白酒糟对刚果红和孔雀石绿的吸附机理研究

采用白酒糟吸附剂对模拟印染废水中刚果红(CR)和孔雀石绿(MG)进行生物吸附处理。在染料初始质量浓度100mg/L、吸附时间80min的条件下,当刚果红废水初始pH=7.0,白酒糟投加量为2g/L时,白酒糟对刚果红的吸附率为96.94%;当孔雀石绿废水初始pH=9.0,白酒糟投加量4g/L时,白酒糟对孔雀石绿的吸附率为95.12%。动力学研究表明,白酒糟对两种染料的吸附过程均符合准二阶动力学方程,表明该吸附过程以化学吸附为主。使用Freundlich等温吸附方程可较好的拟合白酒糟对两种染料的吸附,说明该吸附是以多分子层吸附为主。     

含氮多孔有机聚合物对水中刚果红的吸附性能

以三聚氯氰和对苯二胺为单体，利用三聚氯氰中3个氯原子的分级亲核取代反应得到含氮多孔有机聚合物(Cy-PA POP)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重(TG)及氮气吸附-脱附等手段表征其结构。以染料废水中典型的偶氮染料刚果红为去除对象，研究Cy-PA POP对其的吸附行为，并探讨了吸附机制。结果表明：当吸附剂用量为10mg,刚果红溶液初始浓度为100mg/L时，完全吸附时间为20min, Cy-PA POP对刚果红表现出超快地特异性吸附，最大吸附容量可达441.22mg/g。Cy-PA POP对水中刚果红的吸附动力学符合准二级动力学方程，吸附等温线符合Langmuir模型，且吸附热力学表明吸附行为是自发的过程。     

板栗壳对水中孔雀石绿和刚果红的吸附研究

以板栗壳作为吸附剂,研究其对模拟印染废水中孔雀石绿和刚果红的吸附性能。结果表明:在染料初始浓度100mg/L,板栗壳投加量2.0g/L,废水初始pH=7.0下,对孔雀石绿的去除率为95.20%;废水初始pH=5.0~8.0下,对刚果红的去除率为92.88%。将板栗壳吸附孔雀石绿和刚果红的过程用准一级动力学方程、准二级动力学方程、Elovich方程和双常数方程进行拟合,结果表明板栗壳对两种染料的吸附过程均符合准二阶动力学方程,说明该吸附过程以化学吸附为主;其等温吸附过程可以用Freundlich方程描述,说明该吸附以多分子层吸附为主。     

超声辅助改性辣椒秸秆吸附刚果红性能研究

针对处理印染废水问题，以辣椒秸秆为原料，柠檬酸为改性剂，探索在超声辅助条件下，辣椒秸秆对刚果红的吸附情况。结果表明：最佳吸附条件是温度为65℃,用0.3g改性辣椒秸秆，刚果红溶液初始浓度为200mg/L刚果红溶液、超声时间110min。经对比发现，该吸附过程更符合准二级动力学方程(R²=0.99248),为化学吸附，吸附过程符合Freundlich等温方程(R²=0.82733)。经正交实验极差和方差分析得出最佳吸附组合为：投加量0.3g,染料的初始浓度240mg/L,吸附温度55℃,吸附时间90min,其中吸附剂用量对吸附效果的影响最为显著。     

α-SiW11Cu/PANI/ZnO复合催化剂的制备及光催化降解孔雀石绿研究

以铜取代杂多酸盐α-SiW_(11)Cu为活性组分,制备了α-SiW_(11)Cu/聚苯胺(PANI)/ZnO三元复合催化剂,采用傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜表征了其结构,并以模拟污染物孔雀石绿的光催化降解评价了α-SiW_(11)Cu/PANI/ZnO的光催化性能。结果表明:在30W紫外灯照射下,当孔雀石绿溶液pH=3,孔雀石绿初始质量浓度为10mg/L,复合催化剂投加量为20mg/L,照射时间为200min时,脱色率可达83.78%。光催化降解孔雀石绿过程符合一级动力学方程,一级方程表观反应速率常数为0.00917min~(-1)。     

改性竹叶对水中刚果红的吸附性能研究

用NaOH改性后的竹叶粉作为吸附剂,采用静态吸附法,研究了NaOH浓度、竹叶粉投加量、pH、染料浓度和吸附时间等因素对改性竹叶(MBL)吸附刚果红的影响。结果表明:在NaOH浓度为20.00g/L的条件下,当溶液pH=7.0,MBL投加量为2.00g/L,吸附时间为120min时,MBL对100mg/L刚果红模拟印染废水(CRW)吸附效果最好,去除率可达96.29%,此时吸附量为48.14mg/g。吸附动力学研究表明,该吸附过程符合伪二级动力学模型,属于化学吸附。其等温吸附方程可以用Langmuir方程描述,表现为单分子吸附。     

B、N和Ce共掺杂TiO_2光催化降解染料废水研究

采用B、N和Ce共掺杂TiO_2降解酸性蓝BRL、活性金黄K-2RA、弱酸性黑RB和酸性大红GR 4种染料废水,考察了催化剂用量、染料初始浓度、光照时间和pH值等对其降解率的影响。结果表明:B、N和Ce共掺杂TiO_2除了能使染料快速褪色外,还能将其完全矿化为CO_2,SO_4~(2-)和NH~+_4等离子。酸性大红GR染料和酸性蓝BRL在pH=5、催化剂用量50mg、初始浓度50mg/L、光照180min时降解率分别为98%和94.2%。pH=1、催化剂用量50mg、初始浓度40mg/L、光照时间180min时,活性金黄K-2RA的降解率达94.5%。弱酸性黑RB在pH=2、催化剂用量60mg、初始浓度20mg/L、光照时间210min时,降解率达到最大,为92.6%。     

铁改性锐钛矿型TiO2降解有机物试验

研究以Fe3+改性TiO2光催化剂对有机物的处理效果,确定了它对甲醛溶液的光催化降解工艺条件。结果表明:所制备的Fe3+改性TiO2为锐钛矿型TiO2(A-TiO2)。可见光照射下,用自制的Fe3+改性的锐钛矿型TiO2降解甲醛溶液的优化条件是:20 mg.L-1的甲醛溶液中加入0.1647 g掺2%Fe3+(摩尔比)A-TiO2粉末,溶液pH=6,室温下恒温反应4 h,降解率达到70.90%。同样条件下,分别以Fe3+掺杂量为0,5%和8%的自制的A-TiO2为催化剂,甲醛的降解率分别为16.41%,32.09%和26.12%。     

基于聚乙烯醇的共轭聚合物/二氧化钛复合光催化剂的结构及光催化性能EI北大核心CSCD

通过聚乙烯醇(PVA)在酸性条件下的热消除反应制备了具有共轭结构的聚合物(C-PVA),进一步有机/无机杂化制备出C-PVA/TiO2复合光催化剂。紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱和热失重结果表明,C-PVA含有共轭双键和羰基;X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱分析结果表明,C-PVA/TiO2复合光催化剂表面由具有一定共轭结构的聚合物和TiO2组成,且该催化剂对光的吸收由紫外光区扩展到可见光区;光催化实验结果表明,C-PVA/TiO2复合光催化剂对模型污染物罗丹明B有较强的吸附(2.5 h达吸附平衡,吸附率为20%),在可见光下对罗丹明B的降解具有良好的催化效果(5 h降解率可达99%)。     

TiO_2/改性硅藻土对LAS废水COD_(Cr)的降解性能

采用Sol-gel法制备了纳米TiO_2/改性硅藻土复合材料,并用于处理直链烷基苯磺酸钠(LAS)废水,以COD_(Cr)为评价指标,考察了催化剂的投加量、水温、催化时间、废水初始pH值和初始浓度等因素对降解性能的影响,分析了催化降解的动力学。结果表明,初始COD_(Cr)为425.9mg/L的LAS废水,当调节废水pH=5.0,催化剂投加量为4.0g/L时,10W紫外光催化反应6h废水中COD_(Cr)降解率达到84.46%;水温升高不利于降解率的提高,废水初始浓度的降低或稀释后COD_(Cr)降解率明显提高,在酸性条件下催化效果要优于中性和碱性;添加1mL 30%H_2O_2,COD_(Cr)降解率可提高10%~15%;LAS废水降解COD_(Cr)的反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型。     

可见光下利用ZrO2(Er3+)/TiO2光催化降解海水中柴油污染

通过共沉淀法自制上转换材料与TiO_2复合的纳米光催化剂;利用SEM、XRD等方法对光催化剂进行表征;通过改变催化剂掺杂比、pH值、催化剂投入量、光照时间和柴油初始浓度研究了可见光下光催化降解海水中柴油污染的影响因素以及复合光催化剂ZrO_2(Er3+)/TiO_2的利用效率,通过正交试验优化海水中柴油污染的降解;进行动力学分析,计算总反应速率表达式。结果表明,当柴油初始浓度为0.20g/L,催化剂投加量为0.8g/L,催化剂掺杂比为40%,pH为7,光照时间为2.5h时,复合光催化剂的利用效率最高,柴油的去除率达到87.74%。ZrO_2(Er3+)/TiO_2在可见光下能够有效地降解海水中的柴油污染。     

GO改性ZnO/CeO2复合纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究

以改进Hummers法制得的氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶胶-凝胶法成功合成GO改性氧化锌(ZnO)/二氧化铈(CeO_2)(ZnO/CeO_2)复合纳米光催化剂,并对产物的结构、组成及其形貌进行了表征,并以刚果红(CR)为目标降解污染物,考察了不同配合比的产物在紫外光照射下的光催化性能。研究结果表明:在CeO_2与ZnO摩尔配合比为1∶50,GO用量为0.8g,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂的用量为1.0g/L,pH=10,反应120min条件下,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂对100mL(50mg/L)CR的降解率高达94.12%。与相同条件下ZnO/CeO_2复合纳米材料相比,GO改性ZnO/CeO_2复合纳米光催化剂的光催化性能得到了明显提高。     

La-TiO_2/Hβ复合光催化剂降解模拟染料废水

用共沉淀法制备了新型La-TiO2/Hβ复合光催化剂,并以亚甲基蓝溶液为模拟废水,探讨了其对亚甲基蓝溶液的光催化降解效果,优化了降解条件。结果表明,La-TiO2/Hβ复合光催化剂降解25mL亚甲基蓝溶液的适宜条件是:亚甲基蓝溶液初始浓度为20mg/L,光照时间为30min,氧化剂H2O2用量为2.0mL,催化剂用量为2.4g/L。在此反应条件下,亚甲基蓝降解率达到98.2%,且催化剂重复使用3次后催化活性基本不变。     

掺碳纳米TiO_2光催化降解空气中苯的实验研究

采用火焰化学气相沉积法法制备了掺碳纳米TiO2光催化剂,对催化剂进行了表征。利用自制的连续管式光催化氧化装置研究了掺碳纳米TiO2薄膜对苯气体的光催化降解规律,探讨了相对湿度、初始浓度及苯气体流速等因素对降解率的影响,并与P25粉的光催化性能进行了比较。实验结果表明:在催化剂负载量约为4.7 mg,254 nm和365 nm的8W紫外灯各一盏,相对湿度为80%、苯的初始浓度约为120 mg/m3、苯气体流量为400 mL/min(苯在光催化器中反应时间约为3.5 s)的条件下,苯的降解率可达到15%,高于P25粉的降解效果。     

以水杨酸为模板分子的Nd掺杂分子印迹TiO2的制备及光催化性能

以水杨酸(SA)为模板分子,钛酸四丁酯为钛源,硝酸钕为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法,在不同焙烧温度和不同Nd掺杂量下制备了一系列Nd掺杂分子印迹TiO_2(NMT)光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、ICP-AES、EDS、XPS、FT-IR、N_2吸附-脱附(BET模型)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对产物进行了表征,并以光催化降解SA为指针反应,考察了Nd掺杂量、焙烧温度、SA溶液初始pH值对产物光催化活性的影响。结果表明,NMT为单一锐钛矿相,孔道结构的形成是晶粒堆积孔和模板剂脱除所致。相比非印迹TiO_2和未掺杂的分子印迹TiO_2,NMT对模板分子降解反应的光催化活性大大提高,且当n(Nd)∶n(TiO_2)=0.30%、550℃热处理2 h时光催化活性最佳:紫外光下其作为光催化剂可以得到86.4%的降解率(SA模拟废水初始浓度为20 mg/L、初始pH=4,降解反应时间为70 min),重复使用四次降解率仍保持在83.02%;可见光(λ400 nm)下可以得到97.96%的降解率(SA模拟废水初始浓度为20 mg/L、初始pH=4,降解反应时间为30 h)。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_2O_3光催化降解含酚废水

采用固体超强酸SO42-/TiO2-Fe2O3为光催化剂,苯酚的光催化降解为模型反应,考察了pH值、苯酚初始浓度、催化剂投加量、光照距离、光照时间、助催化剂H2O2对光催化降解过程的影响。结果表明,苯酚初始浓度为50mg/L,催化剂投加量5g/L,光照距离11cm,光照时间为150min,降解率达61.29%,添加助催化剂H2O2后,反应60min,苯酚降解率达到85.12%。     

煤矸石/BiVO4复合光催化剂的制备及其对黄药废水的降解

选矿废水中的黄药会严重危害环境，钒酸铋能在可见光条件下实现黄药的降解，但其严重的电子-空穴复合影响其实用性，鉴于煤矸石丰富的孔隙结构及成分组成，本文采用水热法合成了煤矸石负载型光催化剂(CG/BiVO₄)，运用XRD、FTIR、SEM、UV-Vis DRS、PL等手段对催化剂进行表征，以黄药为目标污染物，在可见光作用下考察黄药的光催化降解性能及煤矸石改性钒酸铋的作用机制。结果表明，与纯BiVO₄相比，负载型CG/BiVO₄的光催化性能显著提高，在煤矸石负载量20wt%,pH=7、催化剂投加量为1.5 g/L、黄药初始浓度C₀=10 mg/L的条件下，CG/BiVO₄在540 min时对黄药的降解率达到最大，为93%，黄药的光降解过程符合一级动力学模型，处理后化学需氧量浓度C_COD为11.47 mg/L，符合排放标准要求。响应面分析得到的最优反应条件下的预测值与实际降解率仅相差0.96%，可见该模型可较好地预测20%-CG/BiVO₄对...     

α-SiW_(11)Ti/PANI掺杂材料光催化降解刚果红的研究

以Keggin结构钛取代杂多硅钨酸盐α.-K6[Si W11Ti O40].xH2O为掺杂剂制备了α-Si W11Ti/PANI电子聚合物材料。用红外光谱、紫外光谱、X-射线粉末衍射、SEM、热重分析等对此材料进行了表征。研究了合成的催化剂对有机染料刚果红降解的催化活性。讨论了催化剂投加量、刚果红溶液的初始浓度、酸度等对催化脱色效果的影响。结果表明,当溶液酸度为pH=1,催化剂最佳用量为12 mg/L,浓度为9 mg/L的刚果红溶液在30 W的紫外灯下照射120 min降解率可达91.18%。     

掺铁Bi_2WO_6可见光催化剂的制备及性能研究

以硝酸铋、钨酸钠为原料,铁为掺杂元素,采用水热法制备了掺铁Bi_2WO_6可见光催化剂。并以亚甲基蓝为模拟污染物,通过单因素实验考察了不同制备条件和光催化反应条件对亚甲基蓝降解效果的影响,评价了催化剂的可见光催化活性。结果表明:掺铁Bi_2WO_6可见光催化剂适宜的制备条件为掺铁量0.5%(物质的量分数),水热反应时间20h,pH=4.00;在光照时间120min条件下,用1.5g/L催化剂处理10mg/L亚甲基蓝溶液时,亚甲基蓝降解率高达98.9%。     

分子印迹掺氮二氧化钛的选择性光催化行为及其动力学研究

为了探究分子印迹光催化剂的选择性降解行为,采用水热法,以钛酸丁酯为钛源、尿素为氮源、罗丹明B为模板分子,制备了分子印迹掺氮TiO₂。FT-IR、XRD、低温N_2吸附-脱附技术、UV-Vis DRS等表征结果显示,样品均为锐钛矿相;分子印迹一定程度地改善了光催化剂的孔隙结构,增大了孔容体积和比表面积,并且增强了可见光区的光吸收强度。可见光下催化剂对三苯甲烷类污染物罗丹明B、罗丹明6G和结晶紫的光降解表观速率常数(k_ap)分别提高1.97、1.21和1.26倍,说明分子印迹不仅提高了光催化剂的可见光活性,而且对目标污染物表现出良好的选择性。结合等温吸附实验,以Langmuir-Hinshelwood动力学积分模型探究吸附平衡常数(K_a)和降解反应速率常数(k_r)对k_ap的贡献,发现罗丹明6G只与降解反应能力的提高有关,结晶紫同时归功于吸附和降解反应能力,罗丹明B则源于更为突出的吸附能力,该结果是由于模板分子印迹产生的特异识别位点所致。