纳米CeFeO3的制备及其光催化性能研究

采用共沉淀法合成了纳米级钙钛矿型复合氧化物CeFeO³。通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等分析手段对制得粉体的粒径、物相、形貌进行了表征。在多功能光催化反应仪中,以多种水溶性染料包括活性翠蓝KGL、活性艳蓝KGR、活性艳红X-3B、活性橙K3N等的光催化降解为模型反应,通过粉体对水溶性染料的降解情况对材料的光催化活性进行了测试,结果显示纳米级CeFeO³显示较好的光催化活性。     

β1-SiW11 Ni/GO复合催化剂光催化降解孔雀石绿

研究了复合催化剂β_1-Si W_(11)Ni/GO对染料孔雀石绿的光催化性能,探究了催化剂的用量、染料的浓度、pH值、不同催化剂以及不同光源对光催化降解的影响。结果表明:该催化剂对孔雀石绿染料的最大降解率达到95.1%。该催化剂对孔雀石绿染料的降解为一级动力学反应。     

不同酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛光催化剂的研究

通过水蒸汽-水解法制备了纳米级TiO2粉体,并通过原位聚合法制备了不同酸掺杂的聚苯胺(PANI)/TiO2复合材料。利用单因素实验验证了盐酸、硫酸、对甲苯磺酸和对氨基苯磺酸四种掺杂酸对TiO2光催化活性的影响。以KBF染料模拟废水为研究对象,考察了PANI/TiO2复合材料在紫外光及可见光照射下降解水中有机物的效果。结果表明,其他单因素相同时,盐酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛粉体效果较好。聚合反应中苯胺与过硫酸铵的摩尔比为1∶2,反应温度为5℃,反应时间4h。不同酸掺杂的聚苯胺对纳米TiO2光催化剂的改性,显著改善了纳米TiO2光催化剂在可见光条件下的光催化性能,可有效降解KBF染料。     

TiO2粉体光催化降解四种可溶性染料的研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2粉体,光催化降解了亚甲基蓝、孔雀石绿、酸性品红、甲基橙等四种染料.研究了染料浓度、pH值、催化剂用量、时间等因素对四种染料光催化降解的影响.在染料的浓度为5 mg·L-1(甲基橙10 mg·L-1)、pH=7、TiO2粉体的用量为2 g·L-1、光照时间为1.0 h,其脱色率可以达到90%以上.     

纳米ZnO/膨润土光催化降解亚甲基蓝研究

以Zn(NO3)2和膨润土为原料,采用沉淀法制备纳米ZnO-膨润土复合光催化材料,用FT-IR、XRD和SEM对其结构和形貌进行了表征。以高压汞灯为光源,光催化降解活性亚甲基蓝模拟染料废水,研究了ZnO/有机膨润土光催化降解性能,讨论了影响亚甲基蓝降解率主要因素。结果表明,在光照射下1.5 h,ZnO/膨润土光催化降解亚甲基蓝达96%,其重复使用降解效果保持稳定,利用该复合光催化材料降解有机染料废水是一种可行的方法。     

煅烧温度对Fe/TiO2复合粉体光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备合成Fe/TiO₂纳米复合粉体,用紫外光照射甲基橙溶液的降解实验,通过降解率比较粉体的光催化性能。通过XRD、SEM、UV-Vis等分析手段对粉体的结构和光学性能进行了表征。结果表明,不同的煅烧温度对TiO₂粉体的光催化性能有显著影响,随着煅烧温度的升高,逐渐向金红石相发生转变;450℃的煅烧条件下,甲基橙的降解率最好。     

离子液体-TiO_2体系选择性催化降解染料废水的研究

将离子液体和TiO_2P25纳米颗粒物理掺杂,构建了具有选择性降解功能的离子液体-TiO_2复合光催化体系,实现了染料废水的选择性降解。研究发现,离子液体的加入能够提高TiO_2对阴离子染料的降解效率,抑制阳离子染料的降解。通过优化离子液体的结构、用量等因素,筛选出了最佳复合体系[C_(10)mim](CF_3SO_2)_2N-TiO_2P25(物质的量比为20∶1)。紫外光照射下,20 min即可将10.0 mg/L甲基橙溶液几乎脱色完全,而对阳离子染料的降解几乎完全抑制。该体系可以选择性地降解染料废水中的某一组分,简化阴阳染料的分离和回收。     

SrCoO_x的制备方法及光催化活性研究

用XRD、TEM等分析技术对样品进行表征,并且催化剂对碱性藏花红染料的降解实验研究了制备方法对钙钛矿型氧化物SrCoOx及其光催化活性的影响,结果表明,用柠檬酸络合法制备的光催化活性比研磨法好。在含SrCoOx催化剂悬浮液中进行碱性藏花红染料光催化降解实验,结果表明：SrCoOx粉体具有较好的催化性,阳光照射4 h,可将碱性藏花红基本分解完全。     

Fe-V/Cr_2O_3的合成及光催化处理亚甲基蓝废水

采用水热合成方法制备绿铬矿晶型的Fe、V共掺杂Cr_2O_3催化剂,通过紫外可见光谱、红外光谱对合成复合材料进行表征,通过X射线粉末衍射仪和X光电子能谱仪对其存在形式和成分分析。将催化剂用于光催化降解模拟亚甲基蓝(MB)染料废水,并通过添加不同捕获剂分析光催化原理。结果表明,Fe和V元素成功掺杂Cr_2O_3粉体中,且在紫外和可见光区有很好光响应。优化工艺条件下制取的复合材料对MB降解率可达97.8%。同样体系分别加入捕获剂乙二胺四乙酸二钠、叔丁醇和对苯醌时降解率为6.3%、86%和85.5%,说明光催化降解过程产生了电子空穴(h~+)、羟基自由基(HO·)和氧负离子(O2·~-)3种活性物种,其中电子空穴起主导作用。     

多金属氧酸盐/二氧化钛复合光催化剂的制备及性能研究

通过溶胶-凝胶法和水热合成法制备出杂多酸(K_6P_2W_(18))/TiO_2复合光催化剂,并对其进行SEM,XRD,IR表征。采用该复合催化剂和单一TiO_2在紫外光条件下对模拟染料废水甲基橙溶液进行光催化降解,考察两者的光催化活性,并分别测出降解之后的甲基橙溶液的COD值(化学需氧量)。通过实验可以得出,杂多酸/TiO_2复合光催化剂的光催化活性明显优于单纯的TiO_2光催化剂。并且,经模拟紫外灯照射甲基橙溶液8h后,加入复合光催化剂的甲基橙溶液COD去除率达到61.98%,而加入单纯的TiO_2光催化剂的COD去除率仅达到40.63%。     

尖晶石型掺镉锡酸锌光催化剂制备与活性研究

采用化学共沉淀法制备掺镉锡酸锌光催化剂,通过X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）表征,该催化剂平均粒径小于30nm,属立方晶系。以波长λ=312 nm的光源分别对甲基橙和茜素红水溶液进行光催化降解,结果发现Cd2＋的加入使Zn2SnO4对甲基橙和茜素红两种染料的光催化活性明显提高。     

CNTs负载TiO2对茜素红溶液的降解研究

以钛酸四丁酯为前驱体,冰醋酸为水解抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO₂/CNTs复合催化剂。测定复合催化剂对不同浓度茜素红溶液的光降解活性,并对光催化降解动力学进行研究。结果表明,在CNTs负载质量分数7.5%、焙烧温度450 ℃和焙烧时间3.5 h条件下制备的TiO₂/CNTs复合催化剂光催化活性得到提升。相同条件下,TiO₂/CNTs对150 mg·L^-1茜素红溶液的最终降解率达67%,而TiO₂的最终降解率只有56%。复合催化剂光催化活性提升的原因是CNTs负载后光催化粒子在紫外光照射下生成更多的氢氧根活性自由基。光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood方程,催化剂对污染物的表观吸附是整个反应的“瓶颈”。随着反应浓度的增大,光催化降解反应的反应级数由一级反应逐渐下降为零级反应。     

Cu-SiO2催化降解蒽醌类染料的研究

蒽醌类染料作为第二大类染料被广泛应用,染料废水具有排水量大、色度深、难于降解、性质较稳定和成分复杂等特点,一直是处理过程中的难点和重点。本研究采用溶胶-凝胶法（sol-gel）制备Cu-SiO2催化材料,并以茜素红为蒽醌类染料废水的模拟降解对象,探讨了蒽醌类染料的微波催化降解过程中催化剂掺Cu量、催化剂用量、H2O2用量及溶液初始温度对茜素红降解效果的影响。结果表明在SiO2材料掺杂Cu可以提高催化材料的活性,掺杂比越高促进茜素红的降解效果越好；Cu-SiO2催化剂用量对降解效果影响明显,但达到一定用量后,即可达到较好的降解效果；增加H2O2用量可以提高氢氧自由基（·OH）浓度,促进对茜素红溶液的降解；溶液初始温度变化对降解效果具有明显影响,超过70℃以上可以保证催化降解顺利进行。茜素红溶液的Cu-SiO2微波催化降解的最佳条件为Cu与SiO2摩尔掺杂比为1/64、催化剂用量0.06 g/mL、H2O2用量4μL/mL、溶液初始温度70℃。     

炭吸附纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究

以粗氧化锌和冰乙酸为原料,采用炭吸附水热法制备纳米氧化锌粉体。通过热重/差热仪（TG-DTA）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）和紫外可见光谱仪（UV-Vis）等对所得催化剂的焙烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征。结果表明：炭黑的吸附有效阻止了纳米氧化锌在制备、干燥以及焙烧过程的团聚和烧结,600 ℃焙烧制备的催化剂颗粒均匀,分散性好,团聚较少,平均晶粒尺寸为20 nm,比表面积约为85.25 m2/g。纳米氧化锌作光催化剂对甲基橙进行光催化降解,在60 min内降解率为97%。     

铁掺杂氧化锌制备及对有机染料的光催化降解

采用沉淀法制备铁掺杂的纳米氧化锌。通过粉末X射线衍射（PXRD）和红外光谱（IR）对样品及其前驱体进行表征;采用分光光度计测定样品光催化降解有机染料的效果;用扫描电子显微镜（SEM）观测样品的表面形貌。实验结果表明,铁掺杂的氧化锌比纯氧化锌具有更高的催化活性和催化效率。这归因于铁均匀分布在氧化锌中,避免了氧化锌纳米粒子间的团聚,改善了氧化锌表面的性质,在降解有机染料过程中与有机染料大面积接触,对甲基橙和亚甲基蓝具有良好的降解效果,是一种有潜力的光催化降解材料。     

钛柱撑蒙脱石光催化降解甲基橙的性能研究

以钛酸丁酯为前驱体、钠基蒙脱石为载体,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛柱撑蒙脱石（TiO2—MMT）纳米复合材料。采用X-射线衍射仪、透射电子显微镜、全自动比表面积及中孔、微孔分析仪（BET）等分析手段对TiO2—MMT进行了表征,并研究了其对甲基橙的光催化降解活性。结果表明：TiO2—MMT主要由锐钛矿型TiO2和蒙脱石组成,呈层片状结构,TiO2柱撑到蒙脱石层间,并使其（001）晶面间距明显增大。在中性和碱性奈件下,TiO2-MMT对甲基橙的光催化降解能力较弱;在酸性条件下,TiO2-MMT对甲基橙的降解率远远高于中性和碱性条件下的降解率。TiO2—MMT光催化降解甲基橙的优化条件为：pH值4、甲基橙初始浓度30mg·L-1、TiO2-MMT投加量10g·L-1,在优化条件下光照2h,TiO2-MMT对甲基橙的催化降解率为99．4％。     

氮掺杂制备锐钛矿型纳米TiO2及降解甲基橙的研究

采用溶胶凝胶法制备了氮掺杂TiO2光催化剂。考察了氮的掺杂量、热处理温度对TiO2光催化能力的影响。用XRD、 SEM和紫外-可见光分度计对样品的晶型、形貌和光催化性能进行表征。结果表明氮的掺杂有助于改善TiO2的光催化性能,在灯光照射下5％N-TiO2煅烧温度为450℃时表现出较高的光催化活性和降解甲基橙溶液的能力,在80 min内降解甲基橙溶液达到了98％。     

新型巯基天然染发剂的研制

以天然植物色素提取物—茜素为原料与烯丙基氯进行Williamson醚化反应并通过两种方式在不饱和醚化产物的双键上引入巯基：（1）通入氯化氢气体加成,再以硫脲对氯化产物进行改性得到巯基改性茜素;（2）Co-Mo/γ-Al2O3催化下,通入硫化氢气体进行马氏规则的烯烃亲电加成反应得到巯基改性茜素。利用红外光谱对上述两种产物结构进行表征后,又将其配制为染发剂试验,结果表明,两种巯基改性的茜素染发效果均达到永久性染发剂标准。     

TiO2/粉煤灰的制备及其光催化性能研究

以钛酸丁酯、乙醇和硝酸为原料,制备出混合溶液（A）将其包覆于粉煤灰表面,高温煅烧即得到负载型二氧化钛光催化剂。用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对粉煤灰的结构和成分进行了表征,以甲基橙的降解为模型反应,分析了煅烧温度、保温时间、负载型二氧化钛催化剂的投入量和混合溶液A的投入量对光催化性能的影响。结果表明,以粉煤灰为载体,采用适宜的制备方法和光催化降解工艺,负载型二氧化钛催化剂能够获得较高的光催化活性。     

改性TiO2光催化降解水体中菲的研究

采用水热法制备粉末状N-Cd共掺杂TiO2催化剂,研究了催化剂对水体中菲的光催化降解反应,讨论了菲初始浓度、催化剂的投加量、H2O2的浓度、异丙醇以及呋喃甲醇对菲光降解反应的影响。结果表明:菲的光催化降解符合一级反应动力学,水体中菲初始浓度越高,其光降解率越低;催化剂和H2O2在一定范围内随投入量的增加,菲的光催化降解速率也增加,但当投入量较多时又降低了降解速率;异丙醇以及呋喃甲醇的加入可以推断出菲的光催化降解过程.OH是的主要活性物种,而1O2的作用较小。