响应面法优化La掺杂钒酸铋光催化剂的制备及降解四环素类抗生素

本文是以五水合硝酸铋[Bi(NO₃)₃·5H₂O]、偏钒酸铵(NH₄VO₃),硝酸镧(La(NO₃)₃)为主要原料,采用水热法制备La-BiVO₄催化剂,光催化降解以盐酸四环素为模型反应的抗生素,通过紫外可见分光光度计,对盐酸四环素降解前后的吸光度进行测定进而得出降解率。主要研究了镧掺杂量、焙烧温度、焙烧时间等条件对La-BiVO₄光催化剂性能的影响。并用Box-Behnken响应面法设计优化实验条件,分析各影响因素间的交互作用。结果表明,当La的掺杂量为0.44 g、焙烧温度为503℃、焙烧时间为3.1 h时制备的La-BiVO₄光催化剂降解盐酸四环素的降解率最佳,为76.69%。     

镱镧共掺杂二氧化钛光催化降解染料废水

采用溶胶-凝胶法制备镱镧共掺杂光催化剂Yb-La/TiO2,在紫外灯照射下,对罗丹明B模拟染料废水进行光催化降解研究,优化了光催化的反应条件。结果表明,催化剂用量2 g/L,溶液pH值为6,光照时间2.5 h,染料废水的起始浓度为10 mg/L时,染料废水的降解率可达96.71%;在上述体系中加入0.2 g/L的双氧水,在pH值为3⁴时,光照时间2 h,染料废水的降解率可达97.02%,可提高光催化效率。     

钨酸铋基光催化剂的制备及其降解水中有机污染物的研究进展

综述了近年来半导体光催化氧化技术处理废水中难降解有机污染物技术领域的发展现状、制备高效光催化剂的研究进展以及通过金属氧化物半导体复合形成异质结以显著提升光催化剂性能的研究趋势,从理论基础和应用实践方面对钨酸铋基光催化剂进行了总结和展望。Bi₂WO₆作为常用的光催化材料,因其具有窄禁带、易制备、对可见光响应、且无毒性等特点而成为光催化处理水中污染物研究的热点。在今后的研究工作中,应鼓励在探索成本更低的制备材料、可大规模生产的制备方法以及提高光催化半导体材料的可回收性等方面加深研究。     

镧掺杂氧化锌的制备及其降解染料废水研究

用乙酸锌、氧化镧制备La掺杂氧化锌,研究La掺杂氧化锌光催化降解甲基橙染料废水的性能。结果表明,La掺杂能够明显提高氧化锌对甲基橙的降解率,当La的掺杂量为5%时,照射120 min,甲基橙的降解率达到95. 2%。     

镧掺杂氧化锌的制备及其降解染料废水研究

用乙酸锌、氧化镧制备La掺杂氧化锌,研究La掺杂氧化锌光催化降解甲基橙染料废水的性能。结果表明,La掺杂能够明显提高氧化锌对甲基橙的降解率,当La的掺杂量为5%时,照射120 min,甲基橙的降解率达到95. 2%。     

多种光源下氮掺杂TiO2光催化降解染料废水的研究

以尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂纳米TiO2粉末,以甲基橙溶液为模拟染料废水,分别在可见光、模拟太阳光和紫外光条件下,研究了氮掺杂纳米TiO2光催化降解染料废水的性能。结果表明:氮掺杂可以提高TiO2的可见光催化活性;氮含量和煅烧温度对氮掺杂TiO2光催化活性影响较大,n(N)∶n(Ti)为10%且经500℃煅烧的氮掺杂TiO2在可见光和模拟太阳光下均具有最佳的光催化活性;然而在紫外光下,氮掺杂TiO2的光催化活性低于未掺杂的TiO2样品。     

响应面法优化Fenton处理棉浆废水

以新疆某棉浆厂废水为研究对象,采用Fenton法对其深度处理,并进行工艺条件的优化。通过单因素实验考察了pH、Fe~(2+)与H_2O_2摩尔比、反应温度和反应时间对棉浆废水处理效果的影响,并采用响应面法对工艺条件进一步优化。结果表明,Fenton法可有效地降低棉浆废水的污染物含量,优化工艺条件为:pH为3.75,Fe~(2+)、H_2O_2摩尔比2.13:1,反应温度25℃、时间25 min。在此条件下,棉浆废水的COD去除率达95.4%,色素去除率达90.12%。研究结果可为化纤类企业废水的深度处理提供参考。     

镧掺杂二氧化钛光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了镧掺杂二氧化钛光催化剂,并利用莠去津模拟废水考察了其催化性能。在紫外光照射4h条件下探讨了焙烧温度、焙烧时间、镧掺杂量(摩尔百分比)对镧掺杂二氧化钛光催化剂催化性能的影响,利用正交分析得到了催化剂制备的最佳实验条件:焙烧温度为500℃,焙烧时间为2.5 h,镧掺杂量为0.5%,该条件下制备的镧掺杂二氧化钛光催化剂处理莠去津废水的催化降解效率可达80%以上。     

响应面法优化含锰钛白废水制备碳酸锰的工艺

以硫酸法钛白粉生产过程产生的含锰废水为原料,以碳酸氢铵溶液为沉淀剂, 十二烷基硫酸钠为添加剂,采用液相沉淀法对废水中的锰进行资源化回收。在单因素实验基础上,采用响应面法中的Box-Behnken Design优化实验设计,分别考察了反应温度、过量系数、pH和陈化时间四因素对碳酸锰沉淀率的影响,建立了响应值与影响因素间的回归方程,并确定了优化条件为：反应温度33.3℃、过量系数1.06、pH=7.2、陈化时间2.0h,在该条件下锰的沉淀率预测值为99.30%,相应的实验值为98.90%,预测值与实验值相对误差仅0.4%,表明响应面法所建立的预测锰沉淀率的模型可靠;所得产品经电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）分析锰含量为43.53%,符合工业碳酸锰（HG/T 4203—2011）质量标准中对碳酸锰纯度的要求。研究结果为含锰废水的资源化回收提供了新思路。     

共沉淀法制备钕掺杂钛酸铋粉体

以硝酸铋、钛酸丁酯和硝酸钕为原料采用共沉淀法制备掺钕钛酸铋粉体.用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对所得粉体进行了表征.以甲基橙为目标降解物,借助紫外一可见分光光度计考察了样品的光催化性能.结果表明:钕掺杂对BT晶体的结构没有影响,但钕在BT中的溶解度有限.钕掺杂能提高BT的光催化性能,当钕掺杂量为0.35时B...     

钨酸铋/石墨相氮化碳2D/2D光催化剂的制备及降解四环素的研究

以类石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米片为载体,采用水热法,与钨酸铋(Bi2W06)纳米片形成2D/2D异质结光催化剂.通过改变两种光催化剂的负载量、pH值和反应时间确定了该催化剂降解盐酸四环素的最优比例,此最优比为负载量40％Bi2WO6/g-C3N4、pH=3、温度120℃.通过XRD、TEM、XPS等表征手段,进一...     

Ag-N共掺杂TiO_2/膨润土光催化降解染料废水

采用溶胶-凝胶法制备了银氮共掺杂光催化剂Ag-N-Ti O2/膨润土,通过XRD和FTIR对其结构进行了表征,优化了该催化剂降解耐酸枣红染料废水的反应条件。结果表明,催化剂中有锐钛矿型Ti O2生成,部分Ti O2进入了膨润土层间,增大了其晶面层间距,并通过Ti—O—Si键实现了膨润土对Ti O2的固载;掺杂的Ag、N可能进入了Ti O2晶格,拓宽了其光谱响应范围,并提高了其光催化活性。当催化剂用量为2 g/L,溶液p H为3,光照时间为120 min,紫外光或可见光照射下,该催化剂对50 mg/L的耐酸枣红的降解率分别达到93.0%和89.3%,并在可见光下对其它3种50 mg/L的染料废水的降解率也达到了90%以上。     

Ag-N共掺杂TiO_2/膨润土光催化降解染料废水

采用溶胶-凝胶法制备了银氮共掺杂光催化剂Ag-N-Ti O2/膨润土,通过XRD和FTIR对其结构进行了表征,优化了该催化剂降解耐酸枣红染料废水的反应条件。结果表明,催化剂中有锐钛矿型Ti O2生成,部分Ti O2进入了膨润土层间,增大了其晶面层间距,并通过Ti—O—Si键实现了膨润土对Ti O2的固载;掺杂的Ag、N可能进入了Ti O2晶格,拓宽了其光谱响应范围,并提高了其光催化活性。当催化剂用量为2 g/L,溶液p H为3,光照时间为120 min,紫外光或可见光照射下,该催化剂对50 mg/L的耐酸枣红的降解率分别达到93.0%和89.3%,并在可见光下对其它3种50 mg/L的染料废水的降解率也达到了90%以上。     

铁矿石光催化氧化法降解染料中间体废水

以铁矿石为催化剂,高压汞灯作光源,对染料中间体间氯甲苯工业废水进行光催化法降解实验研究。考察了铁矿石用量、H_2O_2用量、pH值、反应时间等因素对降解效果的影响。结果表明:铁矿石/UV/H_2O_2体系能有效快速地降低废水中的COD_(Cr),并得出了最佳降解条件:铁矿石用量为2.00g·L~(-1)、30%的H_2O_2用量φ(H_2O)=0.8%、pH=3.0,经紫外光光照6h后,废水的COD_(Cr)从2292mg·L~(-1)降到599mg·L~(-1),去除率达到73.87%。     

氧化铋/钨酸铋复合催化剂的制备及光催化性能研究

采用水热合成法成功合成了由不规则纳米片交叉堆积起来形成三维结构的Bi₂O₃/Bi₂WO₆复合光催化剂,纳米片之间存在大量的孔隙结构。通过SEM、XRD、UV-Vis DRS及PL等对复合催化剂的形貌、结构、光学性能等进行了表征。在不同的光源下(500 W的金卤灯、氙灯及汞灯),研究其对苯甲醇的光催化选择性氧化的性能。结果表明：在金卤灯下,Bi2O3、Bi2WO6及Bi₂O₃/Bi₂WO₆复合催化剂的苯甲醇的转化率分别为96%、99%及91%,苯甲醛的选择性分别为8%、3%及35%,苯甲酸的选择性分别为44%、69%及60%。在氙灯下,3种催化剂的苯甲醇的转化率分别为15%、20%及39%,苯甲醛的选择性分别为40%、35%及80%,基本无苯甲酸生成。在汞灯下,3种催化剂的苯甲醇的转化率分别为50%、46%及89%,苯甲醛的选择性分别为16%、11%及37%,基本无苯甲酸生成。     

La3+掺杂对BiPO4光催化活性的影响

采用一步水热合成法制备La3+掺杂BiPO4纳米粉末,利用XRD、EDS、SEM、BET、UV-Vis、XPS等手段对La3+-BiPO4的形貌、结构、光谱特征、表面化学组成等做了表征和分析。以亚甲基蓝为目标污染物,考察了La3+-BiPO4的催化活性,并探讨了La掺杂提高BiPO4光催化性能的机理。结果表明：La掺杂使纳米BiPO4的晶粒生长受到抑制,比表面积增加,带隙变宽,出现氧空位,光生电子-空穴对复合几率降低。La3+-BiPO4光催化活性明显高于未掺杂的BiPO4,紫外光照射下,90 min 内,2% La3+-BiPO4对亚甲基蓝的降解率可达95%,光催化反应速率是BiPO4的3.7倍。     

响应曲面法优化电催化降解染料废水工艺的研究

采用中心复合设计的响应曲面法预测电催化降解染料废水的最优条件。具体以Ti/SnO₂-Sb电极作为阳极,应用响应曲面法研究了pH、施加电压值、电极间距对亚甲基蓝溶液脱色效率的影响。研究结果表明模型拟合精度R²=0.9942,初始pH、施加电压值、电极间距及交互作用对脱色率响应值影响大。模型预测最佳反应条件pH为6.98,施加电压6.0 V,电极间距为1.01 cm时,脱色效率预测值达到98.68%。采用实验进一步验证该模型,预测最佳条件下三次实验脱色率平均值98.47%。该方法可用于优化电催化降解染料废水的工艺参数,为实际废水处理提供优化方案。     

钨酸铅光催化降解糖蜜酒精废水的研究

糖蜜酒精废水是一种难降解的有机废水,主要成分为焦糖等色素类物质.利用沉淀法制备了PbwoJ光催化剂,将其应用于光催化降解糖蜜酒精废水降解反应中,考察了催化剂用量,空气流量,溶液pH值,助氧化剂及光照强度对糖蜜酒精废水脱色率的影响.研究表明,在紫外光辐照下,PbW04能有效地对糖蜜酒精废水进行光催化作用,过程为一级动力学反应.对于经30倍稀释的糖蜜酒精废水,添加4.0 g·L1的PbW04光催化剂,通入126 L.h1的空气,不改变废水的pH值及不添加助氧化剂H2O2的条件下,在300W高压汞灯照射下反应120 min,PbWO4光催化降解糖蜜酒精废水的脱色率为90.2%,COD去除率为78.6%,得到了较好的降解.