介孔结构K8SiMo11O39·2H2O/TiO2的合成及光催化性能研究

采用浸渍法制备K8SiMo11O39·2H2O/TiO2复合材料。用IR、XRD、TG-DTA等方法进行了表征。用N2吸附-脱附等温线考察了催化剂的比表面、孔径,表明产物为介孔材料。以标题化合物作为光催化剂催化降解甲基橙,探讨催化剂用量、甲基橙的初始浓度、过氧化氢的用量等条件对甲基橙脱色率的影响,结果表明:催化剂加入量为80 mg·L-1、甲基橙的初始浓度为10 mg·L-1,H2O2的用量为10 mL·L-1时,脱色率达到92%。     

Ag@AgBr光催化剂的制备及其可见光催化降解亚甲基蓝反应性能

采用沉积-沉淀及光还原法制备了Ag@AgBr等离子体光催化剂,利用X射线衍射、扫描电镜和紫外-可见漫反射光谱对其进行了表征,并考察了该等离子体光催化剂在可见光(λ420nm)下的催化性能,探讨了催化剂用量、pH值、亚甲基蓝初始浓度、H2O2添加量、循环使用及捕获剂对Ag@AgBr催化性能的影响.结果表明,当亚甲基蓝的初始浓度为10mg/L,催化剂用量为1g/L,pH=9.8时,光照12min后,亚甲基蓝的降解率高达96%,且样品经5次循环使用后活性基本保持不变;而少量H2O2的添加对光催化活性影响不大,过量的H2O2会降低光催化活性;乙二胺四乙酸捕获空穴后比异丙醇捕获·OH后的光催化活性降得更低.同时,对Ag@AgBr等离子体光催化剂可见光降解亚甲基蓝的催化机理进行了分析.     

CuW_(11)Cd/PANI掺杂材料的制备、表征及光催化性能

采用化学氧化法制得K_8[CuW_(11)CdO_(40)]/PANI掺杂材料,并用IR、UV、XRD、EDS、SEM对所合成的掺杂材料进行了表征。并利用所合成K_8[CuW_(11)CdO_(40)]/PANI掺杂材料为催化剂,研究了对亚甲基蓝溶液光降解催化活性。通过实验确定了光降解的最佳条件为:亚甲基蓝溶液初始pH为2,亚甲基蓝溶液初始浓度为10mg·L~(-1),催化剂用量为0.08 g,在光照100 min,亚甲基蓝溶液的脱色率为98.11%。因此,K_8[CuW_(11)CdO_(40)]/PANI掺杂材料是一种很好的光降解催化剂。     

SnO_2@PW_(12)的制备及对废水中亚甲基蓝的降解

采用简单浸渍法制备了SnO2@PW12催化材料,通过XRD和TEM对其结构进行了表征,研究了该催化材料对有机染料亚甲基蓝降解的催化活性。讨论了催化剂投加量、亚甲基蓝溶液的初始浓度、酸度等对催化降解效果的影响。结果表明,当溶液酸度为pH=4,催化剂用量为50mg/L,浓度为5mg/L亚甲基蓝溶液在30W的紫外灯下照射40min脱色率可达89.72%。SnO2@PW12光催化降解亚甲基蓝为一级动力学反应。     

Cu_3B_2O_6/CuB_2O_4单晶的制备及其可见光催化降解亚甲基蓝

以醋酸铜/硝酸铜和硼酸为原料,柠檬酸作发泡剂,采用溶胶-凝胶法制得了高纯度的单晶结构硼酸铜(Cu3B2O6/CuB2O4).利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、热重-差热分析(TGDTA)等对样品进行了表征,并考察了Cu3B2O6/CuB2O4在可见光(400 nmλ1100 nm)下对亚甲基蓝(MB)溶液的催化降解性能.结果表明,两种结构的硼酸铜都具有良好的光催化性能.当亚甲基蓝的初始浓度为50 mg·L-1,催化剂用量为1 g·L-1,光照6 h后,CuB2O4对亚甲基蓝的光催化降解率为63.36%,Cu3B2O6对亚甲基蓝的光催化降解率为99.52%.紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)结果表明,Cu3B2O6的中间能态宽度为1.78 eV,小于CuB2O4的中间能态宽度(1.95 eV),且Cu3B2O6的禁带宽度较窄(Eg=2.34 eV),不仅可以发生价带顶与中间能态的电子跃迁,同时可以发生禁带间的电子跃迁,所以Cu3B2O6比CuB2O4具有更高的可见光催化性能.     

磁性光催化剂BiVO_4/Fe_3O_4降解亚甲基蓝的研究

本文用超声法将磁基体Fe3O4与BiVO4复合,制备了易于固液分离的磁性可见光催化剂BiVO4/Fe3O4,采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段对样品的结构和形貌进行表征。以亚甲基蓝为降解对象,考察了BiVO4/Fe3O4的可见光催化活性,并研究了光催化体系中光催化剂用量、亚甲基蓝初始浓度、溶液的pH值、电子受体的存在对光催化过程的影响。结果表明,催化剂的最佳用量为2.0g/L,亚甲基蓝最佳初始浓度为10mg/L,溶液的最佳pH值为11,加入电子受体K2S2O8时,亚甲基蓝几乎完全降解。催化剂回收后连续使用3次,降解率仍然大于80%。     

Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3的制备及光催化性能研究

以Bi(NO3)3·5H2O、Na OH、Ti(OC4H9)4为原料,采用水热法制备Bi0.5Na0.5Ti O3纳米光催化剂。用XRD、TEM表征了Bi0.5Na0.5Ti O3光催化剂的结构和形貌。以亚甲基蓝为模型污染物,考察了不同浓度的Na OH对Bi0.5Na0.5Ti O3晶体在紫外光和可见光照射下光催化活性的影响。通过荧光技术研究了Bi0.5Na0.5Ti O3光催化剂表面羟基自由基的生成,探究了清除剂对光催化降解污染物活性的影响。结果表明:Na OH的浓度对Bi0.5Na0.5Ti O3光催化剂的紫外光和可见光活性有很大的影响,当Na OH浓度为8mol·L-1时制备的Bi0.5Na0.5Ti O3晶体光催化活性最高,光照1h,亚甲基蓝的紫外及可见光催化降解率分别达到69.8%、53.4%,在光催化降解过程中·O2ˉ和·OH起主要作用,尤其是·O2-起了重要作用。     

钙钛矿型LaFexCu（1-x）O3固相芬顿催化剂制备及其降解亚甲基蓝性能研究

采用共沉淀法制备系列钙钛矿型催化剂LaFexCu(1-x)O3(x=0.2,0.4,0.6,0.8),通过XRD、FT-IR、SEM、BET和XPS进行表征。以亚甲基蓝(Methylene Blue, MB)为模型污染物,将LaFexCu(1-x)O3的催化性能与LaFeO3和LaCuO3进行比较,确定最佳掺杂比例。考察不同因素对催化反应的影响,确定最佳反应条件,并研究催化反应机理和催化剂的稳定性。结果表明：LaFexCu(1-x)O3呈钙钛矿晶型结构,颗粒空间分布松散,孔道丰富,比表面积和平均孔径较大,从而有利于亚甲基蓝的吸附降解。当x=0.6时,LaFe0.6Cu0.4O3具有最高的比表面积,同时催化活性最高。最佳条件：亚甲基蓝初始浓度为1000 mg·L-1,温度55 ℃、初始pH为4、双氧水投加量2.5 mL·L-1、LaFe0.6Cu0.4O3投加量60 mg·L-1。在最佳条件下,亚甲基蓝在20分钟内催化降解完全脱色,50分钟内COD去除率和TOC去除率分别达到94.2%和84.3%。ESR测试表明亚甲基蓝降解是在羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·HO2)共同作用下完成的。10次循环后脱色率、COD去除率和TOC去除率仍能分别达到90.2%、84.2%和80.2%,证实LaFe0.6Cu0.4O3是一种高效稳定的非均相催化剂。     

H_2O_2强化g-C_3N_4可见光电催化降解亚甲基蓝的研究

通过高温液相生长法在氧化铟锡玻璃上构筑了g-C_3N_4薄膜电极,该电极作为阳极在H_2O_2辅助作用下光电催化降解亚甲基蓝.研究结果表明,g-C_3N_4与H_2O_2在可见光下存在协同作用;在外加电压1.5 V,50 mmol L-1H_2O_2条件下,亚甲基蓝的降解率在2 h内由35.92%提高至53.43%.系统研究了H_2O_2浓度、外加电压、初始p H对亚甲基蓝降解的影响.采用电子顺磁共振自旋捕捉技术和自由基猝灭实验等方法证实了·O2-和·OH为光电催化过程中的主要氧化物种,提出了可能的催化反应机理,在外加H_2O_2条件下,g-C_3N_4受可见光激发生成的光生电子被O2或H_2O_2捕获,最终生成·OH,从而将有机染料降解.g-C_3N_4薄膜电极表现出较高的稳定性.     

新型杂多酸盐光催化降解亚甲基蓝染料废水

以水热自组装法合成的新型杂多酸盐[PMo₈V₆O₄₂][Co(Phen)₂][Him]₂·2H₃O·3H₂O(1),通过红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见光谱、光电子能谱和X粉末衍射等技术手段进行表征。 以此物质为催化剂光催化降解亚甲基蓝染料废水。 分别讨论催化剂投加量、亚甲基蓝废水初始浓度、废水溶液酸度(pH)对亚甲基蓝降解率的影响。 实验结果表明:催化剂投加量为50 mg/L、亚甲基蓝初始浓度为4 mg/L、模拟废水溶液的初始pH=1、降解时间220 min时,废水降解率可达到99.2%。 光催化动力学分析显示,以合成杂多酸盐为催化剂光催化降解亚甲基蓝废水降解过程满足一级动力学方程,该一级方程反应速率常数为0.0144 min^-1,拟合常数为0.9918。 另外,此催化剂还表现出较好的重复使用性能,连续使用5 次后降解率仍为92.4%。     

CdS/ZnO复合光催化剂降解亚甲基蓝的研究

利用水热法合成具有层级片状结构的ZnO纳米片,再利用原位生长法得到不同CdS复合比的CdS/ZnO复合光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等手段对所制备的光催化剂进行了表征,并考察了CdS/ZnO在可见光下光催化降解亚甲基蓝溶液的催化性能。研究表明,经CdS修饰后,其光催化性能明显提高。当亚甲基蓝初始浓度为5mg·L~(-1),催化剂用量为2g·L~(-1)时,光反应240min后,亚甲基蓝的降解率高达96%。同时,对CdS/ZnO复合光催化剂可见光降解亚甲基蓝的催化机理进行了分析。     

K_8[Cd(H_2O)NiW_(11)O_(39)]/PANI掺杂材料的制备、表征及光催化性能

采用化学氧化法将Keggin结构K8[CdNi(H2O)W11O39]掺杂到聚苯胺中制得K8[CdNi(H2O)W11O39]/PANI掺杂材料,并用UV,IR,XRD,SEM和EDM等测试方法对掺杂材料进行表征.并研究了所合成掺杂材料催化剂为对亚甲基蓝溶液光降解催化活性.通过控制不同的影响条件,寻找光降解的最适条件,实验结果表明:掺杂材料具有很高的催化活性,最适条件下,110min内对亚甲基蓝溶液的脱色率达到99%以上,因此,[CdNi(H2O)W11O39]/PANI掺杂材料是一种很好的光降解催化剂.     

双水杨醛缩二乙烯三胺Cu(Ⅱ)配合物的合成及催化染料降解性能

合成了双水杨醛缩二乙烯三胺席夫碱(H2L)及其Cu2+配合物(CuL·H2O),并对其进行了表征.利用分光光度法考查了CuL·H2O催化降解甲基橙和酸性蓝9的性能,利用HPLC法测定了降解产物.CuL·H2O能催化甲基橙降解,但效果较差,催化降解产物为顺式丁烯二酸.该配合物能催化酸性蓝9降解,37℃条件下降解脱色率达到90%以上,其降解动力学符合酶促反应特征,具有明显的延滞期、线性期和缓慢期.测得米氏常数Km=2.006×10-5mol/L,降解产物为顺式丁烯二酸.推测了CuL·H2O作为仿酶催化剂的催化机理和酸性蓝9的降解机制.说明CuL·H2O具有优良的仿酶特性和底物选择性.     

XMgO·YMg(OH)_2吸附剂除氟机理及其净化水的水质研究

研究了XMg O·YMg(OH)2对水中氟离子的吸附性能,考察了吸附时间、吸附剂用量、含氟水p H值、温度、含氟水初始浓度等因素对吸附的影响。实验结果表明,在较宽的p H(3.4~8.4)值和水温(22~51℃)范围内,XMg O·YMg(OH)2对水中氟离子具有极强的吸附能力,室温下0.4g XMg O·YMg(OH)2可将100m L浓度为30mg F-1·L-1含氟水处理为符合含氟标准的饮用水。氟离子在XMg O·YMg(OH)2上的吸附速率较大,30min内基本达到吸附平衡,吸附平衡符合Langmuir方程,在50min内达到饱和吸附,室温下饱和吸附量为13.46mg·g-1。净化水呈微碱性,含有5.68~15.07mg·L-1Mg2+,有益于人体健康。吸附饱和后的XMg O·YMg(OH)2经焙烧再生,除氟率可达81%。     

花生壳纤维素的制备及其对水中亚甲基蓝吸附的研究

本文以废花生壳为原料制备了花生壳纤维素并将其用于去除水中亚甲基蓝染料。系统考察了溶液的p H值,亚甲基蓝的初始浓度,吸附时间,吸附温度以及溶液离子强度对亚甲基蓝吸附性能的影响。结果表明:pH=9时,花生壳纤维素对亚甲基蓝的吸附效果最佳,饱和吸附容量q_m为156.2 mg·g~(-1);吸附热力学研究表明,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。吸附过程焓变ΔH为-44.74 k J·mol~(-1),ΔS为-137.9 J·mol~(-1)·K~(-1),ΔG0,表明花生壳纤维素对亚甲基蓝的吸附过程是自发的放热过程;吸附过程可在20 min内达到平衡,符合准二级动力学模型;其吸附过程的活化能Ea=82.6 k J·mol~(-1)。吸附容量随着溶液离子强度的增大而减小,说明其吸附是以静电作用为主的吸附过程。10次循环使用后花生壳纤维素对亚甲基蓝的吸附效率仍能保持88%以上,表明该材料可以多次循环使用。     

羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO_2复合体Fenton催化降解亚甲基蓝

制备了一系列羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO2复合材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、比表面积(SBET)及扫描电子显微镜(SEM)研究其结构特征。结果显示:钙基蒙脱土的层间距为1.47 nm,经过柱撑之后,羟基铁撑蒙脱土的层间距增大到1.51 nm,羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO2复合体为1.55 nm左右,并且比表面积较原土也有明显的增大。以亚甲基蓝为目标污染物,研究了其作为异相催化剂的催化性能,考察了溶液H2O2加入量、δ-MnO2含量及p H值等对亚甲基蓝降解性能的影响。结果表明,在实验条件下,催化剂的催化活性随H2O2浓度的增加而升高,当nFe/nMn=0.241时,催化活性最好,且有较大的p H适用范围。亚甲基蓝的异相催化降解过程符合准一级动力学方程。催化剂循环使用3次,仍然具有良好的活性。     

稀土杂多酸改性TiO2/分子筛纳米光催化剂的制备及性能

采用Sol-Gel法制备了以Y-分子筛为载体,La和H3PW12O40(PW12)改性的TiO2纳米光催化剂(ZLP-TiO2),通过BET,XRD,XPS,EDX,HRTEM,UV-Vis和Ramn光谱对其结构进行表征,催化剂具有Langmuir Ⅳ吸附-脱附等温线,平均孔径为3.859 nm,分布在3～8 nm之间,比表面积102.4 m2·g-1.经700℃焙烧后催化剂保持完整的锐钛矿相,La3+和PW12的改性提高了TiO2的晶相转变温度.EDX和XPS表明,催化剂由Ti,O,La,P,W,Si,Al组成.用亚甲基蓝(MB)溶液的降解评价其光活性.在1 mol TiO2中,当La3+和PW12的掺杂量分别为0.005和0.001 mol时催化剂的活性较高.当催化剂经600 ℃焙烧3 h,用量为0.2 g时,在125 W Hg灯照射120 min后,50 ml的MB(40 mg·L-1)脱色率可达98%.随着pH值的增大,MB在催化剂表面的吸附也增大.催化剂重复利用4次后,脱色率仍达95%.     

K_7[Cu(H_2O)W_(11)AlO_(39)]/PANI/V_2O_5复合材料制备、表征及光催化

本文采用直接合成法合成了K_7[Cu(H_2O)W_(11)AlO_(39)]/PANI/V_2O_5,又采用化学氧化法制得了PANI/V_2O_5,然后通过静电自组装法制得新的复合材料K_7[Cu(H_2O)W_(11)AlO_(39)]/PANI/V_2O_5/PANI/V_2O_5。并采用XRD、氮气吸附、FT-IR、SEM、UV、XPS手段进行表征。实验结果表明:K_7[Cu(H_2O)W_(11)AlO_(39)]/PANI/V_2O_5已与PANI/V_2O_5复合,并且保持杂多酸原有Keggin结构。以K_7[Cu(H_2O)W_(11)AlO_(39)]/PANI/V_2O_5/PANI/V_2O_5为催化剂降解亚甲基蓝,考察其光催化活性。确定最佳反应条件:亚甲基蓝溶液初始浓度为12 mg/L、pH=2、催化剂K_7[Cu(H_2O)W_(11)AlO_(39)]/PANI/V_2O_5/PANI/V_2O_5的用量为0.02g。在最佳条件下,亚甲基蓝的脱色率最高可达92.9%。     

铁锌柱撑膨润土催化剂的制备及其对甲基橙废水的光催化降解性能

采用微波辐照促进的溶胶浸渍法制备了铁锌柱撑膨润土催化剂;用制备的催化剂对甲基橙溶液在可见光照射下进行降解,探讨了铁负载量、H2O2质量浓度、溶液初始pH、反应时间和催化剂投加量对甲基橙降解率的影响,并考察了催化剂的重复利用性能.结果表明,在pH为3、H2O2质量浓度100mg/L、催化剂投加量1.5g/L、反应时间为2h条件下,甲基橙降解率可达97%.     

基于MCM-41模板制备β-MnO_2纳米纤维及其催化降解亚甲基蓝染料

以介孔氧化硅材料MCM-41为模板,硝酸锰为锰源,通过浸渍、450℃焙烧4 h得到Mn-MCM-41,用NaOH溶液溶解除去氧化硅模板得到锰氧化物,采用XRD,HRTEM和N2吸附-脱附等测试技术对产物进行了表征.结果表明,所得产物是纯相的β-MnO2纳米纤维,直径小于3 nm.纳米纤维之间有序排列组成类似MCM-41模板的介孔结构,其比表面积达到136.5 m2/g.将所制备的β-MnO2纳米纤维用于催化过氧化氢氧化分解质量浓度为60 mg/L的亚甲基蓝(MB)模拟染料废水,经100 min反应后,亚甲基蓝水溶液脱色率达到97.59%.所制备的催化剂对降解处理高浓度亚甲基蓝溶液,具有降解脱色率高和反应速度快等优点.