低温合成TiO2/Fe3O4磁载光催化剂的光催化性能研究

采用化学共沉淀法合成的磁性纳米Fe3O4为磁核,以钛酸四丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法,在较低温度下合成了TiO2/Fe3O4磁性光催化剂.利用XRD、TEM、SEM-EDX等分析方法对合成催化剂的相组成、形貌、粒度、元素分布等进行了表征;研究了不同焙烧温度及TiO2/Fe3O4比例对降解罗丹明B光催化活性及磁分离回收性能的影响.结果表明,在100、300和450℃焙烧温度下磁性光催化剂的催化活性依次降低,较低温度(100℃)制备的催化剂具备较高的催化活性;当TiO2质量分数处于67.3%～73.0%时,催化剂既具有较高的光催化降解活性也具有较好的磁分离回收性能;光催化剂TiO2/Fe3O4(100℃,TiO2质量分数70%)在循环使用5次后,在降解75 min时仍能达到对罗丹明B 99%的脱色率和90%的回收率.     

用铁鳞制备纳米Fe_2O_3的研究

以铁鳞在盐酸溶液中的浸出液为原料,采用强迫水解法制备不同形貌纳米Fe2O3光催化剂,研究了铁鳞浸出液纯度对于纳米Fe2O3的微观形貌和光催化性能的影响。结果表明:8g铁鳞与150ml物质的量浓度为3mol/L的盐酸溶液100℃回流反应2h,铁鳞的浸出率达到93%左右,且浸出液纯度较高;浸出液中的杂质离子改变了纳米Fe2O3的微观形貌;以铁鳞浸出液为原料制备出的纳米Fe2O3可见光光催化性能较好,光降解甲基蓝溶液50min后,其降解率可达82%左右。     

磁性TiO2空心球的制备及其光催化性能

分别制备Fe3O4和ZnFe2O4粉体并以它们作为磁芯,葡萄糖为模板剂,氟钛酸铵为钛源,通过水热法制备出Fe3O4/C/TiO2和ZnFe2O4/C/TiO2前驱体,煅烧后获得磁性Fe3O4/TiO2和ZnFe2O4/TiO2空心球。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪分析了产物的形貌、结构和化学组成,用振动样品磁强计测试了样品的磁化强度。结果表明,以Fe3O4为磁芯得到的Fe3O4/TiO2空心球的比饱和磁化强度是ZnFe2O4为磁芯得到的ZnFe2O4/TiO2空心球的20倍。以亚甲基蓝溶液为降解模型,考察了磁芯Fe3O4添加量对Fe3O4/TiO2空心球在紫外光下的催化降解能力。结果显示,Fe3O4的添加量对Fe3O4/TiO2空心球的光降解性能影响较小,且Fe3O4/TiO2空心球的紫外光降解能力均比纯TiO2空心球略低,但Fe3O4/TiO2空心球具有在外加磁场下易于回收的优势,具有潜在的应用前景。     

复合催化剂TiO2/Fe2O3的制备及其光催化性能

以Fe2O3和TiCl4为原料,通过水解法制备Fe2O3/TiO2包覆型复合光催化剂,并用XRD、SEM进行表征。以甲基橙为模型污染物,比较了Fe2O3、TiO2和TiO2/Fe2O3的光催化活性,确定了Fe2O3和TiO2的最佳配比,同时探讨了反应机理。     

铈或钕掺杂TiO2光催化陶瓷及其自洁净抗菌性能研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉法在陶瓷表面覆盖了Ce或Nd掺杂的TiO2薄膜.稀土掺杂量为Ce/TiO2=0.007,Nd/TiO2=0.003(摩尔比)时,铈或钕掺杂TiO2光催化陶瓷分别对甲基橙的降解率最大.稀土掺杂TiO2光催化陶瓷对大肠杆菌的抗菌率高达99%,较纯TiO2光催化陶瓷的91%更高.     

复合电镀法制备纳米TiO2涂层光催化及电催化特性的比较

采用复合电镀方法,首次在泡沫铝表面成功制备出掺杂的纳米TiO2涂层。运用紫外一可见光（UV-VIS）分光光度计、X射线衍射（XRD）仪及SEM等对样品进行了分析与表征。XRD分析结果表明,纳米TiO2涂层由锐钛矿及金红石相组成,其平均晶粒的大小为25～38nm。光催化和电催化降解次甲基蓝溶液实验表明,泡沫铝负载纳米TiO2涂层降解次甲基蓝溶液的电催化活性明显好于光催化活性。当电催化降解6h后,次甲基蓝溶液的降解率达到36．4％,而在相同条件下光催化降解率仅为17．8％。     

纳米氧化钨的制备及光降解染料研究

以仲钨酸铵为钨源,碳纳米管(CNTs)经600℃空气气氛和氮气气氛煅烧分别得到氧化钨(WO_3)(无CNTs)和WO_3/CNTs。在其他制备参数相同条件下,无模板制备了钨酸(H_2WO_4),经600℃空气气氛煅烧得到WO_3(空白)。分别以亚甲基蓝、甲基橙、酸性橙为染料,在500 W汞灯照射下,考察各样品对0.02 g/L染料的光催化降解能力,摸索了不同样品对染料光催化性能的影响规律。结果表明:经90 min光照,双氧水协助样品对亚甲基蓝溶液的降解率(99.9%)比未加双氧水(65.17%)亚甲基蓝溶液的降解率更高,且高于甲基橙溶液(35.1%)和酸性橙溶液(4.23%);WO_3/CNTs对3种染料的光催化效果明显优于WO_3(无CNTs)和WO_3(空白)。     

纳米Fe2O3对甲基橙、亚甲基蓝和罗丹明B的光催化降解研究

以水热法制备的纳米Fe2O3作为光催化剂,在加入H2O2条件下,以高压汞灯为光源,对甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)等染料进行光催化降解研究.实验表明:在相同光源与相等光强等条件下,当Fe2O3与H2O2的添加量一定时,罗丹明B最易降解,亚甲基蓝次之,而甲基橙的降解最慢,且更易受其他实验条件影响.     

石墨烯/TiO2复合材料的制备及其对甲基蓝的降解

光催化降解已成为污水处理领域发展最快的方法。为改善TiO₂的光催化性能,采用溶胶-凝胶法制备石墨烯(GN)/TiO₂复合材料,利用XRD、SEM对样品的微观结构进行表征,研究制备过程中煅烧温度、煅烧时间以及石墨烯含量对GN/TiO₂复合材料光催化性能的影响。结果表明：所制备TiO₂为球状形貌,粒径为70～200 nm,分布在石墨烯的片层和边缘。当煅烧温度为500℃,煅烧时间为20 min,石墨烯含量为5%时对甲基蓝(MB)的光催化降解率最高,为87.21%。此外,研究了GN/TiO₂复合材料对甲基蓝光催化降解的重复利用率,并探讨了光催化机理,结果表明重复使用5次后,对甲基蓝的降解率降低了17.64个百分点。     

铁酸锌-二氧化钛/氧化镧纳米复合物的制备及降解溴甲酚绿的研究

采用共沉淀法制备了ZnFe2O4和超声分散法制备了ZnFe2O4/TiO2-La2O3、ZnFe2O4/TiO2和TiO2-La2O3复合物,同时用扫描电镜(SEM)对ZnFe2O4/TiO2-La2O3、ZnFe2O4/TiO2和TiO2进行检验分析,考查了溴甲酚绿的光催化降解,评价了光催化活性,并与ZnFe2O4/TiO2-La2O3、ZnFe2O4/TiO2、TiO2-La2O3和纯TiO2的光催化性能进行了比较。并且考察了催化剂的量、焙烧温度、焙烧时间、光照时间、初始浓度等对溴甲酚绿降解率的影响。结果表明,在500℃条件下煅烧60min时,ZnFe2O4/TiO2-La2O3具有更好的光催化性能。当催化剂浓度为1.00g·L-1,溴甲酚绿溶液浓度为10mg·L-1,反应时间为150min时,ZnFe2O4/TiO2-La2O3、ZnFe2O4/TiO2、TiO2-La2O3和TiO2降解率分别为87.53%、62.67%、56.13%和39.42%。     

O2/N2与O2/CO2气氛下Fe2O3与K2CO3对无烟煤催化燃烧反应性的影响

利用综合热分析仪研究了O2/N2与O2/CO2气氛下Fe2O3与K2CO3对无烟煤催化燃烧反应性的影响。结果表明,在O2/CO2气氛下,Fe2O3与K2CO3均可以催化无烟煤粉的燃烧,但其催化作用要弱于O2/N2气氛,且在低氧气浓度的O2/CO2气氛下对Fe2O3与K2CO3的抑制作用大于高氧气浓度。氧气浓度为20%~80%时,K2CO3在O2/N2气氛下催化煤粉前期燃烧使燃烧由反应控制转变为扩散控制,Fe2O3则只在氧气浓度为20%时能改变煤粉前期燃烧的控制步骤;而Fe2O3与K2CO3在O2/CO2气氛下均只能在氧气浓度为20%时改变煤粉前期燃烧的控制步骤,由反应控制转变为扩散控制。     

铁粉-H_2O_2对PdCl_3SC(NH_2)_2~-的还原

以含PdCl_3SC(NH_2)_2~-溶液为原料,采用Fe-H_2O_2还原法回收溶液中的钯,研究了还原过程的机理,考察了pH、还原时间、H_2O_2用量和铁粉用量对还原率的影响。结果表明,铁粉被氧化后的Fe~(2+)可催化H_2O_2而产生氧化能力极强的·OH自由基,该自由基对复杂的PdCl_3SC(NH_2)_2~-结构具有很强的破坏力,使稳定的PdCl_3SC(NH_2)_2~-以PdCl _4~(2-)形态分离出来,提高了铁对钯的还原性能。在溶液体积20mL,25℃,pH=2,H_2O_2用量0.10mL/mL,反应时间60min和铁粉用量0.50mg/mL的条件下,钯的平均还原率可达99.25%。     

MgO-CeO2复合载体负载Cu2O催化剂的性能研究

采用柠檬酸燃烧法制备MgO-CeO2(10%,质量分数)复合载体和CeO2单载体,用浸渍还原法以水合肼为还原剂制备负载型Cu2O催化剂,以环己醇脱氢制环己酮为探针反应,考察其脱氧性能;采用TPR,XRD,CO2-TPD,环己酵/环己酮-TPD及BET等手段对催化剂进行表征.实验发现,与商品MgO和CeO2为载体的催化剂相比,复合载体负载的催化剂Cu2O/MgO-CeO2(10%)表现出更高的环己醇脱氢活性.这是由于复合载体负载的催化剂中CeO2的存在提高了催化剂的比表面积,有利于活性组分的分散;增强了催化剂中弱碱位的强度并增加了弱碱中心的数量.改变了催化剂的表面吸附能力,因而对环己醇脱氢具有更高的催化活性.3种催化剂都呈碱性,是其具有高环己酮选择性的原因之一.     

Nb2O5-Al2O3-MgO-Na2O-CaO-SiO2体系相平衡研究

为揭示Nb2O5-Al2O3-MgO-Na2O-CaO-SiO2多元含铌炉渣体系中的铌矿物的定向结晶规律，采用高温相平衡—冷淬—SEM-EDS/XRD/EMPA试验方法，考察了温度、钙硅比（CaO/SiO2）、Nb2O5含量等因素对炉渣相平衡关系的影响，并构建了含铌矿物结晶析出的优势相图。结果表明：铌的结晶矿物主要有三种，分别为Ca2Nb2O7、Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)和3CaO?MgO?Nb2O5；铌先富集于液相，相较于脉石组分，含铌固相为后析出相；CaO/SiO2增加会使含铌固相优势区间发生从Ca2Nb2O7相到Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)相、再到3CaO?MgO?Nb2O5相的转变。Ca2Nb2O7相的优势析晶区间为：温度1 050~1 200 ℃，C/S=0.8~1.2。Nb2O5在Ca(14-x)Nb(2+x)Si8O(35+1.5x)相中的嵌布质量浓度在18.5%~19.5%。     

I_2-KI-H_2O_2体系下金溶解速率的影响因素分析

分别采用正交试验法和单因素试验法考察I_2-KI-H_2O_2体系下碘质量分数、n(I_2)/n(I~-)比值、双氧水用量、固液比对金溶解速率的影响程度,以及碘化钾质量分数、m(I_2)/m(I~-)比值、双氧水用量、溶液温度和溶液pH对金溶解时间的影响,然后对金溶解后的溶液进行稳定性测试。结果表明,各因素影响程度大小顺序依次为固液比、双氧水用量、n(I_2)/n(I~-)比值、碘质量分数。当碘化钾质量分数为0.2～0.25g/mL、m(I_2)/m(I~-)=1∶5～1∶4、双氧水用量0.7～0.9mL、温度室温、pH为原溶液状态时,金溶解速率最大,溶液的稳定性可以满足使用要求。     

Al_2O_3-CeO_2-ZrO_2-Ni系球磨过程中的分散性和相变研究

运用XRD、SEM等方法研究了Al2O3-CeO2-ZrO2-Ni高能球磨体系在不同的球磨工艺条件下的组织结构转变和分散性的问题.结果表明,四种物质一起球磨时,不会发生机械合金化,但随着球磨时间的延长,Al2O3、CeO2、ZrO2粉末都会不断被细化,而Ni颗粒仍较粗大且分布很不均匀.通过改变球磨顺序,将CeO2、ZrO2和Ni先球磨30 h再添加Al2O3继续球磨30 h,却能使CeO2和ZrO2发生合金化生成固溶体,且Ni颗粒有明显的细化,分散性也明显提高.     

NaOH-Na2SnO3-Na2PbO2-H2O四元水盐体系相平衡研究

采用等温溶解法测定20、40和60℃条件下,NaOH-Na2SnO3-Na2PbO2-H2O四元水盐体系及边界三元水盐体系NaOH-Na2SnO3-H2O、NaOH-Na2PbO2-H2O的相平衡数据.结果表明,在三元体系中,锡酸钠的溶解度随碱度的升高而降低,在高碱度条件下,40℃溶解度较高,亚铅酸钠的溶解度随温度的升高而升高,而随碱度升高呈现S形变化;在四元体系中,锡酸钠、亚铅酸钠之间相互影响,但溶解度变化趋势与三元体系一致.该研究成果可为碱、锡、铅的分离提供基础数据.     

原位反应制备Mo_2FeB_2基金属陶瓷烧结过程热力学分析

对Fe-6B-48Mo-0.8C材料体系用液相烧结原位反应法制备了Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷,用SEM-EDS观察分析了烧结体的组织结构与成分组成,用热分析(DSC)、X射线衍射分析与热力学计算表征了体系的反应过程。结果表明,在该材料体系中,Fe2B、MoB2为反应中间相,Mo2FeB2为最稳定存在的相,呈条块状均匀分布在铁基粘结相中。通过热力学计算分析,在Mo-Fe-B三元体系中,Mo2FeB2的Gibbs自由能最低,形成能力最强,在481.8℃开始形成Fe2B,当温度达到1293.7℃时,该体系形成最稳定的Mo2FeB2相,并使材料致密化。     

Cao—SiO2—CaF2—Na2O四元渣系的挥发

通过回归正交设计确定了连铸保护渣基料挥发率同温度、Ｎａ２ＣＯ３含量、ＣａＦ２含量、减度及时间的二次函数关系式。分析结果表明，温度对挥发率的影响随着Ｎａ２ＣＯ３含量的增加而增加；碱度Ｒ为０．９时挥发率最大；Ｎａ２ＣＯ３对挥发率的影响略高于ＣａＦ２。     

炉渣组分对CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O渣系与铁液间硫分配比的影响

针对高碱度高氧化铝的CaO-Al2O3-SiO2-TiO2-MgO-Na2O六元渣系,通过在1 773 K温度下测定其与铁液间的硫分配比,研究该渣系的脱硫性能.利用偏最小二乘法回归分析,建立了可较好预测硫分配比的回归方程,利用回归方程分析了炉渣碱度(mCao/msiO2)、MgO、TiO2、Al2O3以及Na2O对硫分配比的影响.结果表明,当炉渣碱度大于2.9时,炉渣硫分配比均在140以上,表明该渣系具有较强的脱硫能力.在实验范围内,硫分配比随炉渣碱度的增加而提高.当碱度一定时,MgO对硫分配比的影响不大,TiO2、Al2O3均使硫分配比降低,其中Al2O3降低硫分配比较为明显.硫分配比随Na2O增加而增加,少量的Na2O即可明显提高炉渣的脱硫能力.