GO-PPy/TiO2复合物的制备及降解废水中的孔雀石绿

以多层氧化石墨烯(GO)和吡咯(Py)为前驱物,采用原位聚合法制备了PPy/TiO₂复合物,再用水热法制备了不同质量比的GO-PPy/TiO₂三元复合物,探究三元复合物对模拟废水中孔雀石绿的吸附-紫外光催化性能,考察了复合物的投加量、废水初始浓度、光照条件、离子形态、溶液初始pH和反应温度等因素对去除率的影响。结果表明：三元复合物比二元复合物具有更强大的吸附和紫外光催化性能,制备GO-PPy/TiO₂复合物的最佳质量比为0.6:1:100,对于10 mg/L的孔雀石绿废水,其复合物最佳投加量为0.2 g/500 mL,溶液初始pH最佳为7.0,室温条件下经30 min暗吸附和60 min紫外光催化降解,溶液中孔雀石绿可完全降解;反应温度对复合物吸附量的影响极小,但反应温度的提高有助于提升复合物的紫外光催化性能;复合物的吸附具有一定的离子选择性,但不同离子形态对其紫外光催化性能影响较小;对复合物进行20次循环,孔雀石绿去除率仍可达83.7%;光催化降解机理实验表明三元复合物的紫外光催化降解孔雀石绿过程中主要的活性物种是超氧...     

铝锂合金化铣废液合成γ-AlOOH及表征

铝锂合金化学铣切的化铣废液（CMW）会对环境造成严重影响。为有效解决废液处理问题，本文首次利用铝锂合金化铣废液合成出对染料具有优良吸附性能的纳米片状γ-AlOOH。CMW中的NaAlO₂与H₂O₂在室温条件下反应5min即可合成出比表面积高达278m²/g的纳米片状γ-AlOOH。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和N₂吸附-脱附等表征手段，系统研究了H₂O₂和Al₂O₃摩尔比[(5∶1)～ (15∶1)]对合成的γ-AlOOH结构、形貌及结晶度的影响。结果表明，随摩尔比增加，γ-AlOOH的结晶度、晶体粒度和化学基团含量提高，比表面积由137m²/g增加至278m²/g。通过γ-AlOOH对亚甲基蓝（MB）的吸附性能评价了γ-AlOOH的实用性。γ-AlOOH纳米片对MB具有良好的吸附性能，吸附等温线符合Langmuir模型，最大吸附量达173.30mg/g。因此以铝锂合金化铣废液为原料合成的γ-AlOOH具有较高的应用价值，可用作去除废水中染料的高效吸附剂。     

污泥基活性炭制备改性及其吸附甲苯性能

以石化企业干化剩余活性污泥为炭源前体、ZnCl₂溶液为活化剂,在613℃条件下炭化70min制得了碘值为683.40mg/g、产率为55.5%的污泥基活性炭（SAC,sludge-based activated carbon）样品,并进一步利用不同浓度的HNO₃、H₂SO₄和H₂O₂溶液为改性剂对SAC氧化改性,通过碘值测定、BET、Boehm滴定、ICP、FTIR、XRD、SEM、TEM等手段对改性前后SAC样品进行了表征分析和对比研究。结果表明,HNO₃和H₂SO₄改性后SAC的BET比表面积、孔容、碘值均明显增加,可有效提高SAC吸附性能,当HNO₃浓度为0.5mol/L、H₂SO₄浓度为1.0mol/L时改性效果最好,动态吸附甲苯的吸附量较改性前分别提高了38.80%和27.19%,吸附穿透时间也明显延长;而对于H₂O₂溶液为改性剂,总体上不利于SAC吸附性能的提高。对甲苯吸附效果最好的几种改性SAC材料进行再生性能测试,均展现了良好的再生循环利用性能。     

浆料组成对纳米TiO2染料敏化太阳能电池性能的影响

为提高TiO₂光阳极染料吸附量和染料敏化太阳电池(DSSC)的光电转换效率。在制备TiO₂浆料过程中，加入不同量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、乙酰丙酮、聚乙二醇(PEG 20000)，经机械搅拌得到TiO₂浆料，采用旋涂法在基底上制备多孔TiO₂薄膜阳极，组装成染料敏化太阳电池。采用紫外-可见分光光度计、太阳光模拟器及2400型数字源表测试其紫外可见光吸收光谱以及光电转换效率。利用正交实验探讨了浆料中聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、乙酰丙酮和聚乙二醇(PEG20000)对浆料吸光度及DSSC光电性能的影响。研究结果表明，DSSC光电转化效率最佳的配方为：CTAC:0.6 g，乙酰丙酮：1.2 mL,PVP:0.6 g,PEG 20000:1 g，效率(η)达到4.20%。染料吸附量最佳的配方为：CTAC:0.4 g，乙酰丙酮：1.2 mL,PVP:0.6 g,PEG 20000:1.5 g，吸光度为0.386。由此制得的TiO_2<...     

H2SO4改性TiO2光催化处理钻井废水

通过H₂SO₄改性制备了TiO₂光催化剂,采用XRD和激光粒度仪进行表征,研究了H₂SO₄浸泡浓度、光照时间、pH和氧化剂H₂O₂用量对钻井废水进行光催化处理的影响。结果表明,H₂SO₄改性并未改变TiO₂晶体结构,在钻井废水水样pH=6、H₂SO₄改性TiO₂用量15 g·L^-1、光照时间30 min和氧化剂H₂O₂用量1.0 mL条件下,钻井废水的COD值降为2 mg·L^-1,符合国家污水排放标准。     

改性TiO2对染料废水选择性吸附及催化强化研究

采用高温热解法制备g-C₃N₄,与Na₂CO₃改性的TiO₂纳米材料通过溶剂热法得到g-C₃N₄/Na₂CO₃-TiO₂复合催化剂。对催化剂的结构和形貌进行了表征,并研究了材料对活性黄、碱性品红混合染料废水的催化降解及选择性吸附性能。结果表明,制备的催化剂的比表面积和总孔容分别为纯TiO₂的1.34倍和1.47倍。当催化剂的投加量为1.0g/L,g-C₃N₄与TiO₂的质量比为15%,光反应90 min活性黄的去除率为佳可达93.9%。改性复合后的催化剂具有选择吸附性,选择性系数达到5.09,是纯TiO₂的5.3倍。     

H2O2改性稻杆作为Pb2+吸附剂的工艺优化

H₂O₂改性稻杆作为Pb²⁺吸附剂,具有改性工艺环保、简单、成本低,以及对Pb²⁺吸附率高等特点,是一种优良的改性剂。优化改性工艺,制备优良吸附性能的H₂O₂改性稻杆具有较强的实用价值。详细探讨了改性工艺的影响因素如pH值、H₂O₂用量、Fe²⁺/H₂O₂物质的量之比、改性温度、改性时间、稻杆颗粒度和稻杆用量等对改性效果的影响,在单因素实验的基础上,通过正交实验和对比实验对改性工艺进行了进一步优化。得出最适宜的改性工艺为：在100 mL的溶液中,不加FeSO₄的情况下,稻杆用量为3 g,改性pH值为8,H₂O₂用量为稻秆用量的30%,稻杆颗粒度为40目,改性温度为20℃,改性时间为4 h。用2 g H₂O₂改性稻秆处理100 mL 200 mg/L的Pb²⁺废水时,对Pb²⁺的吸附率为94.45%,吸附容量为9.445 mg/g,表明H₂O₂改性稻秆具有优良的吸附性能。     

酸改性CoPd/TiO2催化CH4-CO2直接合成C2含氧化合物

采用酸处理方法对CoPd/TiO₂催化剂进行改性,并将酸改性催化剂用于温和条件下CH₄-CO₂梯阶转化直接合成C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的反应。在150～300℃考察了浸酸方式和不同种类酸处理对催化剂活性和选择性的影响。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和N₂吸附对催化剂进行了表征。结果表明,酸改性明显提高了CoPd/TiO₂上C₂含氧化合物的生成速率和选择性。浸酸方式对催化剂性能和结构有显著影响,先用酸浸渍载体然后再浸渍活性金属所得催化剂具有更高的活性。在H₃PO₄、HNO₃和HCl中,H₃PO₄浸渍的催化剂活性最佳,在150℃时C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的生成速率为3365 μg/(g·h),选择性达到91%。     

新生态MnO2的制备及其对2,4-二硝基苯酚吸附性能的影响

以KMnO₄和MnSO₄·H₂O为原料,在常温常压和水热条件下制备新生态MnO₂,借助XRD、TEM、低温N₂吸附-脱附等手段对材料进行表征,比较不同制备方法对产物结构和吸附性能的影响。结果表明,反应温度和压力对新生态MnO₂的形貌和吸附性能有较大影响,常温常压下合成产物均为短棒状,水热合成产物为介孔纤维,对2,4-二硝基苯酚的吸附效果优于常温常压合成产物。新生态MnO₂对2,4-二硝基苯酚的等温吸附和吸附动力学分别符合Langmuir等温式(R²>0.99)和准二级吸附动力学方程(R²>0.99),说明2,4-二硝基苯酚在新生态MnO₂上为单分子层吸附和化学吸附。溶液pH值能显著影响2,4-二硝基苯酚在新生态MnO₂上的吸附,在pH=7时最大吸附量为2.539 mg/g。     

TiO2改性石墨烯电极电吸附去除污水中NH4+

通过水热法制备得到TiO₂改性石墨烯复合材料（RGO/TiO₂）,考察了其形貌结构和电化学性能。将其组装成电极,对比未改性石墨烯（RGO）电极和RGO/TiO₂电极的电吸附NH₄⁺性能。重点考察外加电压、循环流速、初始浓度等工艺参数对RGO/TiO₂电极电吸附NH₄⁺的影响,并对其电吸附NH₄⁺特性和对模拟实际含NH₄⁺废水深度脱NH₄⁺效果进行研究。结果表明：RGO/TiO₂复合材料具有三维孔洞结构,比表面积为382.08 m²·g^-1,比电容量在扫速为0.01 V·s^-1时达到325.80 F·g^-1,优于RGO材料。RGO/TiO₂电极的初次电吸附量较RGO电极提升了28.3%,循环再生吸附10次后,RGO/TiO₂电极的NH₄⁺吸附量仅降低了5.87%,循环再生吸附性能优于RGO电极。外加电压2.0 V、循环流速35 ml·min^-1和NH₄⁺初始浓度1.0 mmol·L^-1为RGO/TiO₂电极的最佳NH₄⁺电吸附条件。RGO和RGO/TiO₂电极电吸附NH₄⁺过程符合准一级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,电吸附NH₄⁺为非均匀表面的多层吸附行为,以物理吸附为主。RGO/TiO₂电极4级串联时对模拟实际含NH₄⁺炼油净化水的去除率达到86.84%。     

Insight into the effect of surface carboxyl and amino groups on the adsorption of titanium dioxide for acid red G

In this study, TiO₂ functionalized with organic groups were prepared to study the effect of carboxyl and amino groups on the adsorption behavior of TiO₂ for the removal of acid red G (ARG) as an anionic dye from aqueous solution. TiO₂ was successfully modified with carboxyl and amino groups by using the hydrolysis method with oxalic acid (OAD, with two carboxyl groups), ethylenediamine (EDA, with two amino groups) and DL-alanine (DLA, with one carboxyl group and one amino group) at low temperature (65 °C) and labeled as OAD-TiO₂, EDA-TiO₂ and DLA-TiO₂, respectively. The ARG uptake by the functionalized TiO₂ samples was largely dependent on the functional groups. The interaction between ARG and the functional organic groups on the TiO₂ samples plays an important role in the adsorption process, which leads to the excellent adsorption performance (higher capacity and faster adsorption rate) of the functionalized TiO₂ samples than that of P25 (commercial TiO₂ without modification). Furthermore, there is no obvious loss of the adsorption capacity for the functionalized TiO₂ even after 5 adsorption-desorption cycles, which indicated the good reusability of the modified TiO₂ samples for anionic dye removal from aqueous solution.     

Photocatalytic activity of TiO2/ZSM-5 composites in the presence of SO4 ion

TiO₂/ZSM-5 composites were prepared from SiO₂ of rice husk ash and TiO₂ sol from hydrolyzed TiOSO₄ salt. The combined effect of these two materials greatly enhanced the photocatalytic decolorization of methylene blue dye solution. The instant decolorization of the dye solution in the dark by the composite, TiO₂/ZSM-5 (wt ratio 1:1), resulted from the combination of the adsorption by ZSM-5 zeolite and TiO₂ nano-particles, and of Na₂SO₄ salt adhering to the composite surface. As a strong flocculating agent, the SO₄²⁻ ion caused the precipitation of the dye onto the composite surface which consequently enhanced the photocatalytic decolorization of the dye under UV irradiation. The composite, TiO₂/ZSM-5 (wt ratio 1:5), completely decolorized the methylene blue dye in 2.5 h, giving an equivalent performance to that of TiO₂, P-25 powder.     

氧化石墨烯-TiO2复合材料对三种染料的吸附动力学及光催化性能

通过在氧化石墨烯分散溶液中水解钛酸丁酯成功制备氧化石墨烯-TiO₂复合材料（GO-TiO₂）,采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、全自动比表面及孔径分析仪（BET）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等对样品进行了表征。研究了GO10-TiO₂对亚甲基蓝（MB）、甲基橙（MO）和罗丹明B（RhB）3种染料的吸附动力学和光催化性能。结果表明：TiO₂颗粒均匀地附着在GO片层表面;GO10-TiO₂对3种染料的吸附过程为多层吸附,吸附动力学符合拟二级动力学模型;在25℃条件下GO10-TiO₂对废水中MB、MO和Rh B的吸附因共轭结构、极性等的差异而呈现选择性吸附,吸附容量分别为9.2mg/g、5.4mg/g和23.0mg/g。对3种染料废水的光催化降解效果与吸附性能相关联,吸附容量越大降解效率越高,光催化反应60min时,MB、MO和Rh B降解率分别为89%、75%和98%。     

磷钨酸掺杂二氧化钛光催化剂的吸附性能及光催化活性

以钛酸四丁酯和无水乙醇为原料,采用溶胶-凝胶法制备了磷钨酸掺杂二氧化钛(H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂)光催化剂,并利用XRD、SEM、DRS等对掺杂前后二氧化钛的结构进行了表征。在光催化实验初期的暗反应之后,发现H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂的吸附效果很好。对H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂的吸附性能进行了研究,结果表明,相比于Freundlich方程,Langmuir方程能更好地描述其吸附平衡。H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂光催化剂与纯TiO₂相比有更好的吸附性能,吸附时间为70 min的条件下H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂对亚甲基蓝(MB)的脱色率可达90%以上。通过自行设计的光催化反应器考察了光催化剂用量、磷钨酸掺杂量等因素对光催化降解MB性能的影响。结果表明:H₃PW₁₂O₄₀-TiO₂在紫外和可见光区域有较强的吸收,对MB溶液具有更好的光催化降解效果,而且该复合材料有较高的循环回收利用率。     

From pollutant to solution of wastewater pollution: Synthesis of activated carbon from textile sludge for dye adsorption

Adsorption is an important process in wastewater treatment,and conversion of waste materials to adsorbent offers a solution to high material cost related to the use of commercial activated carbon.This study investigated the adsorption behaviour of Reactive Black 5(RB5)and methylene blue(MB)onto activated carbon produced from textile sludge(TSAC).The activated carbon was synthesized through chemical activation of precursor followed with carbonization at 650°C under nitrogen flow.Effects of time(0–200 min),pH(2–10),temperature(25–60°C),initial dye concentration(0–200 mg·L~(-1)),and adsorbent dosage(0.01–0.15 g)on dye removal efficiency were investigated.Preliminary screening revealed that TSAC synthesized via H_2SO_4activation showed higher adsorption behaviour than TSAC activated by KCl and ZnCl_2.The adsorption capacity of TSAC was found to be 11.98 mg·g~(-1)(RB5)and 13.27 mg·g~(-1)(MB),and is dependent on adsorption time and initial dye concentration.The adsorption data for both dyes were well fitted to Freundlich isotherm model which explains the heterogeneous nature of TSAC surface.The dye adsorption obeyed pseudo-second order kinetic model,thus chemisorption was the controlling step.This study reveals potential of textile sludge in removal of dyes from aqueous solution,and further studies are required to establish the applicability of the synthesized adsorbent for the treatment of waste water containing toxic dyes from textile industry.     

石墨/TinO2n-1复合材料的制备及性能

在常压下,以钛白粉为原料,石墨为还原剂,采用碳热还原法制备了石墨/Ti_nO_2n-1复合材料。采用XRD系统分析了碳热还原过程中钛的价态变化规律;采用XPS、SEM、TEM分析了特定样品的形貌、结构和元素组成。XRD分析结果表明,控制不同的还原条件,可以得到不同n值的石墨/Ti_nO_2n-1复合材料,且还原过程的物相转变顺序为：TiO₂（锐钛型）、TiO₂（金红石型）、Ti₉O₁₇、Ti₈O₁₅、Ti₆O₁₁、Ti₅O₉和Ti₄O₇。在还原温度为1250℃,还原时间为20min,碳钛比为5∶10的条件下所制备的石墨/Ti_nO_2n-1复合材料的电阻率最低,其值为0.1465Ω·cm。吸附/光降解实验表明,石墨/Ti_nO_2n-1复合材料对亚甲基蓝的吸附能力比纯石墨显著增强,吸附去除率为纯石墨的1.40~3.20倍;石墨/Ti_nO_2n-1复合材料对亚甲基蓝具有光催化降解活性,但是其光降解能力低于锐钛型TiO₂;复合材料的催化降解速率常数最大值为0.0047min^-1。     

可光助再生二氧化钛/层状双氢氧化物去除水体中有机染料

利用吸附-光催化技术去除水体中有机染料,是高效节能的方法之一。然而,碳基吸附剂在光催化降解污染物过程中,由于活性氧的攻击会发生自身的逐渐氧化。本研究中,采用尿素水解水热法制备二氧化钛/层状双氢氧化物（TiO₂/LDH）非碳基复合材料,不仅对水体中有机染料具有较高的吸附容量,也在光辐射后具有可重复的再生能力。对甲基橙的吸附量为527.5 mg/g,在4轮循环再生后仍具有88.6%的再生率;对亚甲基蓝的吸附量为208.3 mg/g,在4轮循环再生后仍具有94.7%的再生率。在吸附-光再生过程中,LDH基底自身具有强抗氧化能力和高吸附能力,同时提高了负载剂TiO₂的光吸收效率,为水中有机污染物去除和吸附-光催化复合材料设计优化提供了可行的策略。     

用于环境净化的TiO2/AC复合材料的制备及其改性研究进展

二氧化钛（TiO₂）在光照下可以产生具有强氧化性能的活性基团,活性炭（AC）具有良好的吸附性能。将TiO₂负载在AC上制备的TiO₂/AC复合材料可以有效去除大部分难降解的有机污染物,因此在环境净化领域具有良好的应用前景。本文综述了TiO₂/AC复合材料的研究现状,介绍了目前TiO₂/AC复合材料的三种主要制备工艺：溶胶-凝胶法、溶剂热法和微波合成法。其中溶胶-凝胶法所制备的材料稳定性好、溶剂热法制备条件温和、微波合成法制备周期短。针对TiO₂/AC复合材料可见光吸收率低和量子利用率低等问题,介绍了离子掺杂、半导体复合、贵金属沉积等现有的TiO₂/AC复合材料改性方法。之后,概述了所制备的TiO₂/AC复合材料在去除难降解有机污染物（染料废水、药物类、酚类、挥发性有机物）中的应用。最后展望了TiO₂/AC复合材料在改性研究与实际应用过程中存在的挑战性问题及可行的解决方法,为TiO₂/AC复合材料深入研究和大规模工业生产应用提供参考。     

Visible-light photocatalytic activity of TiO2/ZnS nanocomposites prepared by homogeneous hydrolysis

Photocatalytic active TiO₂/ZnS composites were prepared by homogeneous hydrolysis of mixture of titanium oxo-sulphate and zinc sulphate in aqueous solutions with thioacetamide. The prepared samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), high resolution transmission microscopy (HRTEM) and electron diffraction (ED). The nitrogen adsorption–desorption was used for surface area (BET) and porosity determination. Diffuse reflectance UV/VIS spectra for evaluation of photophysical properties were recorded in the diffuse reflectance mode (R100) and transformed to an absorption spectra through the Kubelka–Munk function. The method of UV/VIS diffuse reflectance spectroscopy was employed to estimate band-gap energies of the prepared TiO₂/ZnS nanocomposites. The photoactivity of the prepared TiO₂/ZnS nanocomposites was assessed by the photocatalytic decomposition of Orange II dye in an aqueous slurry under irradiation of 255 nm, 365 nm and 400 nm wavelength. Under the same conditions, the photocatalytic activity of the commercially available photocatalyst (Degussa P25), the pure anatase TiO₂ and sphalerite ZnS were also examined. The composite sample having the highest catalytic activity was obtained by hydrolysis of mixture solutions 0.63 M TiOSO₄ and 0.08 M ZnSO₄ · 7H₂O.