TiO_2/ZnO纳米光催化剂的制备及性能研究

通过二步法(阳极氧化法和水热法)得到结构规则、有序核-壳结构的TiO2/ZnO纳米复合材料,并利用SEM、UV-vis、TEM等方法对所制备的纳米复合材料进行了表征。以甲基橙为目标降解物,自然光为光源,研究了TiO2/ZnO纳米光催化剂的光催化活性。结果表明,TiO2/ZnO复合光催化剂能提高对太阳光的利用率,发现在降解液pH值为3、太阳光催化降解5 h时,催化剂的降解效果最好,降解率达90%。     

空心玻璃微珠/纳米TiO2复合材料的制备与表征

为了获得催化活性高、抗磨耗性能强的光催化复合材料,研究通过冷-碱腐蚀处理手段和高温黏附技术,制备空心玻璃微珠-纳米TiO₂光催复合材料. 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和UV-Vis等设备,对样品进行表征. 以汽车尾气为降解对象,采用搓揉试验机和自制的环境测试系统,分别测试复合材料的抗磨耗性能与光催化效能. 结果表明,纳米TiO₂能够较好地附着到空心玻璃微珠表面,空心玻璃微珠-纳米TiO₂光催化复合材料相对于纯纳米TiO₂具有更强的透光能力和光催化降解能力. 该复合材料对汽车尾气中的一氧化氮和二氧化氮均有显著的降解效果,氮氧化物的净化效果高于一氧化碳和二氧化硫,具有较好的抗磨耗能力.     

聚苯胺插层三氧化钼复合光催化剂的制备及性能

以苯胺柱撑的三氧化钼有机-无机杂化体为反应前躯体,在空气气氛下于120 ℃进行氧化聚合,制备了一种聚苯胺插层MoO₃ 复合材料。以罗丹明B(RhB)为目标降解物,以MoO₃ 复合材料为光催化剂,考察了其催化性能,并研究了光照时间、催化剂质量浓度和pH 与光催化降解效率的关系。结果表明,在pH 为1~4、催化剂的质量浓度为0.30~0.40g/L、光照时间2.0h的条件下,MoO₃/PANI复合材料对罗丹明B具有良好的光降解效果,降解率最高可达98.00%。     

纳米CuFe2O4活化过一硫酸盐降解诺氟沙星性能

为研究使用过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术去除水体中微量有机污染物的高效可行方法,通过柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备纳米CuFe_2O_4材料,以其为非均相催化剂,探究CuFe_2O_4/PMS体系对诺氟沙星(NFX)的降解性能.采用X射线衍射仪、电子透射显微镜、BET手段对材料进行表征,考察煅烧温度对纳米CuFe_2O_4结构及催化性能的影响,并试验纳米CuFe_2O_4的重复使用性和稳定性.探讨纳米CuFe_2O_4投加量、PMS浓度、溶液初始pH对CuFe_2O_4/PMS体系降解NFX性能的影响,并探究该体系的氧化活性物种及降解机理.结果表明:制备纳米CuFe_2O_4的最佳煅烧温度为400℃,该温度下纳米CuFe_2O_4晶型较好,比表面积较大,且表现出较高的催化活性;在纳米CuFe_2O_4/PMS体系中,控制NFX初始质量浓度为5 mg/L,最适宜的反应条件为:纳米CuFe_2O_4投加量为0.1 g/L、PMS浓度为0.5 mmol/L、初始溶液pH为9.5,该条件下反应30 min后NFX的去除率高达99%;纳米CuFe_2O_4能有效活化PMS生成·OH和SO_4~-·,SO_4~-·是实现NFX快速降解的主要活性物种.     

2,4-DCP的电化学降解及影响因素研究

目的研究2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的电化学氧化降解的效果.方法采用自制电化学反应器对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)模拟废水的电化学氧化处理进行了研究,考察外加电压、支持电解质浓度、初始pH值等影响因素对电解效果的影响,确定电化学氧化降解2,4-二氯酚的较佳条件.结果外加电压为5 V、电解质为Na2CO3,浓度为0.02 mol/L、pH值为3.1、极间距为15 mm、曝气强度0.15 m3/h,2,4-DCP去除率达80%以上;通过曝气加强传质能有效提高降解效率;酸性条件下有利于2,4-DCP的降解;当溶液中含有Cl-、CO32-离子时将有利于2,4-DCP的降解.结论电化学氧化法能够有效降解污水中的2,4-二氯苯酚,降解效果受pH值影响较大,加强曝气传质可有效提高降解效率,较低操作电压和支持电解质浓度,有助于降低处理成本.     

In2Se3纳米片改性的GO/WS2/Mg-ZnO复合材料光催化性能的研究

二维纳米材料由于其结构和性能的独特性受到广泛的关注，各类二维纳米材料合成方法和表面改性的研究也得到了快速发展，在光催化性能提升和能源环境领域等方面发挥着重要作用。本文通过在复合物GO/WS₂/Mg-ZnO(rGOWMZ)中添加直接带隙半导体In₂Se₃纳米片，合成rGOWMZ+In₂Se₃复合材料。并研究其光催化性能，发现性能得到了明显的改善，其中In₂Se₃纳米片质量分数为0.5%经过600℃热处理的复合物，在自然光照射下对罗丹明B的降解率为99.6%。本报道中In₂Se₃纳米片是通过液相超声剥离法制备的，大小为100 nm，厚度约为5层。并采用透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对复合材料进行了物相分析。发现rGOWMZ+In₂Se₃复合材料对有机颜料罗丹明B具有优异的光催化性能，此复合材料将在光催化领域中具有巨大的应用潜力。     

均相光催化氧化去除水中甲草胺的研究

均相光催化氧化去除水中甲草胺的研究采用UV/H₂O₂体系对水中的甲草胺进行光催化降解研究,讨论了初始pH值、进水温、过氧化氢投量和甲草胺的初始质量浓度等条件对光催化降解甲草胺效率的影响.结果表明,在各种试验条件下,UV/H₂O₂体系对甲草胺均有较高的去除率,且光解10 min就可将甲草胺的质量浓度降低99.3%,反应体系中羟基自由基的浓度是甲草胺去除的决定性因素;室温条件下,pH值为7.0,H₂O₂投量为70 mg/L为光催化降解甲草胺的最佳反应条件.     

低温等离子体-催化联合技术去除甲苯的实验研究

以挥发性有机污染物(volatile organic compounds,VOCs)代表物质甲苯为去除对象,采用低温等离子体-催化联合技术对其降解开展研究.比较了3种催化剂(TiO₂、BaTiO₃、TiO₂+BaTiO₃)等离子体反应器及无催化剂(空管)反应器对甲苯降解性能的异同;考察了BaTiO₃和TiO₂不同质量比下混合催化剂对甲苯的降解效果,确定了2种材料的最佳配比;对比了不同等离子体反应器的能耗;对生成的反应产物进行了测定分析.结果表明:有催化剂反应器对甲苯的降解性能均优于无催化剂反应器;不同类型催化剂反应器对甲苯的降解性能高低依次为:TiO₂+BaTiO₃—BaTiO₃—TiO₂;BaTiO₃和TiO₂质量比为2.375∶1的等离子体反应器对甲苯的去除效果最好,降解率最高达75.2%,且能耗相比其他催化剂最低,20 kV时功率为138.8 W.     

PLLA/n-HA复合材料降解中分子量变化

采用超生分散技术,以聚乳酸(PLLA)和纳米羟基磷灰石(HA)为原料,制备PLLA/n-HA复合材料.并分为四组复合材料的样品,研究PLLA/n-HA复合材料在生理盐水中的降解性能,以及降解过程中pH值变化.结果表明,随着HA含量的增加,复合材料在生理盐水中的降解速率减缓,pH值下降.     

Bi4MoO9/g-C3N4复合材料的合成及光催化性能研究

通过煅烧法合成g-C₃N₄纳米片并在其表面负载Bi₄MoO₉纳米粒子(NPs),制备了Bi₄MoO₉/g-C₃N₄(BMC)异质结光催化剂. 采用TEM、SEM、DRS、PL等方法对BMC样品进行表征. 以磺胺二甲基嘧啶(SMT)为目标降解物,考察BMC的光催化性能. 结果表明,BMC-50(Bi₄MoO₉质量分数为50.0%)的光催化活性最高. BMC-50投加量为0.5 g·L^-1时,SMT溶液在光照180 min后降解率可达94.0%,是单一Bi₄MoO₉降解能力的17.7倍. 复合材料中Bi₄MoO₉与g-C₃N₄间异质结构的构建降低了电子-空穴对的复合,提高了光催化性能.     

氧化石墨烯包覆磁性纳米粒子复合材料的制备及其对亚甲基蓝的模拟吸附

制备了一种氧化石墨烯包覆磁性纳米粒子复合材料,并运用X射线衍射、扫描/透射电镜、傅里叶红外光谱、振动样品磁强计对该复合材料进行了表征。研究结果表明,该复合材料具有Fe₃O₄核、氧化石墨烯壳的核壳结构,复合材料中皱纹丝状的氧化石墨烯紧密和磁性纳米粒子相连,Fe₃O₄成单晶状。该复合材料的制备首先在球形的Fe₃O₄纳米粒子表面包覆SiO₂涂层,再在涂层表面赋予-NH₂基,最后和氧化石墨烯反应,最终得到具有核壳结构的复合材料。对复合材料的吸附性能进行了初步模拟测试,以亚甲基蓝为吸附质,对溶液pH值、吸附剂量对吸附量的影响以及吸附等温线进行了研究,结果表明该复合材料能够在吸附后在外加磁场下快速分离,是一种优异的吸附剂。     

TiO2/Fe2O3纳米复合材料的制备及光催化性能

分别以Fe(NO₃)₃·9H₂O和钛酸四丁酯为铁源和钛源,以HF、HAc、NH₄F、NH₃·H₂O、H₂O₂为形貌控制剂,通过沉淀分离法联合溶胶-凝胶法制备了不同形貌的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料。用X-射线粉末衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对TiO₂/Fe₂O₃样品的结构和形貌进行了分析,并探究了所合成的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料在紫外光照射条件下对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,当以NH₃·H₂O为形貌控制剂时,制备的NH₃·H₂O-TiO₂/Fe₂     

磁改性海泡石催化过二硫酸盐降解双酚A

为有效去除水中内分泌干扰物,采用共沉淀法合成海泡石负载纳米Fe_3O_4催化剂,催化过二硫酸盐去除水中双酚A(BPA).通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氮气吸脱附仪等对催化剂进行表征,考察不同温度和溶液pH对催化剂吸附性能的影响,研究催化剂和过硫酸盐投量对BPA去除效果的影响.结果表明,高比表面积的催化剂可对BPA有效吸附,平衡吸附量随着温度升高而降低,室温下可达11.6 mg/g.当催化剂投量为2 g/L、过硫酸钾(PDS)投量为4 000 mg/L、溶液pH为5时,体系可在20 min内完全降解30 mg/L的BPA.催化剂可通过外加磁场进行回收,且重复使用5次之后,60 min降解率仅下降了2.7%.机理推断认为体系内BPA的降解过程由吸附-氧化耦合反应实现,被吸附的BPA分子可在催化剂表面被生成的自由基原位降解.本研究首次将磁改性海泡石作为催化过硫酸盐的高级氧化体系催化剂使用,并认为吸附-氧化耦合式的降解途径可以有效提高自由基利用率,为去除水中痕量有机污染物的催化氧化体系设计提供了新的思路和方向.     

TiO2/改性膨润土复合光催化材料制备及降解性能研究

利用TiCl4明胶溶液和有机膨润土制备复合光催化材料,以高压汞灯为光源,光催化降解活性艳红X-3B模拟染料废水.通过改变催化剂投加量、pH值、温度、光源等条件试验,研究了TiO2/有机膨润土复合材料的光催化降解性能.结果表明,投配比为Ti/有机膨润土=6∶5的复合材料其降解效果要比单独的TiO2和有机膨润土好,且具备重复使用的功效,大大提高了材料的利用率,说明利用该复合光催化材料降解活性艳红X-3B染料废水是一种较为可行的方法.     

电催化氧化甲胺磷农药废水实验

以活性炭-纳米二氧化钛为电催化剂,对甲胺磷溶液的电催化氧化降解规律进行了研究.考察了催化剂量、槽电压、pH值、反应时间等因素对处理效果的影响.实验结果表明,该工艺能有效的去除废水中的有机物,纳米二氧化钛催化剂的催化效果显著,去除机制主要是电致H2O2、*OH对有机物的氧化、降解.通过ESR检测了电催化系统处理废水过程中产生的羟基自由基.     

复合光催化材料对食品色素废水的降解研究

以自制纳米TiO2为主体,以高铝酸盐为载体制备复合光催化材料,以甲基橙色素溶液为试验底物,优化材料的组成比例、光照条件、污染物初始浓度、溶液pH值等条件,在最优条件下考察对常用食品色素胭脂红、日落黄、柠檬黄的降解效果.结果表明:高铝酸盐与纳米TiO2按8∶2成膜制备的复合材料光催化降解甲基橙效果最好;初始浓度越低,光催化效果越好;吸附作用促进了光催化降解,光催化120 min时甲基橙的最大吸收波长464 nm处吸收峰消失,在270 nm处的特征峰也消失,这表明甲基橙已发生完全降解;溶液pH为6⁸时降解效率较高;胭脂红、日落黄、柠檬黄在120 min时的降解效率分别达到88.1%、95.6%、97.1%,光催化处理食品色素废水的效果显著.     

UV/NaClO高级氧化法降解再生水中磺胺甲恶唑

为了提高再生水水质,采用UV/NaClO高级氧化法降解水中的磺胺甲恶唑（SMX）,对比各种降解方法对SMX的去除效果,研究影响UV/NaClO降解SMX的因素,考察消毒副产物三氯甲烷（CHCl₃）的产生情况,研究SMX在实际再生水中的去除效果. 研究表明,UV/NaClO降解SMX的速率常数是单独UV、单独NaClO、UV/H₂O₂ 3种处理方法的3.9、60、2.5倍,降解的最佳pH为3~8;NaClO投量会影响去除效果,在SMX初始浓度为1 μmol/L,pH为7.4的条件下,最佳投量为0.1 mmol/L;污水厂二级出水和水环境中普遍存在的腐殖酸会与SMX竞争活性自由基和光子,降低了SMX去除率;与单独NaClO处理相比,利用UV/NaClO工艺能够明显减少水中三氯甲烷的产生;SMX在实验室超滤机过滤后的自来水中的降解速率是在实际再生水中的6.8倍.     

二氧化钛催化超声降解玫瑰红

二氧化钛(TiO2)具有稳定的化学性质,强还原性,无毒害,难溶于水,因此被广泛应用于催化氧化降解中.超声波降解技术较光降解技术优越在于:对非透明物质有强穿透力,不受介质的条件约束.实验通过水解法以四氯化钛(TiCl4)为钛源制备纳米TiO2粉末,以纳米TiO2粉末为催化剂,研究了各种因素对超声波降解玫瑰红的影响.影响降解效果的主要因素有:催化剂的加入量、降解液的pH值、降解液的初始浓度等.实验结果表明:催化剂用量为0.5 g/L,超声波频率25 kHz,输出功率600 W,pH为8.5,初始浓度为20 mg/L,温度保持在20℃时,纳米TiO2粉末超声催化降解玫瑰红效果显著.     

电催化氧化甲胺磷农药废水实验

以活性炭-纳米二氧化钛为电催化剂,对甲胺磷溶液的电催化氧化降解规律进行了研究.考察了催化剂量、槽电压、pH值、反应时间等因素对处理效果的影响.实验结果表明,该工艺能有效的去除废水中的有机物,纳米二氧化钛催化剂的催化效果显著,去除机制主要是电致H2O2、.OH对有机物的氧化、降解.通过ESR检测了电催化系统处理废水过程中产生的羟基自由基.     

2,4-二-(5-甲氧基-2-噻唑基)吡啶的合成及其对Ag~+和pH值的荧光响应

以2,4-吡啶二甲酸为原料合成了2,4-二-(5-甲氧基-2-噻唑基)吡啶,并用红外光谱、核磁共振和质谱对其结构进行了表征.光谱研究表明,该化合物可作为Ag+和pH值(基于其在pH=1⁶的范围内的双发射响应行为)的比率荧光探针.