金属离子共掺杂TiO_2处理粉煤制气工艺氨氮废水

制备了Ag+、Cu2+、Fe3+掺杂及Ag+-Fe3+共掺杂、Cu2+-Fe3+共掺杂的TiO2光催化剂,用其处理粉煤制气工艺的氨氮废水。结果表明:单金属离子掺杂时Fe3+掺杂TiO2的催化活性最高,在紫外光照射4 h、温度30℃、通气量为0.25 m3/h的条件下,Fe3+的最优掺杂量(Fe3+与TiO2的质量比)为0.001%,其氨氮去除率为76.4%。共掺杂的最优组合为Ag+-Fe3+,其中Ag+为0.05%,Fe3+为0.001%,氨氮去除率为78.92%。     

Cu~(2+)掺杂ZnIn_2S_4多孔光催化剂的制备与光催化制氢性能研究

采用水热法制备出系列Cu2+掺杂的ZnIn2S4多孔光催化剂。通过XRD、SEM、UV-Vis、XPS等分析手段对催化剂进行了表征,考察了掺杂Cu2+浓度对多孔ZnIn2S4光催剂的形貌结构和可见光催化产氢性能的影响。实验结果表明,Cu2+掺杂会影响催化剂的晶体结构及其微观形貌,掺杂后的Zn In2S4光催化剂产氢活性显著提高,其中Cu2+(0.1%)-Zn In2S4光催化剂表现出最优产氢活性,产氢速率达到1967.4μmol/(h·g)。     

Cu掺杂BiVO4光催化剂的水热合成及其光催化性能研究

以硝酸铋、偏钒酸铵、硝酸铜、氢氧化钠、硝酸等为主要原料,采用水热法合成Cu掺杂BiVO4光催化剂。主要研究了Cu的掺杂量对合成BiVO4光催化剂性能的影响。采用XRD、SEM、BET、紫外-可见分光光度计等检测仪器对合成试样的物相组成、微观形貌、比表面积及光催化性能进行了表征。结果表明:Cu掺杂改变了合成产物的物相组成,产物中出现Bi2O3、V2O5等杂质,并且产物的形貌发生了较大变化。光催化降解亚甲蓝结果表明,随着Cu掺杂量的增加,合成光催化剂的光催化性能呈现先增加后减小趋势,当Cu掺杂量为5 wt%时,合成产物的光催化性能达到最佳,在高压汞灯照射240 min时,对亚甲蓝(10 mg/L)的降解率达87.8%,比同条件下纯BiVO4的光催化效率提高16.4%。     

Cu掺杂TiO2光催化降解室内甲醛气体的实验研究

采用溶胶-凝胶法合成了掺杂Cu的TiO2光催化剂,用环境测试舱模拟可见光下的室内环境,光催化降解其中的甲醛气体,最佳掺杂Cu量为2.0%(mol). Cu-TiO2光催化剂用量为1.5~2.5 g/m3、甲醛气体初始浓度为1 mg/m3时,降解环境测试舱内甲醛气体的效果最佳. 与商用P25光催化剂相比,Cu-TiO2光催化剂在可见光区域降解甲醛的效果好,且重复多次使用后仍保持较好的光催化活性.     

负载型TiO2∶Fe3+处理有机污染水

用溶胶-凝胶法制备了玻璃纤维负载的TiO2∶Fe3+光催化剂.研究了Fe3+掺入量、反应液起始pH值及O2量、光源条件等对有机物去除率的影响.结果表明最佳掺入量为1.5%,起始pH值范围6～8,空气流速为0.2 m3·h-1时光解率较高;太阳光与30 W紫外灯照射光解率接近,在太阳照射下光催化反应4 h,CODcr去除率达95%.     

双元素掺杂改性UV/负载型TiO_2处理真丝印染废水

试验采用Fe3+-Ce4+双元素复合掺杂改性TiO2光催化剂处理真丝产品的印染废水,考察了载体的煅烧温度、pH、反应时间、元素掺杂量等参数对双元素改性TiO2光催化剂的光催化活性的影响。试验结果表明:经过Fe3+-Ce4+双元素掺杂深度改性的TiO2光催化剂处理后出水色度去除率为98.7%、CODCr去除率为70%,比单一元素的改性处理工艺更有效。     

低量La~(3+)掺杂S-TiO_2光催化剂的制备、表征及其光催化活性

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了La3+/S-TiO2纳米光催化剂,通过XRD、BET、XPS、UV-Vis等手段进行了表征.以甲基橙溶液为光催化降解反应的模型化合物,考察了光催化剂的活性,探讨了低量La3+掺杂对TiO2纳米粒子光催化活性的影响机制.实验结果表明:S改性TiO2后明显提高了TiO2纳米粒子的光催化活性,而La3+掺杂S-TiO2后,进一步提高了TiO2纳米粒子的光催化活性,La3+的最佳掺杂量(相对于TiO2的质量分数)为0.369%;La3+/S-TiO2(ω(La3+)=0.369%)为纳米光催化剂时,甲基橙的脱色率达到92.4%(光照120min);XRD和BET分析表明,低量La3+掺杂抑制了TiO2由锐钛矿向金红石的转变,阻碍了TiO2晶粒的生长,提高了TiO2的比表面积;XPS分析表明,S、La3+掺杂可以导致粉体的表面羟基含量增加,掺杂S以S6+形式置换TiO2晶格中的Ti4+;UV-Vis分析表明,光催化剂La3+/S-TiO2比纯TiO2具有较强的紫外光吸收性能.与纯TiO2相比,La3+掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化活性的提高应归因于La3+掺杂增加了表面羟基含量,增大了比表...     

镧和铁掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了TiO2、Fe3+/TiO2、La3+/TiO2、Fe3+-La3+/TiO2光催化剂。考察了焙烧温度、焙烧时间和掺杂离子的种类和用量对催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝性能的影响。制备纯TiO2、Fe3+/TiO2和La3+/TiO2的适宜焙烧温度分别为673,673和773 K,适宜焙烧时间为120min(TiO2)、180min(La3+/TiO2)。La3+/TiO2中La3+的适宜掺杂量为1.0%,Fe3+/TiO2中Fe3+的适宜掺杂量为0.04%,Fe3+-La3+/TiO2中,当La3+的掺杂量为1.0%时,Fe3+的适宜掺杂量为0.02%,相应的脱色率为99.83%,99.51%,98.73%。当掺杂量适当时,4种催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝的活性次序为:La3+/TiO2>Fe3+/TiO2>Fe3+-La3+/TiO2>TiO2。根据XRD结果,由谢乐公式估算出所得光催化剂为纳米粒子。     

金属离子掺杂TiO2的制备及光催化降解水溶性甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂有Cu2+、Ni2+、Pb2+、Zn2+、Fe3+的TiO2光催化剂,考察了其对水中甲醛的光催化降解效果,并用XRD对催化剂进行表征。对影响TiO2光催化效率的因素:掺杂金属离子的种类、掺杂浓度、反应体系中添加微量游离Fe2+等进行探讨,实验结果表明,Pb2+离子掺杂对TiO2光催化降解甲醛有明显的促进作用,在紫外灯照射下,当TiO2光催化剂用量为5 g/L,掺Pb2+离子物质的量分数为0.5%,向反应体系添加低浓度Fe2+(1.5 mg/L)时,反应20 h后,对甲醛的降解率可提高至99.23%。     

掺Fe3+纳米TiO2晶体结构及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯的和Fe3+掺杂的TiO2纳米粒子,对样品进行了XRD分析,并以甲基橙的光催化降解研究了样品的光催化性能.结果发现Fe3+的掺杂抑制了TiO2粒径的长大,细化了晶粒;Fe3+掺入到TiO2的晶格中,引起了晶格的畸变和膨胀;Fe3+的掺杂促进了TiO2由锐钛矿向金红石的转变;Fe3+的掺杂量和煅烧温度对其光催化性能影响较大,在本实验的条件下,Fe3+的最佳掺杂量为0.05%,最佳煅烧温度为600℃.     

硅钨酸／二氧化硅催化剂催化降解酸性蓝的性能研究

制备了Cu^2＋掺杂、无Cu^2＋掺杂的H4SiW12O40／SiO2催化剂,研究了催化剂对酸性蓝染料的光催化降解作用,比较了有无紫外光照射以及催化荆是否负载Cu^2＋的催化效果。结果表明,Cu抖掺杂的H4SiW12O40／SiO2催化剂对酸性蓝有较好的光降解性能;随着光照时间的延长,催化剂降解活性升高;且催化剂用量并非越多越好,存在最佳值。     

腐殖酸树脂处理含Zn^2＋、Ni^2＋废水的研究

利用泥炭为原料制备出腐殖酸树脂,在动态条件下,研究了腐殖酸树脂对重金属离子Zn^2＋、Ni^2＋的吸附效果及吸附条件。结果表明,在20℃,流速为4mL／min,pH值为5．0～7．0,含Zn^2＋、Ni^2＋浓度分别为70mg／L的废水经过腐殖酸树脂处理,Zn“、Ni。’去除率可达98％以上,且处理后的废水pH值近中性。含Zn^2＋、Ni^2＋浓度分别为32．5mg／L和29．4mg／L,pH值为5．9的电镀废水经腐殖酸树脂处理后,废水中Zn^2＋、Ni^2＋含量明显低于国家排放标准。     

不同离子掺杂TiO_2薄膜及光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法分别制备了掺杂Fe^3＋、Cu^2＋、Zn^2＋、Ce^3＋和La^3＋5种不同离子的纳米级TiO2薄膜,使用TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液进行光催化试验。研究表明,在5种掺杂离子中,其La^3＋的掺杂效果最好,当La^3＋的适宜含量为1.8%（质量分数）时,掺杂与未掺杂的XRD图谱基本一致;掺入La^3＋离子使得TiO2的晶粒变小,可抑制晶相向金红石相转变;随着焙烧温度的升高TiO2晶粒逐渐变大,温度为700℃时,其粒径为27.6nm,TiO2为混合晶型（锐钛矿型和金红石型）,其活性最高。     

2-（4-硝基-2，6-二氯苯偶氮）对苯二酚的合成及金属离子显色反应

以2,6-二氯-4-硝基苯胺为原料,与对苯二酚偶联,合成2-（4-硝基-2,6-二氯苯偶氮）对苯二酚。用元素分析,波谱等鉴定其结构,并研究了它与Cu^2＋、Ni^2＋、Hg^2＋、Cd^2＋、Zn^2＋等金属离子的显色反应。实验结果表明,这些离子的摩尔吸光系数在1．59—6．51×10^4L．mol^-1·cm^-1范围。     

改性活性炭纤维脱除COS的研究

本研究采用的催化剂为活性炭纤维,采用了Co~(2+)、Ni~(2+)、Fe~(3+)、Cu~(2+)等多种金属离子通过浸渍法改性活性炭纤维的性能,对COS进行深度脱除。本实验采用固定床反应器,分别通过改性离子的种类、含量、原料气的伴生组分、反应气氛、反应相对湿度和温度的不同催化剂的脱硫性能。结果表明:改性后的催化剂在脱硫性能上有了明显的提高,并根据实验结果推测了过渡金属离子在活性炭纤维上脱除COS的反应机理。     

过渡金属二取代钨钼三元杂多酸盐催化合成乙酸乙酯

合成了过渡金属二取代钨钼三元杂多酸盐：[TBA]4H3[PW7Mo3M2O38（H2O）2]（M=Fe^2＋、Co^2＋、Cu^2＋、Ni^2＋、Mn^2＋）,并利用红外光谱、紫外光谱对其结构进行表征,结果表明：它们都是具有Keggin结构的杂多化合物;并且利用它们催化合成乙酸乙酯,确定了最佳反应条件：酸醇物质的量比为1∶2;催化剂用量占总量的1%;最佳反应时间为5h;考察了它们的催化性能,其催化活性为：[TBA]4H3PW7Mo3Mn2O38（H2O）2〉[TBA]4H3PW7Mo3Ni2O38（H2O）2〉[TBA]4H3PW7Mo3Co2O38（H2O）2〉[TBA]4H3PW7Mo3Cu2O38（H2O）2〉[TBA]4H3PW7Mo3Fe2O38（H2O）2。     

粉煤灰合成沸石对混合重金属离子的吸附研究

利用粉煤灰合成沸石吸附混合重金属离子Cu^2＋、Ni^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋,考察初始浓度对沸石吸附4种混合重金属离子的吸附效果影响。结果表明：初始浓度对沸石吸附重金属离子的效果影响显著,当混合重金属离子初始浓度不同时,沸石对其去除率也不同。当初始浓度为50mg／L与100mg／L时,重金属离子去除顺序为Cu〉Pb〉Ni〉Zn。当初始浓度提高为200mg／L与300mg／L时,去除顺序变为Cu≈Pb〉Zn〉Ni。沸石对Pb^2＋与Cu^2＋两种重金属离子的吸附性能较强,而对Zn^2＋与Ni^2＋两种重金属离子的吸附能力较弱。     

氯取代基对四苯基卟啉Co~(2+)/M_n~(2+)/Cu~(2+)催化氧化环己烷反应的影响

以四苯基金属络合物(Mn2+/Co2+/Cu2+)为对比催化剂,以环己烷转化率、醇酮的选择性为指标,考察研究氯取代基对四苯基卟啉金属络合物(Mn2+/Co2+/Cu2+)催化氧化环己烷反应的影响,实验采用反应压力为1.0MPa、催化剂浓度不变,空气流量控制在0.10~0.12/(m3·h-1)之间,重点考查了反应时间、反应温度、金属卟啉种类等因素对催化氧化环己烷反应的影响。实验结果表明:(1)取代基(单氯)对四苯基金属卟啉催化氧化环己烷反应活性影响较小;取代基(单氯)对四苯基金属卟啉催化氧化环己烷反应时,目标产物--环己醇和环己酮选择性影响也较小;(2)络合三种金属中,催化活性的大小为Co2+Cu2+Mn2+,目标产物-环己醇和环己酮选择性顺序:Cu2+Mn2+Co2+,当以TCPPCu、TPPMn为催化剂时,醇酮的选择性达90%以上,当以TPPCo、TCPPCo、TPPCu、TCPPMn为催化剂时,醇酮的选择性达85%以上;(3)在所考察的6种催化剂中,较佳催化剂有TPPCo和TCPPCo,其相应的反应条件为:1TPPCo作催化剂时,反应温度150~155℃,反应时间50~60min,转化率达到8%以上,选择性达到86%以上;2TCPPCo作催化剂时,反应温度155℃,反应时间60min,转化率达9%以上,选择性为86%以上。     

稀土固体超强酸催化剂SO4^2-/TiO2/La^3＋催化合成柠檬酸三辛酯

以稀土固体超强酸SO4^2-／TiO2／La^3＋为催化剂,柠檬酸和正辛醇为原料合成柠檬酸三辛酯,考察了影响反应的因素,并对合成的产品进行红外光谱分析。结果表明,加入0．05mol柠檬酸,醇与酸物质的量之比为5．5：1,催化剂用量1．0g,反应温度为170—180℃,反应时间60min时,酯化率可达97．7％。该催化剂易于回收,且可重复使用,催化效果好、操作简单、无环境污染等。     

制备不同稀土掺杂的纳米氧化钛光催化剂及其光催化活性

以钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法合成了Dy2O3-TiO2,CeO2-TiO2和Gd2O3-TiO2光催化剂。以甲基橙和亚甲基蓝为目标降解物,研究了3种复合光催化剂的光催化活性。通过紫外可见光光谱分析发现：3种光催化剂对不同降解物均表现出一定的光催化活性。掺杂质量分数(下同)为1．25％Gd2O3的光催化剂对甲基橙的降解效率较高,掺杂1．25％CeO2的光催化剂对亚甲基蓝具有较好的降解活性。因此,掺杂不同稀土氧化物的纳米TiO2光催化剂对不同有机物具有选择性降解活性。