丙沙星

国家高度重视新污染物治理,抗生素作为重点管控新污染物,其去除技术受到广泛关注,基于光催化降解抗生素的水处理技术成为研究热点。采用水热法制备了WO₃,并采用室温沉淀法成功构建了S型异质结Bi OBr/WO₃光催化剂。与Bi OBr和WO₃相比,S型异质结的形成提高了光催化活性,降低了光生电子空穴对复合率,其中质量分数为20%的Bi OBr/WO₃复合材料光催化性能最好,在120 min内对环丙沙星的降解率可达94.93%。电子自旋共振和自由基捕获实验表明·O₂^–是光催化降解中的主要活性组分。高效液相色谱–质谱联用仪检测结果表明降解过程中产生了6种中间体,并最终矿化为CO₂、H₂O和其他无机离子。     

绿色合成纳米铁/铈催化剂联用过氧化氢降解甲氧苄啶的研究

以抗生素中常见的磺胺增效剂甲氧苄啶（TMP）为目标污染物、葡萄籽提取液合成纳米铁铈（Fe/Ce-NPs）为催化剂,采用非均相类芬顿体系对甲氧苄啶的降解进行研究。利用SEM、FT-IR、XRD和XPS等对合成的催化剂进行表征。同时考察了反应温度、H₂O₂浓度、催化剂投加量、TMP初始质量浓度和溶液初始pH对降解甲氧苄啶的影响。结果表明,在TMP初始质量浓度为30 mg/L、Fe/Ce-NPs质量浓度为0.27 g/L、H₂O₂浓度为0.6 mol/L、35℃和pH 4.0的条件下反应50 min时,TMP的去除率可达100%。伪一级和伪二阶动力学模型均能有效拟合该类芬顿法对TMP的降解过程,但伪二级拟合效果更优,表明该反应过程以化学反应为主,且Ce³⁺/Ce⁴⁺催化还原体系以及CeO₂的氧空位作用会促进Fe-NPs/H₂O₂降解TMP。     

BaFe2O4/BaSO4复合光催化剂的制备及降解罗丹明B废水的活性研究

采用化学法、传统溶胶凝胶法和低温烧结技术合成了BaSO₄、BaFe₂O₄和BaSO₄/BaFe₂O₄复合物光催化剂。X射线粉末衍射和傅里叶红外光谱分析表明,BaSO₄和BaFe₂O₄复合后未改变主晶格相的结构。表面形貌分析发现,BaSO₄颗粒细小均匀,BaFe₂O₄颗粒较大且形貌不规则;当二者复合后颗粒尺寸变化较为明显。紫外可见吸收谱分析表明,5%BaSO₄/BaFe₂O₄复合物光催化剂具有强的紫外可见光吸收能力;BaSO₄、BaFe₂O₄、5%BaSO₄/BaFe₂O₄和10%BaSO₄/BaFe₂O₄复合物光催化剂的E_g值分别为3.23、2.89、2.74、2.26 eV。光催化结果表明,5%BaSO₄/BaFe₂O₄光催化剂在降解罗丹明B染料方面比其他几种催化剂显示出了更高的光催化活性。光催化机理分析发现,空穴、羟基自由基和超氧自由基在染料降解过程中扮演了至关重要的角色。     

Z型异质结C3N4/WO3光催化还原处理含Cr（Ⅵ）废水的研究

光催化技术处理含铬废水存在降解速率慢、外加有机牺牲剂等问题,限制了其实用化。设计构建了Z型异质结光催化剂C₃N₄/WO₃并用于处理含铬（Cr）废水,Z型异质结结构保证了其在可见光驱动下的光生载流子的有效分离,同时兼具WO₃的强氧化性和g-C₃N₄的强还原性;利用水或牺牲剂消耗光生空穴,可有效提升其对Cr（Ⅵ）的光还原效率和速率。在以甲醇为牺牲剂时,光反应36 min内可将Cr（Ⅵ）完全去除。通过对pH和催化剂用量的优化,无牺牲剂的体系中光还原反应50 min即可达到98.37%的降解率。     

过硫酸盐协同g-C3N4光催化降解酮洛芬的研究

以尿素为原料,采用热聚合法合成光催化剂石墨相氮化碳(g-C₃N₄),并研究其光催化剂性能。通过X射线衍射仪(XRD)、自带能谱分析的扫描电镜(SEM-EDS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG/DTG)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis DRS)等对光催化剂的结构、形貌、表面官能团、热稳定和光学性能进行表征分析。考察了g-C₃N₄的合成温度、g-C₃N₄质量浓度、过硫酸钠(SPS)质量浓度、酮洛芬(KTP)初始质量浓度、溶液初始pH、降解时间及催化剂循环使用次数等因素对光催化降解KTP的影响。结果表明,500℃合成的g-C₃N₄呈片状多孔纳米结构,具有最佳的光催化性能;在光照功率为35 W、pH为9、SPS初始质量浓度为1.20 g/L、g-C₃N₄质量浓度为1.00 g/L、降解时间为150 min时,初始质量浓度为2 mg/L的KTP的降解率为96...     

Ag2O/WO3-SiO2气凝胶的制备及光催化性能研究

为扩大WO₃-SiO₂气凝胶的可见光吸收范围,改善其光催化效果,先以溶胶-凝胶法制备了WO₃-SiO₂气凝胶,再采用浸渍法制备了不同Ag₂O负载量的Ag₂O/WO₃-SiO₂复合气凝胶光催化剂。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见光谱仪(UV-vis)、荧光分光光度计(PL)对样品进行了表征分析,并在464 nm波长光源下考察了样品光催化降解亚甲基蓝(MB)的性能。表征结果表明,负载的Ag₂O与WO₃-SiO₂气凝胶中的WO₃存在电子转移相互作用,形成了Ag₂O/WO₃异质结;Ag₂O/WO₃异质结使催化剂的带隙宽度变窄,有利于光生电子-空穴的激发,同时抑制了电子-空穴对的复合。结合光...     

SrWO4:Sm3+荧光粉的微波合成及发光性能研究

采用微波加热法制备了SrWO₄:Sm³⁺红色荧光粉，并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及荧光光谱仪(PL)对产物的物相结构、表现形貌及发光性能进行表征。结果表明：Sm³⁺的掺杂均没有改变SrWO₄的晶体结构并成功掺入，所制备的SrWO₄:Sm³⁺荧光粉颗粒为微米级，该荧光粉能够被403 nm激发，在红光区域有较好的发射，SrWO₄:0.07Sm³⁺荧光粉性能最好，色坐标位于(0.600 9,0.394 7)，荧光粉均可发射出纯净度高、饱和度较高的红光。微波快速条件下制备得到的SrWO₄:Sm³⁺有望作为红色荧光粉应用于白光LED中。     

ZIF-67衍生Co3O4/g-C3N4复合材料光催化降解盐酸四环素废水的研究

将ZIF-67与g-C₃N₄按一定质量比复合制备Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化材料,并以此来提高Co₃O₄的光催化性能。利用XRD、SEM和FT-IR对复合材料结构、性能和元素分布进行表征。结果表明,当盐酸四环素(TC-HCl)质量浓度为3 mg/L、质量分数为3%的Co₃O₄/g-C₃N₄投加量为15 mg且pH为中性时,催化剂光催化性能最佳,90 min降解盐酸四环素效率达到了91.1%。3%Co₃O₄/g-C₃N₄复合光催化剂重复使用5次后,其降解率仍可达到88.5%,表明该材料具有一定的光催化稳定性和重复利用性。体系自由基捕获实验证明,产生了·O^-₂、h⁺、·OH...     

氧缺陷三氧化钨纳米线阵列高效电催化合成氨

考虑到氨对食品、化工和能源的影响,有效激活惰性N₂合成氨在现代社会中具有十分重要的意义。在晶体结构中引入缺陷来调节材料的化学和物理性能是一种提高材料电催化性能的有效策略。采用Ar⁺等离子体轰击策略在WO₃的纳米线阵列上产生丰富的氧缺陷,氧缺陷WO₃的纳米线阵列（V-WO₃）电催化活化N≡N键,从而在环境条件下实现了高效的直接氨合成。氧元素的X射线光电子能谱测试表明,V-WO₃催化剂具有丰富的氧缺陷,氧缺陷是导致N₂高效电催化转化为NH₃的原因。     

钒酸铋的制备及可见光降解罗丹明B的研究

以偏钒酸铵和碳酸铋为原料,用NaOH调节体系pH,水热法合成钒酸铋（BiVO₄）光催化剂。利用XRD和UV-Vis漫反射对样品的晶型结构和光吸收特性进行表征分析。以罗丹明B为目标降解物,卤素灯（λ＞400 nm）为光源,探讨水热温度、水热时间对合成BiVO₄催化剂的可见光催化活性影响。结果表明,在水热温度为200 ℃、水热时间为8 h的条件下合成的钒酸铋光解效率最高。实验还研究了罗丹明B水溶液pH、催化剂投加量对光催化罗丹明B降解率的影响。结果表明,在罗丹明B水溶液pH为3、初始质量浓度为10 mg/L、每60 mL溶液催化剂投加量为0.4 g时能达到较好的光催化效果,反应2 h后降解率可达97%。     

MWNTs/Bi2WO6-TiO2光催化降解土霉素的性能及机理

土霉素(OTC)是抗生素类废水去除的主要目标污染物之一。通过水热法合成了一种可见光响应良好的新型复合光催化剂——MWNTs/Bi₂WO₆-TiO₂,采用OTC模拟废水进行光催化降解性能及机理研究。结果表明，在反应温度为25℃时，投加0.8 g/L的MWNTs/Bi₂WO₆-TiO₂,光催化初始pH值为6、200 mL质量浓度为50 mg/L的OTC溶液120 min,降解率可达到83.97%,复合催化剂的可见光照射催化效果明显优于紫外光。复合光催化材料显示了良好的稳定性，经过4次循环使用，对OTC的降解率达72.13%,仍保持较高的光催化活性。·OH、·O^-₂是光催化降解中主要的活性物质。以上研究结果可为含抗生素的废水处理研究提供参考。     

BiVO4/Bi2Fe4O9的制备及光降解有机废水性能的研究

采用水热法制备具有高效可见光催化性能的BiVO₄/Bi₂Fe₄O₉复合光催化剂,通过SEM、XRD等一系列表征手段对样品进行了形貌和结构的表征。最后通过在一定的条件下降解目标污染物亚甲基蓝(MB)溶液对催化剂的光催化性能进行了探究。结果表明：BiVO₄以100～500 nm颗粒状形态均匀的修饰在片状Bi₂Fe₄O₉的表面。当BiVO₄的修饰量为15%时,光催化剂在可见光下对MB溶液的降解效率最高,高达51.92%。通过对照实验发现BiVO₄/Bi₂Fe₄O₉的催化效率比Bi₂Fe₄O₉单体高了4.45倍,比BiVO₄单体高了1.29倍。另外,根据实验结果对BiVO₄/Bi₂F...     

Co-Fe-Pd纳米粒子的可控制备及其氧还原催化性能

以Co(COOH)₂、FeCl₃和PdCl₂为原料,柠檬酸为稳定剂,乙醇为加速剂,采用超声辅助制备Co-Fe-Pd金属纳米粒子,并评估其氧还原反应(ORR)电催化性能。研究结果表明,Co-Fe-Pd金属纳米粒子平均粒径约3～5 nm,由于Co、Fe固溶于Pd晶格,使Co-Pd、Fe-Pd和Co-Fe-Pd纳米粒子仅显示Pd衍射峰,且伴有不同程度的宽化;相比于Co-Fe、Fe-Pd或Co-Pd纳米粒子,三元Co-Fe-Pd晶格压缩更为明显,晶格缺陷诱使的活性位点增加,氧还原催化能力增强;其氧还原起峰电位为1.03 V(vs RHE),Tafel斜率为?87 mV/dec,可与商用Pt/C催化剂相媲美;氧还原过程中电子转移数为3.80±0.04,说明其主导四电子转移路径;此外,RRDE结果显示氧还原过程中的中间产物H₂O₂含量约10%。