CuO/蒙脱土复合材料可见光催化降解丁基黄药研究

采用浸渍—热解法优化制备得到光催化性能优良的CuO/蒙脱土复合材料(CuO/MMT),借助XRD、SEM、TEM、BET、UV-vis及PL光谱等检测手段表征了所制备样品的物相、形貌结构和光化学性能,考察了单一组分及不同CuO负载量的复合材料光催化降解丁基黄药(SBX)的效果,提出了可能的降解反应机理。研究发现,酸活化预处理显著增大了MMT的比表面积,CuO/MMT复合材料中的CuO主要以纳米球状均匀负载于MMT表面,从而提高了所获复合材料对SBX分子的吸附能力;与单一CuO相比,CuO/MMT复合材料对紫外光和可见光的吸收率均显著提高。在可见光照射80min、CuO/MMT复合材料用量0.2g/L的条件下,10%-CuO/MMT复合材料对初始浓度为20mg/L的SBX降解效果最佳,降解率达到99.65%,其中空穴(h⁺)和超氧自由基(·O₂^-)在该光催化降解过程中发挥了主要作用。研究结果构建了CuO/MMT的新型光催化复合材料,为实现选矿废水中黄药的经济高效处理提供了有益借鉴。     

TiO2光催化降解黄药试验研究

研究了正丁基黄药和异丁基黄药在二氧化钛悬浮液体系下的光催化降解行为。研究结果表明,异丁基黄药比正丁基黄药更容易降解。TiO2用量、溶液pH值、光催化时间、黄药浓度等因素影响黄药光催化降解效果。动力学研究表明正丁基黄药和异丁基黄药的光催化降解行为服从一级动力学模型。采用UV波长扫描技术在200～800nm范围内对光催化过程进行了扫描,结果表明,在异丁基黄药光催化降解过程中产生了过黄药(ROCS2O^-)的中间产物,而在正丁基黄药的光催化降解过程中则没有产生中间产物。     

TiO_2/蒙脱土复合光催化剂的制备及其性能研究

以碳酸钠钠化改性后的钠基蒙脱土为载体原料,以钛酸丁酯和无水乙醇分别为前驱体和溶剂,利用溶胶-凝胶法制备了不同pH柱化剂及不同钛土比的TiO2/MMT复合光催化剂,通过XRD、Uv-vis、FT-IR和SEM等测试手段研究其微观结构和光谱学性能,并以甲基橙溶液为目标污染物测试其光催化性能。结果表明,蒙脱土复合于TiO2,而且蒙脱土的复合有效抑制TiO2晶型的转变和晶粒尺寸的增大,其中柱化剂pH值为2和钛土比为1 mol/g时复合光催化剂对甲基橙溶液的降解率最大,可达96.36%。     

TiO2/SiO2复合膜光催化降解DDNP废水试验研究

采用液相沉积法在煤矸石烧结滤料表面制备了TiO₂/SiO₂ 复合膜,研究了TiO₂/SiO₂ 复合膜对淮南某化工厂DDNP废水的光催化降解效果。试验结果表明：在将废水稀释20倍（COD_Cr为318 mg/L,色度为3 750倍）,使废水初始pH为3,投加占废水体积0.9%的双氧水,以及光照的同时辅之以曝气条件下,用TiO₂/SiO₂复合膜对废水光催化降解1 h,废水脱色率和COD_Cr下降率分别达到75.54%和61.51%,效果比较理想。     

PVC/蒙脱土纳米复合材料的力学性能研究

选用钠基蒙脱土和3种烷基季铵盐改性的蒙脱土,采用熔融共混的方法制备聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料,并研究了蒙脱土种类和用量对复合材料力学性能的影响。结果表明,3种复合材料均具有插层型结构,有机蒙脱土含量小于3.0%时,复合材料的综合力学性能均有明显提高;有机蒙脱土用量大于7.0%以后,材料的力学性能降低。     

复合材料BiVO4/ZnO光催化降解废水中的丁基黄药

针对选矿废水中残留的有毒有害丁基黄药,通过水热法制备出一种高效复合型光催化材料BiVO₄/ZnO。采用XRD、SEM和UV-Vis等对样品的结构、形貌和光学性质等进行了表征。在模拟太阳光照射下,考察了降解时间、BiVO₄与ZnO不同质量百分比的BiVO₄/ZnO和不同丁基黄药初始浓度等因素对光催化降解效果的影响。结果表明：①BiVO₄与ZnO按质量比25%复合的光催化材料BiVO₄/ZnO对丁基黄药模拟废水具有强降解效果;丁基黄药初始浓度越低、降解时间越长,丁基黄药的降解率越高;pH=7、初始浓度为50 mg/L的丁基黄药模拟废水50 mL,在复合光催化材料BiVO₄/ZnO用量为50 mg时的降解率为96.00%。②复合光催化材料BiVO₄/ZnO可循环用于丁基黄药的降解,丁基黄药的降解率几乎不受循环利用次数的影响。③复合光催化材料BiVO₄/ZnO对丁基黄药的降解行为符合一级反应动力学模型。     

氧化石墨烯/蒙脱土/天然橡胶复合材料的性能研究

以蒙脱土(MMT)为填料,氧化石墨烯作为分散剂,制备了氧化石墨烯/蒙脱土复合粉体(MC),将其填充到天然橡胶(NR)中,得到橡胶复合材料。考察了混炼胶的硫化性能,分析了硫化胶的机械性能。结果表明,MMT和MC都可以增加混炼胶的硫化速度,硫化胶的拉伸强度、耐磨、耐溶剂和交联密度等性能均得到了较大提高。比较MMT和MC两种填料,发现MC对天然橡胶性能的补强效果明显高于MMT。其中添加量为5 g的MC5/NR复合材料的性能最佳,拉伸强度达到19.9 MPa,磨耗体积为0.60 cm3,交联密度为0.288 mol/L。     

有机改性蒙脱土/PVAc纳米复合材料乳液聚合研究

分别以过硫酸铵和氧化还原体系为引发剂,以有机改性蒙脱土为原料,用乳液聚合法制备聚醋酸乙烯酯(PVAc)/蒙脱土纳米复合材料,并采用XRD、SEM、TEM等对所得复合乳液的形态、结构及性能进行了研究。结果表明,氧化还原体系能降低反应温度,提高反应速率,所得纳米复合乳液的黏接强度有了很大提高。     

掺杂铁的TiO2薄膜光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2薄膜。在掺杂钬元素后,研究了其在紫外光光照下对甲基橙及黄药的光催化降解效果。研究结果表明：掺杂一定量铁元素的TiO2薄膜对甲基橙及黄药有较好的光催化降解效果。     

BiOCl/TiO2/蒙脱石复合材料对模拟刚果红废水的光催化降解研究

为了解决TiO₂易团聚、带隙宽的问题,提高其对刚果红（CR）的光催化降解率,采用水解法和溶胶-凝胶法制备出BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料（BCTM）,以刚果红染料为目标降解物,进行了光催化试验,研究了溶胶pH、蒙脱石悬浮液质量浓度、焙烧温度、焙烧时间和Bi/Ti摩尔比对复合材料光催化活性的影响,并利用X射线衍射仪（XRD）和紫外可见漫反射仪（UV-Vis DRS）对其进行了表征。结果表明,在溶胶pH为4、蒙脱石悬浮液质量浓度为1%、焙烧温度为600℃、焙烧时间为2 h、Bi/Ti摩尔比为20%的条件下,制备的BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料具有较高的光催化活性,刚果红的去除率达到了94.04%。复合材料TiO₂以锐钛矿晶相形式存在。添加蒙脱石和BiOCl都会抑制TiO₂晶体的生长。BiOCl/TiO₂之间形成异质结使得禁带宽度从2.89 eV降低至2.61 eV,增强了复合材料对光的吸收能力。      

有机膨润土吸附丁基黄药试验研究

以钠基膨润土为原料制得有机膨润土,采用红外光谱对有机膨润土进行表征。研究了有机膨润土用量、吸附时间、温度及p H值对有机膨润土吸附丁基黄药效果的影响,并结合吸附动力学模型研究有机膨润土对丁基黄药的吸附特性。结果表明,在有机膨润土用量为1.4 g/L,p H值为9,温度30℃,吸附时间20 min时有机膨润土对黄药的吸附率为96.06%,且有机膨润土对丁基黄药的吸附过程更适合采用二级吸附动力学方程进行描述。     

Fe-TiO2/膨润土对甲基橙染料废水光催化降解性能研究

以广西宁明膨润土为载体,采用溶胶-凝胶法及微波辐射下制备了掺铁TiO2负载型光催化剂——Fe-TiO2/膨润土复合材料,研究了废水的pH值、催化剂用量、Fe的掺杂浓度及废水初始浓度等因素对复合材料光催化降解甲基橙染料废水的影响.结果表明,当pH=4.21、催化剂用量为2.5g/L、Fe的掺杂浓度为0.2%、废水初始浓度为20mg/L、光照时间为60min时,甲基橙降解率可达96.3%;在实验浓度范围内,该光催化反应可用一级反应动力学方程描述,且Fe-TiO2/膨润土催化剂具有较高的活性稳定性,因而具有较好的应用前景.     

O3/H2O2去除选矿废水中丁基黄药的研究

用臭氧类高级氧化剂O₃/H₂O₂对含有丁基黄药的模拟选矿废水进行了处理。考察了O₃和H₂O₂的用量、溶液pH值、丁基黄药初始浓度、常见难免离子对废水COD_Cr去除效果的影响;并通过紫外-可见光谱和添加叔丁醇试验,探讨了O₃/H₂O₂工艺去除丁基黄药的反应机理。结果表明：丁基黄药初始浓度为400 mg/L、pH=6.8的模拟废水1 000 mL,投加100 L/h 的O₃和1 000 mg/L 的H₂O₂,反应2 h后COD_Cr的去除率可达60.25%;CO^2-₃和SO^2-₄有抑制废水中COD_Cr去除的作用,而Cu2+和Zn2+可以提高废水COD_Cr的去除率;O₃/H₂O₂工艺去除废水COD_Cr反应遵循羟基自由基反应机制。     

可见光光催化剂WO3降解丁黄药研究

用最佳热分解条件下制备的WO3粉体为丁黄药模拟废水降解的光催化剂(可见光波长≥420 nm),系统地研究了WO3用量、丁黄药初始浓度、溶液pH值和降解时间对降解效果的影响.研究结果表明,当丁黄药模拟废水初始浓度为40 mg/L、W03用量为1.0 g/L、pH =7、降解反应时间为5h时,丁黄药降解率为92%、COD去除率为84%;在诸影响因素中,以溶液的pH对丁黄药降解的影响最显著,在酸性介质下,丁黄药降解速度显著加快,上述降解反应的pH =4时,30 min即可达到90%的降解率.动力学研究表明,室温下WO3光催化降解丁黄药的行为符合一级反应动力学模型.丁黄药降解的紫外一可见吸收光谱研究表明,在丁黄药降解过程中仅生成了二硫化碳.     

沸石负载TiO2光催化降解造纸废水研究

以钛酸四丁酯和乙醇为原料,采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备以天然沸石为载体的负载型TiO2光催化剂,利用XRD、SEM对其进行结构表征.研究结果表明:在造纸废水pH为4.0、光照时间8.0h、光催化剂用量50g/L的条件下,光催化降解效果最佳,COD去除率可达82%.光催化剂重复利用四次,其光催化活性变化不大.通过对造纸废水光降解过程的动力学拟合.得出其光降解反应为准一级反应.     

黑色TiO2/高岭石光催化剂的制备及其降解动力学研究

黑色TiO₂作为一种新型光催化材料被广泛关注,但利用黏土改性黑色TiO₂来提升其应用性能却鲜有报道。以高岭石为原料,钛酸四丁酯为前驱体,通过溶剂热法合成黑色TiO₂/高岭石（b-TiO₂/Kaol）光催化剂。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X-射线光电子能谱（XPS）技术对材料微观形貌及表面结构进行表征。研究了制备条件、负载量对材料可见光催化性能的影响,并结合动力学模型考察了亚甲基蓝（MB）初始pH值对去除效果的影响。结果表明,当摩尔比n（Ti4+）:n（BH₄-）为1:0.56、n（HNO₃）:n（H₂O）为1:11.5、合成时间为12 h、水热合成温度为180℃时,制备黑色TiO₂（b-TiO₂）光催化活性最强;b-TiO₂负载量为20%制得的b-TiO₂/Kaol具有最佳的光催化性能,对MB的去除率达89.7%,光催化降解过程符合一级动力学模型。MB溶液初始pH为5~7更有利于MB的去除。Ti3+的掺杂使得b-TiO₂光响应范围扩大,高岭石改性b-TiO₂增强了b-TiO₂/Kaol的吸附能力,两者协同促进了光催化性能的提高。      

活性炭负载锆柱撑蒙脱石对丁基黄药的吸附性能

通过稀溶液法将聚合阳离子Zr~(4+)柱撑进入提纯钠基蒙脱石(Na-mt)层间合成锆柱撑蒙脱石(Zr-pmtn),再通过浸渍法制备活性炭负载锆柱撑蒙脱石(C/Zr-pmtn)。对C/Zr-pmtn进行的XRD分析表明:Zr-pmtn和活性炭以2∶1的质量比制备的C/Zr-pmtn具有较大的晶面间距。采用C/Zr-pmtn对丁基黄药进行吸附研究,结果表明:1向初始pH=3、浓度为20 mg/L的100 m L丁基黄药溶液中投加0.1 g的C/Zr-pmtn,20℃下吸附50 min,对丁基黄药的吸附量为19.38 mg/g,丁基黄药去除率达99.72%。2C/Zr-pmtn对丁基黄药的吸附符合二级动力学方程和Langmuir等温模型,C/Zr-pmtn对丁基黄药的最大吸附量达72.098 mg/g。可见,C/Zr-pmtn是选矿废水中丁基黄药的高效吸附剂。