可见光催化剂BiVO_4的制备及性能研究

采用化学沉淀法以硝酸铋和偏钒酸铵为主要原料,以氨水为沉淀剂制备了BiVO_4可见光催化剂,并以亚甲基蓝为模型反应物优化了沉淀法制备BiVO_4的条件。结果表明,适宜的制备条件是:反应物初始浓度为1.0 mol/L,反应pH值为6.50,反应温度为80℃,煅烧温度为300℃。当用0.3 g BiVO_4光催化剂处理100 mL浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液时,可见光下降解率可达94.5%。     

可见光催化剂BiVO_4的制备及性能研究

采用化学沉淀法以硝酸铋和偏钒酸铵为主要原料,以氨水为沉淀剂制备了BiVO_4可见光催化剂,并以亚甲基蓝为模型反应物优化了沉淀法制备BiVO_4的条件。结果表明,适宜的制备条件是:反应物初始浓度为1.0 mol/L,反应pH值为6.50,反应温度为80℃,煅烧温度为300℃。当用0.3 g BiVO_4光催化剂处理100 mL浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液时,可见光下降解率可达94.5%。     

钒酸铋/氧化石墨烯复合催化剂的制备及性能

采用改良的Hummers法制备了氧化石墨烯(graphene oxide,简写为GO),并通过水热法制备了BiVO_4及添加不同质量分数GO的GO/BiVO_4复合催化剂。对制备出的BiVO_4和GO/BiVO_4复合催化剂样品利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和能谱分析(EDS)进行了表征分析。以亚甲基蓝为目标污染物,考察了样品的催化活性。结果表明,随着GO量的增加,GO/BiVO_4的光催化活性先增加后降低,但均高于纯BiVO_4的催化活性;当GO掺杂量为1%时,对亚甲基蓝的降解率达到最高。     

AgBr/Zn_3(OH)_2V_2O_7·2H_2O可见光催化降解亚甲基蓝溶液

采用水热和沉淀两步合成法制备AgBr/Zn_3(OH)_2V_2O_7·2H_2O催化剂,研究其在可见光下降解亚甲基蓝溶液的性能,并考察催化剂用量、亚甲基蓝溶液初始浓度、p H值以及盐浓度对光催化性能的影响,评价AgBr/Zn_3(OH)_2V_2O_7·2H_2O催化剂的重复使用性能。结果表明,在前驱液pH为10、120℃水热10 h、Ag与Br物质的量比为0. 20条件下制备的复合催化剂在可见光下反应120 min后,1. 0 g·L~(-1)的催化剂对10 mg·L~(-1)的亚甲基蓝溶液脱色率达到85. 2%。NaCl对亚甲基蓝的降解起抑制作用,Na_2SO_4对亚甲基蓝的降解起促进作用。催化剂重复使用4次后,光照120 min后的亚甲基蓝溶液脱色率可达66. 4%。催化剂对不同初始浓度亚甲基蓝溶液的光催化降解符合一级动力学模型。     

AgBr/Zn3(OH)2V2O7·2H2O可见光催化降解亚甲基蓝溶液

采用水热和沉淀两步合成法制备AgBr/Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O催化剂,研究其在可见光下降解亚甲基蓝溶液的性能,并考察催化剂用量、亚甲基蓝溶液初始浓度、pH值以及盐浓度对光催化性能的影响,评价AgBr/Zn₃(OH)₂V₂O₇·2H₂O催化剂的重复使用性能。结果表明,在前驱液pH为10、120 ℃水热10 h、Ag与Br物质的量比为0.20条件下制备的复合催化剂在可见光下反应120 min后,1.0 g·L^-1的催化剂对10 mg·L^-1的亚甲基蓝溶液脱色率达到85.2%。NaCl对亚甲基蓝的降解起抑制作用,Na₂SO₄对亚甲基蓝的降解起促进作用。催化剂重复使用4次后,光照120 min后的亚甲基蓝溶液脱色率可达66.4%。催化剂对不同初始浓度亚甲基蓝溶液的光催化降解符合一级动力学模型。     

BiVO4/MIL-100(Fe)复合材料光催化降解结晶紫

以NH_4VO_3、Bi(NO_3)_3·5H_2O、均苯三酸、Fe(NO_3)_3·9H_2O为主要原料,采用一锅水热法制备了BiVO_4/MIL-100(Fe)复合材料,用XRD、SEM、N_2吸附-脱附、UV-VisDRS及PL对复合材料的结构、形貌、比表面积及光学性能进行了表征。XRD显示具有较大比表面积的复合材料中BiVO_4为单斜相、四方相的混晶结构,其对可见光的吸收强度高于MIL-100(Fe),吸收光后产生的光生电子、空穴的复合率较低。可见光条件下,不同材料对结晶紫的光催化降解实验中,m(BiVO_4)∶m[MIL-100(Fe)]=1∶3配比的BiVO_4/3MIL-100(Fe)的光催化活性最佳。实验结果表明:光照射50 min,30 mg BiVO_4/3MIL-100(Fe)对30 mL质量浓度30 mg/L结晶紫的降解率为98.7%,主要光催化活性基团是h+。此外,日光下该材料对结晶紫、罗丹明B、亚甲基蓝也有较强的光降解能力。     

Fe-Ce/g-C_3N_4芬顿催化剂的制备及其降解有机污染物性能研究

通过一步热解铁基金属有机骨架材料(Fe-MOF)、铈基金属有机骨架材料(Ce-MOF)和三聚氰胺的混合物制备了一系列具有不同Fe/Ce质量比的Fe-Ce/g-C_3N_4。该材料在降解高浓度有机污染物时表现出优异的芬顿催化活性和稳定性。实验结果表明,Fe/Ce质量比对芬顿催化活性具有重要的影响,当Fe/Ce质量比为3∶1时催化剂表现出最优的活性,可在50 min内将亚甲基蓝(200 mg/L)全部移除。在反应体系中引入可见光,可进一步将反应时间缩短至40 min。该催化剂优异的芬顿反应性能归因于原位生成的g-C_3N_4作为载体有利于稳定和分散Fe和Ce离子; Fe和Ce之间的协同作用促进了Fe~(2+)的再生,从而高效产生羟基自由基氧化降解有机物。     

硫化锌/磷酸铝分子筛的光催化性能研究

通过水热合成法,成功合成出硫化锌/磷酸铝分子筛(ZnS/APO)复合材料。采用XRD、FT-IR等技术对所合成的复合材料进行理化性能表征。考察了不同光源条件催化剂的活性。并以可见光光催化降解亚甲基蓝反应为探针反应,考察了催化剂在不同的反应条件下对亚甲基蓝的降解效果。研究结果表明,在中性或碱性溶液中,催化剂循环利用7次,对亚甲基蓝溶液仍有良好的光催化活性。     

BiVO_4中空纤维的制备及其可见光催化性能

以棉花纤维为模板,制备了具有纳米结构的BiVO_4中空纤维材料。采用XRD、SEM、UV-Vis Spectra等对材料的结构、形貌和光学性质进行了表征。以亚甲基蓝的脱色降解为模型反应,考察了温度对材料的光催化性能的影响。结果表明,500℃下制备的BiVO_4中空纤维不但是多孔的,而且还具有纳米多级结构的纤维壁;在可见光下具有较高的光催化活性,120 min对亚甲基蓝的降解率可达87%。     

CuO/BiVO4复合光催化剂的合成及其光催化性能的研究

采用水热法合成具有高效催化活性的单斜白钨矿型BiVO_4,再通过向其掺杂CuO生成复合光催化材料CuO/BiVO_4。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外漫反射(UV-Vis)等手段对产品进行表征。以亚甲基蓝作为降解物,研究了所制备样品的可见光催化活性。结果表明,当CuO的掺杂量为2wt%时,光照120 min,CuO/BiVO_4对亚甲基蓝的光催化降解率达到96.4%,比纯BiVO_4光催化剂降解率提高了16.1%。而且复合光催化剂具有良好的重复利用率。     

SnWO4/g-C3N4复合光催化剂降解亚甲基蓝溶液

采用溶剂热法制备SnWO_4/g-C_3N_4复合光催化剂,在可见光降解亚甲基蓝实验中研究复合催化剂的光催化性能。考察催化剂投加量、亚甲基蓝溶液初始浓度、溶液pH值、盐效应对光催化性能的影响及SnWO_4/g-C_3N_4复合光催化剂的重复利用性。实验结果表明,在催化剂投加量1.0 g·L~(-1)、亚甲基蓝溶液初始浓度15 mg·L~(-1)和溶液pH值7.08时,在可见光条件下反应3 h,亚甲基蓝溶液脱色率达到94.2%;NaCl对光催化降解亚甲基蓝具有抑制作用,加入10 mmol·L~(-1)的NaCl溶液后亚甲基蓝的脱色率降为76.0%;复合光催化剂循环使用5次后,暗吸附后光照3 h,亚甲基蓝溶液的总脱色率仍可达到78.7%,重复利用性良好。     

BiVO_4/MMT复合催化剂的制备及其光催化性能

本文以化学沉淀法制备了BiVO4/蒙脱土复合光催化剂,以亚甲基蓝的光催化降解为探针反应测试了BiVO4/蒙脱土复合催化剂的光催化活性。研究结果表明,在一系列不同BiVO4负载量、不同焙烧温度的催化剂中40%/MMT(600℃)复合催化剂催化活性最好。pH=11、投加量为0.2g/L、亚甲基蓝溶液浓度为10mg/L,可见光照射120min后,降解效率可达到95%。     

复合纳米Pd-nZVI/GAC材料制备及其降解亚甲基蓝研究

采用浸渍-液相还原-还原沉淀法制备负载型的复合Pd-n ZVI/GAC材料,利用扫描电镜(SEM)、氮吸附比表面积孔径测定仪(BET)对材料进行表征,以亚甲基蓝为目标污染物,考察复合Pd-n ZVI/GAC材料的化学性能。结果表明,纳米Fe(n ZVI)和Pd负载质量分数分别为5%和0.3%时,亚甲基蓝去除效果最好。当亚甲基蓝初始质量浓度为100 mg/L、材料投加量为0.5 g/L条件下,反应10 min后,亚甲基蓝的去除率高达到93.17%;降解动力学数据表明,复合Pd-n ZVI/GAC对亚甲基蓝的降解过程符合1级反应动力学规律,表观速率常数k随着亚甲基蓝的初始含量的增大而减小。     

Fe-5A催化亚甲基蓝溶液湿式H2O2氧化

以九水硝酸铁[Fe(NO3)3?9H2O]和柱状5A分子筛为原料采用湿法浸渍法制备Fe?5A催化剂,催化湿式H2O2氧化亚甲基蓝溶液,考察了间歇反应器中pH值和温度对亚甲基蓝转化率的影响及在连续固定床反应器中床层催化剂装填量、进料液流量、温度和亚甲基蓝入口浓度对亚甲基蓝降解性能的影响. 结果表明,在间歇反应中,在亚甲基蓝浓度50 mg/L、温度70℃、pH为2、反应20 min的条件下,亚甲基蓝的转化率为95.9%. 固定床反应中,随温度降低及进料液流量增加,亚甲基蓝转化率降低;随亚甲基蓝入口浓度增加,亚甲基蓝和化学需氧量(COD)的转化率变化幅度很小. 在温度70℃及pH=2、进料液流量4 mL/min、Fe?5A催化剂装填量1.25 g、亚甲基蓝浓度50?300 mg/L、固定床连续运转5 h的条件下,亚甲基蓝的转化率超过98%,COD转化率大于82%,铁浸出浓度低于3.5 mg/L,相同条件下,装填2.5 g 5A分子筛的固定床中50 mg/L亚甲基蓝的转化率仅为73.3%.     

泥质活性炭-铁酸镍磁性光催化剂对亚甲基蓝的降解

采用水热反应法制备了易于固液分离的泥质活性炭(SAC)负载磁性光催化剂铁酸镍(NiFe_2O_4),样品通过在可见光照射下降解亚甲基蓝评价其光催化降解能力。结果表明:以NiSO_4·6H_2O和FeCl_3·6H_2O为主要原料,加入10%(约0.234 4 g)的泥质活性炭,在180℃水热条件下反应8 h,制备的SAC-NiFe_2O_4光催化活性最强。光催化反应时在草酸存在条件下,14 h时亚甲基蓝的去除率达到97%。以此为依据,研究了泥质活性炭制备的SAC-NiFe_2O_4磁性光催化剂并在可见光辐射条件下降解亚甲基蓝。结果表明,SAC-NiFe_2O_4磁性光催化剂在催化反应14h平衡后的去除率达到98%以上。催化剂循环使用3次以上,其催化活性基本不变。可见以泥质活性炭制备SAC-NiFe_2O_4磁性光催化剂有望用于光催化降解有机污染物。     

锆掺杂二氧化钛基可见光催化剂的制备及其催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了不同Zr掺杂量的Zr-TiO₂催化剂,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱对其进行表征,探究Zr元素的掺杂比例、催化剂制备的焙烧温度及反应物初始浓度等条件对催化剂在可见光下降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明,制备的Zr-TiO₂催化剂粒径为纳米级,Zr-TiO₂催化剂对亚甲基蓝有明显光催化降解作用,且不同Zr与Ti掺杂比例对亚甲基蓝溶液降解效率影响显著,当Zr元素掺杂量为20%,焙烧温度为550 ℃时,制备的550℃-20%Zr-TiO₂催化剂对20 mg·L^-1的亚甲基蓝溶液降解效果最优,降解5 h时降解率为91.8%。并且550 ℃-20%Zr-TiO₂催化剂在可见光下催化降解亚甲基蓝符合一级动力学模型,R²>0.95,拟合直线有较好的拟合度,表明催化剂具有较强的降解能力。     

Fe1Co0.5Ba2.5氧化物纳米颗粒芬顿催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备的铁钴钡氧化物纳米颗粒作为非均相类芬顿催化剂,研究其催化降解亚甲基蓝,考察催化剂投加量,H2O2投加量,温度等对亚甲基蓝降解效率和降解速率的影响.结果表明,在最佳的实验条件下该氧化物颗粒与过氧化氢组成的芬顿试剂在20 min内,亚甲基蓝降解率达到95％.该反应符合一级动力学模型,55℃条件下,速率常数为0.10 min-1,反应活化能为54.1kJ/mol.     

锆掺杂二氧化钛基可见光催化剂的制备及其催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了不同Zr掺杂量的Zr-TiO_2催化剂,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱对其进行表征,探究Zr元素的掺杂比例、催化剂制备的焙烧温度及反应物初始浓度等条件对催化剂在可见光下降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明,制备的Zr-TiO_2催化剂粒径为纳米级,Zr-TiO_2催化剂对亚甲基蓝有明显光催化降解作用,且不同Zr与Ti掺杂比例对亚甲基蓝溶液降解效率影响显著,当Zr元素掺杂量为20%,焙烧温度为550℃时,制备的550℃-20%Zr-TiO_2催化剂对20 mg·L~(-1)的亚甲基蓝溶液降解效果最优,降解5 h时降解率为91.8%。并且550℃-20%Zr-TiO_2催化剂在可见光下催化降解亚甲基蓝符合一级动力学模型,R~20.95,拟合直线有较好的拟合度,表明催化剂具有较强的降解能力。     

氧化铝-氧化石墨烯复合材料制备及性能研究

采用超声溶剂热法制备氧化石墨烯-氧化铝复合材料,用于催化降解亚甲基蓝。结果表明,氧化石墨烯-氧化铝复合材料可作为光催化剂或吸附剂来去除有机染料污染物,氧化石墨烯的引入使氧化铝催化剂催化活性提高;当初始亚甲基蓝质量浓度为10 mg/L时,光照射335 min后亚甲基蓝的降解可达90%;降解率随初始亚甲基蓝质量浓度的增加而减小;氧化石墨烯-氧化铝具有很高的可见光催化活性和稳定性。     

氧化铝-氧化石墨烯复合材料制备及性能研究

采用超声溶剂热法制备氧化石墨烯-氧化铝复合材料,用于催化降解亚甲基蓝。结果表明,氧化石墨烯-氧化铝复合材料可作为光催化剂或吸附剂来去除有机染料污染物,氧化石墨烯的引入使氧化铝催化剂催化活性提高;当初始亚甲基蓝质量浓度为10 mg/L时,光照射335 min后亚甲基蓝的降解可达90%;降解率随初始亚甲基蓝质量浓度的增加而减小;氧化石墨烯-氧化铝具有很高的可见光催化活性和稳定性。