金属配位化合物光催化降解罗丹明B

当今世界的水污染日益严重、水资源逐渐匮乏,因此开发出利用太阳光能降解水中有机污染物的催 化剂是当前研究的热点之一。以金属配位化合物为光催化剂,在可见光的照射下,研究了其对有机染料罗丹明B的 光催化降解作用。结果表明,当罗丹明B水溶液的浓度为1×10-5 mol/L、罗丹明B水溶液的体积为80mL、催化剂 质量为0.02g、反应温度为25℃、可见光功率为300W、照射时间为120min时,Co(en) 3Cl3 对罗丹明B的降解率为 87%,Ni(en) 3Cl2 对罗丹明B的降解率为2%,Ni(dien) 2Cl2 对罗丹明B的降解率为8%。因此,Co(en) 3Cl3 是性能 良好的光催化剂。     

Bi_9V_2ClO_(18)新型光催化剂的制备与光催化活性评价

以BiOCl、Bi_2O_3、NH_4VO_3为原材料,采用固相合成法制备了Bi_9V_2ClO_(18)新型光催化剂,通过XRD、SEM和HRTEM对样品的物相、形貌和结晶质量进行了表征,测试了样品的紫外-可见漫反射吸收光谱。结果表明:其吸收边为465nm,禁带宽度为2.67eV。采用罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)为目标污染物,测试了Bi_9V_2ClO_(18)光催化剂的可见光光催化活性。在可见光下辐射9h,RhB降解率达82%;可见光下辐射5h,MB降解率达83%。测试结果表明:所制备Bi_9V_2ClO_(18)材料是可见光响应型光催化剂,在可见光辐照下对罗丹明B和亚甲基蓝的光降解主要依赖于光催化剂的直接光降解机制。     

纳米钒酸铋的水热合成及其可见光光催化降解罗丹明B

以Bi(NO3)3.5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法合成了BiVO4纳米颗粒,X射线衍射(XRD)表征结果显示所制备的BiVO4颗粒为单斜晶结构。紫外-可见漫反射(DRS)测定结果表明,BiVO4的禁带宽度为2.46 eV。以罗丹明B为目标降解物,研究了样品在可见光下的光催化性能,最佳反应条件为:罗丹明B的初始质量浓度为10 mg/L,催化剂投加量为3 g/L。在最佳条件下,反应5 h后,罗丹明B的脱色率为92.2%。动力学研究证明,该反应符合拟一级反应,动力学常数为0.497 h-1。     

Fe/活性炭非均相催化过硫酸钾处理罗丹明B废水

采用老化-煅烧的方法制备Fe/活性炭(Fe/AC)催化剂,利用X射线衍射(XRD)对Fe/AC催化剂进行了表征。考察了Fe/AC催化剂在非均相体系中催化过硫酸盐对罗丹明B的脱色效果。通过考察催化剂煅烧温度、硝酸铁的浸泡量、体系中催化剂的投加量、K2S2O8的投加量、温度、pH等确定体系的最佳条件,并对反应体系中的自由基进行了测定。结果表明,催化剂在0.6mol/L硝酸铁浸泡量、煅烧温度为600℃时催化性能较佳;室温时,当Fe/AC催化剂投加量为1.5g/L、K2S2O8投加量为0.6g/L,在溶液初始pH的条件下,对罗丹明B处理2.5h,脱色率达到80%;升高温度有利于罗丹明B的脱色,65℃时罗丹明B的脱色率达99%。     

不同形貌的ZnO的制备及其可见光催化降解性能研究

采用Zn-EG/H2O-AC体系,即以醋酸锌为原材料,乙二醇/水为溶剂,加入聚乙二醇-2000,溶剂热法制备了四种形貌的ZnO可见光催化材料。探索了乙二醇与水的体积比n对ZnO的形貌的影响,并以罗丹明B(RhB)模拟有机物染料,研究了不同形貌的ZnO在可见光下的催化降解性能。实验结果表明,当n=5为中空球状ZnO催化活性最好,n=11为双蘑菇状,n=2为瓜子状,n=0.5时为子弹头状,其在可见光下照射3h,对RhB催化降解率分别为100%、83%、55%、60%。     

BiOX及BiOCl_xBr_yI_(1-x-y)的制备及光催化性能

以Bi(NO_3)_3·5H_2O、KCl、KBr和KI为原料,采用乙二醇溶剂热法制备了BiOX(X=Cl,Br,I)光催化剂及BiOClxBryI1-x-y复合体光催化剂。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外可见吸收光谱等对制得光催化剂的结构、表面形貌和光学特性等进行表征。以罗丹明B为目标污染物,氙灯模拟可见光,对光催化剂的性能进行了研究。结果表明,采用乙二醇溶剂热法制备的卤氧化铋系列光催化剂形貌均成三维花球状;在反应温度为160℃、反应时间为12h的条件下,随着卤素原子序数的增加,BiOCl、BiOBr和BiOI的光催化活性逐渐增强;将BiOCl、BiOBr和BiOI进行复合,复合体光催化性能明显提高;Cl、Br、I摩尔比为1∶1∶1时复合体的光催化效果最佳。     

静电纺制备ZnO@PAN纳米复合膜及其光催化性能

为了提高有机染料废水降解率,以聚丙烯腈(PAN)和醋酸锌Zn(Ac)_2为原料,采用静电纺丝方法、水热法制备ZnO@PAN复合纳米纤维膜,用来净化水资源;通过SEM电镜扫描分析溶液中聚丙烯腈和醋酸锌的配比、分解温度对ZnO纳米线生长状态的影响,研究ZnO纳米复合膜对罗丹明B染料在紫外光照射下的光催化脱色反应,及其重复光降解能力。研究结果表明:聚丙烯腈和醋酸锌比例为10∶1.5、分解温度为150℃、水热反应中添加氨水的情况下制备的氧化锌纳米线的生长状态最佳;该纳米纤维膜在紫外光照射下具有光催化活性和化学稳定性,照射2 h后脱色率达到66.7%,重复使用5次后染料的脱色率仍在60%以上,可重复性良好。     

石墨烯/磷酸银复合材料的制备及其光催化性能研究

采用改进Hummers法制备氧化石墨,将氧化石墨烯与硝酸银溶液搅拌处理一段时间后,滴加适量磷酸氢二钠溶液,制备得到石墨烯/磷酸银(GO/Ag3PO4)复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对制备的复合材料进行了表征,并以有机染料罗丹明B的降解反应为模型评价催化剂在可见光下的光催化活性.测试结果表明,该方法不仅合成过程简单,而且石墨烯表面所负载的Ag3PO4纳米颗粒尺寸小、分散性好,与石墨烯的结合牢固.由于氧化石墨烯优异的吸附性能和对载流子的高迁移率,GO/Ag3PO4复合光催化剂显示出较高的可见光光催化活性和光稳定性.在可见光下对10mg/L的罗丹明B作用20min,降解率可达98%,降解效率较Ag3PO4颗粒提高近一倍.     

水热合成条件对Bi_2WO_6可见光催化性能的影响

TiO2被广泛应用于光催化领域,但其只能在紫外光下响应,对太阳光利用率极低,因此开发能够吸收可见光的催化剂很有必要。以Bi(NO3)3.5H2O和Na2WO4.2H2O为原料,采用温和的水热法在不同温度、pH条件下制备了可见光响应的光催化剂Bi2WO6。通过XRD、DRS等技术对合成Bi2WO6进行表征。以氙灯为光源(λ>420nm),以罗丹明B(RhB)为模型污染物进行降解实验,探讨不同条件下合成的Bi2WO6的可见光光催化性能。实验结果表明,在140℃、pH=1条件下合成的Bi2WO6对RhB的降解效果最好,反应4h,脱色率达到97.7%。     

不同形貌BiVO_4光催化剂的制备及其光催化性能

采用水热法,改变表面活性剂和溶剂制备了3种形貌的BiVO_4;对制备的BiVO_4光催化剂进行X射线衍射、扫描电子显微镜、漫反射光谱、荧光光致发光光谱等表征,以罗丹明B为目标污染物,使用氙灯模拟太阳光光源,评价了不同形貌的BiVO_4的光催化性能。结果表明,药片状BiVO_4 3 h内在全光谱和可见光下的降解率分别为100%和63%,立方体状BiVO_4在全光谱和可见光下的降解率只有30%和19%,球状BiVO_4在全光谱和可见光下的降解率为68%和29%。改变样品的形貌,增大样品的比表面积,可以显著提升光催化性能,药片状钒酸铋具有较好的光催化效果。     

Sol-gel法制备介孔WO3-TiO2复合材料及其光催化性能

以非离子表面活性剂P123为结构导向剂,采用溶胶-凝胶法,通过调整P123与(W+Ti)的摩尔比例,经500℃煅烧制备出一系列不同介孔特性的WO3-TiO2复合光催化材料。利用X射线衍射图谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、比表面积分析仪(BET)对复合材料的形貌、孔结构及光谱性质进行表征。研究了介孔WO3-TiO2复合材料对罗丹明B的吸附/光催化降解能力。结果表明,以P123为模板剂所制备的介孔WO3-TiO2复合材料表现出较好的吸附/光催化性能,可见光照射下,0.5g的P123、(W+Ti)摩尔比为0.6%的复合材料经500℃煅烧,对200mL罗丹明B(10mmol/L)的吸附降解率140min后达到97.7%。     

水热合成条件对Bi2WO6可见光催化性能的影响

TiO2被广泛应用于光催化领域,但其只能在紫外光下响应,对太阳光利用率极低,因此开发能够吸收可见光的催化剂很有必要。以Bi(NO3)3.5H2O和Na2WO4.2H2O为原料,采用温和的水热法在不同温度、pH条件下制备了可见光响应的光催化剂Bi2WO6。通过XRD、DRS等技术对合成Bi2WO6进行表征。以氙灯为光源(λ>420nm),以罗丹明B(RhB)为模型污染物进行降解实验,探讨不同条件下合成的Bi2WO6的可见光光催化性能。实验结果表明,在140℃、pH=1条件下合成的Bi2WO6对RhB的降解效果最好,反应4h,脱色率达到97.7%。     

g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料的制备及可见光催化性能

以三聚氰胺为原料,通过高温煅烧法制备石墨相氮化碳(g-C_3N_4),然后在此基础上通过热溶剂法制备石墨相氮化碳/钽酸钠(g-C_3N_4/NaTaO_3)复合光催化材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FTIR)、X射线能谱仪(XPS)、紫外可见漫反射(UV-vis)等对其形貌结构进行表征,并模拟可见光,探讨g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料对罗丹明B染料的光催化降解性能。结果表明:g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料具有球状结构,粒径大小分布均匀;与纯NaTaO_3相比,g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料的光响应范围拓展至可见光区域,出现明显红移现象;可见光催化测试研究表明,当g-C_3N_4在复合材料的含量为40 wt%时,g-C_3N_4/NaTaO_3复合材料具有最佳的光降解性能,在可见光下反应120 min,其对罗丹明B的降解率可达99.6%。     

TiO2／浮石复合材料降解印染废水的研究

以长白山天然浮石为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2光催化剂,并用制备的光催化剂处理罗丹明B溶液和印染废水．研究了制备TiO2／浮石光催化剂时涂覆次数和光照时间、氧化剂及被处理液pH值对罗丹明B和工业废水降解效果的影响．结果表明：当用焙烧温度为500℃、涂覆4次制备的TiO2／浮石光催化剂处理罗丹明B10h时,脱色率可达76．67％;当印染废水pH值为2,再加入30％H2O2时,印染废水脱色率可达到89．10％．     

TiO2-SiO2复合多孔材料的低成本制备及表征

以廉价的TiCl4和工业水玻璃为原料,采用溶胶-凝胶法,用无水乙醇对湿凝胶进行溶剂交换处理,通过常压干燥工艺制备了TiO2-SiO2多孔材料.利用SEM、FTIR、BET吸附对多孔材料的形貌和性质进行了研究,分析了TiO2-SiO2多孔材料吸附和光催化降解罗丹明B的性能.结果表明,用3 mol/L的TiCl4水溶液制得的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的吸附率和光解率;n(Ti): n(Si)=2:1的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的吸附率.而n(Ti):n(Si)=1:2的TiO2-SiO2多孔材料对罗丹明B有较高的光解率.     

水热法制备V~(5+)掺杂钼酸铋光催化剂及其性能研究

以硝酸铋和钼酸铵为反应原料,V2O5为掺杂源,采用水热法制备V5+掺杂钼酸铋光催化剂,并通过在可见光下光催化剂降解罗丹明B溶液,评价V5+掺杂对钼酸铋性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及光致发光(PL)表征手段来考察掺杂量对钼酸铋物相、晶貌尺寸、结晶度、光吸收性能、光生电子-空穴复合等的影响。结果表明,掺杂V5+未改变钼酸铋的片状形貌,但其片状尺寸明显变小且厚度变薄,光吸收性能增强,光生电子-空穴复合率下降;与纯钼酸铋相比,V5+掺杂能显著提高钼酸铋的光催化活性,在可见光光照50min后,1. 0%V5+掺杂的效果最好,对罗丹明B的脱色率可达73%,较之纯钼酸铋提高了21%。     

高效可见光催化剂g-C_3N_4的制备及其催化性能研究

利用马弗炉在空气氛围下高温分解尿素制备具有高效可见光催化活性的类石墨烯g-C_3N_4光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱等手段对样品进行性能表征.研究结果表明,升温速率对所制备的g-C_3N_4的晶型结构有显著影响,在升温速率为2℃/min时,所制备的g-C_3N_4的XRD衍射峰与其标准衍射图谱相一致;保温时问长短对所制备的g-C_3N_4的XRD衍射峰产生影响,保温温度则对其影响不大;最佳的制备条件为升温速率2℃/min,500℃恒温5 h.光催化活性实验表明,所制备的光催化剂g-C_3N_4具有优异的可见光催化活性,在可见光辐射50 min条件下,罗丹明B的降解率可达90%.     

熔盐法制备Mn掺杂TiO_2纳米线及其光催化性能

以硝酸锰(Mn(NO_3)_2)为锰源,P25纳米粒子为钛源,采用熔盐法制备掺杂锰的金红石TiO_2光催化剂。使用SEM、TEM、XRD、EDS等手段对其形貌、结构、物相进行表征,并以罗丹明B为目标污染物,通过调节Mn的掺杂量,探索Mn的掺杂量对可见光催化降解罗丹明B的影响。结果表明:Mn/Ti原子比为1/50的样品(10-MnTiO_2)对罗丹明B降解作用最好,该样品为一维线状结构,结晶度高,且直径分布均一,纵横比高达400以上,其有效催化面积最大。     

微米级CuFe/CuFeO_2的制备及其类Fenton催化性能

采用两步法,采用水热法以Fe(NO_3)_3·9H_2O、Cu(NO_3)_2·5H_2O作为前驱体,水为溶剂,正丙醛为还原剂,制备了CuFeO_2微米颗粒.为进一步提高其催化活化H_2O2的性能,使用硼氢化钠对其进行了还原处理制备微米CuFe/CuFeO_2催化剂.利用XRD、SEM和XPS对其进行了物相,形貌和表面元素的表征,结果表明所制备的材料为Cu、Fe和CuFeO_2的微米级复合物.以罗丹明B(RhB)为目标污染物,评价了其Fenton催化性能.结果表明:在25℃,CuFe/CuFeO_2催化剂用量为0.5 g/L,H_2O2浓度为40 mmol/L,RhB浓度为10μmol/L,初始pH=5.0时,CuFe/CuFeO_2催化剂在30 min内可降解94.4%的RhB,表观速率常数是相同条件下未处理CuFeO_2的11.6倍.这说明CuFe和CuFeO_2复合可明显增强其催化活化H_2O2的能力.     

金属有机骨架铜卟啉材料的制备及其吸附性能

为有效去除废水中的染料,以四(4-羧苯基)卟啉(TCPP)作为配体,构建金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)材料应用于对染料的吸附,将硝酸铜(Cu(NO_3)_2·3H_2O)作为金属盐,TCPP作为有机配体,采用表面活性剂辅助的方法制备二维CuTCPP MOF纳米片,并通过溶剂热法合成体相CuTCPP MOF;采用XRD、SEM、TEM和FTIR等方法对CuTCPP MOF进行结构及形貌的表征,对比研究2种结构的CuTCPP MOF对罗丹明B(RhB)的吸附性能.结果表明:CuTCPP MOF纳米片和体相CuTCPP MOF均为四方晶体结构,对罗丹明B的吸附均符合准二级动力学方程和Langmuir等温方程;与体相CuTCPP MOF相比,CuTCPP MOF纳米片具有超薄的片层结构和更大的比表面积,对罗丹明B的吸附性能更优异,平衡吸附量达593.78 mg/g,而体相CuTCPP MOF对罗丹明B的平衡吸附量为211.13 mg/g.