Fe-Si-B非晶合金对溶液中Cu(Ⅱ)的去除效率

采用单辊甩带法成功制备了Fe-Si-B非晶合金条带,并以300目铁粉为参比物,研究了其对溶液中Cu (Ⅱ)的去除效果。结果表明,60 min内,1 g/L的Fe-Si-B非晶合金条带对100 mg/L Cu (Ⅱ)的去除效率大于98%,且去除过程符合伪一级动力学模型。相同条件下,Fe-Si-B非晶合金条带去除Cu (Ⅱ)的表面积约化反应速率常数是300目铁粉的167倍。通过分析不同环境因素对Fe-Si-B非晶合金条带去除Cu (Ⅱ)效率的影响,发现反应速率与温度、pH值成正比,与Cu (Ⅱ)浓度成反比。在重复使用六次后,Fe-Si-B非晶合金条带仍保持67%的去除效率。     

聚合物负载铁-锰双金属氧化物去除水中锑的研究

针对载铁壳聚糖醋酸纤维素吸附剂(CS/CA-FeO_x)易受pH影响问题，选择向制备液中引入Mn²⁺制备复合吸附剂CS/CA-FeMnO_x,并研究其对水溶液中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的去除特性及吸附机理。结果表明：在pH=4.0条件下CS/CA-FeMnO_x对初始浓度为5mg/L的Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)吸附的最佳投量均为1.2g/L,最大吸附容量为44.42mg/g和56.73mg/g; pH从4.0升高至7.0,对Sb(Ⅲ)的去除率影响不大，但是对Sb(Ⅴ)的去除率影响显著降低，去除率下降25.3%;准二级速率反应方程更能准确地描述吸附剂CS/CA-FeMnO_x对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附过程，说明对二者的吸附均是物理吸附与化学吸附相结合的过程；Freundlich模型能更好地描述CS/CA-FeMnO_x对两种不同形态锑的吸附；X射线衍射结果未显示锰氧化物的峰，可能是复合吸附剂中锰含量较少或者锰以无定形存在。X射线光电子能谱和分峰结果显示，水中锑与复合吸附...     

Fe69.9Cr22.6Mo5.7Cu0.6Zr0.1Nb0.8W0.3非晶合金在不同温度含氯溶液中的耐蚀性

为考察铁基非晶合金在不同温度的含氯溶液中的腐蚀性能,采用电弧熔炼结合真空甩带制备了Fe_69.9Cr_22.6Mo_5.7Cu_0.6Zr_0.1Nb_0.8W_0.3非晶条带,并通过动电位极化曲线、阻抗谱和浸泡实验研究了温度对合金在含氯溶液中耐蚀性的影响。结果表明：与316不锈钢相比,合金具有典型的非晶态结构,其耐蚀性显著增加。在25℃的3.5%(质量分数)NaCl溶液中,其自由面的耐蚀性与辊面相当,自腐蚀电流密度分别约为316不锈钢的18.9%、15.7%;在NaCl溶液中具有稳定的钝化特征,但钝化区间ΔE更宽。在45℃的NaCl溶液中,其自由面与辊面之间的耐蚀性差别显著增大,自腐蚀电流密度显著增加,ΔE变化不大。在80℃的37%盐酸中,其腐蚀速率相对于室温增加了2个数量级,但仍远低于316不锈钢2个数量级。温度的升高使非晶合金表面活性质点增加,氯离子的渗透能力增强,腐蚀反应速度加快。     

ITO/TiO2纳米管阵列复合材料的可见光催化性能

光催化以其反应条件温和、能直接利用太阳能转化为化学能的优势,而备受科研人员的关注。如何拓展光谱吸收范围及阻止光生“电子-空穴”复合,是目前光催化研究领域的热点。本工作通过阳极氧化制备出非晶TiO₂纳米管(TiO₂NTs),利用机械液压法将熔融铟锡合金压入非晶TiO₂中,得到In_9.45Sn₁/TiO₂NTs,再经高温煅烧后得到ITO/TiO₂NTs复合材料。实验对比了TiO₂NTs、In_9.45Sn₁/TiO₂NTs与ITO/TiO₂NTs对去除水溶液中亚甲基蓝的光催化性能,在180 min光照下,ITO/TiO₂NTs的降解效果最佳,降解效率达96.14%。利用紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)研究了TiO₂NTs、In_9.45Sn₁     

蒙脱土/Fe3O4/腐殖酸复合材料对U(Ⅵ)的作用机制

通过水热法制备蒙脱土/Fe₃O₄/腐殖酸复合材料(MFH),探究pH值、MFH的投加量、吸附时间、U(Ⅵ)初始浓度及温度等因素对MFH吸附U(Ⅵ)的影响。结果表明:在所选实验条件范围内,MFH的投加量对其吸附U(Ⅵ)的影响最大;当U(Ⅵ)初始浓度为5 mg·L^-1,pH值为6,MFH投加量为0.3 g·L^-1,温度为30℃时,MFH对U(Ⅵ)去除在30 min后达到平衡,此时去除率达到97.7%;MFH对U(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型;MFH对U(Ⅵ)的去除机理为络合作用和还原作用。再生实验表明,经5次吸附-解吸后,MFH复合材料对U(Ⅵ)的吸附率仍在90%以上,表明MFH对U(Ⅵ)的去除效果较好且具有高效重复利用性。     

漂浮型Ag2CrO4-g-C3N4-TiO2/膨胀珍珠岩可见光催化材料除藻性能

以Al₂O₃改性的膨胀珍珠岩(mEP)为载体，采用溶胶凝胶-浸渍沉积法制备Ag₂CrO₄-g-C₃N₄-TiO₂/mEP漂浮型可见光催化材料。对制备的光催化材料使用XRD、N₂吸附/脱附、FESEM-EDS、XPS和UV-vis DRS等分析方法进行材料表征。实验结果表明，不同的Ag₂CrO₄含量可对复合催化剂的晶型和比表面积产生影响，过高的Ag₂CrO₄可在催化剂的表面形成团聚颗粒不利于催化剂对藻细胞的吸附和光催化灭活。以铜绿微囊藻为处理对象，光催化剂中Ag₂CrO₄/TiO₂的理论摩尔比为0.05，初始藻细胞浓度为2.75×106 cells/mL时，单纯暗吸附8 h藻细胞的去除率为10.3%，在吸附和光催化的协同作用下，藻细胞的去除率可达81.88%。光催化除藻过程中起主要作用的为光生空穴h+，该催化剂在重复利用三次后对藻细胞仍有72.19%的去除率，催化剂有较好的稳定性。      

白云母/TiO2复合材料的制备及光催化性能

以钛酸丁酯为钛源、冰醋酸为抑制剂,通过水热法合成白云母/TiO₂(M/T)复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD),拉曼光谱(Raman),扫描电子显微镜(SEM),能谱仪(EDS),N₂吸附-脱附(BET),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis),荧光光谱(PL)对样品的物相结构、表面形貌、元素分布、孔隙结构及光学特性进行表征,并以甲基橙(MO)溶液为目标污染物,考察水热温度、水热时间、TiO₂负载量对M/T复合材料光催化性能的影响。结果表明：100℃水热16 h, TiO₂负载量为20%(质量分数)的M/T复合材料光催化性能最好;紫外光照射60 min,对MO的降解率达到99.62%,总有机碳(TOC)去除率为63.58%,重复使用5次,光催化活性没有明显降低,且M/T复合材料光降解MO过程符合一级反应动力学模型,最大反应速率常数k_app为0.049 min^-1。     

Co3O4纳米阵列电催化膜电极及其处理难降解废水耦合产氢性能研究(英文)

传统电化学高级氧化技术存在有机物降解效率不高、能耗大的弊端,并且平板式电极表面存在滞止边界层,严重限制了传质过程.本工作中,我们首先通过水热方法将一维Co₃O₄纳米针状阵列结构原位负载于金属钛膜电极,低压电场下,实现难降解有机物的去除,其中:对于苯酚的去除率可达≥99%,化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)去除率分别为9 9.5%和9 2.5%,电流效率为8 8.7%,能耗仅为0.061 kW h (kg COD)^-1. Co₃O₄纳米针的阵列式膜电极可以提供更多的CoOOH活性位,增强电场强度,而且其穿透式流体模式导致强化对流,可以明显地改善电催化反应过程的传质,因而提高膜电极的催化效率,降低能耗.最后,我们设计了H型电催化膜反应器,耦合阴极的析氢反应,降解有机物的同时制备纯氢,极大地提高了电极和膜反应器的效率.     

g-C3N4量子点-TiO2/导电凹凸棒石复合材料的制备及其光催化性能

通过水热法在导电凹凸棒石(C-ATP)表面原位生长TiO₂纳米棒制得毛虫状结构的TiO₂/C-ATP复合材料，然后以TiO₂/C-ATP为载体，在TiO₂纳米棒表面进一步复合g-C₃N₄量子点(CNQD)成功制备了多级结构的CNQD-TiO₂/C-ATP异质结光催化材料。利用XRD、FTIR、SEM/TEM、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis-DRS)、荧光发射光谱(PL)、BET比表面积分析仪和光电化学等技术对样品进行表征。在可见光照射下，考察了样品对盐酸四环素(TC)的光催化降解能力。结果表明:与TiO₂/C-ATP和CNQD相比，CNQD-TiO₂/C-ATP大幅提高了可见光响应、吸收能力和光生电子-空穴对的分离效率。当光照时间为120 min时，CNQD-TiO₂/C-ATP对TC去除率可达88%。      

Mo2FeB2粉体的制备研究及铁源对其微观结构的影响

以钼粉、羰基铁粉、无定形硼粉和硼铁粉为原料,采用真空烧结法制备了Mo2FeB2粉体。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析产物的物相演变规律和微观形貌,取得以下结果:在1400℃下反应2h可以得到相组成单一的Mo2FeB2粉体;用硼铁粉代替羰基铁粉为铁源可以大幅降低反应产物的颗粒和晶粒尺寸,并减少其晶格畸变,制备的Mo2FeB2粉体颗粒尺寸为5μm左右,晶粒尺寸在64nm左右。     

Pd纳米颗粒协同氧空位增强TiO2光催化CO2还原性能

针对TiO₂表面活性位点不足、反应动力学缓慢、CO₂还原产物中碳氢化合物的产率低以及选择性差等问题,研究通过Pd催化氧还原法在缺氧环境中构筑了具有表面氧空位的一维单晶TiO₂纳米带阵列(Pd-Ov-TNB)。通过形貌结构、载流子行为及光催化性能分析,探究了表面氧空位和Pd的氢溢流效应对光生载流子分离传输及还原产物选择性的影响。结果表明,Pd-Ov-TNB的CO₂还原活性强,产物中CH₄、C₂H₆和C₂H₄的产率分别为40.8、32.09和3.09μmol·g^-1·h^-1,碳氢化合物的选择性高达84.52%,在C-C偶联方面展现出巨大的潜力。其一维单晶纳米带结构提高了材料的活性比表面积和结晶度,为CO₂还原反应提供了更多的活性位点,并加速载流子的分离传输。同时,氧空位增强了光生电荷的表面积累,为CO₂还原提...     

TiO2负载木质素纤维的制备与光催化降解甲基橙性能研究

以木质素纤维为载体，采用碱性氧化法对载体木质素纤维进行预处理之后，使用钛酸四丁酯为钛源，采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂负载木质素纤维复合光催化剂，并检测了在紫外光催化下对甲基橙的去除能力以及循环反应性能。TiO₂负载木质素纤维复合材料的结构性能通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)等测试技术进行表征。结果表明：TiO₂颗粒均匀地分布在木质素纤维表面，合成了高度分散的TiO₂负载木质素纤维复合光催化材料；在钛酸四丁酯10mL、无水乙醇35mL、pH为3、温度为35℃时，TiO₂产率最高为89%;经紫外光照射2h,不同浓度下对甲基橙的降解率最高为75.5%,不同pH下对甲基橙降解率最高为80.1%,不同温度下对甲基橙溶液的最佳去除率为63.2%。TiO₂负载木质素纤维复合光催化剂再循环使用中，表现出较好的抗循环衰减特性，经过5次循环后，其对甲基橙的降解率仍达到77.6%。     

不同晶型Fe2O3催化H2O2湿法脱硝的实验研究

研究了以α-Fe₂O₃、β-Fe₂O₃和γ-Fe₂O₃为催化剂的类Fenton试剂溶液氧化吸收NO的过程,分析了3种Fe₂O₃的晶相结构和表面性质对NO脱除效率的影响机理。脱硝性能测试结果表明：γ-Fe₂O₃的活性最好,在H₂O₂浓度为1.5 mol/L、催化剂浓度为20 mmol/L、pH值为5以及反应温度为55℃等条件下,γ-Fe₂O₃的脱硝率可达87.5%。机理研究表明：3种Fe₂O₃催化H₂O₂分解湿法脱除NO的反应发生在催化剂表面,反应过程中存在氧化还原循环,H₂O₂催化分解的主要产物是·OH。活性差异分析结果表明：Fe₂O₃的晶相结构和表面性质对NO的脱除效果具有显著的影响,γ-Fe₂O₃的活性最高是由于比表面积大、分散性高和表面的Fe²⁺含量更多,而β-Fe₂O₃的活性高于α-Fe₂O₃是由于表面的氧空位含量更多。     

添加稀土Dy对Cu50Zr46Al4合金的非晶形成能力和力学性能的影响

使用铜模吸铸法制备Cu_50-xZr₄₆Al₄Dy_x(x=0~4)系列合金,研究了Dy对其非晶形成能力和力学性能的影响。结果表明,添加1%~2%(原子分数)的Dy能明显提高Cu_50-xZr₄₆Al₄Dy_x合金的热稳定性和非晶形成能力。添加适量的Dy能提高体系的强度和塑性变形能力。还讨论了添加Dy元素影响Cu_50-xZr₄₆Al₄Dy_x体系非晶形成能力和力学性能的机理。     

Sb掺杂O3型Na0.9Ni0.5Mn0.3Ti0.2O2钠离子电池正极材料

提高钠离子电池正极材料的循环稳定性和比容量是实现其广泛应用的关键,基于引入特定杂元素可优化正极材料结构稳定性和比容量的策略,本研究采用便捷的固相反应法制备O3-Na_0.9Ni_0.5Mn_0.3Ti_0.2O₂(NMTSb_x, x=0,0.02, 0.04, 0.06)系列层状氧化物正极材料,对比研究了Sb掺杂对Na_0.9Ni_0.5Mn_0.3Ti_0.2O₂正极材料储钠性能的影响。测试结果表明,引入Sb后过渡金属层中氧原子之间的静电斥力减小,晶格间距扩大,有利于Na⁺的脱嵌。且掺杂Sb所造成的强电子离域降低了整个系统的能量,获得了更有利于循环充放电的稳定性结构。在2.0～4.2 V测试范围下,未掺杂的NMTSb₀在1C(240mA·g^-1)倍率下初始放电比容量为122.8mAh·g^...     

氧化石墨烯负载Ag3PO4@聚苯胺复合材料的制备及其光催化性能

为了解决 Ag₃PO₄严重的光腐蚀问题,采用化学吸附法制备了核壳结构的聚苯胺 （PANI） 包覆磷酸银（Ag₃PO₄@PANI）,并用氧化石墨烯 （GO） 作为 Ag₃PO₄@PANI 复合光催化剂的载体,通过 PANI 和 GO 的协同作用提升了载流子的分离效率。当 GO 与 Ag₃PO₄@PANI 质量比为 4% 时,催化剂在 24 min 内降解苯酚的去除率可达 98.1%,18 min 内对环丙沙星 （CIP） 的去除率可达 90.3%,15 min 内对四环素 （TC） 的去除率可达98.6%,在 5 min 内对各类染料的去除率为 100%。经过 6 次重复反应,Ag₃PO₄@PANI/GO 仍保持较好的稳定性。自由基捕获实验证实·h+和·O₂^-是光催化降解的主要活性物种。实验结果表明,PANI 与 Ag_...     

石墨/TiO2复合光催化剂的制备和性能

以石墨和纯的TiO₂为原料,采用球磨工艺制备了石墨/TiO₂复合光催化剂。使用XRD、SEM、TEM、XPS和DRS等手段对其性能进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,研究了石墨掺入量、球磨时间对复合光催化剂光催化活性的影响。结果表明,石墨/TiO₂复合光催化剂具有锐钛矿结构,球磨后TiO₂(101)面的衍射峰宽化并右移,TiO₂成为200 nm左右的不规则球状颗粒,在其表面均匀分布着石墨。TiO₂晶粒的Ti-O键的结合能变高,且表面有缺陷产生,使其在可见光区具有显著的吸收。石墨掺入量为5%、球磨时间为12 h的石墨/TiO₂样品对甲基橙具有优异的光催化降解效果,在70 min的降解时间内甲基橙的降解去除率可达95.08%。石墨/TiO₂复合光催化剂的光催化反应速率常数k为0.043035 min^-1,是纯TiO₂的2.64倍。     

光降解苯酚用RGO-TiO2纳米复合材料的制备及性能表征

通过改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,用溶胶-凝胶法结合热处理工艺制备出了RGO-TiO₂纳米复合材料。研究了复合材料的晶体结构、微观形貌以及RGO掺杂量对复合材料催化性能的影响。结果表明,RGO-TiO₂纳米复合材料是标准的锐钛矿型,纳米TiO₂颗粒均匀分布在片层状石墨烯的表面,结合良好;红外分析表明,3%RGO-TiO₂纳米复合材料中石墨烯和TiO₂以化学结合的形式生成了稳定的Ti-O-C键;随着RGO掺杂量的增加,RGO-TiO₂纳米复合材料对苯酚的去除率先升高后降低,3%RGO-TiO₂纳米复合材料在12 h时去除率最高为93.9%,其中在pH值=3的酸性条件下12 h时刻对苯酚的去除率最高达到96.1%,去除率要明显高于中性和碱性环境。     

茶渣生物炭/g-C3N4复合材料可见光催化还原水中U(Ⅵ)的特性

以茶渣为原料，三聚氰胺为前驱体，采用高温热聚合法制得茶渣生物炭/石墨相氮化碳(TBC/g-C₃N₄)复合材料。采用SEM,XRD,XPS,UV-Vis DRS,PL和EIS对光催化剂的形貌、结构及光电特性进行表征，研究TBC/g-C₃N₄复合材料在可见光照射下光催化还原U(Ⅵ)的性能，并探讨TBC/g-C₃N₄复合材料光催化还原U(Ⅵ)的机理。结果表明：当TBC的质量分数为5%,初始pH值为4,催化剂用量为1 g/L时，可见光照射30 min后TBC/g-C₃N₄复合材料对U(Ⅵ)的去除率可达99.64%,远高于g-C₃N₄(58.8%)。TBC/g-C₃N₄复合材料循环5次后对U(Ⅵ)的去除率仍在80%以上，表现出良好的稳定性。TBC的加入使得g-C₃N₄禁带宽度从2.63 eV减...     

Cu-ZnO/g-C3N4复合材料可见光催化降解环丙沙星效率及机理研究

针对抗生素类新型污染物在水环境中的污染现状及治理问题,本研究制备了Cu掺杂ZnO耦合g-C₃N₄的复合材料(Cu-ZnO/g-C₃N₄),并考察其在可见光下催化降解抗生素环丙沙星(CIP)的反应效率。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL)和电子自旋顺磁共振(ESR)等分析手段对合成材料进行了表征,借助羟基自由基(·OH)测量技术量化了不同材料反应体系中·OH生成浓度的变化,进一步探究可能的光催化反应机理。结果表明,Cu-ZnO/g-C₃N₄复合材料在其异质结效应下具有极佳的可见光响应和增强的电荷转移性能,反应6 h后对CIP的去除效率高达97%,反应速率常数分别是ZnO、Cu-ZnO、g-C₃N₄的6.19倍、2.41倍和2.06倍,Cu-ZnO/g-C₃N₄...