非均相类Fenton催化剂脱汞的实验与机理

采用共沉淀法分别制备Ti、Co、Cu掺杂Fe₃O₄的非均相类Fenton催化剂,在小型实验台架上进行非均相类Fenton反应脱汞的实验研究。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对催化剂的晶体结构和形貌进行了表征。实验考察了掺杂前Fe₃O₄和掺杂后Fe_2.59Ti_0.41O₄、Fe_2.52Co_0.48O₄、Fe_2.44Cu_0.56O₄催化剂的类Fenton脱汞性能,并通过电子顺磁共振技术(EPR)分析了非均相类Fenton脱汞的机理。结果表明:Ti、Cu掺杂后的催化剂具有较高的催化活性, 的强氧化作用是类Fenton脱汞的主要原因。     

用尖晶石CoFe2O4磁性颗粒非均相芬顿氧化废水中的柠檬酸镍

采用溶胶-凝胶法制备了Fe₃O₄、CoFe₂O₄、CuFe₂O₄、NiFe₂O₄、MnFe₂O₄等5种尖晶石磁性颗粒,并研究了其作为催化剂非均相Fenton氧化柠檬酸镍的效果。结果表明CoFe₂O₄的催化活性明显高于其他4种磁性颗粒,且具有较好的循环稳定性。以CoFe₂O₄为催化剂,研究了非均相Fenton反应的最佳条件。对于含0.5mmol/L柠檬酸镍的废水,在初始pH为3、催化剂投加量为0.3g/L、30mmol/LH₂O₂分3批次平均投加的情况下,柠檬酸镍的去除率可达97%,进一步加碱沉淀可去除废水中99%以上的镍。     

Fe2O3/硅藻土催化剂催化甲苯二胺焦油重组分降解

非均相催化甲苯二胺(TDA)焦油重组分降解是资源化利用的新途径。本文采用离子交换-焙烧法制备了Fe₂O₃/硅藻土非均相Fenton催化,并通过SEM、XRD和EDS等手段对催化剂微观结构进行表征。探究了Fe₂O₃/硅藻土催化剂催化TDA焦油重组份降解的性能,结果表明：硅藻土对TDA焦油具有吸附优势,且Fe₂O₃能够均匀分散于硅藻土表面而实现对TDA焦油的可控高效降解。在1g 0.5%Fe催化剂,[m(Fe₂O₃/硅藻土催化剂):m(30%H₂O₂)]=1:6,20℃,pH=4.5,反应时间2h条件下,焦油分解得到TDA最多,产率为71.79%。     

Fe2O3-Co3O4异质结的熔盐法制备及其析氢性能

氧化物在电催化析氢反应中具有广阔的应用前景。以Na F和KNO₃的混合盐为反应介质，以Co Cl₃和Fe Cl₃为原料，通过熔盐法于350℃煅烧2 h便可制得Fe₂O₃-Co₃O₄异质结构，并将其用于绿色制氢。借助X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱分析样品的微观形貌、物相结构和电子结构信息，验证了Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在有效耦合。Fe₂O₃可使催化剂表面粗糙，大幅增加活性比表面积。此外，Fe₂O₃和Co₃O₄之间存在电子相互作用，Fe₂O₃向Co₃O₄提供电子，降低Co原子的价态，大大提升了Fe     

MnFe2O4磁性纳米球类Fenton氧化降解水中氧氟沙星的研究

采用共沉淀法成功制备出MnFe₂O₄磁性纳米球,并采用采用X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附、振动样品磁强计（VSM）和透射电镜（TEM）对其理化性质进行了表征。类Fenton氧化降解氧氟沙星的结果表明,MnFe₂O₄磁性纳米球比Fe₃O₄的催化活性高,反应180 min,氧氟沙星的去除率可以达到78.5%,TOC的去除率达到54.3%。     

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。     

Fe3O4负载催化剂上双环戊二烯氢甲酰化

采用共沉淀法制备系列铁磁性氧化物负载的钴、铑及钴铑双金属催化剂。研究以三苯基膦改性的Co/Fe₃O₄、Rh/Fe₃O₄和Co-Rh/Fe₃O₄催化剂对双环戊二烯氢甲酰化合成三环癸烷二甲醛的催化性能,并对催化剂进行XRD、FT-IR和TPR等表征。结果表明,Co-Rh/Fe₃O₄催化剂对双环戊二烯氢甲酰化合成三环癸烷二甲醛具有最高的选择性。双环戊二烯氢甲酰化合成三环癸烷二甲醛的过程与反应压力、催化剂与双环戊二烯的质量比、反应温度和溶剂的种类有关。增加催化剂与双环戊二烯质量比和升高温度及压力有利于双环戊二烯的转化和三环癸烷二甲醛选择性,采用极性相对较小的溶剂有利于三环癸烷二甲醛的形成。催化剂重复使用5次,催化活性几乎不变。 在催化剂与双环戊二烯质量比为2∶15、Rh的负载量为1∶100、反应温度140 ℃、反应压力7 MPa和反应时间5 h条件下,双环戊二烯转化率达99%以上,三环癸烷二甲醛选择性达60%以上,进一步延长反应时间至12 h,三环癸烷二甲醛选择性超过90%。     

g-C3N4/Fe3O4/MnO2光催化剂制备及光催化性能研究

以尿素和铁盐为原料，负载了MnO₂，利用原位沉淀法与煅烧法制备g-C₃N₄/Fe₃O₄/MnO₂复合材料。使用XRD、FT-IR、UV-Vis DRS对合成的部分光催化剂进行表征。结果表明：g-C₃N₄为类石墨的层状结构，Fe₃O₄和Mn O₂通过分子间作用力与g-C₃N₄复合。在不同反应条件下的可见光诱导的光催化实验表明，当m(Mn)∶m(g-C₃N₄/Fe₃O₄)=1∶1时，g-C₃N₄/Fe₃O₄/MnO₂复合材料具有出色的降解污染物的能力，其中光降解反应的优化条件为g-C₃N     

多元复合Co3O4/g-C3N4光催化性能研究进展

Co₃O₄/g-C₃N₄材料是一种可见光复合光催化材料，但很难同时满足理想光催化剂的诸多要求，限制了其实际应用能力。本文梳理了国内外利用金属粒子、金属氧化物、金属基材料、碳材料和磁性Fe₃O₄等对Co₃O₄/g-C₃N₄复合改性的研究进展，介绍了其制备方法、应用、光催化增强机理等。本文将对后期Co₃O₄/g-C₃N₄光催化剂的改性研究提供参考，以期获得性能更优的复合材料。     

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。     

H2O2/Fe2(MoO4)3体系中H2O2吸附分解及NO氧化行为的DFT研究

为阐明H₂O₂/Fe₂(MoO₄)₃体系脱硝过程中H₂O₂吸附分解及NO氧化行为，基于DFT方法首次计算了H₂O₂和NO分子单独及二者同时在Fe₂(MoO₄)₃表面的吸附构型，并通过考察吸附能、Mulliken电荷及氧化路径等特性揭示H₂O₂催化分解和NO氧化的微观机制。结果表明：H₂O₂在Fe₂(MoO₄)₃表面易分解为活性自由基，而NO则以分子形式吸附；H₂O₂和NO共吸附时，H₂O₂优先吸附于催化剂表面并随后分解，NO则分别被H₂O₂分解产...     

磁性固体酸催化剂Fe3O4/C-SO3H制备及表征

以四氧化三铁为磁核,生物质碳（葡萄糖、淀粉、蔗糖）为原料,采用先制备Fe₃O₄/C,再对其进行磺化的方法制备磁性碳基固体酸催化剂Fe₃O₄/C-SO₃H。以辛基葡萄糖苷的合成反应为探针,考察生物质碳种类、碳化温度、碳化时间、酸种类、磺化温度和磺化时间等因素对葡萄糖转化率和催化剂酸含量的影响。利用FT-IR、XRD、TG、SEM和振动样品磁强计（简称VSM）等对催化剂进行表征。结果表明Fe₃O₄/C-SO₃H的最佳制备条件为：以淀粉为生物质碳源,其用量为m（Fe₃O₄）∶m（淀粉）=1∶10,碳化温度为190℃,碳化时间为8 h,以对甲苯磺酸为磺酸源,其质量比为m（Fe₃O₄/C）∶m（对甲苯磺酸）=1∶0.6,磺化温度为250℃,磺化时间为4 h。在上述条件下,催化剂酸含量为1.17 mmol/g,葡萄糖转化率为97.9%。表...     

磁性纳米Fe3O4吸附材料的制备及在废水处理中的应用

随着工业化进程的加快,一些含染料、难降解污染物、乳液等的有机废水大量排放,对人类和大自然都造成了不可逆转的危害,因此开发一种吸附容量大、分离效果好、循环稳定的吸附剂用于废水处理富有重要意义。磁性纳米Fe₃O₄复合材料具有选择性好、可快速分离、可循环利用等优点,在有机废水处理方面具有良好的应用前景,近年来受到科研工作者和水处理行业的广泛关注。文章首先介绍了磁性纳米Fe₃O₄吸附材料的制备方法,一些含有特定功能基团的吸附材料进行磁改性方法,及其对磁性吸附材料工业化生产促进作用;其次通过追踪在实际有机废水应用的研究动态,归纳总结了磁性复合材料的吸附机理;最后对磁性材料的发展前景进行了展望。从现有研究可以看出,今后应该开发更高效、适用范围更广的复合纳米Fe₃O₄磁性材料,并针对不同水质,进一步优化磁性Fe₃O₄纳米材料的制备方案,减少使用过程中的环境健康影响,增加其循环再生性能。     

秸秆纤维素基水凝胶负载Fe3O4/Cu催化剂还原硝基苯甲酸

利用废弃小麦秸秆为原料，通过离子液体法制备了小麦秸秆纤维素基水凝胶(SCH)，合成了磁性秸秆纤维素基水凝胶负载Fe₃O₄(SCH@Fe₃O₄)催化剂。将SCH@Fe₃O₄催化剂经原位固定铜离子和化学还原法合成了原位负载的SCH@Fe₃O₄/Cu催化剂，并研究了该催化剂活化NaBH₄催化还原硝基苯甲酸(NA)的性能。同时，优化了催化剂投加量、NaBH₄投加量、NA初始浓度和反应温度对NA催化还原效果的影响。SCH@Fe₃O₄/Cu催化剂活化NaBH₄还原NA的性能优于商品纳米零价铁，该过程能够抵抗水体背景阴离子的干扰，具有优异的稳定性。此外，SCH@Fe₃O₄/Cu催化剂饱和磁化强度为13.1 emu/g，说明其具有强磁性，易于从水体中分离，实现催化剂的回收利用。...     

亲油性纳米Fe3O4的制备及其在含油污水处理中的研究

采用化学共沉淀法制备出纳米 Fe₃O₄,并用纳米 Fe₃O₄处理含油污水。通过 TEM、XRD 和 FT- IR 的表征,确定 Fe₃O₄的粒径大小与均匀状况,以及纳米 Fe₃O₄的晶格纯度和亲油性。通过改变反应时间、反应温度、搅拌速度和磁场励磁电流,确定纳米 Fe₃O₄处理含油污水最佳除油条件。     

B2O3改性Na2CO3催化剂用于甲醇脱氢制无水甲醛

以B₂O₃为助催化剂,采用研磨混合法改性Na₂CO₃催化剂,在固定床反应器中催化甲醇脱氢制备无水甲醛,考察催化剂的组成和反应条件等对催化反应的影响,采用XRD、TG-DTG、N₂吸附-脱附、SEM和CO₂-TPD等对催化剂进行表征。结果表明,以B₂O₃为助催化剂采用机械研磨混合法改性的Na₂CO₃催化剂,增加了催化剂的比表面积,在(10～30) nm增加了大量的孔道,平均孔径达18.44 nm,比表面积为1.65 m²·g^-1,且B₂O₃分布均匀,改性后的催化剂碱性降低,在催化甲醇脱氢制备无水甲醛的反应中,催化活性明显高于Na₂CO₃催化剂,表明B₂O₃改性Na₂CO₃催化剂能提高甲醇转化率和甲醛选择性。在B₂O₃/Na₂CO₃催化剂中B₂O₃质量分数为30%、甲醇进料质量分数为26%、反应温度为650 ℃和甲醇重时空速为2.94 h^-1条件下,甲醇转化率达59.97%,甲醛选择性达83.28%。     

Co3O4-MMT催化剂的制备及其N2O催化分解性能

以MMT为载体，采用原位聚合-配位沉积法制备3种不同Co负载量的Co₃O₄-MMT催化剂。采用N₂物理吸附、XRD和TEM对载体和催化剂进行表征，并在连续流动微反装置上考察其N₂O催化分解性能。结果表明，与Co₃O₄催化剂相比，Co₃O₄-MMT催化剂的比表面积显著增大，且活性组分Co₃O₄具有较高的分散状态。Co₃O₄-MMT催化剂的催化活性随着Co含量的增加先升后降，其中0.015Co-MMT表现出最佳的催化活性，其活性远高于Co₃O₄催化剂，同时，该催化剂还表现出良好的催化稳定性和较好的杂质气体耐受性。     

氧化石墨烯负载纳米Fe3O4类芬顿处理制药废水

采用改进Hummer法制备了氧化石墨烯(GO)负载纳米Fe₃O₄磁性催化剂(Fe₃O₄/GO),对其进行了X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能量-色散光谱表征,并将其应用于多相类芬顿处理高浓化学原料药生产废水。结果表明,Fe₃O₄颗粒成功负载在GO表面,且没有出现明显的团聚现象。当废水的pH为3,双氧水(H₂O₂的质量分数30%)投加量10 mL/L,催化剂投加量2 g/L,反应120 min后COD去除率达78%,UV254去除率高达81%。三维荧光光(3D-EEM)分析可知,芳香类和富里酸类物质在催化降解过程中得到有效去除。     

Fe3O4@TiO2@SiO2@Ag光催化剂的制备及其光催化活性研究

采用溶剂热法和溶胶-凝胶法合成了磁性Fe₃O₄@TiO₂@SiO₂复合光催化剂,再通过巯基改性,使二氧化硅表面原位合成银纳米颗粒,最终形成目标光催化剂。利用XRD、FT-IR、XPS、SEM、VSM等分析测试手段对该催化剂的组成、结构、形貌及其磁学性能进行表征。通过光催化降解40 mL罗丹明B溶液(pH 5.3,30 mg/L),催化剂按1 g/L加入反应体系,光照120 min时,罗丹明B溶液的降解率达96.22%。相同条件重复循环实验10次,罗丹明B溶液降解率仅下降4.32%,表明Fe₃O₄@TiO₂@SiO₂@Ag磁性光催化剂具有出色的光催化活性和循环使用性。     

过碳酸钠——Fe3O4协同催化氧化降解石油污染土的应用研究

以Fe Cl₃·6H₂O、无水乙酸钠和1,6-己二胺为原料，采用溶剂热法合成了具有超顺磁性的氨基功能化Fe₃O₄纳米粒子；随后利用室温结晶法在磁基质Fe₃O₄的超声分散溶液中合成了具有缓释氧化能力的固体氧化剂SPC-Fe₃O₄。采用TEM、HRTEM和VSM对SPC-Fe₃O₄进行了表征，并对其在人工配置的石油污染土中TPH的降解实验条件进行了优化。实验结果表明：在SPC-Fe₃O₄的协同催化氧化作用下，土壤中的石油污染物可在6小时内显著氧化降解；且氧化后的残余的固体氧化剂具有磁性可回收的特点，从而避免了在土壤中造成二次污染。