Fe_3O_4/三维石墨烯非均相Fenton催化降解酸性红B

采用原位氧化还原法制备了三维石墨烯负载型Fe_3O_4(Fe_3O_4/3D GN)非均相Fenton反应催化剂,对其进行了表征,并用于酸性红B染料废水的Fenton氧化降解。表征结果显示:制备的Fe_3O_4/3D GN具有相互贯通的独特三维网状结构,Fe_3O_4纳米颗粒均匀分散在石墨烯片层中。实验结果表明:Fe_3O_4/3D GN具有较高的催化活性和稳定性。Fe_3O_4/3D GN非均相Fenton催化降解酸性红B的最佳工艺条件为:H2O2投加量0.67 m L/L,催化剂投加量1 g/L,初始溶液pH为6。在此最佳工艺条件下反应30 min,酸性红B染料废水的脱色率达到95.64%。     

Fe3O4-MnO2/Gh的制备及其对氯乙酸的降解研究

通过水热法制备了磁性复合材料Fe_3O_4-MnO_2/Gh,并通过XRD、SEM、VSM和XPS等技术对其进行了表征分析。将Fe_3O_4-MnO_2/Gh作为非均相电-Fenton催化剂应用于电催化体系,考察了非均相电-Fenton体系对氯乙酸的降解效果。结果表明,在Fe_3O_4和MnO_2的协同作用下,Fe_3O_4-MnO_2/Gh非均相电-Fenton体系实现了对氯乙酸的高效降解。在催化剂投加量为0.8 g/L、电流密度为8 mA/cm~2,pH为5,反应时间为45 min,O_2流量为200 mL/min时,其TOC去除率可达80.68%,有机氯的转化率为98%,且该催化剂具有较高的稳定性。     

异相Fenton催化剂Fe_3O_4@C-FeCo的制备及应用

以金属有机框架(ZIF-67)包裹Fe_3O_4纳米微球为前驱体,随后通过煅烧合成了Fe_3O_4@C-FeCo异相Fenton催化剂,并将合成的Fe_3O_4@C-FeCo进行了XRD衍射分析,X射线光电子能谱分析(XPS),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)结构表征。研究了Fe_3O_4和Fe_3O_4@C-FeCo的异相Fenton催化降解靛蓝二磺酸钠的能力。研究发现,酸性条件有利于异相Fenton催化降解,并且Fe_3O_4@C-FeCo的催化降解能力比Fe_3O_4更好。结果表明,Fe_3O_4@C-FeCo是一个良好的异相Fenton催化剂,有潜在的催化降解有机染料的应用。     

改性沸石负载Fe_3O_4催化H_2O_2去除亚甲基蓝染料废水

利用改性沸石负载Fe_3O_4活化H_2O_2非均相Fenton体系氧化降解有机污染物亚甲基蓝。考察了催化剂改性沸石负载Fe_3O_4投加量、溶液初始pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝降解效果的影响,进而讨论Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2非均相Fenton体系的催化机理。结果表明,当催化剂投加量为2.40 g/L,初始溶液pH为5.33,H_2O_2浓度为5.93 mmol/L时,反应30 min后,9.60 mol/L的亚甲基蓝去除率可达到98.52%。通过自由基捕获剂抗坏血酸和羟基自由基捕获剂甲醇,证明了Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基和过氧自由基。     

改性沸石负载Fe_3O_4催化H_2O_2去除亚甲基蓝染料废水

利用改性沸石负载Fe_3O_4活化H_2O_2非均相Fenton体系氧化降解有机污染物亚甲基蓝。考察了催化剂改性沸石负载Fe_3O_4投加量、溶液初始pH和H_2O_2初始浓度对亚甲基蓝降解效果的影响,进而讨论Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2非均相Fenton体系的催化机理。结果表明,当催化剂投加量为2.40 g/L,初始溶液pH为5.33,H_2O_2浓度为5.93 mmol/L时,反应30 min后,9.60 mol/L的亚甲基蓝去除率可达到98.52%。通过自由基捕获剂抗坏血酸和羟基自由基捕获剂甲醇,证明了Fe_3O_4/改性沸石-H_2O_2体系的氧化物种为羟基自由基和过氧自由基。     

前驱体法制备四氧化三铁及其催化性能

采用前驱体法以钛白副产品为原料制备了Fe_3O_4(记为Fe_3O_4-PR),并将其作为催化剂催化H_2O_2降解活性艳红X-3B。考察了Fe_3O_4-PR的催化活性和稳定性,溶液pH、H_2O_2投加量和Fe_3O_4-PR投加量对该催化降解反应的影响。初步探究了该催化降解反应机理。XRD、SEM、磁性分析(VSM)和粒径分析(DLS)结果表明,采用前驱体法可成功制备出具有超顺磁性的多面立体结构Fe_3O_4-PR。性能测试表明,Fe_3O_4-PR具有良好的催化活性和稳定性。在pH=3、H_2O_2投加量为3.0 mmol/L及Fe_3O_4-PR投加量为1.0 g/L的条件下,活性艳红X-3B的降解率可达97%,总有机碳(TOC)去除率为47%。机理研究表明,该催化降解反应是在催化剂表面活性位点发生,·OH是主要活性物质,降解过程存在氧化还原循环。     

磁性核壳型Fe3O4@CeO2催化剂分解H2O2的性能研究

催化湿式过氧化氢氧化是常见的一种降解水中有机物的方法,催化剂的加入能促使H_2O_2分解产生氧化能力更强且无选择性的羟基自由基,开发出性能优异的催化剂是该方法的关键所在。采用溶剂热法制备出磁性核壳型的Fe_3O_4@Ce O_2纳米催化剂,并采用N_2吸附-脱附、磁性测试和透射电子显微镜(TEM)对制备的Fe_3O_4@Ce O_2催化剂进行表征。考查Fe_3O_4及Fe_3O_4@Ce O_2分解H_2O_2的性能,结果表明,相比Fe_3O_4,Ce O_2包覆后的Fe_3O_4@Ce O_2分解的H_2O_2效率得到了提高。     

聚多巴胺包覆Fe_3O_4纳米粒子异相芬顿催化降解亚甲基蓝

采用共沉淀法制备了磁性Fe_3O_4纳米粒子(Fe_3O_4 NPs),通过多巴胺(DA)原位氧化聚合的方式,将聚多巴胺(PDA)引入到Fe_3O_4NPs表面,制备了PDA包覆Fe_3O_4纳米粒子(Fe_3O_4@PDA NPs)。通过TEM、XRD、FTIR、XPS对粒子的形貌、结构及组成进行了表征。随后将其作为异相芬顿(Fenton)催化剂用于催化亚甲基蓝(MB)的氧化降解,对该催化剂的催化活性及稳定性进行了考察,探讨了催化反应的机理。结果表明:Fe_3O_4NPs作为催化剂时,,MB 2 h脱除率为26%,而Fe_3O_4@PDA NPs作为催化剂时,30 min,MB的脱除率为99%。具有酚醌单元的PDA可促进Fe~(3+)与Fe~(2+)间的循环,使得Fe_3O_4@PDA NPs较之Fe_3O_4NPs具有更强的催化活性。此外,Fe_3O_4@PDA NPs稳定性良好,可实现2次回收再利用,对活性降低的Fe_3O_4@PDA NPs用NaBH_4处理后,仍具有催化降解MB反应的能力。     

基于MOFs的ZnO/Fe3O4@C活化PS降解酸性橙7的研究

采用溶剂热法制备了锌铁金属有机骨架材料(Zn/Fe-MOFs),碳化得到ZnO/Fe_3O_4@C双金属催化剂。研究了ZnO/Fe_3O_4@C催化过二硫酸盐(PS)降解酸性橙7(AO7)的效能,结果表明,ZnO/Fe_3O_4@C可有效催化PS降解AO7。当ZnO/Fe_3O_4@C投量、PS投量、AO7浓度分别为0.150 g/L、1.25 mmol/L、20μmol/L时,AO7去除率可达98.09%。酸性环境更有利于PS+ZnO/Fe_3O_4@C体系的反应。AO7的降解主要是SO_4~(·-)和·OH共同作用的结果。     

Co_(1.5)Fe_(1.5)O_4@MWCNTs非均相催化PMS降解水中苯酚

以硝酸钴、硫酸亚铁为前驱体,通过一步水热法合成了多壁碳纳米管负载钴铁双金属氧化物的非均相催化剂Co_(1.5)Fe_(1.5)O_4@MWCNTs。对其进行的XRD、SEM表征结果表明,该催化剂组成稳定且具有单相立方晶型。使用Co_(1.5)Fe_(1.5)O_4@MWCNTs对苯酚进行催化降解实验,结果表明:在中性pH、催化剂质量浓度0.20 g/L、过一硫酸盐(PMS)浓度3.0 mmol/L条件下处理50 mg/L苯酚溶液40 min,对苯酚的降解率可达97.92%。     

膨润土/Fe_3O_4/Fe~0复合催化剂的制备及其催化性能

采用氧化共沉淀法制备膨润土/Fe_3O_4/Fe~0新型复合催化剂,并将其作为非均相类Fenton催化剂应用于高效氟氯氰菊酯农药模拟废水的降解。SEM、TEM、XRD和VSM等的表征结果显示,制备的催化剂Fe_3O_4与Fe~0结构稳定,有较好的磁性,便于回收利用。降解实验结果表明,对于100 mL模拟废水,在m(Fe~0)∶m(Fe_3O_4)=0.8,初始溶液p H=3.0,30%H_2O_2投加量为0.25 mL,催化剂投加量为0.40 g,反应时间为40 min的条件下,COD去除率为73.41%。膨润土/Fe_3O_4/Fe~0是一种稳定的新型催化剂,重复利用性能优良。     

Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7催化过硫酸盐降解染料研究

通过化学共沉淀法制备了纳米Fe_3O_4,并通过柠檬酸钠对其进行修饰(记作Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7)以便增强其溶解性。对Fe_3O_4进行了XRD测试,对Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7和Fe_3O_4进行了FTIR、TEM测试。XRD测试结果表明成功制备出了Fe_3O_4,FTIR测试结果表明柠檬酸根成功和Fe_3O_4结合在了一起,TEM测试结果表明Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7较Fe_3O_4具有更好的分散性。将Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7作为催化剂对Na_2S_2O_8进行催化,染料降解率及染料分解前后的SEM测试结果表明Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7具有催化过硫酸盐的性能。构建的几种不同体系催化Na_2S_2O_8,结果表明,Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7相比Fe_3O_4具有更好的催化效果,但其催化效果仍较Fe⁽²⁺⁾差。     

Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7催化过硫酸盐降解染料研究

通过化学共沉淀法制备了纳米Fe_3O_4,并通过柠檬酸钠对其进行修饰(记作Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7)以便增强其溶解性。对Fe_3O_4进行了XRD测试,对Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7和Fe_3O_4进行了FTIR、TEM测试。XRD测试结果表明成功制备出了Fe_3O_4,FTIR测试结果表明柠檬酸根成功和Fe_3O_4结合在了一起,TEM测试结果表明Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7较Fe_3O_4具有更好的分散性。将Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7作为催化剂对Na_2S_2O_8进行催化,染料降解率及染料分解前后的SEM测试结果表明Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7具有催化过硫酸盐的性能。构建的几种不同体系催化Na_2S_2O_8,结果表明,Fe_3O_4@C_6H_5Na_3O_7相比Fe_3O_4具有更好的催化效果,但其催化效果仍较Fe~(2+)差。     

单组分过渡金属氧化物及其复合材料催化Oxone去除4-氯酚的效能对比研究

氯酚类化合物属于优先控制污染物。采用水热法合成了Cu O、Fe_3O_4及Cu O-Fe_3O_4复合材料,用于催化Oxone降解4-氯酚。研究了Cu O、Fe_3O_4及Cu O-Fe_3O_4复合材料催化Oxone降解4-氯酚的效能及影响因素,结果表明,CuO和Fe_3O_4进行复合后催化Oxone降解4-氯酚的反应效率及反应速率均得到显著的提高,且Cu O-Fe_3O_4复合材料的投加量低于Cu O、Fe_3O_4单独催化Oxone时的投加量,并且降解效果更佳。     

Fe3O4/生物模板TiO2复合材料光-Fenton氧化水中四环素

采用生物模板法制备分级多孔结构Ti O_2,再通过水热法制得Fe_3O_4/生物模板Ti O_2复合材料。采用XRD、SEM、EDX、VSM等对制备的材料进行了表征,并考察了Fe_3O_4/生物模板Ti O_2光催化-Fenton降解水中四环素的性能及稳定性。研究表明,制备的复合材料由锐钛矿型Ti O_2和磁铁矿型Fe_3O_4组成,饱和比磁化强度为45.51 emu/g,具有优异的磁回收性能。当pH为7时,Fe_3O_4/生物模板Ti O_2光催化-Fenton降解四环素的效果最佳,降解率为99.22%。复合材料重复使用7次后,四环素降解率仍达98.9%以上,具有较好的催化稳定性。     

Fe_3O_4/TiO_2的制备及太阳光催化性能研究

采用水解法制备了Fe_3O_4/TiO_2光催化剂,以紫外光和太阳光为光源,以苯酚降解为模型反应,4-氨基吡啉显色法来测定溶液中残余苯酚的浓度,并通过IR、XRD和UV-vis等方法对催化剂进行表征。光催化降解苯酚的活性实验表明,当Fe_3O_4含量为20%,焙烧温度为400℃时,Fe_3O_4/TiO_2的催化剂具有较好的太阳光活性和磁回收性能。反应150min,苯酚的降解率达50%;催化表征说明铁离子进入了TiO_2晶格形成了Fe-O-Ti键,400℃焙烧的TiO_2和20%Fe_3O_4/TiO_2为中TiO_2为锐钛矿相,Fe_3O_4复合后,TiO_2粒径降低了近9 nm,同时增强了可见光吸收性能,促进了Fe_3O_4/TiO_2的苯酚降解活性。     

Fe_3O_4/g-C_3N_4活化过硫酸盐降解罗丹明B的研究

以片状g-C_3N_4、六水三氯化铁、柠檬酸三钠和尿素为原料,聚丙烯酰胺为稳定剂,采用水热法制备Fe_3O_4/g-C_3N_4复合材料并作为过硫酸钠(PS)降解罗丹明B(RhB)的活化剂。通过XRD、SEM、EDS、FT-IR对样品结构、形貌与组成进行表征。考察Fe_3O_4与g-C_3N_4的质量比、活化剂质量、PS质量、溶液pH等对Fe_3O_4/g-C_3N_4活化PS降解RhB效果的影响。结果表明,与g-C_3N_4复合有效提高了Fe_3O_4的分散性和活化性能;在Fe_3O_4与g-C_3N_4质量比为3∶4、Fe_3O_4/g-C_3N_4质量为50 mg、PS质量为20 mg、RhB溶液pH为2.1时,反应120 min RhB的降解率达到100%。Fe_3O_4/g-C_3N_4可用磁铁进行分离回收,循环使用5次,活化PS去除RhB降解率仍达95.5%。     

中空含锰四氧化三铁纳米催化剂的制备及其催化过氧化氢降解苯酚废水的研究

以N,N-二甲基甲酰胺、高锰酸钾、四水合氯化亚铁、十六烷基三甲基溴化铵为主要原料,采用水相置换法制备出中空含锰四氧化三铁纳米催化剂Fe_3O_4-Mn,研究催化剂用量、pH值、温度、过氧化氢用量对于催化降解苯酚的影响。结果表明,对250 mL浓度100 mg/L的PhOH模拟废水,当催化剂Fe_3O_4-Mn用量0.15 g、pH=3、20℃、H_2O_2用量2.5 mL,反应时间25 min时,催化降解苯酚效果最好,PhOH去除率可达93.13%,其反应符合准二级吸附动力学。     

中空含锰四氧化三铁纳米催化剂的制备及其催化过氧化氢降解苯酚废水的研究

以N,N-二甲基甲酰胺、高锰酸钾、四水合氯化亚铁、十六烷基三甲基溴化铵为主要原料,采用水相置换法制备出中空含锰四氧化三铁纳米催化剂Fe_3O_4-Mn,研究催化剂用量、pH值、温度、过氧化氢用量对于催化降解苯酚的影响。结果表明,对250 mL浓度100 mg/L的PhOH模拟废水,当催化剂Fe_3O_4-Mn用量0.15 g、pH=3、20℃、H_2O_2用量2.5 mL,反应时间25 min时,催化降解苯酚效果最好,PhOH去除率可达93.13%,其反应符合准二级吸附动力学。     

Fe_3O_4@SiO_2@TiO_2-AC光催化降解水源水中腐殖酸

采用共沉淀法耦合溶胶-凝胶法制备了核壳结构的磁性颗粒Fe_3O_4@SiO_2@Ti O_2,将其负载在活性炭(AC表面,制得新型光催化剂Fe_3O_4@SiO_2@Ti O_2-AC。采用SEM、FTIR、XRD、VSM对材料进行表征,并探究该催化剂对水中腐殖酸(HA)的去除效能。结果表明,以400 W高压汞灯作为光源,投加量为200 mg/L时,60 min内对初始质量浓度为5 mg/L、pH为7的含HA水样去除率可达96.1%。Fe_3O_4@SiO_2@Ti O_2-AC对HA的光催化降解符合LangmuirHinshelwood(L-H)动力学模型。Fe_3O_4@SiO_2@Ti O_2与AC存在协同作用,可有效增强复合光催化剂的催化效能。材料具有较好的催化稳定性,5次重复使用后,对水样中HA的去除率仍能达到84.7%。