TiO2/柱撑膨润土复合光催化剂制备及应用研究

以改性的新疆乌兰陵格膨润土、四氯化钛和钛酸丁酯为原料，采用柱撑多次负载法制备TiO₂／柱撑膨润土复合光催化剂。并通过改变TiO₂／柱撑膨润土的配比、负载次数、焙烧温度得到最佳制备条件。采用XRD、IR、SEM、EDS对TiO₂／柱撑膨润土复合光催化剂进行了表征。证实TiO₂呈高度分散状态，并已渗入膨润土层间结构，使层间距扩大，形成互不干扰的活性反应中心。在模拟染料废水中，对TiO₂／柱撑膨润土复合光催化剂的光催化降解性能进行了研究。同时用所制TiO₂／柱撑膨润土复合光催化剂对石化含油污水进行了光降解试验。     

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。     

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.     

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。      

Ag3PO4催化剂的简易制备及其降解罗丹明B的研究#br#

以硝酸银和十二水合磷酸氢二钠为原料合成了Ag3PO4催化剂,并在可见光下研究其对罗丹明B的光催化降解性能。通过X射线衍射仪、纳米激光粒度仪及紫外可见分光光度计对催化剂进行了表征,并考察了不同的光照时间、催化剂用量、罗丹明B初始浓度,以及丙二酸、乙二胺四乙酸、过氧化氢的加入对光催化性能的影响。结果表明,当Ag3PO4催化剂用量为30 mg,罗丹明B浓度为10 mg/L,过氧化氢用量为1 mL时光催化效果最好,罗丹明B的降解率高达98.6%;加入过氧化氢后,Ag3PO4催化剂对罗丹明B的降解速率提高了约20个百分点,降解完全所需时间缩短了约三分之一;加入丙二酸和乙二胺四乙酸后,Ag3PO4催化剂对罗丹明B的降解率显著降低,表明羟基自由基·OH和空穴H+可能是Ag3PO4可见光催化剂的主要活性物质。     

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。     

一种新型增强可见光催化性能MoS2/电气石/石墨烯三元复合材料的制备

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、1.91和1.79 eV,证明电气石的引入降低了禁带宽度。以罗丹明B染料为模拟污染物,在氙灯照射下研究了复合材料的光催化性能。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,罗丹明B的降解率达93.9%。MoS₂-GR-T复合材料的光催化活性增强主要是由于其表面暴露出更多的光催化活性位点,提高了光吸附能力和电荷分离效率。研究结果表明,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。     

镁掺杂对SiO_2有机-无机杂化溶胶性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备甲基化改性SiO_2溶胶,并在此基础上加入Mg(NO_3)2·6H_2O制备镁掺杂SiO_2有机-无机杂化溶胶。利用紫外-可见光谱、红外光谱、拉曼光谱、X射线电子衍射(XRD)对其进行表征分析,考察镁掺杂对甲基化改性SiO_2溶胶结构的影响,研究不同镁掺杂量对杂化溶胶性能的影响。结果表明,随着镁掺杂量的增加,溶胶体系的黏度、折射率、密度和黏滞性活化吉布斯自由能逐渐增加,反应速率常数逐渐减小。镁掺杂增强了M-SiO_2溶胶对紫外光的吸收,对杂化溶胶的主要结构和甲基化改性无明显影响。Mg/M-SiO_2溶胶和凝胶材料中镁元素主要是以Mg(NO_3)_2·6H_2O的形式存在,材料经过400℃焙烧4 h后,Mg(NO3)2·6H2O完全分解为Mg O。     

TiO2/蒙脱土复合材料光催化降解丁基黄药性能研究

双马瑞雪蒋潇宇李国栋赵思凯沈岩柏(东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819) 摘要浮选废液中残余的黄药会严重危害自然生态及环境,为实现对黄药的高效降解,依据固相扩散原理,采用固相研磨—粉末烧结法成功制备出了TiO2/蒙脱土(MMT)复合材料,通过XRD、FTIR、SEM、紫外-可见光吸收光谱和光致发光光谱等检测手段对材料的结构、形貌和光化学特性进行表征,并在紫外光条件下考察了TiO2负载量、光催化剂用量、丁基黄药初始浓度和黄药种类等因素对其光催化降解性能的影响,根据活性基猝灭试验和模拟废液的实时吸光光谱结果探讨了对丁基黄药的光催化降解机理。结果表明,80%TiO2/MMT具有更高的紫外光吸收性能和较低的光生载流子复合效率,0.2 g/L的光催化剂在光照30 min后对初始浓度为20 mg/L丁基黄药的光催化降解率达到99.52%,且催化剂的重复利用性高,可以有效降解多种黄药。超氧自由基（·O2-）和空穴（h+）是光催化降解丁基黄药的主要活性物质,且光催化降解过程中产生了过黄药这一中间产物。     

鄂尔多斯盆地西缘延安组陆相页岩油气选区评价关键参数值的确定

对鄂尔多斯盆地西缘侏罗系延安组低成熟页岩样品进行热模拟实验和岩石热解实验,分析岩石热成熟度(R_o)与生烃率及热解烃率(S_2)之间的变化规律,以及热解烃量与生烃量的关系。研究表明,陆相低成熟页岩气态烃产率随R_o的升高呈线性增加,液态烃产率随R_o的升高先增加后下降。产烃率随R_o的上升呈指数增加,热解烃率随R_o上升呈指数减少。热解烃率与产烃率之间具有良好的线性负相关,产烃率在热解烃率下降的过程中呈线性增加。陆相页岩生烃演化可分为3个阶段:游离烃释放及初期热降解的未成熟阶段、热降解-热裂解的成熟阶段和热裂解的过成熟阶段。根据生烃模拟中气态烃增长率和液态烃产率突增,以及第一个生烃高峰时所对应的R_o值,确定了鄂尔多斯盆地西缘侏罗系延安组陆相页岩油气有利区和目标区的关键参数R_o和TOC的下限。     

冶金高锌尘泥制备ZnO-ZnFe2O4复合光催化剂降解苯酚

利用冶金固体废弃物高锌尘泥制备了ZnO-ZnFe2O4纳米级复合光催化剂,通过对苯酚的降解实验,研究了该材料在可见光下的光催化效果。与用纯试剂制备的ZnO相比较,发现用高锌尘泥制备的ZnO-ZnFe2O4复合材料在可见光下的光催化活性明显优于纯ZnO,二者分别参与的降解过程都符合一级反应动力学模型.尘泥制备产物的高催化活性主要得益于:ZnFe2O4与ZnO的结合,有效抑制了光生电子/空穴对的复合,同时显著细化了晶粒。     

石墨烯基复合催化剂的光催化杀菌效应

以醋酸锌、尿素、天然沸石和石墨烯为原料,采用水热-煅烧法分别制备了氧化锌/红辉沸石(ZnO/stellerite)和氧化锌/石墨烯(ZnO/graphene)两种复合光催化剂。运用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)N。吸附仪(BET)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis DRS)对催化剂的组成、形貌、比表面积、孔径分布和光吸收性能进行了分析。结果表明:制备的复合光催化剂ZnO/ stellerite和ZnO/graphene均具有良好的六方纤锌形貌;ZnO粒径分别为22.42 nm和15.72 nm;S;r分别为16.54 m'/g和35.55 m'/g;graphene与ZnO之间构筑的三维结构,使光响应扩展到可见光区域,抑制了自由电子的复合,促进了界面电荷迁移。日光灯照射下灭活金黄色葡萄球菌(S.aureus）的试验结果表明,复合催化剂ZnO/graphene的最优杀菌浓度为100 mg/L,其杀菌效率与ZnO/stellerite相比明显提高,杀菌速率常数k为ZnO/stellerite的1.31倍,达到1.17 h'。     

Y-N-TiO_2/凹凸棒土光催化剂制备及性能研究

以钛酸丁酯为钛源、硝酸钇和二乙醇胺为改性剂原料,凹凸棒土为载体,采用溶胶-凝胶法制备了凹凸棒土负载的Y-N-TiO_2/凹凸棒土光催化剂,通过IR和XRD对其结构进行表征。考察了焙烧温度、催化剂用量、溶液pH值、光照条件等因素对光催化剂降解诺氟沙星性能的影响。结果表明,Y、N掺入了TiO_2晶格,其中部分TiO_2进入了催化剂载体凹凸棒土的层间并通过化学键与其成功复合。500℃焙烧的催化剂中锐钛矿型TiO_2比例相对较高,表现出最优的光催化活性,当催化剂用量为2g/L,溶液pH值为6,在可见光或太阳光下反应2h后,该催化剂对25mg/L的诺氟沙星降解率分别达89.6%和91.3%。此外,该催化剂易于回收,再生性良好。     

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.     

可见光助多相电催化法处理苯酚废水及中间产物分析

针对可见光助多相电催化法处理苯酚模拟废水,制备了γ-Al_2O_3负载N-V共掺杂纳米TiO_2光催化剂作为粒子电极,确定了可见光助多相电催化法处理苯酚废水的最佳反应条件为苯酚浓度180mg/L,COD浓度为387.5mg/L,pH值为3.0,电极板间距为10cm,电解质Na_2SO_4投加量为1g/L,电解电压为15V,曝气量为11L/min,此时去除率为85.12%。对比可见光助多相电催化法、多相电催化法、可见光法对于苯酚处理效果的差异,分析了可见光助多相电催化法降解苯酚的光电协同效应,并对苯酚降解中间产物及降解途径进行了分析。结果表明可见光助多相电催化法对苯酚模拟废水的降解效果显著,操作简单,通过进一步优化反应条件,可应用于苯酚废水处理工程实践中。     

TiO2 对黄金尾砂微晶泡沫玻璃非等温析晶活化能的影响

以黄金尾砂为主要原料,改变原料中晶核剂TiO2的掺量,制备微晶泡沫玻璃.运用差热分析(DSC)、X射线衍射仪(XRD)等分析手段,研究TiO2掺量对微晶泡沫玻璃析晶与发泡的影响.结果表明,随着TiO2含量的增加,析晶活化能呈现出先减小后增大的规律,当TiO2添加量为3.5％时,析晶活化能较小,为95kJ/mol;同时微晶泡沫玻璃析出的主晶相为硅灰石(CaSiO3),次晶相为钙长石(CaAl2Si2O8);当TiO2添加量为3％～4％时,制备得到的微晶泡沫玻璃具有良好的物理性能;主晶相硅灰石(CaSiO3)不随TiO2的添加改变,并且TiO2能促讲晶相牛长.     

Fe-TiO2可见光催化H2O2降解水溶液中的阿特拉津

以负载Fe(Ⅲ)的金红石型TiO₂(Fe/TIO-R)为光催化剂, 以内分泌干扰物阿特拉津作模型污染物, 研究了Fe/TIO-R可见光催化H₂O₂降解阿特拉津的反应特性。结果表明, Fe/TIO-R能可见光催化H₂O₂降解阿特拉津, 反应60 min, 阿特拉津的降解率达96%, 明显大于金红石型TiO₂与Fe₂O₃单独作用的加和;通过对反应体系的荧光光谱分析显示, 阿特拉津的降解涉及羟基自由基(·OH)的产生与参与。     

PVC/蒙脱土纳米复合材料的力学性能研究

选用钠基蒙脱土和3种烷基季铵盐改性的蒙脱土,采用熔融共混的方法制备聚氯乙烯/蒙脱土纳米复合材料,并研究了蒙脱土种类和用量对复合材料力学性能的影响。结果表明,3种复合材料均具有插层型结构,有机蒙脱土含量小于3.0%时,复合材料的综合力学性能均有明显提高;有机蒙脱土用量大于7.0%以后,材料的力学性能降低。     

长烷烃链季铵盐对OMMT晶片层间结构的影响

采用长烷烃链季铵盐改性蒙脱土(MMT),制得有机蒙脱土(OMMT),X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表明:随着季铵盐用量、碳原子数、烷烃链数的增加,OMMT晶片层间距d001增大;季铵盐烷烃链从1条增加到2条,d001急剧增大,继续增加到3条时,d(001)增幅则较小,季铵盐中卤素取代基对d(001),影响不失;OMMT的d001于季铵盐用量为100-150mmol/100gMMT时趋于稳定,d(001)由MMT的1.26nm增加到OMMT的2.11nm(单烷烃链季铵盐)、3.98nm(双烷烃链季铵盐)、4.09nm(三烷烃链季铵盐);季铵盐阳离子在OMMT晶片层间的排列方式与口(季铵盐阳离子与OMMT晶片层上下层面的夹角)、L(季铵盐阳离子链长)、d(0)(OMMT两个晶片实际层间距)及季铵盐中氮原子构型有关,单烷烃链季铵盐阳离子在OMMT晶片层间采取平卧或者半倾斜排列方式,双、三烷烃链季铵盐阳离子在OMMT晶片层闻采取倾斜排列方式,尤其当α=90°时,季铵盐阳离子在OMMT晶片层间采取近似直立排列方式.