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。     

Al/Cr2O3对硝化棉热分解过程的影响

为了探讨Al/Cr₂O₃纳米铝热剂对硝化棉(NC)热分解过程的影响，采用差示扫描量热法(DSC)及热重/红外联用技术(TG/DTG-FTIR)研究了单组分NC和Al/Cr₂O₃/NC复合物的热分解反应过程。运用Kissinger法、Starink法、Kissinger-迭代法和Ozawa-迭代法计算得到NC及Al/Cr₂O₃/NC的表观活化能。通过FWO法、KAS法和Friedman法得到NC和Al/Cr₂O₃/NC热分解过程的动力学参数，并引入修正后的?esták-Berggren经验方程对相应热分解反应动力学模型进行重建。结果表明，Al/Cr₂O₃纳米铝热剂可使NC热分解反应的表观活化能降低33.7kJ/mol,热点火温度降低3.5℃,热爆炸临界温度降低3.0℃。Al/Cr₂O₃/NC的热分解反应过程遵循n级动力学方程f(...     

H3PW12O40/TiO2-SiO2光催化降解甲基红

采用溶胶-凝胶法制备TiO₂-SiO₂,用浸渍法将H₂PW₁₂O₄₀负载在TiO₂-SiO₂上,制得H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂-SiO₂光催化剂。探究在模拟自然光条件下,光照时间、甲基红溶液初始浓度、催化剂用量和溶液pH对甲基红可见光催化降解的的影响。实验结果显示,在光照时间为15min.甲基红溶液初始浓度为15mg/L.催化剂用量为1.8g/L以及pH为2的优化条件下,甲基红的光降解率高达99.7%。光催化降解甲基红溶液为一级动力学反应。     

γ-Al2O3在CeO2-La2O3催化还原SO2中的作用

考察了反应温度对γ-Al₂O₃、CeO₂-La₂O₃和CeO₂-La₂O₃/γ-Al₂O₃催化CO还原SO₂到单质硫活性的影响。采用XRD表征了催化剂反应前后的物相变化。结果表明，温度过低或过高均不利于γ-Al₂O₃催化CO还原SO₂的反应。γ-Al₂O₃的介入提高了CeO₂和La₂O₃的分散性，使Redox 和COS两种反应机理在同一催化剂上的协同作用增强，使CeO₂-La₂O₃/γ-Al₂O₃在催化还原SO₂的反应中具有更低的反应温度和更高的活性。     

V2O5-MoO3/TiO2 催化剂的NOx选择性催化还原及SO2氧化活性

采用浸渍法以TiO₂为载体制备V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 选择性催化还原催化剂,研究V₂O₅和MoO₃负载量对于催化剂选择性催化还原反应及SO₂氧化活性的影响,并考察氧含量、氨氮物质的量比和反应空速对3%V₂O₅-6%MoO₃/TiO₂催化剂选择性催化还原脱硝活性的影响。结果表明,随着催化剂中V₂O₅负载质量分数增加,V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 催化剂的选择性催化还原活性和SO₂氧化活性均呈上升趋势。MoO₃的负载对催化剂的SO₂氧化活性有明显抑制作用。MoO₃负载质量分数超过9%,制备的催化剂既保持较高的低温选择性催化还原活性,又使选择性催化还原反应中的SO₂转化率小于1%。     

Fe3O4/SnS2复合材料在染料降解中的应用研究

建立了基于光芬顿技术的染料去除方法,该方法采用Fe₃O₄/SnS₂作为光芬顿催化剂构建反应体系,研究了Fe₃O₄/SnS₂复合材料中的最佳Fe/Sn比,并对所构建反应的机理进行探究。结果表明,在Fe/Sn比为1.0时,制备得到的Fe₃O₄/SnS₂复合材料对亚甲基蓝(MB)的去除效率最高。基于Fe₃O₄/SnS₂复合材料所构建的复合材料对于亚甲基橙和罗丹明B也均具有出色的降解能力。同时即使经过5次循环使用,Fe₃O₄/SnS₂复合材料对MB的降解依然可以维持在80%以上。所建立的方法有助于实现水环境中染料的高效去除,具有实际应用的潜力。     

基于Fe2O3的片状α-Al2O3包覆研究

首先以片状α-Al₂O₃为基质,以Fe Cl₃为铁源,采用液相沉积法制备了Fe₂O₃/α-Al₂O₃珠光颜料,并借助SEM、EDS、XRD等手段对制备的珠光颜料进行性能表征,考察了反应p H值、反应温度、铁盐浓度、添加剂用量等因素对片状α-Al₂O₃包覆率的影响,得到了制备铁系包覆片状α-Al₂O₃的最佳制备工艺参数,同时了解了各参数影响包覆率的主次顺序,并在此基础上着重探讨了六偏磷酸钠对包覆率产生影响的机理。结果表明：影响包覆率的主次顺序依次为反应p H值、反应温度、添加剂用量、铁盐浓度;在最优的工艺参数下制备出来Fe₂O₃/α-Al₂O₃的包覆率为20.93%;样品的表面形貌光滑平整且包覆完整。     

Fe（Ⅱ）-EDTA/K2S2O8降解苯酚及反应动力学分析

考察了Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8体系降解苯酚的影响因素,并对体系中苯酚的降解机理和反应动力学进行了初步分析。结果表明,铁离子、氧化剂形态以及紫外光辐照、螯合剂的存在对氧化体系作用效果影响显著。EDTA剂量为0.5 mmol/L、Fe(Ⅱ)剂量为1.0 mmol/L、K2S2O8剂量为2.0 mmol/L、溶液初始pH值为7.0、温度为60℃的条件下反应60 min,浓度为100 mg/L的苯酚降解率为71.48%,同样条件下紫外光辐照时降解率可达89.38%。降解机理与动力学分析表明,苯酚在Fe(Ⅱ)-EDTA/K2S2O8体系中降解途径以与Fe4+络合降解为主。     

H2O2处理H3PW12O40/ZrO2-WO3光催化降解有机染料

采用浸渍法将H3PW12O40负载在ZrO2-WO3上,通过H2O2溶液的敏化,制得H3PW12O40/ZrO2-WO3(x)光催化剂。然后以光降解甲基橙为探针反应,对各反应影响因素进行了探究。在甲基橙初始质量浓度为5 mg/L,溶液pH=2.5,催化剂用量为0.3 g的优化条件下,光降解2 h,甲基橙的降解率达到91.2%,光催化降解甲基橙溶液为一级动力学反应。且H3PW12O40/ZrO2-WO3(x)对罗丹明B、碱性品红和和亚甲基蓝也具有较高的光催化活性,降解率分别为70.0%、73.0%和73.5%。     

CeO2/g-C3N4复合光催化剂的制备及其性能研究

采用高温聚合有机物前驱体的方法,以三聚氰胺为前驱体,制得类石墨型氮化碳(g-C₃N₄)粉末,采用水热法制得CeO₂/g-C₃N₄复合光催化剂,对其进行了表征,考察了CeO₂/g-C₃N₄复合光催化剂在可见光下处理亚甲基蓝的性能,并对CeO₂/g-C₃N₄复合光催化剂进行回收实验、吸附实验以及光催化动力学分析。结果表明,CeO₂/g-C₃N₄中g-C₃N₄和CeO₂分别为石墨相和萤石相,复合CeO2使得g-C₃N₄的吸附性能有了大的提高,15 min能达到吸附平衡,吸附82.5%的亚甲基蓝;45 min后对亚甲基蓝处理率达到99.45%,远远快于g-C₃N₄。CeO₂/g-C₃N₄在5次使用后仍然可以保持73.1%的净化效果。亚甲基蓝处理过程包括吸附和光解2部分,光解反应符合一级动力学方程。     

柠檬醛在La2O3/γ-Al2O3催化剂上的等温吸附

对柠檬醛-乙酸乙酯溶液中柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上等温吸附行为进行了研究。结果表明,30 ℃柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上的吸附动力学符合准二阶吸附动力学模型,吸附动力学方程为：1/q_t=2.350/t+0.063 3(R²=0.998 5)。（30~65） ℃柠檬醛在La₂O₃/γ-Al₂O₃催化剂上的等温吸附符合Langmuir方程,温度升高使柠檬醛的饱和吸附量增加,吸附热为32.19 kJ·mol^-1。     

UV/Fe3+/H2O2体系降解活性艳橙X-GN废水的动力学研究

在自制的光催化反应器中，采用UV/Fe³⁺/H₂O₂体系光解活性艳橙X-GN模拟废水，考察了X- GN、Fe³⁺和H₂O₂初始浓度、初始pH值及温度对光解过程的影响。结果表明，在8 W低压汞灯(λ＝254 nm)照射下，UV/Fe³⁺/H₂O₂能够有效地降解结构稳定的X-GN，在pH=3.0、温度50 ℃、时间120 min、Fe³⁺和H₂O₂初始浓度分别为2.5×10^－5 mol·L^－1和1.5×10^－4 mol·L^－1时，含200 mg·L^－1X GN模拟废水的色度去除率和TOC去除率分别达到100%和90.15%。在此基础上得到了该催化氧化反应的一级动力学模型，求得X-GN氧化和TOC降解动力学模型的表观活化能分别为867 kJ·mol^－1和25.38 kJ·mol^－1。同时依据离子色谱 (IC)、GC/MS对X-GN降解中间产物和最终产物的进行了鉴定，证实有导致X-GN氧化和TOC降解不同步的中间产物存在。     

微波促进Fe2+-K2S2O8体系快速降解甲基橙废水的研究

采用微波促进Fe2+-K2S2O8体系处理甲基橙(MO)染料废水,考察了初始pH、微波功率、反应时间、K2S2O8投量及K2S2O8与Fe2+摩尔比对MO脱色率的影响,同时对不同处理方式进行了比较,并进行了降解机理探讨和动力学分析。结果表明,微波促进Fe2+-K2S2O8体系能快速降解废水中的MO,在50 mL初始pH=6、质量浓度为500 mg/L的MO废水中,微波功率280 W,微波辐照9 min,c(K2S2O8)为9.82 mmol/L,K2S2O8与Fe2+摩尔比为50的优化处理条件下,MO脱色率达到了98.6%,微波促进Fe2+-K2S2O82-体系降解MO废水产生了协同效应。动力学研究表明,反应符合1级反应动力学规律,反应速率常数k=0.341 4 min-1,反应半衰期2.03 min。     

Fe/γ-Al2O3催化剂上CO同时还原NO和SO2研究

研究了不同载体(γ-Al₂O₃、HZSM-5、TiO₂、SiO₂和MgO)负载Fe催化剂上CO还原NO反应及CO同时还原NO和SO₂反应。结果表明,Fe/γ-Al₂O₃催化剂对CO与NO反应具有良好的催化活性,但随着反应时间的延长,催化剂很快失活;在CO和NO反应中加入SO₂,可以明显改善Fe/γ-Al₂O₃催化剂对CO还原NO反应的活性稳定性;O₂和H₂O对催化剂活性的影响较大,CO₂对催化剂的影响较小。XRD结果表明,FeS₂是催化剂的活性中心,在CO与NO反应后,FeS₂转变为催化惰性的Fe₇S₈而导致催化剂活性下降;在CO与NO及SO₂反应体系中引入O₂后,Fe/γ-Al₂O₃催化剂上的活性组分FeS2被氧化为Fe₂O₃,导致催化剂失活。     

SO42-/TiO2/Al2O3型固体酸制备及催化合成醋酸丁酯

以共沉淀-浸渍法制备了SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂,醋酸与正丁醇酯化反应作为探针反应,考察SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂的催化性能,采用响应面法对制备催化剂过程中的陈化温度、硫酸浸渍液浓度和焙烧温度因素进行优化,通过XRD和IR对制备的固体酸催化剂进行表征。结果表明,在陈化温度-4 ℃、硫酸浸渍液浓度1.48 moL·L^-1和焙烧温度586 ℃条件下制得的催化剂催化性能最高,醋酸正丁酯酯化率可达98.1%,重复使用性良好。     

SO42-/ZrO2催化膜的制备及其酯化性能研究

制备了负载SO24-/ZrO2固体酸陶瓷膜,并对其用于油酸和甲醇酯化反应进行研究。通过测定不同反应温度、不同催化膜负载率和不同甲醇/油酸物质的量的比条件下油酸的转化率,线性回归得到了酯化反应动力学参数。研究结果表明,酯化反应为拟均相二级反应。在最佳反应条件下,反应活化能由49.1 kJ/mol降至34.6 kJ/mol,油酸酯化率达到95.84%。     

Pt-CeO2/TiO2催化剂催化湿式氧化苯酚废水的研究

以TiO2为载体,利用分步浸渍法制备了Pt-CeO2/TiO2、Pt-ZrO2/TiO2、Pt-La2O3/TiO2、Pt-Pr2O3/TiO2和Pt-SnO2/TiO2催化剂,并催化湿式氧化高浓度苯酚废水。Pt-CeO2/TiO2催化剂的活性最好,在反应温度为160℃、氧分压为2.25 MPa,反应时间为2 h的条件下,苯酚和COD的去除率分别为87.53%和72.06%。进一步研究助剂含量对催化剂性能的影响,当CeO2负载量为12.5%时,催化剂Pt-CeO2/TiO2的催化性能最佳。XRD和TEM结果表明,助剂CeO2的引入起到降低Pt的粒径,提高Pt在载体表面的分散度的作用。     

TiO2光催化剂氧化深度处理垃圾渗滤液的研究

探讨了溶液起始浓度、pH值、光照时间和光照强度对TiO2光催化氧化深度处理垃圾渗滤液的影响,确定了TiO2光催化氧化处理垃圾渗滤液的适宜反应条件。比较了UV/TiO2/O3法、UV/TiO2法和UV/O3法对渗滤液的处理效果。反应动力学方程可以看出反应是一级反应。     

Al2O3包覆LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2锂离子电池正极材料

综述了Al2O3包覆LiNi(1/3)Co(1/3)Mn(1/3)O2锂离子电池正极材料的研究现状与进展,并评述了其制备方法和包覆改性;讨论了包覆改善该正极材料性能的机理;提出了这种正极材料的研发过程中的一些问题并对其未来的发展前景作了展望。     

UV/H2O2体系催化降解水中2,4,5-三氯苯酚的研究

用UV/H2O2体系催化降解2,4,5-三氯苯酚(2,4,5-TCP),并用气相色谱仪、气质联用仪、紫外可见光分光光度计检测降解效果,初步分析了催化降解机理。结果表明:2,4,5-TCP的降解过程符合准一级动力学方程;在室温、初始pH为3.00和H2O2为0.01 mol/L条件下,单个15 W紫外灯照射2,4,5-TCP 100 min后的降解率约95%;在H2O2为0.08 mol/L时,体系反应30 min后的降解率约90%;分析GC-MS图后推测出主要中间产物有1,2-苯二甲酸二(2-甲基丙基)酯和1,2-苯二甲酸单(2-乙基己基)酯,最终产物为小分子化合物。