MnO_2/γ-Al_2O_3的制备及催化空气氧化处理制革含硫废水

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备了MnO_2/γ-Al_2O_3非均相负载型催化剂,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及N_2吸附-脱附对催化剂进行了表征。在常温、常压下,以空气为氧化剂、MnO_2/γ-Al_2O_3为催化剂,催化氧化硫化钠模拟废水和真实制革含硫废水,评价MnO_2/γ-Al_2O_3的催化氧化脱硫性能。考察了制备催化剂的焙烧温度、锰负载量、反应温度及催化剂用量对氧化脱硫反应的影响。结果表明:当焙烧温度为450℃、锰负载量为10%、催化剂用量为0.1 g/L时,处理硫离子浓度分别为1 000 mg/L和900 mg/L的硫化钠模拟废水和真实制革含硫废水,反应2.5 h后硫离子的去除率分别为92.2%和85%。催化剂重复使用10次,其催化活性几乎没有下降,具有较好的使用寿命。     

Ag/γ-Al2O3催化剂的制备及其对亚甲基蓝的降解性能

以AgNO3和γ-Al2O3为原料,NaBH4和PVP分别作为还原剂和表面活性剂,制备得到Ag/γ-Al2O3复合材料。利用X射线衍射仪、透射电镜和比表面仪表征Ag/γ-Al2O3,结果表明:Ag纳米颗粒在γ-Al2O3表面具有良好的分散性。以亚甲基蓝溶液为模拟印染废水,NaBH4为还原剂,研究了Ag/γ-Al2O3的催化性能,结果表明:Ag/γ-Al2O3具有良好的催化活性,当催化剂用量为1.5 g/L,500 r/min搅拌60 s后,对亚甲基蓝溶液的降解率达到95.7%,催化剂可多次回收使用。     

硅胶负载邻菲罗啉亚铁类Fenton降解水中罗丹明B

采用H2O2为氧化剂,自制硅胶负载邻菲罗啉铁(Ⅱ)配合物[Phen-Fe(Ⅱ)]为催化剂,对罗丹明B(Rh B)进行催化氧化降解.研究了催化剂质量比和用量、H2O2用量、反应温度和反应初始p H等因素对降解率的影响,并对Rh B的降解产物进行了初步分析.结果表明,对于20 mg/L Rh B溶液,当Phen-Fe(Ⅱ)催化剂质量比为1∶1,用量为3 g/L,H2O2用量为0.6 g/L,在40℃和初始p H=11.0的条件下降解6 h,其降解率可达70%.研究表明,Phen-Fe(Ⅱ)具有良好的催化效果.     

纳米Ce-ZnO催化降解酸性染料条件优化及回收利用

掺杂稀土元素Ce制备纳米Ce-ZnO催化剂,以甲基橙溶液为酸性染料代表,对纳米Ce-ZnO催化降解甲基橙条件进行优化,并对催化剂的回收循环使用效果进行研究。在催化时间为3 h条件下,通过正交试验确定纳米Ce-ZnO催化降解甲基橙溶液的最佳条件为催化温度25℃,甲基橙溶液pH 2,催化剂添加量1.0 g/L。在最优催化条件下,纳米Ce-ZnO对3×10~(-5) mol/L甲基橙溶液的降解率达到90%左右,对不同浓度(1×10~(-5)、3×10~(-5) mol/L和5×10~(-5) mol/L)甲基橙溶液的降解均符合一级动力学方程。以聚偏二氯乙烯(PVDC)膜为载体,键合Ce-ZnO制备的Ce-ZnO/PVDC膜材料对3×10~(-5) mol/L甲基橙溶液的降解率提高到95%以上,且循环3次使用后对甲基橙溶液的催化降解率保持在70%左右。因此,纳米Ce-ZnO催化剂及其PVDC膜材料在降解酸性染料方面有进一步开发应用前景。     

K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]/PANI/MnO_2复合材料的制备、表征及光催化性能

采用静电自组装法将制备的K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]和PANI/MnO_2复合,得到K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]/PANI/MnO_2,并用UV-Vis、IR、N2吸附-脱附、XRD和SEM-EDS对其进行表征,结果表明:K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]和PANI/MnO_2成功复合,并且仍然保持K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]原有的Keggin结构。K_8[Cu(H_2O)CdW_(11)O_(39)]/PANI/MnO_2光催化降解亚甲基蓝实验结果表明,最佳降解条件为:溶液初始pH=2、染料初始质量浓度5 mg/L、催化剂用量8 mg,降解率可达91.04%;催化剂对太阳光的光能利用率高,具有较强的光催化性能。     

Ag-TiO_2复合纳米光催化剂制备及降解溶液中甲醛研究

以钛酸丁酯为前驱体,通过sol-gel法制备Ag-Ti O2复合纳米粉体,采用SEM、XRD、XPS对样品进行结构表征,Ag-Ti O2纳米粉体为立方体形锐钛矿型,平均粒径约为20~50nm。在避光条件下考察不同Ag掺量、甲醛初始浓度、p H对光催化降解甲醛的影响。结果表明,本实验条件下最佳的掺Ag量为8%,Ag-Ti O2对于低浓度甲醛溶液具有较高的降解率;随着甲醛溶液p H的升高,Ag-Ti O2复合纳米粉体的光催化活性逐渐降低;在200m L浓度为0.1mg/m L甲醛水溶液中,添加0.20g掺Ag量8%的Ag-Ti O2光催化剂,调节溶液p H=2,紫外灯辐照300min,甲醛降解率可达到93.1%;Ag-Ti O2光催化降解甲醛符合朗格缪尔-欣伍(Langmuir-Hinshelwood)一级反应动力学模型。     

新生态二氧化锰制备及其催化氧化甲醛的研究

以高锰酸钾和氯化锰为原料,采用室温液相氧化还原法制备新生态二氧化锰。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、比表面积(BET)和傅里叶转换红外光谱(FTIR)表征二氧化锰的形态结构。以新生态二氧化锰为催化剂,在室温、常压、无光照条件下对甲醛气体进行催化氧化试验,测试了甲醛处理的净化率及重复使用性能。结果表明,新生态二氧化锰为无定型Mn O2,具有较高比表面积和有序介孔结构的类球型,粒径分布在1 000~2 500 nm之间;新生态二氧化锰对空气中甲醛具有良好的催化氧化活性和重复使用性,催化2 h后,甲醛浓度为0.05 mg/m3,有效净化率达到99.76%,符合GB50325—2010相关要求且重复使用性较好,重复使用10次以上仍具有较好的甲醛净化率。     

介孔二氧化锰的制备及催化氧化甲醛研究

以高锰酸钾和双氧水为原料,采用沉淀法制备了介孔二氧化锰催化剂,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征二氧化锰的形态结构。以介孔二氧化锰为催化剂,在室温、常压、无光照条件下对甲醛气体进行了催化氧化试验。试验结果表明,二氧化锰具有良好的催化氧化活性,能将甲醛催化氧化成二氧化碳和水,4h甲醛有效净化率达到99%。     

纳米MnO_2负载棉织物的甲醛去除效率

采用原位沉积法将二氧化锰接枝于棉织物上,制备负载MnO_2棉织物。通过红外光谱、X-射线衍射光谱和扫描电镜等,对二氧化锰的微观形态和结构组成进行表征和分析。采用乙酰丙酮分光光度法测定甲醛的质量浓度,并研究了二氧化锰接枝量、甲醛初始质量浓度、反应时间和洗涤对甲醛分解效率的影响。结果表明,负载纳米MnO_2棉织物对甲醛具有优异的氧化分解性能。室温条件下,负载7次的改性棉织物(含18.6 mg MnO_2)17 h后即可将25 m L质量浓度为5 mg/L甲醛溶液中的甲醛全部分解;负载5次的改性棉织物(含12.8 mg MnO_2),甲醛去除率为96.5%。经10次水洗后,MnO_2脱落流失量较小(2%),可重复使用。     

活性炭纤维负载金属铂的制备及催化氧化甲醛

针对甲醛污染问题,研制了一种去除甲醛的催化纤维。利用硼氢化钠还原法制备了活性炭纤维(ACFs)载铂(Pt)催化剂(Pt/ACFs),采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附等温线等方法对其进行了表征。Pt/ACFs对甲醛的催化性能结果表明,Pt/ACFs对甲醛具有良好的催化氧化性能,反应9 h后甲醛的去除率可达96.5%,并将甲醛矿化为二氧化碳,且具有较好的重复使用性能。此外,Pt/ACFs在室温下同样能有效净化空气中的甲醛,并且可矿化为二氧化碳。     

负载纳米MnO_2针织物分解溶液中甲醛效率分析

以高锰酸钾和乙醇为原料采用原位液相沉淀法制备了负载纳米MnO_2针织物,通过红外光谱、X-射线衍射光谱和扫描电镜对负载纳米MnO_2针织物进行了表征,分析了负载次数、甲醛初始浓度、反应时间、洗涤次数和重复使用对甲醛分解效率的影响。结果表明,负载纳米MnO_2针织物对甲醛具有较优的氧化分解性能;室温条件下,负载7次纳米MnO_2针织物17 h后即可将浓度为5.00 mg/L甲醛溶液中的甲醛全部分解去除;负载5次纳米MnO_2针织物反应24 h,甲醛去除率为96.5%,且随反应时间延长,所有样品都可将甲醛分解去除;经10次水洗后MnO_2脱落量较小,重复试验结果表明负载纳米MnO_2针织物可循环重复利用。     

TiO2悬浮体系下光催化降解愈创木酚的动力学研究

以木素的模型物愈创木酚(G-M)为对象,采用自制的纳米TiO_2作光催化剂,对G-M光催化降解的动力学特性进行了研究。根据吸附特性和表面光催化降解反应得到了G-M光催化降解过程的动力学方程:1/r=1.744/C 0.1034。由半衰期法对动力学方程的讨论,发现实测值与计算值的差是由于中间产物在催化剂表面上与G-M的竞争,降低了催化剂对G-M有效降解的程度。对于不同初始浓度,其动力学方程近似表达成3种不同的形式。     

掺杂改性纳米TiO2对亚甲基蓝的光催化降解性能研究

把自制掺杂TiO2体系整理到织物上,以织物作为催化剂载体对亚甲基蓝溶液进行光催化降解(以高压汞灯为光源),探讨了整理工艺对催化效果的影响.结果表明:1.0 g/L碘掺杂TiO2整理液以及1.3g/L钙掺杂TiO2整理液整理后的织物对亚甲基蓝溶液有很好的光催化降解效果.有效解决了纳米催化剂降解印染废水后催化剂难以回收的问题.     

催化剂对甘蔗渣碱木质素催化湿空气氧化降解的催化作用

选取5种不同的催化剂对甘蔗渣碱木质素进行了催化湿空气氧化降解。结果表明,甘蔗渣碱木质素催化湿空气氧化降解的主要产物为对羟基苯甲醛、香草醛、丁香醛、丁香酸、香草酸和乙酰丁香酮;在实验条件下,反应时间对催化剂催化效果的影响较大,随着反应时间的延长,大部分小分子酚醛类化合物的浓度逐渐升高;使用催化剂能较大幅度地提高小分子酚醛类化合物的浓度。以Co2O3为催化剂,丁香醛、乙酰丁香酮、香草醛的浓度分别为400.2 mg/L、351.4 mg/L 248.7 mg/L,与未添加催化剂相比较,香草醛浓度提高了 82.6％;当以AQ为催化剂时,香草醛浓度为344.9mg/L,与空白样相比其浓度提高了1.5倍以上。在甘蔗渣碱木质素的催化湿空气氧化法降解过程中,以Co2O3、CuSO4、MnO2、AQ、Fe2O3作催化剂降解甘蔗渣碱木质素所得的酚醛类化合物总浓度分别为1696mg/L、1658 mg/L、1584mg/L、1347mg/L和1250 mg/L,实验选用的5种催化剂中,Co2O3催化效果最理想,CuSO4和MnO2次之,而AQ和Fe2O3仅对少量小分子酚醛类化合物的浓度贡献较大。     

纳米Ag-TiO_2/SiO_2的制备及其深度处理酿酒废水的研究

以硅胶为载体,采用溶胶凝胶-光还原法制备了掺Ag的TiO2薄膜催化剂(Ag-TiO2/SiO2),再以经厌氧处理后的酿酒废水为对象,考察催化剂的活性和酿酒废水的深度处理效果。实验结果表明:Ag-TiO2/SiO2薄膜具有较强的光催化活性,酿酒废水经光催化降解5h后,其CODCr去除率达87.5%,出水水质达国家(GB 8978-1996)二级排放标准;同时,样品表征结果说明Ag掺杂会促进TiO2由锐钛型向金红石型转变,并使催化剂粒径更小更均匀,催化薄膜与硅胶载体结合更牢固。     

壳聚糖基复合光催化剂及光催化纸的制备与性能研究

本研究将壳聚糖与光催化剂(实验室自制硅藻土基-N-掺杂TiO_2)复合制备壳聚糖基复合光催化剂,然后将其以一定比例与纸浆混合抄造光催化纸;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等对复合光催化剂的形貌、结构及组成成分等进行了表征;利用SEM对光催化纸形态结构、催化剂分布状态等情况进行了分析,并分别对亚甲基蓝(MB)和甲醛进行了光催化降解实验。结果表明,复合光催化剂对MB和甲醛都有较好的光催化降解效果。在250 W高压汞灯照射7 h、检测波长分别为664 nm和630 nm条件下,复合光催化剂对MB的降解率达80%以上、对甲醛的降解率达49%以上;壳聚糖用量10%的复合光催化剂在纸张中的添加量20%时,光催化纸对甲醛的降解率为44%,其抗张指数从空白样的32. 4 N·m/g提升到34. 7 N·m/g,耐破指数从空白样的1. 68 kPa·m~2/g提升到2. 36 kPa·m~2/g。     

Fe_3O_4/TiO_2的制备及光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备Fe_3O_4/TiO_2异质磁性催化剂,通过性能流损平衡测试筛选得到最优催化剂Fe_3O_4含量为20%,热处理温度300℃,并对催化剂进行了多手段表征。以罗丹明B为模型污染物,考察催化剂用量、电导率、温度、pH值、复用稳定性的影响。试验结果表明,催化光降解浓度为1×10~(-5)mol/L罗丹明B,电导率为50 m S/cm、温度为30℃、p H值为6、催化剂投加量0.1 g/50 m L,150 min时罗丹明B降解率达到94.6%。     

模拟太阳光下金属酞菁/多壁碳纳米管催化降解染料

为拓宽芬顿体系pH值的使用范围以高效降解水体中的染料,采用回流法制备多壁碳纳米管负载的十六氯铁酞菁 (FePcCl₁₆/MWCNTs)催化剂,以双氧水(H₂O₂)为氧化剂,在模拟太阳光照的作用下催化降解酸性橙7(AO7) 染料。借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱仪、热重分析仪和X射线衍射仪等对催化体系的催化性能、影响因素和催化机制进行研究。结果表明:催化体系在酸性、无机盐及尿素环境中,对AO7的降解率均为100%,在中性环境中为97%,在碱性条件下为75%;该催化体系经5次循环使用后,对AO7的降解率仍在95%以上;催化体系中降解AO7的主要活性种为羟基自由基和超氧自由基,光照可促进活性种的产生而提高体系的催化性能。     

类Fenton试剂MCM-41负载Fe催化降解甲基橙的研究

通过浸渍法制备了MCM-41负载铁催化剂Fe-MCM-41,采用XRD、UV-vis光谱、N2吸附-脱附分析和SEM等对Fe-MCM-41进行表征,结果表明,Fe-MCM-41具有载体MCM-41的介孔结构,孔道分布均匀,平均孔径1.88 nm.研究了以Fe-MCM-41为催化剂的类Fenton体系对甲基橙染料快速降解的方法,考察了分子筛中Fe含量、H2O2及甲基橙初始浓度、溶液p H和催化剂用量等条件对染料降解率的影响.当p H=3、H2O2及甲基橙初始浓度分别为30 mmol/L和20 mmol/L、催化剂用量为2 g/L、反应60 min时,甲基橙的降解率可达96.82%.动力学研究表明,采用Fe-MCM-41催化降解甲基橙遵循一级反应动力学模型(R=0.992),对应的速率常数为8.51×10-2min-1.     

印染废水的活性炭负载Fe离子掺杂TiO_2光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭(AC)负载Fe离子掺杂的TiO_2光催化剂(Fe-TiO_2/AC),并对其进行了XRD、N2吸附-脱附和XPS等表征,通过光催化降解印染二级废水,考察其催化性能。结果表明,1.5%Fe-TiO_2/AC的光催化性能最佳,催化剂中TiO_2平均粒径为17.6 nm,比表面积为887.11 m~2/g,Fe离子在催化剂中存在Fe~(3+)和Fe~(2+)两种价态。考察了焙烧温度、催化剂投加量等因素对催化活性的影响,发现当焙烧温度为500℃,反应时间为5 h,催化剂添加量为5 g/L时,催化效果最佳,COD去除率可达70.31%。催化剂重复使用6次后,催化活性为62.37%。