g-C3N4/TiO2复合汽车尾气光催化剂的组成设计与性能评价

随着汽车尾气对空气质量的负面影响日益严重,光催化技术在环保领域的应用逐渐受到重视。因此,基于二氧化钛(Ti O₂)和石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的光催化性能,制备了一种g-C₃N₄/Ti O₂复合光催化剂,旨在提高汽车尾气的降解效率,即：选用三聚氰胺(C₃H₆N₆)、双氰胺(C₂H₄N₄)和尿素(CH₄N₂O)作为前驱体制备g-C₃N₄,通过质量损失和尾气降解实验分析筛选出最佳前驱体,并设计了不同质量比的g-C₃N₄/Ti O₂复合光催化剂;通过对比分析单体和复合光催化剂的光催化性能,确定了复合光催化剂的最佳质量比。实验结果表明：制备g-C₃N_...     

钨掺杂g-C3N4薄膜电极的制备及光电性能研究

采用高温液相生长法制备了不同钨(W)掺杂量的W/g-C₃N₄薄膜电极,并通过SEM、XRD、FTIR、UV/vis DRS、XPS等手段对薄膜电极进行表征。结果表明,掺杂的W以W⁰、WO₂和WO₃等多种形态存在。将W/g-C₃N₄薄膜电极用作光阳极,进行交流阻抗测试、光电流密度测试以及降解亚甲基蓝实验,与g-C₃N₄薄膜电极相比,W/g-C₃N₄薄膜电极对可见光的响应能力明显增强,其中当Na₂WO₄与g-C₃N₄的掺杂比为1∶50时光电流密度可提高至原来的2.2倍。通过添加自由基捕获剂探究W/g-C₃N₄薄膜电极对亚甲基蓝的催化氧化机理,发现掺杂W之后,W/g-C₃N₄薄膜电...     

g-C3N4基光催化剂的改性制备及在废水处理中的应用

石墨相氮化碳(g-C₃N₄)是具有二维层状结构的无金属半导体材料，以低成本富氮材料为前驱体就可制得。g-C₃N₄具有合适的禁带宽度、良好的热稳定性和化学稳定性以及绿色环保无污染等优点，被广泛应用于产氢、降解有机染料及CO₂的还原等领域，因此在光催化领域有着诱人的应用前景。但纯g-C₃N₄比表面积小、光生载流子易复合，使其光催化性能受到一定的影响，所以需要不同的制备及改性方法来提高其光催化性能。归纳了g-C₃N₄的制备及改性方法，综述了近年来g-C₃N₄在印染、抗生素、重金属和农药等生产废水处理中的应用，并对g-C₃N₄今后在合成、改性方面的研究进行了展望。     

g-C3N4光催化混凝土对NO降解性能研究

研究了不同制备工艺及掺量的石墨相氮化碳(g-C₃N₄)对混凝土的力学性能及对NO气体光催化降解性能的影响及变化规律。通过TEM、SEM、XRD分别对材料的物相及微观结构进行了表征,利用微机控制全自动压力试验机和氮氧化物分析仪分别研究了掺g-C₃N₄后混凝土的抗压强度及对NO的降解性能。结果表明,四种不同种类的g-C₃N₄掺入后混凝土都具有对NO的降解作用,其中,少层g-C₃N₄的降解率最高,且在紫外线等照射24 h后其仍能保持较高的降解率;g-C₃N₄掺量不超过0.8%时混凝土的抗压强度不会有太大影响,在此范围内尽可能提高g-C₃N₄的掺量来提高其对NO的降解作用。     

g-C3N4/PDS光催化降解阿特拉津的效能及机理研究

为解决阿特拉津(ATZ)造成的水体污染问题，以三聚氰胺为前驱体，通过热聚合的方法成功制备了石墨相氮化碳(g-C₃N₄)，并通过X射线衍射光谱(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)对其结构及形貌进行了表征；同时探究了在可见光条件下g-C₃N₄与过二硫酸盐(PDS)耦合体系降解ATZ的效能。动力学研究证实，在可见光下g-C₃N₄与PDS具有明显的协同效应，其对ATZ的降解明显优于g-C₃N₄/Vis、PDS/Vis及g-C₃N₄/PMS(过一硫酸盐)/Vis体系。在优化实验参数的过程中发现，适度增加PDS的浓度和g-C₃N₄的用量、降低溶液的pH能有效促进ATZ的降解；但Cl^-、CO₃^2-/HCO₃^-、NO₃     

Cu(Ⅱ)/Na2SO3体系降解磺胺甲恶唑的效能及机理

利用Cu(Ⅱ)催化Na₂SO₃降解磺胺甲恶唑(SMZ)，并探究降解效能及机理。结果表明，Cu(Ⅱ)/Na₂SO₃体系降解SMZ的最佳反应条件如下：pH为7、SMZ初始浓度为0.3 mg/L、Cu²⁺浓度为0.10 mmol/L、Na₂SO₃浓度为0.50 mmol/L、温度为25℃，反应60 min后SMZ降解率达到61.3%。电子顺磁共振波谱结果和醇抑制剂实验结果证明，Cu(Ⅱ)/Na₂SO₃体系降解SMZ的主要活性物质是·OH和SO₄^·-，其贡献率分别为31.6%和64.8%。虽然水体背景成分氯离子(Cl^-)和碳酸氢根离子(HCO₃^-)对SMZ的降解起到一定抑制作用，但是Cu(Ⅱ)/Na₂SO₃体系对实际水体中SMZ仍有较好的降解效能。     

WO3/MnO2/硅铝分子筛复合催化剂的制备及甲醛降解性能研究

以膨润土为原料通过水热合成法制备硅铝分子筛,并在其表面负载WO₃、MnO₂制备了WO₃/MnO₂/硅铝分子筛复合催化剂,研究了其孔结构、微观形貌、钨锰存在形式和分布、对甲醛的降解性能。结果表明,WO₃/MnO₂/硅铝分子筛以介孔结构存在,其孔径分布在4～5nm,比表面积大,达1665.0m²/g,而WO₃、MnO₂均匀分布在催化剂表面及内部结构中。由于WO₃/MnO₂/硅铝分子筛特殊的介孔结构、较大的比表面积和其表面钨、锰氧化物纳米颗粒均匀分散,在吸附和化学催化共同作用下,该复合催化剂在室温时对甲醛具有良好的降解性能,甲醛去除率可达92.0%。     

SnO2压敏电阻的非线性电学行为与MnO2添加的关系

用混合氧化物法制备掺杂CoO,Ta₂O₅,MnO₂和Cr₂O₅的SnO₂压敏陶瓷。研究了MnO₂掺杂对SnO₂微观结构和电学性能的影响。通过阿伦尼乌斯图揭示其在低频与高频中产生了不同的活化能，这些活化能与氧在晶界面的吸附和反应有关。我们发现MnO₂提升了压敏电阻的非线性，在晶界区产生了O′和O″的吸附位点。O′和O″缺陷是晶界界面形成势垒的真正原因。     

Bi2MoO6/AgBr的制备及其光催化活性增强机制

采用水热法合成了Z型异质结Bi₂MoO₆/Ag Br光催化剂,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积测试仪(BET)、稳态/瞬态荧光光谱仪等对其微观形貌、物相组成以及光电性能等特性进行表征;通过对目标污染物罗丹明B(Rh B)的降解分析该催化剂的活性和降解机理。结果表明,该催化剂由立方相的Bi₂Mo O₆纳米片堆叠而成的纳米微球和负载在其表面的Ag Br纳米花簇构成,异质结的形成使得比表面积增加了7.2 m²/g,光生电子对寿命延长。Bi₂Mo O₆与Ag Br复合后光催化活性明显提高,当Ag Br复合量为10%时效果最佳,光催化反应速率常数是Bi₂Mo O₆的1.6倍。当Rh B浓度为0.5×10^-5mol/L、Bi₂Mo O₆/Ag Br投加量为250 mg/L、p H值=7时,反应20 min后对Rh B的降解率可达到95.9%,且Bi₂Mo O₆/Ag Br经过5次循环实验后仍具有较高的光催化活性。自由基捕获实验结果表明,Bi₂MoO₆的主要活性基为·O₂^-,Bi₂Mo O₆/Ag Br的主要活性基团为·O₂^-和h⁺。根据以上实验结果,提出了一种由Ag⁰粒子为通道的Z型电荷转移机理。     

Ag-TiO2/分子筛复合材料的制备及其性能研究

采用溶胶-水热合成法制备了Ag-TiO₂光催化材料，并将Ag-TiO₂负载到分子筛上制备出Ag-TiO₂/分子筛复合材料。在可见光照射下，以光催化降解亚甲基蓝为探针反应，研究了该复合材料的光催化活性。结果表明：当Ag/Ti摩尔比为0.007时，制备的Ag-TiO₂光催化剂催化效率与纯TiO₂相比提高了25.6%；与纯TiO₂相比，当Ag-TiO₂掺量为分子筛粉体质量的6.5%时，制备的AgTiO₂/分子筛复合材料具有更大的比表面积与表观常数。     

盐激发对大掺量固废胶凝材料及其制备混凝土性能的影响

为了大规模消纳钢铁冶炼渣,实现其高附加值利用,激发钢渣潜在活性,在m(钢渣)∶m(矿渣)∶m(水泥)=36∶54∶10时,研究了Na₂SO₄和Na₂SiO₃两类常用激发剂单掺及复掺对钢渣-矿渣复合胶凝材料性能的影响。结果表明,Na₂SiO₃和Na₂SO₄复掺的激发效果要优于单掺,最佳复合激发剂掺量为3%Na₂SiO₃+1%Na₂SO₄。复掺激发剂时,钢渣-矿渣复合胶凝体系除了出现新相黝帘石外,其它水化产物种类基本相同,均为AFt、CH和无定形的C-(A)-S-H凝胶,其中SO₄^2-能够加速钢渣和矿渣玻璃体结构的解聚,而SiO₃^2-水解形成H₃SiO₄^-和OH^-     

TiO2光催化水泥基材料降解汽车尾气研究

以纳米TiO₂和N-TiO₂作为光催化材料，以透水混凝土作为水泥基基底材料，制备出了光催化透水混凝土，测定了其不同光照条件下光催化降解汽车尾气的能力，并基于试验数据进行了光催化反应动力学的拟合计算。试验及计算结果表明：在2种光照条件下，纳米TiO₂和N-TiO₂光催化透水混凝土降解汽车尾气成分效率：NO_x>HC>CO；自然光照条件下，N-TiO₂涂层光催化降解汽车尾气能力低于纳米TiO₂涂层；在紫外光照下纳米TiO₂涂层降解汽车尾气中的CO试验反应动力学常数为6.40×10^-3 min^-1，自然光照下纳米TiO₂和N-TiO₂涂层反应动力学常数分别为2.67×10^-3 min^-1和2.28×10^-3 min^-1。     

Fe/Al/C多元微电解—H2O2工艺处理农药生产废水

采用Fe/Al/C多元微电解—H₂O₂工艺处理农药生产废水。通过间歇实验考察了该工艺的运行参数,结果显示在初始p H值为4、Na₂SO₄投加量为0.03 mol/L、H₂O₂投加量为1.5 m L/L和反应时间为80 min的条件下对农药生产废水的处理效果最佳。在连续运行条件下,该工艺对农药生产废水中COD的平均去除率为88.5%,平均生物毒性削减率为63.7%,B/C值由0.126提高到0.341。Fe/Al/C多元微电解—H₂O₂工艺降解农药生产废水的过程符合一级动力学反应,速率常数k_COD=0.018 8min^-1,相关系数R²=0.989 8。农药生产废水经过Fe/Al/C多元微电解—H₂O₂工艺处理后,有机物各基团的UV-Vis光谱强度都得到了显著削减,即有机物被有效降解。     

水泥中碱与聚羧酸减水剂相容性研究

碱在硅酸盐水泥中以K₂SO₄和Na₂SO₄的形式存在，影响水泥与聚羧酸盐减水剂(PCEs)的相容性。文章研究了K₂SO₄和Na₂SO₄对相容性的影响。结果表明，碱会降低PCEs在水泥颗粒上的吸附量，以及浆体初始流动度，但有利于随水化时间延长PCEs的吸附行为和流动性发展。与Na₂SO₄相比，K₂SO₄更有利于流动性、凝固时间以及相容性。从水泥与PCEs的相容性角度考虑，K₂SO₄和Na₂SO₄的适宜含量分别为0.6%～1.2%Na₂Oeq和小于0.6%。     

硫酸钠型激发剂对混凝土性能影响研究

本文探讨了激发剂Na₂SO₄、三乙醇胺、NaNO₂及三者复掺在混凝土中的应用研究。结果表明:少量的Na₂SO₄、三乙醇胺、NaNO₂均有利于提高混凝土坍落度及早期强度,但Na₂SO₄、NaNO₂复掺不利于混凝土后期强度的增长。而Na₂SO₄、三乙醇胺复掺既有利于提高混凝土早期强度,又有利于提高混凝土后期强度。适当比例的Na₂SO₄、三乙醇胺、NaNO₂标养条件下可以大幅度提高混凝土早期强度,负温下则可起到良好的防冻效果。     

含水率和含盐量对冻土无侧限抗压强度影响的试验研究

为了探索冻土的力学性质,开展了不同含水率、不同Na₂SO₄含量条件下冻结低液限黏土的无侧限抗压强度试验,探讨了含水率、Na₂SO₄含量对冻土应力应变特性、强度与破坏类型的影响,以及冻土无侧限抗压强度与上述两影响因素之间的关系。试验结果表明：随着含水率的升高,冻土逐渐表现出塑性;Na₂SO₄含量越高,脆性破坏特性越显著。冻土强度随含水率和Na₂SO₄含量的升高先增加,达到最大强度后迅速降低,最大强度对应的含水率为17.5%。含水率为13.5%时,最大强度对应的Na₂SO₄含量为4.4%,含水率为15.5%与17.5%时,最大强度对应的Na₂SO₄含量为5.8%。     

O3/Pr-Al2O3催化氧化水中非甾体抗炎药

通过浸渍-焙烧法在活性氧化铝(γ-Al2O₃)上负载稀土金属镨(Pr)制备了一种新型臭氧催化剂(Pr-Al2O₃),研究了O₃/Pr-Al2O₃系统对水中典型非甾体抗炎药(NSAIDs)阿司匹林(ASA)及非那西丁(PNT)的去除效果与机理。结果表明,两种药物的降解过程符合拟一级动力学,药物的降解速率随着pH的升高而增大、随着Pr负载量或催化剂投加量的增加呈现先增大后减小的规律。O₃/Pr-Al2O₃系统降解PNT、ASA的最大拟一级动力学反应速率常数kobs均发生在Pr负载浓度为5%、催化剂投加量为5 g/L、臭氧初始浓度为1.0 mg/L、pH为8.0条件下,此时kobs值分别为0.130 0、0.085 8min-1。醇抑制实验表明,催化剂提高了O₃降解效能是吸附和氧化协同作用的结果,且催化臭氧化产生的羟基自由基(·OH)对药物去除起主要作用。在pH为7.0条件下,·OH对ASA和PNT的降解贡献率分别为73.3%和72.1%。...     

LaCuO3/3DOMCeO2的制备及其催化性能研究

制备了钙钛矿型LaCuO₃/3DOMCeO₂催化剂用于非均相类芬顿反应降解罗丹明B,并通过XRD、SEM和XPS等对该催化剂进行表征。结果表明,LaCuO₃/3DOMCeO₂呈现三维有序大孔结构。负载3DOMCeO₂使LaCuO₃的比表面积增大、Cu⁺含量上升。LaCuO₃/3DOMCeO₂具有比均相芬顿催化剂更宽的pH适用范围和更高的H₂O₂利用率。循环使用10次后,LaCuO₃/3DOMCeO₂仍具有较高的催化活性。LaCuO₃/3DOMCeO₂表面存在■循环,二者协同引发高效类芬顿反应,产生大量·OH和·HO₂,实现了对罗丹明B的高效降解。     

铁掺杂类石墨相氮化碳类芬顿/光催化氧化作用机制

采用热聚合法制备并优化了不同铁掺杂比的铁掺杂类石墨相氮化碳(Fe-g-C3N4)类芬顿光催化剂,铁元素可完全掺杂进入类石墨相氮化碳(g-C3N4)结构中并组成Fe—N配位键,最佳的Fe掺杂比为10%(质量分数)。Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解速率和降解率均远高于g-C3N4的,反应10 min时降解率已达到87.9%,反应过程中起主要作用的活性基团为羟基自由基,超氧自由基和空穴电子也有一定作用。在pH值为3~9范围内,Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解率均高于90%,大幅度拓宽了适用范围;H2O2的投加量会显著影响Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化的降解效能,H2O2最佳投量范围为1.0~1.5 mmol/L。     

低湿环境下半浸泡混凝土的抗硫酸盐侵蚀研究

为探明低湿度环境对部分浸泡混凝土硫酸盐侵蚀行为的影响规律,开展了完全浸泡和低湿环境下部分浸泡在Na₂SO₄溶液中的混凝土抗硫酸盐侵蚀试验。结果表明低湿环境下部分浸泡在Na₂SO₄溶液的侵蚀环境较完全浸泡具有更强的腐蚀性,其在干湿交替处易发生无水硫酸盐结晶腐蚀;低湿环境下部分浸泡的侵蚀制度中,Na₂SO₄溶液浓度越高、水胶比越大,混凝土遭受的硫酸盐侵蚀越严重。