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相似文献
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1.
采用水热法合成了尖晶石型NiFe2O4,并利用X射线粉末衍射仪对其物相进行了表征,利用紫外-可见分光光度计对其光催化降解刚果红的性能进行了研究。以刚果红为光催化降解底物,探究了刚果红初始浓度、催化剂用量、溶液pH、不同光源等因素对NiFe2O4光催化降解刚果红活性的影响。结果表明,当刚果红溶液浓度为20 mg/L、催化剂NiFe2O4的用量为0.065 g、pH 2~10、在太阳光下照射480 min时,刚果红的降解率高达99%以上,催化剂性能稳定,适合处理刚果红类有机污染物。  相似文献   

2.
利用半导体光催化技术将太阳能转化为化学能或直接降解和矿化有机污染物,是解决能源短缺和环境污染等问题的有效途径。聚合物类石墨相氮化碳(g-C3N4)具有类似石墨烯的结构,由于其优异的化学稳定性和独特的电子能带结构,可作为太阳能转化、环境污染物降解的催化剂而得到了广泛关注。g-C3N4制备原料便宜易得、制备方法简单,可作为廉价、稳定、不含金属的可见光光催化剂应用于光催化降解污染物、水分解制氢制氧及有机合成领域。然而光生电荷易复合,使得g-C3N4的催化活性还不能满足大规模应用的需求。本文针对g-C3N4光催化活性的提高,综述了国内外在g-C3N4复合改性方面的重要研究进展,如金属/非金属掺杂、半导体复合、表面金属沉积等,并讨论了复合物的催化机理。  相似文献   

3.
研制了一种石墨相氮化碳/三聚氯氰(g-C3N4/C3Cl3N3)复合型光催化剂。 由于该催化剂在g-C3N4的基础上有效拓展了π共轭体系,同时引入氯原子,使带隙位置上移,改善了光生电荷的还原能力,在可见光照射下,能有效降解有机污染物。 实验结果表明,20 min内对RR染料废水的降解率达94.7%,重复使用5次后,降解率仍达94%。 通过在降解体系中加入氧化性活性物种捕获剂的方法,研究了g-C3N4/C3Cl3N3吸收可见光降解有机污染物的机理。  相似文献   

4.
介绍了新型复合电极的制备方法、其双功能特性以及在提高水中有机污染物(如苯胺)降解速度所起的作用,并对其作用机制进行了讨论.实验结果表明,由空气电极和TiO2光催化剂组成的复合电极,当其工作电位控制在0.05V(vs.SCE)左右时,既具有良好的光电效应,又具有以较高效率合成H2O2的特性,使溶液中的有机分子获得来自光催化氧化与光化学氧化两方面的联合降解作用,从而显著地提高了有机分子的氧化降解速度.  相似文献   

5.
二氧化钛包裹碘单质(I2/TiO2)制备及其光催化降解苯酚   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用水热法,以Ti(SO4)2为钛源,KIO3为掺碘剂制备了具有高可见光活性,高稳定性的二氧化钛包裹碘单质(I2/TiO2)光催化剂.利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线晶体粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(DRS)等表征手段对样品进行表征.结果表明,I2/TiO2中除含有锐钛矿相二氧化钛外、还含有碘单质和碘酸;I2/TiO2粒径大小为45 nm左右;在波长384 nm至700 nm范围内,该催化剂有强烈的吸收.探讨了该催化剂的形成过程和可见光催化机理.以苯酚降解反应为探针,测定了I2/TiO2光催化活性.结果显示:在全谱光源照射下I2/TiO2活性略高于P25,在可见光范围内其活性是P25的3倍多.确定了降解苯酚的最佳条件:全谱光源照射,投加量为0.5 g/L,苯酚浓度大于10 mg/L,溶液pH为3.2.I2/TiO2重复使用4次后,催化活性没有明显下降.  相似文献   

6.
以双氰胺、醋酸锌、钼酸铵、醋酸镉和硫化钠为原料,采用水热法合成了一系列Zn-Mo共掺杂CdS(Zn-Mo-CdS),并与g-C3N4组成异质结催化剂(Zn-Mo-CdS/g-C3N4)。采用X射线衍射光谱(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、电化学阻抗谱(EIS)、X光电子能谱(XPS)等分析手段对制备的催化剂进行了表征。结果表明, Zn-Mo-CdS与g-C3N4之间紧密结合并形成异质结,促进界面电荷迁移,抑制光生电子-空穴对的复合。以可见光下降解染料罗丹明B (RhB)为探针反应考察了催化剂性能。结果表明, Zn-Mo-CdS/g-C3N4异质结催化剂的光催化性能与单纯g-C3N4、Zn-Mo-CdS及双金属硫化物/g-C3N4异质结催化剂相比均有大幅度提高,质量比m(Zn-Mo-CdS)/m(g-C3N4) = 4 : 1时制备的异质结催化剂表现出最大的降解速率常数,是单纯g-C3N4和Zn-Mo-CdS的30倍和10倍。不仅Zn-Mo-CdS,其他三元金属复合硫化物如Mo-Ni-CdS和Ni-Sn-CdS与g-C3N4之间也能有效构筑异质结,促进电子-空穴对的分离和催化性能提升。  相似文献   

7.
采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Li+掺杂纳米TiO2光催化剂,并用XRD和TEM等技术进行了表征;用pH值漂移法测量了催化剂的零电位pH值(pHpzc).结果表明,500℃煅烧制得的催化剂均为锐钛矿相;Li+的掺杂抑制了TiO2粒子的生长,提高了催化剂的分散性;催化剂的零电位pH值为6.6—8.1,其值取决于Li+的浓度和掺杂方式.分别以紫外光和太阳光为光源,孔雀石绿和甲基橙为降解物评价了催化剂的光催化活性;并用气相色谱测试了污染物降解产生的CO2的含量.结果显示,对孔雀石绿的降解,浸渍法和溶胶-凝胶法掺Li+都能有效提高TiO2的光催化活性,但浸渍法比溶胶-凝胶法效果更好,催化活性最高的为浸渍法制备的5%(摩尔分数)Li+掺杂TiO2,其在紫外光和太阳光下的光催化活性分别比纯TiO2提高了6—8倍和9—10倍;对甲基橙的降解,除溶胶-凝胶法制备的3%(摩尔分数)Li+掺杂TiO2能稍提高光催化活性外,其它Li+的掺杂都不同程度降低了TiO2的光催化活性;随污染物降解率的增加,最终降解产物CO2的含量增加.实验结果表明,Li+掺杂改变了催化剂表面的电荷状态从而改变了催化剂的零电位pH值是造成催化剂降解不同污染物具有不同催化活性的主要原因.  相似文献   

8.
利用超声-水热法、使用油酸钠辅助合成钨酸铋(Bi2WO6)量子点/纳米片修饰的石墨相氮化碳(g-C3N4)(Bi2WO6/g-C3N4)复合光催化剂。 通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、N2吸附-脱附等技术手段获得Bi2WO6/g-C3N4催化剂的组成、结构和光吸收性能,分析合成机理。 以罗丹明B(RhB)水溶液为模拟污染物,考察Bi2WO6/g-C3N4复合催化剂的可见光催化活性。 结果表明:g-C3N4和Bi2WO6的质量比为3:7的Bi2WO6/g-C3N4-30具有最有效的异质界面,电化学阻抗和光电流测试结果显示该催化剂的光生载流子传输速率快、复合率低,可见光照射120 min对RhB的降解率达到95.8%;通过活性物质捕捉实验获知光生空穴是光催化反应中的主要活性物质,分析异质界面对光催化活性的影响,进而提出光催化反应机理。  相似文献   

9.
为优化石墨相氮化碳(g-C3N4)光催化剂的结构,改善其对污染物的降解性能,本文以三聚氰胺为前驱体,通过高温煅烧和热氧化剥离制备了二维石墨相氮化碳(2D-C3N4),并用光还原法一步合成纳米银/二维石墨相氮化碳/还原氧化石墨烯(Ag/2D-C3N4/rGO)复合光催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)、氮气吸附脱附等温曲线(BET)等对材料进行表征。 以头孢曲松钠为目标污染物,探究pH值、催化剂用量、头孢曲松钠初始浓度等因素对催化剂的吸附、降解性能的影响,并探究降解反应机理。 当pH=6.0,催化剂用量为0.3 g/L,头孢曲松钠初始浓度为10.0 mg/L时,复合材料对头孢曲松钠的降解率可达到89.1%。 催化剂的稳定性较强,具有实际应用价值,可用于处理含头孢类抗生素的废水。  相似文献   

10.
以钼酸钠、联咪唑、盐酸胍及过量的磷酸在pH值34的水溶液中,自组装形成1个由联咪唑和胍修饰的Strandberg型钼磷酸盐化合物1{H4(H2biim)5(C(NH2)3)4}[H2P2Mo5O23]2·8H2O(H2biim=2,2'-联咪唑)。 通过X射线单晶衍射、红外光谱(FT-IR)、热重-差热 (TG-DTA)、粉末衍射(XRD)等技术手段对化合物1进行表征,确定其具有稳定的有机-无机杂化的3D结构。 将化合物1用作有机化学中酮羰基保护反应的催化剂,以环己酮缩乙二醇合成为例,分别考察了催化剂用量、物料比及反应时间对反应的影响。 确定最佳反应条件为:催化剂(以Mo计)与酮的摩尔比1:300,酮醇摩尔比1:1.4,反应时间2.5 h。 在此条件下评价了化合物1对其它4种缩酮合成的催化活性,结果表明,化合物1对环己酮缩乙二醇合成反应的催化作用最佳。  相似文献   

11.
Seven-nanometer FePt nanoparticles (NPs) were synthesized and assembled on graphene (G) by a solution-phase self-assembly method. These G/FePt NPs were a more active and durable catalyst for oxygen reduction reaction (ORR) in 0.1 M HClO(4) than the same NPs or commercial Pt NPs deposited on conventional carbon support. The G/FePt NPs annealed at 100 °C for 1 h under Ar + 5% H(2) exhibited specific ORR activities of 1.6 mA/cm(2) at 0.512 V and 0.616 mA/cm(2) at 0.557 V (vs Ag/AgCl). As a comparison, the commercial Pt NPs (2-3 nm) had specific activities of 0.271 and 0.07 mA/cm(2) at the same potentials. The G/FePt NPs were also much more stable in the ORR condition and showed nearly no activity change after 10?000 potential sweeps. The work demonstrates that G is indeed a promising support to improve NP activity and durability for practical catalytic applications.  相似文献   

12.
13.
以活性炭、NiSO4.6H2O和FeCl3.6H2O为主要原料,在180oC水热反应10h制得了磁性纳米材料活性炭-铁酸镍(AC-NiFe2O4),采用X射线粉末衍射法、傅里叶变换红外光谱法、扫描电镜法、透射电镜法及振动样品磁强计对样品进行了表征.在可见光λ>400nm照射下,以AC-NiFe2O4为异相芬顿催化剂,在草酸存在下研究了亚甲蓝、罗丹明B和孔雀石绿光催化降解反应.结果表明,未掺杂AC的NiFe2O4在可见光辐射下基本不催化降解有机物;而掺杂活性炭后反应10h内20.0mg/L有机模拟污染物降解率达到90%以上.催化剂重复循环使用8次以上,其催化活性基本不变.可见AC-NiFe2O4有望用于光催化降解有机污染物中.  相似文献   

14.
The Pd nanoparticles (Pd NPs) embedded on magnetically retrievable carboxymethylcellulose/Fe3O4 (Pd0@CMC/Fe3O4) organic/inorganic hybrid were prepared via the conventional simple process. The presence of the hydroxyl and carboxyl groups within the framework of the magnetic hybrid enables the facile preparation and stabilization of Pd NPs in this organic/inorganic hybrid. This hybrid catalyst was very effective in the Suzuki – Miyaura reaction of a variety of aryl halides with arylboronic acid to afford excellent product yields. The catalyst showed good stability and could be easily recovered with an external magnetic field and reused for several times without a significant loss in its catalytic activity. Furthermore, the Pd0@CMC/Fe3O4 hybrid catalyst was fully characterized by UV–Vis, FT–IR, XRD, SEM, EDX, TEM, XPS and TGA techniques. The hot filtration test suggests that a homogeneous mechanism is operative in Suzuki – Miyaura reaction.  相似文献   

15.
Catalytic wet air oxidation(CWAO) was employed to reduce the organic compounds in landfill leachate and the effects of temperature, oxygen pressure, catalyst dosage, and concentration of the organic compounds on the TOC and CODcr removal rates were studied. The degradation kinetics of landfill leachate was also investigated and an exponential experiential model consisting of four influential factors was established to describe the reduction of the organic compounds in the landfill leachate. Meanwhile, the GC-MS technique was used to detect the components of the organic intermediates for the inference of the decomposition mechanisms of the organic compounds in landfill leachate. The results reveal that the reaction temperature and the catalyst dosage are the most important factors affecting the degradation reaction of the organic compounds and that the principal intermediates confirmed by GC-MS are organic acids at a percentage of more than 88% with no aldehydes or alcohols detected. The decomposition mechanisms of the organic compounds in landfill leachate were inferred based on the GC-MS information as follows;the activated gas phase O2 captured the hydrogen of the organic pollutants to produce free radicals, which then initiated the catalytic reaction. So most of the organic compounds were oxidized into CO2 and H2O ultimately. In general, catalytic wet air oxidation over catalyst Co3O4/Bi2O3 was a very promising technique for the treatment of landfill leachate.  相似文献   

16.
孟庆男  杜路路  汤玉斐  赵康  赵朗 《应用化学》2018,35(11):1357-1363
为了制备高性能的Fenton反应催化剂以降解水中污染物,采用SiO_2包覆聚丙烯酸-二氧化锰复合胶团(PAA-Mn@SiO_2)然后碳化的方法,制备了以氧化锰-碳复合物为核,SiO_2为壳的核壳型纳米催化剂(MnO_X-C@SiO_2),该方法简单易行。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积等测试手段对产物进行了分析。结果表明,MnO_X-C@SiO_2中形成了对Fenton反应具有高催化活性的低价氧化锰(Mn_3O_4和MnO)。此外,SiO_2壳层能有效防止氧化锰在碳化过程中长大并阻止产物聚集,其内部的碳组分还能进一步稳定氧化锰纳米粒子并促进有机污染物的富集。MnO_X-C@SiO_2的比表面积为317.3 m~2/g,在水中具有良好的分散性,在Fenton反应催化降解亚甲基蓝(MB)溶液的过程中,仅经过40 min,降解率就可达到96.8%。  相似文献   

17.
过一硫酸盐催化活化技术因其可产生强氧化性活性氧化物种,可快速氧化降解并矿化有机污染物的优异性能而备受关注.本文成功制备了亚微米级Cu0/Fe3O4复合物,发现其能多相催化过一硫酸盐产生单线态氧降解有机污染物.首先,以CuCl2·2H2O,FeCl2·4H2O和FeCl3·6H2O为铜源和铁源,水合肼为还原剂,采用水热法在180oC反应24 h制备了亚微米级磁性Cu0/Fe3O4复合物.表征结果显示,所制材料为Cu0和Fe3O4的复合物,颗粒大小约为220 nm;单一相Cu0和Fe3O4晶体粒径分别为33.8和106.2 nm,而Cu0/Fe3O4复合物中Cu0和Fe3O4晶体粒径分别减为20.8和31.9 nm.这表明Cu0和Fe3O4复合降低了Cu0和Fe3O4晶体粒径,有利于Cu0和Fe3O4的分散.BET测试结果表明,Cu0/Fe3O4复合物比表面积为4.6 m2/g,与Cu0颗粒的(4.2 m2/g)相当,但远小于Fe3O4的(15.6 m2/g).制备的Cu0/Fe3O4复合物可有效催化过一硫酸盐产生单线态氧降解罗丹明B、亚甲基蓝、金橙II、苯酚和对氯酚.当Cu0/Fe3O4复合物的用量为0.1 g/L,过一硫酸盐浓度为0.5 mmol/L和初始pH为7时,Cu0/Fe3O4复合物可在30 min内完全降解20μmol/L的罗丹明B、亚甲基蓝、金橙II以及0.1 mmol/L的苯酚和对氯酚.对比试验显示,在相同条件下,Cu0和Fe3O4颗粒分别可以降解28%和20%的罗丹明B.这表明Cu0/Fe3O4复合物中的Cu0和Fe3O4晶体在催化过一硫酸盐降解污染物的反应中具有协同作用,这主要来源于Cu0/Fe3O4复合物中Cu0和Fe3O4的晶体粒径变小和更好的分散.采用分光光度法测定了降解反应液中铜和铁离子的溶出量.当Cu0/Fe3O4复合物的用量为0.1 g/L,过一硫酸盐浓度为0.5 mmol/L和初始pH为7时,反应60 min后,降解液中铜和铁离子的浓度分别为0.22和0.1 mg/L,仅占复合物中总铜和总铁量的1.1%和0.2%,表明Cu0/Fe3O4复合物具有较强的化学稳定性.所制Cu0/Fe3O4复合物具有超顺磁性,借助磁场实现快速分离回收,可循环利用五次,表明其优越的催化稳定性.通过加入乙醇和叠氮化钠,考察了Cu0/Fe3O4复合物催化活化过一硫酸盐体系中的活性氧化物种.发现100 mmol/L乙醇的加入对污染物的降解无明显影响,而加入同等量的叠氮化钠可完全抑制污染物的降解,表明Cu0/Fe3O4复合物催化活化过一硫酸盐产生的主要活性氧物种为单线态氧.采用电子顺磁共振谱进一步证实了单线态氧的生成.基于以上研究,Cu0/Fe3O4复合物催化活化过一硫酸盐的机理为Cu0/Fe3O4作为一个电子媒介加速过一硫酸盐和污染物之间的电子转移,从而导致污染物被快速降解.该反应机理不同于常见的金属催化过一硫酸盐产生硫酸根和羟自由基的反应机理.我们推测,电导性优良的Cu0在此催化反应中起着关键性作用.本催化方法可作为一种绿色的氧化技术用于环境污染物的氧化降解处理.  相似文献   

18.
A protocol for selectively oxidizing aldehyde over hydroxymethyl group is developed, using biomass starch protected gold nanoparticles (NPs) as catalyst. The Au NPs show high selectivity that aldehyde is oxidized into carboxylic acid while alcoholic hydroxyl group stays intact in selective oxidation of 4-(hydroxymethyl)-benzaldehyde. The heterogeneous catalysis system is composed of soluble catalysts and insoluble substrate. The gold catalyst is prepared, preserved and applied for catalytic oxidation all in water. After reaction conditions are optimized, H\begin{document}$_2$\end{document}O\begin{document}$_2$\end{document} is found to be the best oxidizing agent with complete conversion. Besides, the gold catalyst displays good versitility for aldehyde derivatives. After reaction completes, organic components are extracted by organic solvent and gold NPs in water are separated and recycled.  相似文献   

19.
The potential to bias chemical reaction pathways is a significant goal for physicists and material researchers to design revolutionary materials. Recently, two‐dimensional materials have appeared as a promising candidate for exploring novel catalyst activity in organic reaction. In this context, herein we report an easy and efficient synthesis of substituted benzodiazepines in high yields through the graphene‐based mesoporous TiO2 nanocomposite (Gr@TiO2 NCs) catalyst. To validate the merits of the Gr@TiO2 NCs as a catalyst, we have also designed TiO2 nanoparticle (NPs) under similar conditions. Successful comprehension realization of Gr@TiO2 NCs and TiO2 NPs were concluded from the XRD, SEM, HR‐TEM, EDS elemental mapping, FT‐IR, Raman, UV–Vis and TGA analysis. Gr@TiO2 NCs has the propitious catalyst performance (~98%) over the TiO2 NPs (~77%), which could be scrutinized in terms of graphene support toward the TiO2 NPs and enable the large contact area between graphene and TiO2 NPs. Incorporated graphene maintaining TiO2 as a catalytically active and attracting electron to site isolation, as well as protecting TiO2 from oxidative degradation during the reaction. Moreover, the role of graphene is suggested to prolonged reaction duration, yield and unaltered throughout the reaction because of the π‐π interaction between graphene and TiO2 NPs. Additionally, the catalyst is recycled by filtration and reprocessed six times without having a significant loss in its catalytic activity.  相似文献   

20.
An effective and recoverable CuFe2O4@GO catalyst for PMS activation was synthesized and the underlying catalytic mechanism was revealed in this study.  相似文献   

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