TiO2/膨润土催化剂降解工业废水研究

以改性的新疆乌兰陵格膨润土、钛酸丁酯和四氯化钛为原料，制备PEG改性TiO₂/膨润土催化剂和TiO₂/柱撑膨润土催化剂。将两种催化剂分别应用于新疆某毛纺厂印染废水、甲基橙模拟印染废水、某石化废水进行降解研究。研究结果：PEG改性TiO₂/膨润土催化剂对甲基橙模拟印染废水的最高降解率2 h达87.67%，TiO₂/柱撑膨润土催化剂对某石化废水的最高降解率2 h达78.12%。而两者对新疆某毛纺厂废水的最高降解率2 h内分别为44.15%,40.53%。还对PEG改性TiO₂/膨润土催化剂的回收利用以及毛纺厂印染废水的二级降解进行了初探。     

硅藻土基复合光催化剂的制备及其在黄药降解中的应用

为了实现对浮选废水中残留黄药的高效降解,首先采用油浴沉淀法制备了TiO₂/硅藻土二元复合光催化剂,考察了TiO₂负载量和H₂O₂添加量对所获产物在紫外光照射条件下对黄药降解性能的影响。在经优化得到的二元复合光催化剂的基础上,又采用水浴沉淀法制备得到BiOCl/TiO₂/硅藻土三元复合光催化剂,考察了BiOCl负载量对三元复合光催化剂降解黄药性能的影响。研究结果表明,当TiO₂与硅藻土的质量比为1 GA6FA 5、质量分数为30%的H₂O₂添加量为2 mL时,所获二元复合光催化剂的降解性能最佳,在60 min内对黄药的降解率可以达到近60%;当BiOCl与TiO₂及硅藻土的质量比为1 GA6FA 2 GA6FA 10时,三元复合光催化剂表现出最佳的光降解黄药性能,在90 min内对黄药的降解率可以达到90%以上。与二元复合光催化剂相比,BiOCl/TiO₂/硅藻土三元复合光催化剂不仅实现了对黄药的降解从较高能量的紫外光拓宽至可见光,而且表现出更加优异的降解黄药性能,具有潜在的实际应用前景。      

Ag-AgI/Bi2WO6光催化剂的制备及其光催化性能

采用水热法合成了Bi₂WO₆,并以Bi₂WO₆为载体负载AgI,用光诱导法制备了复合光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和选区电子衍射分析对制备的光催化剂样品进行表征,并通过光催化降解罗丹明B。研究了光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆的光催化性能。结果表明,光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆对罗丹明B的降解效果较好,降解率达到99.8%,重复使用5次后对罗丹明B的降解率为95.5%。光催化降解和重复性试验结果表明,负载Ag-AgI的复合光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆较纯Bi₂WO₆展现出更优良的光催化活性,且具有良好的稳定性。     

Pb掺杂尾煤基纳米TiO2的制备及光催化降解PAM废水的研究

聚丙烯酰胺(PAM)作为一种高效絮凝剂被广泛应用于水处理过程，残留PAM解聚生成的丙烯酰胺单体(AM)已被列为ⅡA类致癌物，对其处理迫在眉睫。选用浮选尾煤(TC)为原料，通过碱激发制备出改性尾煤基体，采用水热法将纳米TiO₂负载到改性尾煤基体，制备了尾煤基纳米TiO₂复合材料(TiO₂/TC)和Pb掺杂尾煤基纳米TiO₂复合材料(Pb-TiO₂/TC)。以PAM为目标污染物分析了TC、改性尾煤基体、TiO₂/TC和Pb-TiO₂/TC的光催化降解性能，通过XRD、SEM、UV-vis和BET对样品进行表征，结合高效液相色谱-质谱联用技术对降解产物的分析与研究，探究了PAM的降解机理。研究结果表明：TC呈不规则状态，表面较为粗糙；TiO₂/TC的表面疏松，孔隙结构明显，细管状TiO₂均匀包覆在改性尾煤基体表面；Pb-TiO₂/TC的结构更加蓬松，改性尾煤基体负载着更多的细...     

Zn0.5Cd0.5S@Ni(OH)2可见光下光催化制氢性能研究

采用水热法制备了Zn_0.5Cd_0.5S纳米片状光催化剂,并通过沉淀法原位负载Ni(OH)₂,制备出光催化剂Zn_0.5Cd_0.5S@Ni(OH)₂。Zn_0.5Cd_0.5S异质结有着良好的光吸收性能,负载Ni(OH)₂能为催化剂提供大量反应活性中心,有效减少了光生载流子的复合,能大幅度提高产氢速率。实验结果表明,当Ni(OH)₂负载量为15%时,光催化剂产氢性能达到最佳,在可见光(λ≥420 nm)照射下,其平均产氢速率为44.46 mmol/(g·h),是未负载Ni(OH)₂基体材料的5.3倍。     

锰改性含钛高炉渣光催化剂降解废水中的Cr6+

为了实现以废治废、变废为宝的目标,以攀钢含钛高炉渣为原料、MnO₂为改性剂,采用高温固相法制备了改性的TiO₂光催化剂。通过XRD、UV-Vis吸收光谱等对其进行表征,研究了模拟废液pH、催化剂用量和光照时间等因素对改性的TiO₂光催化剂降解Cr⁶⁺的影响。结果表明：800 ℃下煅烧2 h所得的含钛高炉渣光催化材料中出现的锐钛矿型TiO₂对紫外区域有较好的光响应。在溶液pH=1.62,光催化剂用量为0.40 g/L,光照时间为60 min情况下,Cr6+浓度为10 mg/L的模拟废水中Cr⁶⁺的降解率为89.17%。     

纳米TiO2/凹凸棒土复合体的制备及其表征

以凹凸棒土（ATP）为载体，采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO₂/ATP复合型催化剂.利用扫描电镜（SEM）、热重-差热分析（TG-DSC）、X射线衍射分析（XRD）等分析测试手段对其组成、结构、尺寸进行分析和表征.结果表明，该复合材料由ATP和锐钛矿型的纳米TiO₂组成，其中TiO₂ 纳米粒子尺寸在20～30 nm之间，比相同工艺条件下的无负载的TiO₂纳米粒子尺寸小；在该纳米复合材料中，纳米TiO₂颗粒间不发生团聚，并且与ATP间结合牢固.     

膨润土掺锡TiO2光催化剂对亚甲基蓝的光降解

以钙基膨润土、钛酸四丁酯和四氯化锡为原料,采用溶胶-凝胶法制备了具有高活性的可见光响应插层膨润土负载掺锡TiO2复合光催化剂(以下简称光催化剂)。利用IR对光催化剂的微观结构进行表征,并以亚甲基蓝为目标降解物,研究了光催化剂在可见光下的催化活性。结果表明:锡掺杂TiO2成功负载于插层膨润土片层表面;0.1 g光催化剂对30 mL初始浓度为10-5mol/L、pH值为8的亚甲蓝溶液的降解率可达100%。     

TiO2-蒙脱土复合载体在平板式脱硝催化剂中的应用

为提升平板式脱硝催化剂性能,以TiO₂-蒙脱土、TiO₂-酸改性蒙脱土为复合载体进行催化剂的制备。采用XRF、XRD、N₂-吸附脱附、拉曼光谱、H₂-TPR、NH₃-TPD等表征手段对催化剂的物理化学性能进行分析。结果显示:与传统V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂相比,采用上述复合载体制备的脱硝催化剂具有更高的比表面积和耐磨强度。V₂O₅-MoO₃/TiO₂-蒙脱土催化剂中碱金属元素（Na、K）的存在,降低了催化剂的还原性能和酸性性能,对催化剂的脱硝活性有负面影响。相比蒙脱土,酸改性蒙脱土的比表面积较高,碱金属元素含量降低,所以V₂O₅-MoO₃/TiO₂-酸改性蒙脱土催化剂的脱硝活性较高。此外,该催化剂还具备优良的抗SO₂、H₂O性能。      

贵金属(Pt,Ag,Ru)负载修饰CuO/CuAl2O4复合光催化剂及其光催化性能

采用一步水热法制备CuO/CuAl₂O₄复合空心球光催化剂,用贵金属(Pt、Ag、Ru)对其进行负载修饰。采用XRD、SEM、TEM、HRTEM和Uv-vis DRS等方法对所得样品的晶体结构、形貌、组成及光吸收性能进行了表征。在模拟太阳光照射下,以光催化还原二氧化碳生成甲醇的量评价其活性,考察了贵金属种类及其负载量对CuO/CuAl₂O₄光催化还原活性的影响。结果表明,负载Pt和Ag后均提高了CuO/CuAl₂O₄光催化还原活性,而负载Ru后其光催化还原活性有所降低。负载1%Pt所得样品4 h光催化还原活性最佳,还原产物甲醇的峰面积为3 127.9,相比原样提高了约2.9倍。对Pt/CuO/CuAl₂O₄的光催化机理进行了初步探讨。     

Visible light induced TiO2 pillared MMT photocatalyst coupling-doped with S and N

Visible light induced titanium dioxide (TiO₂) pillared montmorillonite clay (MMT) photocatalyst coupling-doped with S and N elements was prepared by the two-step adsorption method. The photocatalyst was characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and ultraviolet-visible (UV-vis) absorption spectroscopy. The photocatalysic efficacy of the prepared photocatalyst for degrading gaseous formaldehyde was evaluated under visible light irradiation. The degrading rate of gaseous formaldehyde is nearly 85% in 300 min visible light irradiation. The results demonstrate that the much higher visible light photocatalytic activity of the photocatalyst is due to the synergistic effects of coupling-doping of S and N elements to TiO₂, extensive specific surface area of MMT and quantum sized efficacy between layers of MMT. Supported by the Scientific Research Foundation for the Returned Overseas Chinese Scholars, State Education Ministry, China (LX-2006-3311)     

铜铁双金属掺杂TiO2/膨润土光催化降解直接天蓝染料性能研究

以溶胶-凝胶法制备了Cu-Fe双金属掺杂TiO2/膨润土负载型复合光催化剂,以直接天蓝溶液为模拟染料废水,考察了光照条件、催化剂用量、溶液pH值、反应时间、催化剂再生等条件对催化剂光催化性能的影响.结果表明,该光催化剂对质量浓度为50 mg/L的直接天蓝溶液,在催化剂用量为3g/L、溶液pH值为3、光照时间为1.5h的反应条件下,在紫外光和可见光下的脱色率分别高达98.6％和97.3％,且该催化剂具有良好的再生性能,表现出较好的应用前景.     

膨润土复合光催化剂降解糖蜜酒精废液研究

以广西宁明膨润土为基质材料,采用溶胶-凝胶法微波辐射下制备了金属离子掺杂的TiO2/膨润上复合光催化剂并用于降解糖蜜酒精废液,考察了复合光催化剂制备条件、糖蜜酒精废液的pH值、催化剂用量及糖蜜酒精废液初始浓度等因素对糖蜜酒精废液脱色率的影响.研究表明,铁离子掺杂的TiO2/膨润土光催化剂对糖蜜酒精废液降解效果最好,当F...     

Cu掺杂TiO2/膨润土复合光催化剂的制备及其性能

以膨润土为载体,钛酸丁酯和硝酸铜为原料,采用溶胶.凝胶法制备铜掺杂TiO2/膨润土复合光催化剂,在可见光灯照射下,通过直接天蓝溶液的降解反应,考察Cu掺杂量、焙烧温度、溶液初始pH值、催化剂投入量对光催化活性影响.实验结果表明,选用铜掺杂量为1.0%,焙烧温度在500℃下得到的Cu-TiO2/膨润土复合光催化剂,在直接天蓝溶液(50mg/L)pH值为3,催化剂投入量为5g/L时,其光催化活性达到最佳效果.     

改性膨润土负载TiO2光催化剂处理含酚废水的研究

以钛酸四丁酯和乙醇为原料,采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备以改性膨润土为载体的负载型TiO2光催化剂,通过自行设计的光催化反应器考查了焙烧温度、焙烧时间、光催化剂用量、酸化时间、通气量及双氧水浓度等因素对光催化剂降解苯酚废水性能的影响,确定了制备改性膨润土负载TiO2光催化剂的最佳实验条件。实验结果表明:膨润土/TiO2对苯酚废水的光催化降解率可达80%。     

一种新型增强可见光催化性能的MoS2/电气石/石墨烯三元复合材料

本研究通过一步水热法制备了MoS2-石墨烯-电气石(MoS2-GR-T)复合光催化剂。拉曼光谱显示氧化石墨烯被还原为石墨烯。紫外可见漫反射光谱分析表明,MoS2、MoS2- T和MoS2-GR-T样品的带隙能量分别为2.01 eV、1.91 eV和1.79 eV,发现电气石的引入降低了禁带宽度。以罗丹明B染料为模型,在氙灯照射下证明了其光催化性能。与MoS2和MoS2-GR相比,MoS2-石墨烯-电气石(MoS2- GR -T)复合材料表现出更好的光催化降解活性,在光照60 min时达93.9%。MoS2-GR-T复合材料的光催化活性增强主要是由于其暴露的吸附-光催化活性位点,提高了光吸附能力,提高了电荷分离效率。本研究表明,无金属助催化剂与极性矿物偶联可以提高光催化剂的电荷效率。     

微波强化铝改性膨润土对水中氨氮的吸附性能

采用Al₂(SO^₄)³溶液和微波炉制备了微波强化铝改性膨润土吸附剂,并研究了吸附剂对水中氨氮的吸附性能。试验验结果表明：制备微波强化铝改性膨润土吸附剂的适宜条件为Al₂(SO₄)₃浓度4%,微波辐照功率480 W,辐照时间10 min。在此条件下,微波强化铝改性膨润土的比表面积可达到180.69 m²/g。在溶液pH值为10,吸附剂用量为0.4 g/L,吸附时间为20 min条件下,用所制备的微波强化铝改性膨润土吸附剂处理浓度为100 mg/L的模拟氨氮废水,氨氮去除率可达96.8%。