加压溶氧光催化反应器中降解活性艳红X-3B的研究

首次探讨加压溶氧条件下pH值、TiO2投加量及温度等对活性艳红X-3B的降解和脱色的影响,结果表明,加压条件与常压条件下变化趋势基本一致,加压充氧相比加压充N2更有助于活性艳红X-3B的降解与脱色,其中,加压使溶液中溶解氧增加是导致活性艳红X-3B的降解与脱色的主要原因。COD的降解与色度的褪除成正相关,脱色率越高COD的降解率越高。     

HZSM-5分子筛负载SrTiO_3光催化降解活性艳红X-3B

采用溶胶-凝胶法制备HZSM-5分子筛负载SrTiO_3,对其进行XRD、FTIR和N2吸附-脱附表征,研究负载对活性艳红X-3B光催化降解过程的影响。通过分析降解液的FTIR谱图、紫外-可见光谱和总有机碳(TOC)数据,对活性艳红X-3B的光催化降解过程进行了探讨。结果表明:催化剂的主要成分为钙钛矿结构SrTiO_3,负载对SrTiO_3晶粒尺寸几乎没有影响。纯SrTiO_3没有明显的孔结构,负载后样品的比表面积和孔隙主要由HZSM-5提供。负载之后催化剂的降解活性显著提高,30%SrTiO_3/HZSM-5对活性艳红X-3B染料溶液的脱色和TOC去除速率最快。     

负载型SrTiO_3/HZSM-5光催化材料制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备HZSM-5负载SrTiO_3,对其进行XRD,SEM,BET,BJH和FT-IR表征,研究SrTiO_3/HZSM-5光催化降解活性艳红X-3B的活性。结果表明:SrTiO_3材料的主要成分为钙钛矿结构SrTiO_3,并含有少量SrCO3相。在负载型χSrTiO_3/HZSM-5样品中,SrTiO_3包覆在HZSM-5的外表面。负载型催化剂的比表面积主要由分子筛提供,材料中的孔径主要分布在2~20nm范围内。负载后SrTiO_3的光催化活性明显提高,30%SrTiO_3/HZSM-5具有最强的光催化活性。经90min光照后,93.8%的活性艳红X-3B在30%SrTiO_3/HZSM-5上降解,而在纯SrTiO_3上只能降解23.9%。     

磷酸处理HZSM-5负载TiO2光催化降解活性艳红X-3B

以磷酸改性的HZSM-5分子筛为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/HZSM-5光催化剂,通过XRD,SEM,BET,FT-IR和XPS进行表征。结果表明:TiO2均匀地分散在HZSM-5表面,没有发生TiO2颗粒的聚集。负载后的TiO2保持了锐钛矿晶体结构,TiO2的晶粒尺寸在负载后有所减小。TiO2/0.5HZSM-5的比表面积和对活性艳红X-3B的吸附量都随HZSM-5含量的增加而增加。负载后的TiO2光催化活性均高于纯TiO2,50%(质量分数)TiO2/0.5HZSM-5具有最高的活性,经紫外光照射2h可使活性艳红X-3B降解93.4%,而染料在纯TiO2上的降解率只有61.0%。     

煅烧温度、煅烧时间和Fe3+掺杂量对TiO2光催化性能的影响

以钛酸四正了酯为先驱物,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和Fe3+掺杂的纳米TiO2(Fe3+/TiO2)光催化剂,并用XRD、UV-Vis等进行了表征,系统研究了煅烧温度、煅烧时间和Fe3+掺杂量对催化剂在自然光条件下光催化降解甲基橙性能的影响.结果表明,相同煅烧温度下,Fe3+/TiO2的粒径比纯TiO2的粒径小.制备纯TiO2和Fe3+/TiO2的最佳煅烧时间分别为4h和3h,最佳煅烧温度均为773K.适量掺入Fe3+可以显著提高纳米TiO2在自然光条件下的光催化降解活性,Fe3+/TiO2中Fe3+的最佳掺杂量为10.00%,相应的脱色效率为28.37%.     

锆掺杂纳米ZnO粉体的制备及其光催化性能

以Na2CO3、ZnSO4和ZrOCl2·8H2O为原料,采用直接沉淀法制备了纯ZnO和掺锆ZnO的纳米粉体,并用XRD、FT-IR、UV-Vis、SEM和TEM等表征手段进行表征,用紫外灯作为光源,亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,研究了ZnO和掺锆ZnO纳米粉体的光催化性能,并考察了前驱体煅烧温度与时间、掺锆量以及催化剂加入量等因素对降解率的影响,结果表明,煅烧温度为700℃时,相比纯ZnO掺杂锆的ZnO晶粒结晶良好,样品粒度分布更均匀,粒径变小,且掺锆的ZnO光催化活性高。当掺锆量为1%（摩尔比）时,光催化性能最好,加入催化剂量为0.8g.dm^-3,光降解时间为1h时,对亚甲基蓝溶液的降解率可达到98.65%。     

磁性活性碳负载F掺杂纳米二氧化钛的光催化性质研究

通过溶胶-凝胶法制备F掺杂纳米TiO₂ (F-TiO₂), 将其负载到磁性活性碳(MAC)上, 制得易回收分离的高效催化剂(F-TMAC)。通过XRD、SEM、UV-Vis、XPS、VSM对样品进行表征。以合成样品为催化剂降解模拟废水活性染料艳红(X-3B), 结果表明该负载型催化剂在紫外光和可见光照射下光催化效果均优于P25催化剂。0.2 g负载型催化剂分别在紫外光和可见光照射下降解200 mL浓度为100 mg/L的X-3B溶液, 90 min后经18?W紫外光照射X-3B去除率达到99.8%; 250 W可见光照射X-3B去除率为83.1%。溶液中的复合催化剂可以用磁铁很容易分离, 具有优良的重复利用性能。经5次重复试验, 复合催化剂F-TMAC对X-3B的降解率仅下降了约6.0%。     

碳化三聚氰胺泡沫负载ZIF-67活化过硫酸氢钾降解罗丹明B

以碳化三聚氰胺泡沫为载体,原位生长金属有机框架化合物ZIF-67,构建碳化三聚氰胺泡沫负载ZIF-67高效非均相催化剂(CMF/ZIF-67)。采用X-射线衍射仪(XRD)、氮气吸附仪、扫描电子显微镜(SEM)对CMF/ZIF-67的晶体结构、比表面积和形貌进行分析,并以罗丹明B(RhB)为降解物评价催化剂活化过硫酸氢钾(PMS)的反应活性。结果表明：CMF/ZIF-67非均相催化剂显示出非常强的活化PMS能力,在30 min内RhB降解率为98%。另外,研究了催化剂投加量、PMS投加量、pH值、温度及RhB初始浓度对CMF/ZIF-67/PMS体系降解RhB的影响。结果表明：随着催化剂和PMS投加量的增加,RhB的降解率也增大;溶液初始pH在5～7范围内时RhB的降解率可达98%以上;温度对RhB降解速率的影响符合阿伦尼乌斯模型,降解过程是一个表面反应控制过程。自由基捕获实验结果表明硫酸根自由基是RhB降解的主要活性自由基。经过四次循环使用后催化剂体系对RhB的降解率仍达到90%以上,催化剂具有优异的循环稳定性,在降解染料废水领域具有潜在的应用前景。     

TiO2负载硅胶催化剂的制备和光催化活性

用溶胶-凝胶法制备Fe3+、Gd3+共掺杂的纳米TiO2,并以硅胶(SiO2)为载体制备出负载型催化剂(Fe3+/Gd3+/TiO2-SiO2)。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外漫反射(DRS)等手段对其进行了表征。研究了溶胶煅烧温度、煅烧时间以及陈化时间对硅胶负载效果及对亚硝酸盐的光催化活性的影响,并测定了催化剂的用量及其循环使用对亚硝酸盐的光催化活性的影响。结果表明,与Fe3+/Gd3+/TiO2相比,负载型催化剂可显著提高催化剂的光催化活性;在500℃煅烧2 h、陈化时间1 h、催化剂投入量为1.0 g/L时亚硝酸盐降解效果最佳,降解率约为90.46%。     

磁载光催化剂TiO2/SiO2/γ-Fe2O3的制备及其催化氧化性能

采用化学共沉淀法制备磁基体(Fe3O4)．煅烧使其转化为γ-Fe2O3。溶胶-凝胶法成功得到易于固液分离回收的磁载TiO2光催化荆TiO2／SiO2／γ-Fe2O3。用TEM和XRD进行形貌和物相表征。研究了催化剂对可溶性染料Orange-Ⅱ的降解性能。并探讨了煅烧温度、时间对活性的影响。结果表明：最佳煅烧温度为450℃。最佳煅烧时间为30min。这种情况下得到的磁载TiO2光催化剂TiO2／SiO2／γ-Fe2O3。在3次循环使用后降解率仍保持在95％以上。     

Ce掺杂TiO_2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂TiO2光催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对其结构进行了表征,研究了其在紫外光下对聚丙烯酰胺(PAM)的降粘性能,探讨了催化剂用量、光照时间、煅烧温度和煅烧时间等因素对PAM降粘效果的影响。实验结果表明:Ce掺杂TiO2提高了TiO2的光催化活性;当Ce:TiO2的摩尔比为3∶100、煅烧温度为500℃、煅烧时间为2h、催化剂加入量为2%(质量分数)时Ce掺杂TiO2催化剂的光催化降粘率可达99%以上。     

负载型纳米TiO_2的制备及其对亚硝酸盐的光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+、Gd3+共掺杂纳米TiO2,并以空心玻璃微珠(HGM)为载体制备了负载型催化剂(Fe3+/Gd3+/TiO2-HGM)。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外漫反射(DRS)对其进行了表征。考察了溶胶煅烧温度、煅烧时间对空心微珠负载效果的影响,并对负载次数、催化剂用量对亚硝酸盐的光催化活性的影响进行了测定。结果表明,与自制Fe3+/Gd3+/TiO2相比,负载型催化剂可显著提高催化剂的光催化活性;当以500℃下煅烧2h,负载两次,催化剂投入量为2.0g/L时,亚硝酸盐可得到最大降解,其降解率约为93.81%。     

Co3+掺杂LaFeO3的制备及光催化降解硝基苯的性能研究

以La(NO3)3、Fe(NO3)3.9H2O和Co(NO3)2.6H2O为原料,采用柠檬酸络合法制备了纯LaFeO3和掺杂Co3+的LaFeO3纳米粉体,通过XRD和SEM等手段对样品进行表征,以硝基苯为目标降解物,考察催化剂的光催化降解活性。研究表明:煅烧温度为800℃时制备的LaFeO3样品对硝基苯溶液的脱色率达47.02%;而采用Co3+的掺杂增强了LaFeO3的光吸收特性,对LaFeO3的光催化性能有较大促进作用,且掺杂量为5%时效果最好,光降解时间1h时,对硝基苯的降解率可达76.26%。     

Bi_2O_3/ZnO复合材料的制备及太阳光处理孔雀石绿的应用研究

以竹纤维为模板,五水合硝酸铋[Bi(NO_3)_3·5H_2 O]和二水合醋酸锌[Zn(OAc)2·2H_2 O]为原料,采用浸渍-热转化法制备一系列Bi含量不同的氧化铋(Bi_2O_3)/氧化锌(ZnO)复合材料。通过热重分析、扫描电子显微镜、X射线衍射等方法对复合材料进行分析表征。以孔雀石绿染料为模拟污染物,在太阳光照射下进行光降解实验,探究了煅烧温度和Bi掺杂量对复合材料光催化活性的影响。研究结果表明:复合材料保持了竹纤维模板物的纤维形貌;煅烧温度和Bi掺杂量对Bi_2O_3/ZnO光催化性能影响显著。600℃煅烧2h制备的Bi掺杂量为2.5%(摩尔分数)的Bi_2O_3/ZnO催化剂对孔雀石绿降解效果最佳,太阳光照射240min后对100mL质量浓度为20mg/L的孔雀石绿降解率可达95.84%。催化剂重复利用4次后对孔雀石绿的催化降解率仍可保持在92%以上。     

TiO2纳米棒光催化降解甲基橙的研究

本文以甲基橙为目标降解物考察了催化剂的添加量、甲基橙溶液的pH值、晶化时间、热处理温度等因素对用"软模板"制备的TiO2纳米棒光催化活性的影响.研究表明:当催化剂添加量为0.08g、甲基橙溶液的pH=4、晶化时间为24h、热处理温度为500℃时,TiO2光催化剂的催化效果最佳,达到了85.96%.     

TiO_2/AC复合光催化剂制备及性能研究

以TiCl4乙醇溶液为前驱物、煤质活性炭为载体,通过溶胶-凝胶法制备活性炭(AC)/TiO2复合光催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和BET比表面积孔径测定仪等对制备的样品进行表征。以光催化降解甲基橙溶液为模型反应,表征其光催化活性,考察了TiCl4/乙醇体积比、煅烧温度和煅烧时间等制备条件对光催化活性的影响。结果表明:在TiCl4/乙醇体积比为1∶20,500℃煅烧2h时,光催化降解甲基橙的活性最高,降解率达到95%;TiCl4/乙醇体积比和煅烧温度对光催化活性影响较大,煅烧时间对光催化活性影响甚小。含少量金红石相的TiO2有利于光催化降解甲基橙。     

WO_3-TiO_2纳米材料的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备WO3-TiO2纳米复合材料,并用透射电镜和X射线衍射对所制备材料进行表征和分析。以WO3-TiO2纳米材料为光催化剂对甲基橙进行光催化降解处理,研究WO3的掺杂量、煅烧温度、光照时间等因素对甲基橙降解率的影响。结果表明:在紫外灯照射下,使用w(WO3)=3%、550℃下煅烧得到的WO3-TiO2纳米复合粉体0.02 g,甲基橙溶液20 mL(ρ=5 mg/L,pH=4),光催化3 h后,甲基橙降解率达到94.93%。     

碳纳米管电极电催化氧化降解染料溶液的研究

研究了经高温焙烧结合高速球磨处理后的碳纳米管的结构及形貌, 测定了其相应的比表面积. 对碳纳米管冷压成形制得的电催化电极的表面形貌进行了分析. 分别以活性炭、石墨、碳纳米管作为电催化阳极, 处理模拟染料废水活性艳红X-3B溶液, 实验结果表明: 碳纳米管电极电催化稳定性较好, 经电催化氧化反应20min后, X-3B染料的降解率达到96.55%, 其电催化降解效率明显优于活性炭和石墨电极.     

快速共沉淀法制备Ce掺杂ZnO及其日光催化性能研究

采用氢氧化钠快速共沉淀法制备了Ce掺杂ZnO,以模拟日光催化降解罗丹明B为指标,优化Ce掺杂比例及煅烧温度,考察催化剂套用稳定性和适用性,最后对Ce掺杂ZnO活性机理进行分析。结果表明:Ce最佳掺杂摩尔分数为3%,500℃煅烧2h,对1.0×10~(-5) mol/L罗丹明B溶液40min降解率达到93.8%,6次套用降解率达到90%以上,对仲夏自然阳光和其他染料均有良好的适用性。Ce掺杂降低了光致空穴-电子复合率,有效的提升了光催化活性。     

TiO2纳米颗粒的制备、光催化性能及羟基自由基研究

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了TiO2纳米颗粒,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外．可见光漫反射光谱分别研究了不同煅烧温度对样品晶相、颗粒形貌和带隙的影响．以甲基橙（M0）为目标降解物,在紫外光照射下考察了制得的TiO2样品的光催化性能．研究结果表明,500℃煅烧制备的样品光催化性能最好;随着催化剂用量的增加,MO降解率呈现先增大后减小的趋势,最佳催化剂用量为4．0g／L;在pH值不太高时（≤7．2）,M0降解率随pH值的升高呈下降趋势．以香豆素为探测剂．采用荧光光谱检测催化剂在紫外光照射下产生羟基自由基（·OH）的情况,研究了煅烧温度、催化剂用量和溶液pH值对·0H产率的影响．研究结果还表明,·OH产率与MO降解率的变化规律基本一致,表明·0H可能是TiO2光催化降解有机染料的主要活性物种．