铁柱撑膨润土及染料橙二的光催化降解

通过铁盐与膨润土浆液反应制备铁柱撑膨润土(Fe-Bent)催化剂,结合X射线衍射(XRD)、比表面孔隙分析(BET)和高分辨扫描电镜(TEM)对催化剂晶相、比表面积和粒度进行表征。表征结果证实其具有很高的比表面积,铁以高催化活性的α-Fe2O3存在于复相催化剂中。以橙二为目标污染物,考察了不同类型的催化剂、催化剂用量以及H2O2浓度对其降解的影响,并与均相Fenton反应进行了比较。结果表明：使用铁柱撑催化剂,复相的Fenton反应对橙二的降解性能高于均相Fenton反应,且其具有良好的重复使用性。     

纳米磁性膨润土Fenton催化剂的制备及其表征

采用离子交换法制备出Al柱撑膨润土,再利用原位合成法以铝柱撑膨润土负载纳米Fe3O4制备出2种负载比例的纳米磁性膨润土。结合傅里叶红外光谱、X射线粉末衍射、扫描电镜和比表面孔隙分析等手段对催化剂的键价结构、晶相、比表面积和粒度进行表征。负载的纳米Fe3O4粒径约为20~30nm,均匀分散到膨润土表面,未发生明显的团聚。负载比例分别为30%和50%的磁性膨润土比表面积分别为128.16m2·g-1和103.83m2·g-1,是1种性能优异的新型磁性Fenton催化剂。     

铂修饰的TiO2柱撑膨润土复合光催化剂的制备及光催化活性研究

钛酸四异丙酯在醋酸溶液中水解生成的多核钛离子经离子交换反应插入到膨润土层间，制得钛柱撑膨润土(TiO2-PILC)，再通过光沉积法合成了一系列不同铂量修饰的钛柱撑膨润土(Pt-TiO2-PILCs)；用XRD、BET和TEM对制得的复合催化剂进行了性能表征；以五氯酚钠为目标污染物，考察了它们的催化活性．结果表明：柱撑膨润土中TiO2主要以锐钛型存在，含铂的Pt-TiO2-PILCs的催化活性明显高于TiO2-PILC．此外该复合催化剂还具有回收容易、重复使用性好等特点．     

K3[Fe(CN)6]浓度对PEO法制备硫改性Fe3O4膜层结构和降解性能的影响

为了提高铁基类Fenton催化剂的活性,利用等离子体电解氧化法在钛合金上制备出了硫改性Fe3O4膜层类Fenton催化剂,研究了电解液中铁源K3[Fe(CN)6]的浓度对膜层的结构组成和降解苯酚性能的影响.采用SEM、EDS和XRD对催化剂的表面形貌和相组成进行了表征,以苯酚为目标降解物评价其类Fenton催化活性.结果 发现:增加电解液中K3[Fe(CN)6]的浓度,膜层内Fe3O4组分增多,含硫基团减少,膜层表面孔洞的孔径大小和数目也会发生改变.苯酚降解试验表明硫改性Fe3O4膜层在近中性条件下具有良好的催化活性.     

Al-Ce柱撑膨润土的制备研究

以内蒙某地的钙基膨润土为原料,对其进行特性分析、钠化改型,再以改型膨润土为基质,采用常规水相合成法制备了蒙脱石层间Al-Ce柱撑化合物。借助X射线衍射分析(XRD),氮气吸附及扫描电镜(SEM)等分析手段,考察了Al/Ce摩尔比、柱撑剂反应温度、柱撑反应时间和柱撑化合物洗涤次数对柱撑膨润土在层间距(d_(001))、比表面积(BET)等性能方面的影响行为。结果表明,当n(Al)∶n(Ce)=5∶1,柱撑剂反应温度40℃,柱撑反应时间5 h,柱撑膨润土洗涤5次时,500℃煅烧后Al-Ce柱撑膨润土的层间距稳定在1.847 nm,比表面积达307.2 m~2/g,具有较好的热稳定性,可作为高性能柱撑膨润土加以应用。     

新型高效载Cu催化材料的制备及其催化氧化性能研究

采用微沸回流体系处理制备非均相负载型Cu/Al2O3催化剂。采用XRD、BET和SEM技术分析了该材料的结构、织构参数和表观形貌。选择以H2O2为氧化剂,甲基橙催化氧化降解反应为模型反应评价催化剂的催化性能。表征分析结果表明采用微沸回流体系处理的催化剂比常规过量浸渍的催化剂的形貌颗粒直径更小,其比表面积更大,活性组分的分散度更高。反应后催化剂易分离回收,解决了Fenton反应中催化剂难回收的问题。优化后最佳工艺为:m(H2O2)/m(Cu/Al2O3)=2/1,反应温度70℃,催化剂颗粒粒度0.3~0.4mm,搅拌速度900r/min,Cu/Al2O3(N)催化剂对甲基橙的去除率达到90%以上,比传统催化剂对甲基橙的去除率提高20%。通过Arrhenius方程计算,得到该反应的表观活化能为40.7kJ/mol。     

SHS/PHIP制备TiC-Al2O3/Fe复合材料的性能

对 SHS/ PHIP技术制备出的 Ti C- Al2 O3/ Fe复合材料的性能进行了测试和分析。结果表明 ,Ti C- Al2 O3/Fe复合材料具有良好的综合力学性能。材料具有很高的比刚度。金属 Fe相的加入 ,较大地提高了材料的抗弯强度和断裂韧性。 Ti C- Al2 O3复相陶瓷为典型的脆性断裂 ;随着 Fe含量的增加 ,材料具有明显韧性断裂的特征     

联吡啶铁铜双金属负载PAN纤维的制备及其可见光催化性能研究

通过配位作用将Cu~(2+)引入到负载2’2联吡啶铁络合物(Fe(bpy)~(2+)3)的偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)纤维上,制备了联吡啶铁铜双金属负载改性PAN纤维催化材料,分别使用FT-IR、DRS和XPS技术对其进行表征,并考察了其作为非均相Fenton催化剂在有机染料罗丹明B氧化降解过程中的光催化性能。结果显示,该催化剂中Cu~(2+)能够通过羟基和Fe~(2+)发生相互作用,并将催化剂光响应范围拓展至整个可见光区。当催化剂中m(Cu)/m(Fe)为1.07时,催化剂显示出最高的光催化活性,而且Cu~(2+)的引入也显著提升了该催化剂的p H值适用性和可见光利用率。     

Ce-Zr-Mn-O固溶体作为甲烷燃烧过渡金属催化剂载体的研究

用溶胶凝胶法制备了不同锰含量的 Ce Zr Mn O固溶体,样品在老化前后均用 XRD、TPR表征,并测定其储氧性能。结果表明锰含量对该储氧材料(OSM)的储氧性能有很大的影响:样品的储氧量(OSC)老化前随着 Mn含量的增加而增加;老化后则先增加而后又降低,以 Mn含量 20%为最佳。以不同比例的OSM(含 20%锰)YSZ Al2O3 为载体制备了一系列Fe、Co、Mn三组分氧化物的整体式催化剂,考察了它们的甲烷催化燃烧活性。结果表明老化前后,Fe Co Mn/OSM YSZ Al2O3 (其中 OSM和 YSZ Al2O3质量比为1∶1)活性明显高于Fe Co Mn/YSZ Al2O3,且具有可与贵金属催化剂相比美的特性———较低的起燃温度、很窄的完全反应温度区间,同时兼有较好的热稳定性,有望成为实用的甲烷燃烧催化剂。     

Fe掺杂ZnO/TiO2光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Fe掺杂ZnO/TiO2纳米催化剂粉体,利用多种技术手段对样品的组成、形貌、表面化学态、光学性能等进行表征分析,同时通过降解甲基橙溶液来评价样品的光催化性能.研究结果表明,掺杂Fe能稳定ZnO/TiO2的锐钛矿相,细化催化剂颗粒,并且促进光的吸收带隙红移.Fe-ZnO/TiO2的光催化活性相比Ti...     

Fe-AO-PAN纳米纤维催化剂的制备及其对活性橙K-GN染料降解的催化

采用静电纺制备聚丙烯腈纳米纤维,将其浸泡在盐酸羟胺溶液中进行改性,获得偕胺肟改性聚丙烯腈纳米纤维(AO-PAN),再将AO-PAN与三氯化铁溶液在室温下反应,得到聚丙烯腈铁的配合物(Fe-AO-PAN),并采用SEM、FT-IR和EDAX能谱分析方法对其进行表征。然后将其作为非均相Fenton反应催化剂用于活性橙K-GN染料的氧化降解反应中,同时研究了吸附不同Fe3+量的聚丙烯腈纳米纤维对脱色率的影响,并用可见光分光光度计测量不同降解程度的染料吸光度。结果表明,偕胺肟改性聚丙烯腈纳米纤维与Fe3+发生了配位反应,从而制成了Fe-AO-PAN纳米催化剂,而且催化剂中Fe3+含量的增加会促进活性橙K-GN染料的氧化降解。     

改性PAN纳米纤维铁配合物的制备及其催化降解染料性能的比较研究

分别以聚丙烯腈(PAN)纳米纤维和普通PAN纤维为原料,经偕胺肟改性和Fe3+配位反应制备了两种改性PAN纤维铁配合物。考察和比较了偕胺肟改性和Fe3+配位反应中两种纤维的腈基转化率及其配合物中铁含量的变化。然后在表征的基础上分别将两种改性PAN纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂应用于偶氮染料活性红195的氧化降解反应中,研究了两者在暗态和可见光辐射条件下的催化降解性能。结果表明,PAN纳米纤维比普通PAN纤维更容易发生偕胺肟改性和Fe3+配位反应。PAN纳米纤维铁配合物对可见光吸收性能略低于普通PAN纤维铁配合物。在染料的氧化降解反应中,PAN纳米纤维铁配合物具有更好的催化活性和稳定性,尤其在暗态时表现得更为突出。     

柠檬酸改性棉纤维铁配合物的制备及其对染料的光催化降解作用

使用工业化的轧-烘-焙工艺对棉织物进行柠檬酸改性以引入羧基,然后与Fe~(3+)进行配位反应制备柠檬酸改性棉纤维铁配合物。在经过SEM、FT-IR、DRS和TGA表征的基础上,将柠檬酸改性棉纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂应用于偶氮染料的降解反应中,重点考察了其催化性能。结果表明,Fe~(3+)初始浓度和反应温度的提高均有利于柠檬酸改性棉织物与Fe~(3+)之间的配位反应,并能够显著增加配合物的铁离子含量。柠檬酸改性棉纤维铁配合物作为非均相Fenton反应催化剂在暗态时能够促进偶氮染料的降解反应,辐射光能明显加强其催化活性,而增加其铁离子含量或引入Cu~(2+)具有进一步改善其催化活性的作用。     

TiO_2-Al_2O_3负载型催化剂的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯和氢氧化钠为反应物,采用两步水热法制备TiO2纳米线,并将其原位负载于Al2O3载体上,研究它们对甲基橙的光催化降解性能。结果表明,锐钛矿相TiO2主要呈纳米线和八面体状负载在Al2O3载体上,当TiO2负载质量分数为30%,焙烧温度为400℃,催化剂用量为1.332 0 g/L时,TiO2-Al2O3负载型催化剂光催化降解甲基橙的性能最佳,光照5 h后,甲基橙在紫外和太阳光下的降解率分别达到58.9%和55.6%。相同实验条件下,TiO2-Al2O3负载型催化剂对甲基橙的降解率比单纯TiO2提高了35.1%。     

Al-Ni-Fe系铸态合金中的准晶相

系统研究了Al72.5Fe14.5Ni13和Al71Fe5Ni24铸态合金的相组成，发现其中分别存在D—Al72．6Fel4．6Nil2．8和D'—Al70．5Fe10Nil9．5两种十次准晶，它们各自与AlFe和AlNi二元十次准晶相关．实验结果与三元准晶相图的电子浓度特征吻合，说明三元准晶相图的电子浓度特征对确定三元准晶的理想成分和探索准晶新成分有一定的指导作用．     

Fe(Ⅲ)/rGO/Bi_2MoO_6复合光催化剂制备及光催化芬顿协同降解苯酚

光催化–芬顿技术耦合可高效降解有机污染物。本研究采用溶剂热法制备了Fe(Ⅲ)掺杂rGO/Bi_2Mo O_6复合催化剂(Fe(Ⅲ)/rGO/Bi_2Mo O_6),通过外加H_2O_2构建了光催化–芬顿协同体系,可见光照射3 h后对苯酚的降解率(82%)远高于单独光催化(18%)或芬顿反应(48%),进一步优化条件对苯酚可实现完全降解。这主要是通过Fe得失电子实现价态的转变,并以此作为桥梁实现光催化–芬顿的协同作用。同时石墨烯的优异导电性能不仅克服了光催化中光生电子空穴难以分离的问题,而且促进了Fe~(3+)/Fe~(2+)的循环反应,促使芬顿反应产生更多的羟基自由基(·OH),进一步提高了苯酚的降解效率。实验考察了Fe(Ⅲ)含量、催化剂投加量、H_2O_2含量以及p H等因素对协同降解效果的影响。淬灭实验证明·OH是协同降解体系中最主要的活性物种,·O_2~–和h~+对降解活性也会产生一定的影响,结合实验结果提出了Fe(Ⅲ)/rGO/Bi_2Mo O_6光催化–芬顿协同降解苯酚的机理。     

静电纺丝纳米纤维催化剂在环境治理中的应用进展

静电纺丝纳米纤维催化剂具有较高的催化活性且易回收再利用,已广泛地应用于环境治污,具有一定的应用前景。简述静电纺丝纳米纤维催化剂的制备方法,分析了纤维膜孔径大小、纤维立体结构等纤维形貌结构对纳米纤维催化剂催化性能的影响,详细论述了纳米纤维催化剂在光催化降解、电催化降解以及类Fenton反应催化降解等环境治污领域的应用研究进展。     

原位反应烧结Zr2Al4C5化合物增韧ZrB2-SiC复相陶瓷的制备工艺及力学性能

ZrB2-SiC复相陶瓷在超高温领域具有重要的应用前景,但韧性低限制了其应用.本工作通过原位反应烧结制备出Zr2 Al4 C5化合物增韧ZrB2-SiC复相陶瓷,研究了Zr/Al物质的量比和烧结工艺对复相陶瓷的烧结性能、显微结构和力学性能的影响.结果表明:随着Zr/Al物质的量比的减小,原位反应合成的Zr2 Al4 C5化合物逐渐增多;随着烧结温度的升高,Zr2 Al4 C5化合物逐渐反应合成;随着烧结压力的增加和保温时间的延长,复相陶瓷主要相成分为ZrB2、SiC和Zr2 Al4 C5,开气孔率呈现下降的趋势,断裂韧性呈现先增加后降低的趋势.采用Zr/Al物质的量比2:6、烧结温度1800℃、烧结压力20 MPa、保温时间3 min,通过SPS原位反应烧结制备的Zr2 Al4 C5化合物增韧ZrB2-SiC复相陶瓷,其断裂韧性可达(5.26±0.37)MPa·m1/2;韧化机理主要包括裂纹偏折、裂纹桥接、裂纹分叉以及层状Zr2Al4C5晶粒拔出等能量耗散机制.     

钛网表面Fe3O4/FeS2膜层制备及其类芬顿降解苯酚研究

为了拓宽类芬顿催化剂的pH适用范围、改善其有机污染物降解性能并解决其分离回收难的问题,本文采用易于大规模制备的电沉积法在钛网表面沉积了Fe3O4/FeS2固定化膜层.通过XRD、SEM及XPS等表征手段研究了所合成催化剂的相组成、形貌及表面元素价态.结果 显示,所合成的材料主要由Fe3 O4与FeS2物相组成,且膜层表面呈现由纳米片间相互交联形成的多孔网状结构.类芬顿降解苯酚性能表明,在0.20 mol/L硫源含量下所得膜层于pH 6.0、H2 O2含量6 mmol/L、苯酚初始质量浓度35 mg/L、反应温度30℃的条件下降解60 min,可将98％的苯酚去除.因而,Fe3O4/FeS2固定化膜层催化剂表现出优异的类芬顿催化活性.分析发现:材料较大的比表面积可增强传质,同时提供更多的活性位点参与苯酚降解;而催化剂表面键合的S22-可促进≡Fe3+/≡Fe2+以及Fe3 +/Fe2的氧化还原循环,同时,以硫酸根形式存在的硫物种可为类芬顿反应提供合适的酸性微环境,从而提高羟基自由基的产生速率及产生量,最终显著改善该催化剂在近中性条件下的催化活性.     

Fe(III)/rGO/Bi2MoO6复合光催化剂制备及光催化芬顿协同降解苯酚

光催化-芬顿技术耦合可高效降解有机污染物。本研究采用溶剂热法制备了Fe(III)掺杂rGO/Bi₂MoO₆复合催化剂(Fe(III)/rGO/Bi₂MoO₆), 通过外加H₂O₂构建了光催化-芬顿协同体系, 可见光照射3 h后对苯酚的降解率(82%)远高于单独光催化(18%)或芬顿反应(48%), 进一步优化条件对苯酚可实现完全降解。这主要是通过Fe得失电子实现价态的转变, 并以此作为桥梁实现光催化-芬顿的协同作用。同时石墨烯的优异导电性能不仅克服了光催化中光生电子空穴难以分离的问题, 而且促进了Fe³⁺/Fe²⁺的循环反应, 促使芬顿反应产生更多的羟基自由基(?OH), 进一步提高了苯酚的降解效率。实验考察了Fe(III)含量、催化剂投加量、H₂O₂含量以及pH等因素对协同降解效果的影响。淬灭实验证明?OH是协同降解体系中最主要的活性物种, ?O₂^-和h⁺对降解活性也会产生一定的影响, 结合实验结果提出了Fe(III)/rGO/Bi₂MoO₆光催化-芬顿协同降解苯酚的机理。