改性生物质炭负载铁类Fenton体系降解亚甲基蓝研究

以棉花秸秆作为前驱体,用K₂CO₃活化后制备出改性生物质炭K₂CO₃@BC,置于FeSO₄溶液中形成悬浮液,干燥并煅烧,制得改性生物质炭负载铁催化剂Fe/K₂CO₃@BC。采用XRD、FT-IR、SEM等对Fe/K₂CO₃@BC进行表征,并研究其耐酸耐碱性。以亚甲基蓝作为目标污染物,将Fe/K₂CO₃@BC催化剂和H₂O₂组成非均相类Fenton体系降解水中的亚甲基蓝,探究了溶液pH、Fe/K₂CO₃@BC投加量、H₂O₂用量、温度等因素对亚甲基蓝降解效果的影响。结果表明,催化剂Fe/K₂CO₃@BC中的Fe物种主要以Fe₃O₄形式...     

污泥热解炭脱除NO特性

以废水污泥热解产生的污泥热解炭为原料,通过酸洗、活化、负载Fe、H₂还原等方式考察不同污泥热解炭样品对脱硝性能的影响。结果表明,污泥原样中的Fe₂P、FeS等低价态的铁具有良好的脱硝性能,450～500℃时最大脱硝效率达到81%。经过HNO₃酸洗和KOH活化后的污泥热解炭,因为去除了Fe₂P、FeS等低价态的铁,脱硝效率大幅下降,在450～500℃的最大效率分别仅为30%和53%。而热解污泥负载样中的Fe主要以Fe₂O₃形式存在,其最大脱硝效率在450～500℃时只有50%。经过H₂还原后,负载样中的Fe₂O₃被还原为Fe₂P、FeS等低价态的铁,其最大脱硝效率在450～500℃时上升至94%。     

生物炭复合吸附剂处理含油废水效能机制研究

以生物炭为载体负载壳聚糖、磁性纳米Fe₃O₄制备了一种生物炭负载纳米Fe₃O₄新型吸附剂，考察了其吸附性能及可再生性能。结果表明，在pH为7、温度为30℃、吸附剂投加质量为0.4 g时反应120 min, COD、油、浊度的去除率分别为83.34%、92.21%和97.82%,达到回注水标准。吸附剂经过5次再生后对废水仍有较好的去除效率。新型生物炭复合吸附剂对含油废水有很好的吸附效果，且其优越的再生性可以有效地节约成本。     

介孔CuCo/FeCeOx催化剂协同催化类Fenton反应

类Fenton反应是降解水中有机污染物的有效方法之一，开发高效的非均相催化剂至关重要。通过硬模板法制备了Fe掺杂的具有有序介孔结构的FeCeO_x材料，以此为载体通过浸渍法负载Cu和Co后，构建了具有多金属活性位点的催化剂。催化剂在亚甲基蓝降解反应中表现出优异的催化性能，在45 min内可将亚甲基蓝完全降解，且具有良好的循环使用性能，使用5次后亚甲基蓝降解率仍达到93.3%。催化剂的介孔结构有利于吸附亚甲基蓝，暴露更多的活性位点，多金属之间的协同作用促进了催化剂上的电子转移，从而提高H₂O₂的活化效率和促进·OH的产生。     

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。     

磁性海藻生物炭制备及高效去除水中甲基橙的应用

采用原位沉淀法制备磁性海藻生物炭复合材料，考察复合材料对水中偶氮染料甲基橙的吸附/氧化去除效果，利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶交换红外光谱、N₂吸附脱附仪、X射线衍射仪和磁强计等对复合材料进行表征，考察材料投加量、H₂O₂投加量、pH和温度等条件对去除效果的影响。实验结果表明，复合材料孔隙发达，比表面积达到388.56 m²/g，具有超顺磁性，磁化强度为31.38 emu/g；复合材料去除甲基橙的最佳条件：材料投加量为5 mg,H₂O₂投加量为50μL，初始pH为3，温度为35℃。磁性海藻生物炭复合材料去除甲基橙表现出催化降解和吸附的协同作用，甲基橙的去除率可达99.4%。制备的磁性海藻生物炭复合材料具有稳定、易磁分离和重复利用性好的优点，有开发成为新型水处理剂的潜力。     

活性炭纤维负载Pr3+:Y2SiO5/TiO2复合材料的制备与性能

为了提高纳米TiO₂对太阳光的利用率和实现光催化剂的回收再利用,采用溶胶-凝胶法将上转换荧光材料与纳米TiO₂复合,通过负载于活性炭纤维（ACF）表面制备了Pr³⁺：Y₂SiO₅/TiO₂/ACF复合材料。运用XRD、FT-IR、SEM、FS、UV-vis DRS等对材料的结构及性能进行了综合表征,并以亚甲基蓝为模拟污染物评价复合材料的可见光催化活性,考察了材料制备过程中煅烧温度、负载次数等制备条件对复合材料可见光下催化性能的影响。结果表明,在浸渍2次、800℃煅烧的制备条件下,复合材料中TiO₂为锐钛矿相（占34.1%）与金红石相（占65.9%）的混合相,亚甲基蓝（15 mg·L^-1）12 h内去除率高达93.8%,反应符合拟一级动力学,反应速率常数为0.2471 h^-1,回收再生利用4次后去除率仍保持在75%以上。     

核桃壳炭载铈材料对亚甲基蓝的吸附性能研究

以KOH改性核桃壳炭为载体,采用浸渍法将CeO₂负载上去,制备了核桃壳炭载铈材料。采用BET、FTIR、XRD、XPS、SEM、EDS对催化剂进行表征,表征结果显示改性核桃壳炭表面成功负载了CeO₂,负载CeO₂后核桃壳炭变面积和总孔体积显著增大。研究了核桃壳炭和铈改性核桃壳炭对碱性阳离子染料亚甲基蓝的吸附效果。实验结果表明,铈改性核桃壳炭吸附效果显著提高,对亚甲基蓝的最大吸附量为339.84 mg/g,并且对亚甲基蓝的吸附模型可以拟合为准二级动力学方程和Langmuir热力学方程,且易于再生。     

Fe2O3/AC催化剂上对甲基苯硫酚的水相催化氧化偶联

以对甲基苯硫酚为模型底物，空气为氧化剂，来研究硫醇水相催化氧化偶联制备二硫醚。以活性炭为载体，采用等体积浸渍法制备了一系列负载型氧化物催化剂，并考察了其在对甲基苯硫酚氧化偶联制备对甲苯二硫醚反应中的催化性能。反应结果表明，活性炭负载的铁氧化物具有最佳催化性能。采用N₂物理吸附、X射线衍射、X射线光电子能谱和透射电镜等表征手段对活性炭负载的铁氧化物催化剂进行了表征。表征结果表明，铁氧化物为高度分散在活性炭上的Fe₂O₃物种。以Fe₂O₃/AC为催化剂，当催化剂焙烧温度为400℃，Fe负载量为5%，在50℃下反应30min时，对甲苯二硫醚的收率高达97.4%；该催化剂循环使用5次后活性无明显下降。     

S-ZVI处理亚甲基蓝染料废水的好氧实验研究

采用零价铁与Na₂S在厌氧条件下制备硫化零价铁(S-ZVI)颗粒,并对其处理亚甲基蓝废水影响因素进行研究。结果表明S-ZVI表面粗糙附有硫化物薄膜,具有壳核结构;S-ZVI颗粒对亚甲基蓝的去除率随着S/Fe比的增加先增加后下降,当S/Fe比为0.025时对亚甲基蓝的去除效果最好,去除率为98.02%,整体反应在150 min基本达吸附平衡,且遵循伪二级动力学反应;在应用S-ZVI去除亚甲基蓝废水时最佳pH在6～8之间。好氧条件对亚甲基蓝的去除率为厌氧的1.46倍,氧的存在有助于提高S-ZVI对亚甲基蓝的去除效果。     

改性酵母载纳米铁对水中甲基橙的吸附性能研究

以改性酵母为载体、烟叶提取液为还原剂,制备了改性酵母载纳米铁(Fe NPs/SC_M),并将其用于去除水中甲基橙,通过考察初始pH值、Fe NPs/SC_M投加量、甲基橙初始浓度、温度、无机阴离子等对甲基橙去除率的影响,研究其对甲基橙的吸附性能,同时对其吸附动力学、等温吸附模型及吸附热力学进行了探究。结果表明：初始pH值为4.0～9.0时对甲基橙去除率的影响较小,甲基橙去除率随Fe NPs/SC_M投加量的增加而升高,随甲基橙初始浓度的增加和温度的升高而降低;无机阴离子会降低甲基橙去除率,其影响大小为：HCO^-₃>SO■>HPO■>NO^-₃>Cl^-;在30℃、pH值为6.3的条件下,5.0 g·L^-1 Fe NPs/SC_M对50 mg·L^-1甲基橙的去除率和去除量(以纯铁计)分别为93.50%±0.38%和523 mg·g     

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。     

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。     

BiVO4/Bi2Fe4O9的制备及光降解有机废水性能的研究

采用水热法制备具有高效可见光催化性能的BiVO₄/Bi₂Fe₄O₉复合光催化剂,通过SEM、XRD等一系列表征手段对样品进行了形貌和结构的表征。最后通过在一定的条件下降解目标污染物亚甲基蓝(MB)溶液对催化剂的光催化性能进行了探究。结果表明：BiVO₄以100～500 nm颗粒状形态均匀的修饰在片状Bi₂Fe₄O₉的表面。当BiVO₄的修饰量为15%时,光催化剂在可见光下对MB溶液的降解效率最高,高达51.92%。通过对照实验发现BiVO₄/Bi₂Fe₄O₉的催化效率比Bi₂Fe₄O₉单体高了4.45倍,比BiVO₄单体高了1.29倍。另外,根据实验结果对BiVO₄/Bi₂F...     

生物炭与微量铁共催化降解水中磺胺二甲基嘧啶

采用生物炭(BC)与微量溶解态Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)共同催化芬顿反应降解水中磺胺二甲基嘧啶(SMZ),目的在于加速污染物降解的同时控制含铁污泥的产生。结果表明,当初始pH 3.0时,BC(1.0 g·L^-1)与微量Fe(Ⅱ)(1.0 mg·L^-1)构成的复合芬顿体系中SMZ的降解速率常数(k_obs)分别是BC+H₂O₂和Fe(Ⅱ)+H₂O₂体系的20.0倍和14.1倍;且在Fe(Ⅱ)剂量低至0.3 mg·L^-1时,BC+Fe(Ⅱ)+H₂O₂体系仍能在120 min内使SMZ接近完全转化。由于生物炭对Fe(Ⅲ)的还原,采用微量Fe(Ⅲ)代替Fe(Ⅱ)后复合体系中SMZ仍保持相当高的降解速率。通过测定·OH累计产量和H₂O₂消耗量,表明复合体系中生物炭可以催化H₂O₂分解、而微量Fe(Ⅱ...     

十二烷基硫酸钠修饰NiFe2O4对亚甲基蓝的类芬顿催化氧化性能

采用化学沉淀法制备了十二烷基硫酸钠（SDS）改性的纳米酸镍（记为NiFe₂O₄-S）,利用X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）、能谱（EDS）、透射电镜（TEM）、BET比表面等技术手段对样品进行了表征。采用多相芬顿氧化技术,以亚甲基蓝溶液为模拟污染物废水,研究了SDS对铁酸镍的改性效果、亚甲基蓝溶液初始pH以及催化剂循环使用等不同条件因素对样品类芬顿催化活性的影响。结果显示,经SDS改性后的NiFe₂O₄-S比纯相NiFe₂O₄表现出了更优异的催化性能,NiFe₂O₄-S对酸性（pH=3.5）、近中性（pH=6.5）和碱性（pH=9.5）的亚甲基蓝溶液均有着较好的催化降解效果;NiFe₂O₄-S具有良好的催化稳定性和重复使用性。对该催化反应体系的作用机理进行了详细探讨,NiFe₂O₄-S表现出优异的类芬顿催化活性归因于更强的电子转移能力,吸附的SDS能促进H₂O₂和 \text{?} {\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}^{\text{-}} 分别与表面Fe³⁺反应将其还原转化为Fe²⁺。·OH是直接分解亚甲基蓝的活性物种,反应中NiFe₂O₄-S表面较高浓度的Fe²⁺可以有效地把H₂O₂分解为·OH。SDS增强了催化剂表面对亚甲基蓝的吸附能力,促进了·OH与亚甲基蓝的分解反应。     

多孔Co3O4合成及其可见光光催化降解亚甲基蓝性能研究

以ZIF-67为模板，通过不同煅烧温度，合成具有立方体形貌的多孔Co₃O₄。并通过XRD,SEM和BET对材料进行理化性能分析，并将其应用于可见光光催化降解亚甲基蓝。实验结果表明，450℃煅烧条件下制备的Co₃O₄对降解亚甲基蓝具有较好的光催化活性，可见光光照4 h，降解率达到96%。     

水解-刻蚀法制备CuMnO2纳米片阵列薄膜及其催化性能

以CuO纳米片阵列为前体,通过水解-刻蚀法在水热条件下制备出了CuMnO₂纳米片阵列薄膜。由于同时存在具有催化活性的Cu（Ⅰ）和Mn（Ⅲ）,CuMnO₂纳米片阵列薄膜对催化H₂O₂氧化降解亚甲基蓝（MB）溶液具有优异的效果。进一步放大实验表明,该CuMnO₂薄膜具有稳定的催化性能。基于基底生长的薄膜催化剂能够解决粉体催化剂容易团聚、分离回收困难和容易造成二次污染等问题,在染料废水处理方面具有很好的工程应用前景。     

壳聚糖/纳米纤维素/石墨烯改性纳米TiO2复合膜光催化降解性能

以氧化石墨烯改性纳米二氧化钛为光催化活性成分,通过流延成型法制备了壳聚糖/纳米纤维素/石墨烯改性纳米TiO₂光催化复合膜。利用热重分析仪(TG)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的结构进行表征。研究了壳聚糖/纳米纤维素/改性纳米TiO₂复合膜的力学性能,对比了复合膜对亚甲基蓝及甲基橙的光催化降解性能。结果表明,改性纳米TiO₂的添加提高了壳聚糖复合膜的力学性能及耐热性能。改性纳米TiO₂质量分数为4%的复合膜抗拉强度最大,达到43 MPa。改性纳米TiO₂质量分数为2%的复合膜断裂伸长率最大为13.6%。在模拟溶液质量浓度为20 mg/L时,改性纳米TiO₂质量分数为2%的复合膜对亚甲基蓝降解率最大,为51.7%。改性纳米TiO₂质量分数为4%的复合膜对甲基橙降解率最大,为42.2%。模拟溶液初始浓度愈高,则复合膜对亚甲基蓝及甲基橙降解率均降低。     

磁性光催化剂Fe3O4/SiO2/TiO2的制备及光催化降解苯酚

采用撞击流-旋转填料床辅助沉淀法连续制备Fe₃O₄磁性纳米颗粒,然后采用溶胶-凝胶法制备了具有磁性核壳结构Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂颗粒,通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、热重分析仪（TGA）、振动样品磁强计（VSM）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis）等对材料的微观结构、形貌及性能进行了表征。考察了正硅酸乙酯添加量、铁钛比对Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂磁性催化剂催化性能的影响。结果表明：制得的Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂结晶度好,磁响应性高。当正硅酸乙酯添加量为20mL、铁钛比为1∶8时,制备的Fe₃O₄/SiO₂/TiO₂纳米光催化剂表现出较高的光催化活性和磁性能,紫外光照射2h后,苯酚水溶液降解效率高达86.7%。