BiOBr/TiO_2异质结催化剂的制备及其可见光催化活性

将碱热法和溶剂热法相结合,制备了不同配比的BiOBr/TiO_2异质结催化剂,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)等技术对其结构、形貌和光学性能进行表征,并探讨BiOBr和TiO_2的配比对罗丹明B(RhB)脱色率的影响。结果显示,该异质结催化剂由锐钛矿相TiO_2纳米颗粒附着生长在BiOBr花状球表面构成;BiOBr和TiO_2摩尔比为1∶2的BiOBr/TiO_2催化剂在可见光照射下催化反应15min,RhB脱色率达96.5%;催化剂循环使用4次后,RhB脱色率仅降低7.94%,稳定性较好。Mott-Schottky曲线表明,该催化剂光催化活性的提升主要是由于在BiOBr和TiO_2界面上形成了p-n结,使电子-空穴对得到有效分离。光催化机理研究结果表明,O·-2是光催化反应过程中的主要活性物种,RhB的脱色主要是由于脱乙基和苯环开环氧化导致。     

化学活化-浸渍一步法制备CuO-CeO2/WCAC催化剂处理印染废水

采用化学活化-浸渍一步法制备木屑活性炭负载氧化铜掺杂氧化铈的双组份催化剂（CuO-CeO2/WCAC）处理酸性大红GR印染废水。考察了浓度为0.10 mol·L-1的硝酸铈溶液用量对CuO-CeO2/WCAC催化能力的影响,确定了最佳用量为15 mL。XRD分析表明CuO/WCAC中引入CeO2细化了CuO颗粒,改善了其分散程度,使双组份CuO-CeO2/WCAC催化剂对CODCr和色度的降解率比单组份CuO/WCAC提高了55.3%和98.7%。应用单因素和响应面实验优化了CuO-CeO2/WCAC催化剂处理染料废水的最佳条件为催化剂用量0.48 g,空气曝气反应时间2.19 h,pH值5.4和静置时间24 h,此条件下的CODCr和色度的残余率分别为7.77%和0.059%,可将废水中CODCr和色度从初始浓度962 mg·L-1和32 768稀释倍数分别降至74.7和19.3 mg·L-1稀释倍数。以CODCr和色度残余率为响应值的工艺模型与实验结果吻合度较好,可预测不同条件下处理染料废水的效果。     

基于二甲胺（DMA）光催化降解的纳米TiO2/硅藻土光催化剂的制备和表征

以钛酸四丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/硅藻土复合光催化剂,以难降解有机物二甲胺(DMA)为被降解物,考察了制备条件对光催化性能的影响.结果表明,TiO2/硅藻土光催化剂的制备最佳条件为水醇比0.6,500℃煅烧5h,硅藻土2g∶9mL负载1次,溶胶pH值为2.复合光催化剂经扫描电子显微镜(SME)和X射线衍射仪(XRD)表征,达到纳米级别,3g·L-1催化剂对400mg·L-1 DMA的6h降解率平均可达70%,光催化性能优良.     

紫外助CWPO降解活性艳红X-3B工艺及降解路径

光催化联合湿式催化过氧化氢氧化(UV-CWPO)处理活性艳红X-3B,发现联合处理比其单独处理具有较大的优势,其脱色率去除顺序依次为:光+催化剂+H2O2>催化剂+H2O2>光+H2O2>光+催化剂>催化剂>光>H2O2。通过单因素实验发现,最佳处理条件为:温度50℃,pH值为4,H2O2加入量为0.6mL,催化剂投加量为2.5g,并通过红外谱图及GC-MS谱图对染料降解路径进行分析,发现羟基自由基首先攻击偶氮键,染料随之褪色,同时生成了类苯胺类物质及酚类物质,但未能完全分解。更多还原     

几种环境因子对大弹涂鱼精子活力的影响

通过测定精子的激活率、运动时间及寿命研究了盐度、pH、离子及葡萄糖等因子对大弹涂鱼精子活力的影响.结果表明:大弹涂鱼精子在盐度10~25范围内,精子激活率≥(81.67±5.69)%,其中盐度为20时精子活力最好,精子激活率、运动时间和寿命分别达(94.33±4.04)%、(87.67±8.02)min及(115.33±9.24)min;在pH6.0~9.0范围内精子激活率≥(80.33±4.51)%,运动时间≥(63±4)min,寿命≥(80±4.36)min,其中pH为8时,精子活力最好.NaCl浓度在150mmol·L-1、KCl及MgCl2浓度在300mmol·L-1、CaCl2及NaH2PO4浓度在100mmol·L-1及葡萄糖浓度在400mmol·L-1时,精子激活率较高.     

Ag_2S/CdS复合物的制备及甲基橙降解性能

以硝酸镉、硝酸银及硫脲为镉源、银源和硫源,用水热法在水溶剂中合成CdS、Ag2S和Ag2S/CdS复合材料,采用XRD对复合材料进行表征。另外,还探讨了照射时间、焙烧温度、焙烧时间、催化剂的用量、初始浓度等变化条件下对甲基橙降解的影响。结果表明:催化剂的量为1.00g·L-1、染料初始浓度为10.00mg·L-1时,Ag2S/CdS(55)、焙烧温度为400℃,焙烧时间为90min和超声波清洗器的功率为50 W时,对甲基橙染料的降解效果最佳。     

LaFe0.5Co0.5O3光助-芬顿催化性能和催化机理

使用溶胶-凝胶法合成了LaFe0.5Co0.5O3催化剂,研究了其在pH=3和254 nm紫外光照射条件下催化H2O2降解橙Ⅱ的性能和催化机理。结果表明,橙Ⅱ经过60 min反应脱色率可达99.5%,其“第一段”脱色速率常数为0.078 min-1;经过180 min处理,体系TOC去除率为81.60%。循环实验和物化表征结果证明LaFe0.5Co0.5O3催化剂具备较好的催化性能和结构稳定性。通过自由基淬灭实验以及分析总铁离子、亚铁离子、羟基自由基和过氧化氢等浓度变化,证明LaFe0.5Co0.5O3光助-芬顿催化机理包括：光激发、空穴氧化、超氧自由基氧化、光生电子还原铁离子、亚铁离子释放、均相芬顿反应、铁离子再吸附等过程,体系中橙Ⅱ的降解由光助-芬顿反应和光催化反应协同完成。     

Al/α-Fe_2O_3催化剂降解染料废水工艺及其动力学

以Al/α-Fe_2O_3为催化剂,采用紫外辅助催化湿式过氧化氢法处理酸性大红GR,通过单因素和正交实验研究了催化剂和过氧化氢加入量、起始pH值、反应温度和反应时间对染料废水脱色率及COD去除率的影响,结果表明:最佳工艺条件为反应时间3h,催化剂用量0.1g,30%H_2O_2用量0.6mL,起始pH=4,在此条件下,染料废水脱色率为99.98%,COD_(cr)去除率为96.94%。在此基础上,运用一级动力学模型和Arrhenius公式,得到了一级反应速率常数、活化能和表观动力学方程。     

CeO_2/ZnO复合纳米结构的水热法研制

以硅片为衬底,使用六水合硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)、六水合硝酸铈(Ce(NO3)3·6H2O)以及六次甲基四胺(C6H12N4)为原料,采用水热法在90℃下生长出表面修饰CeO2纳米颗粒的ZnO亚微米杆,运用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱仪(EDX)研究了样品的晶体结构、表面形貌和成分.实验结果表明,在不同的初始溶液浓度下长出的纳米结构有不同的形貌、结构和成分.通过对不同条件产物的形貌和结构的观察,发现在Ce(NO3)3·6H2O与Zn(NO3)2·6H2O的摩尔比例为1∶10时生长出的纳米颗粒浓密且均匀地附着在纳米杆的表面.这种纳米颗粒表面修饰的复合结构在CO的选择性探测方面有更好的应用价值.     

UV/H2O2氧化降解甲基叔丁基醚(MTBE)的试验研究

采用UV／H2O2技术对污染水体中的MTBE进行了氧化降解试验，考察了不同MTBE初始浓度，不同H2O2浓度，不同pH值，不同波长的紫外光对降解效果的影响，以及不同Cl^-、HCO3^-浓度的抑制作用．结果表明，在室温条件下，当紫外光波长为254nm，H2O2为15mmol／L，pH为3．0时对起始浓度为1mmol／L的MTBE具有较好的降解效果；反应60min，MTBE去除率可达97．6％．实验证明，UV／H2O2氧化技术是降解MTBE的一种有效方法．     

聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系中橙Ⅱ脱色的动力学模型

在分析聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系降解橙Ⅱ过程的基础上,比较了全过程拟合和两段拟合两种方法计算橙Ⅱ脱色动力学常数的精度,建立并验证了以催化剂用量和H2O2初始浓度为变量的橙Ⅱ脱色动力学模型。结果表明,聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系中,橙Ⅱ的脱色以15/min为时间节点分为快速和慢速脱色两个阶段。快速脱色阶段主要以N=N断裂为主,发色体降解为辅;慢速脱色阶段主要以发色体矿化为主,N=N断裂为辅。两段拟合法得到的橙Ⅱ脱色动力学模型精度更高、误差更小,能够为聚合硅酸铁多相UV-Fenton降解橙Ⅱ提供更为精确的理论计算。本研究将为聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系的应用提供理论依据和技术支持。     

核壳Fenton催化剂CuFe_2O_4@PDA-Cu的制备、表征及其活化H_2O_2降解染料的性能

为得到新型高效多相催化剂,有效去除废水中的染料,以Cu(Ac)_2与CuFe_2O_4@PDA为原料制备了催化剂CuFe_2O_4@PDA-Cu.通过IR、XRD、XPS、UV-Vis、DRS技术对催化剂的性能进行了表征,考察了温度、H_2O_2用量、催化剂用量、pH值、盐等对催化活性的影响.利用HPLC测定降解产物,采用自由基捕获和抑制实验进行机理验证,发现催化剂是核壳结构.温度升高、pH值升高、H_2O_2和催化剂用量的增加均有利于提高催化活性;氯化物、硫酸盐、硝酸盐和磷酸盐不影响催化效果,溴化物和亚硝酸盐降低了催化效果.得到的最优降解条件为:T=30℃,催化剂用量10mg·L~(-1),pH=9,过氧化氢用量10mmol·L~(-1),染料浓度30mg·L~(-1).最优条件下催化剂可循环使用4次以上;甲基橙、茜素红和罗丹明B的去除率为100%;染料R0213、O0118和B0115的去除率大于60%.降解产物有草酸、马来酸和CO_2.甲基橙、茜素红和罗丹明B降解后COD_(Mn)=2~4mg·L~(-1).水杨酸捕获·OH生成2.5-二羟基苯甲酸,叔丁醇抑制染料降解.结果表明,催化剂可活化H_2O_2产生·OH,·OH攻击染料分子开环降解直至矿化.该研究为开发高效多相催化剂,有效去除废水中的染料提供了科学依据.     

Fe/ACF@OMC复合阴极的制备及其在多相电-Fenton中的应用

以活性碳纤维(ACF)为基体材料,硝酸铁为铁源,乙酰丙酮为分散剂,酚醛树脂为碳源,采用浸渍-溶剂挥发自组装-碳化组合方法制备了铁负载有序介孔碳(OMC)包覆的活性碳纤维复合材料Fe/ACF@OMC.通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征.表征结果显示,该复合材料具有规则的介孔孔道结构,乙酰丙酮的投加有效减小了负载铁物种的粒径,铁物种晶相包括α-Fe2O3、γ-Fe2O3和单质铁,表面价态组成为Fe2+(39.5%)和Fe3+(60.5%).以Fe/ACF@OMC为阴极构建多相电-Fenton体系,可以实现在广泛pH值范围(3.0~10.0)内对活性艳红X-3B的脱色降解和TOC(总有机碳)去除.该脱色降解反应符合一级反应动力学,最优条件下X-3B的准一级降解速率常数达0.048min-1,240min TOC去除率达到45%.荧光检测证实,羟基自由基是该体系的主要活性氧化物种.Fe/ACF@OMC循环使用5次后,X-3B的脱色率无显著下降.     

DBD等离子体协同催化剂MIL-101反应降解甲基橙溶液

以甲基橙为目标污染物,将MIL-101独特物化性质与DBD等离子体结合,协同作用,实现常温常压下高浓度偶氮废水的高效降解。实验对MIL-101催化剂进行XRD,SEM,UV-vis表征,研究了输入电压、冷却处理、甲基橙的初始浓度、催化剂用量及空气流量等对甲基橙降解的影响。研究结果表明:MIL-101催化剂下的DBD等离子体反应,表现出明显的协同效应,可以实现甲基橙的高效降解,在处理时间为10min时,输入电压22kV,催化剂用量为30mg,浓度为110mg·L-1的甲基橙溶液的降解率可达92%。     

光助/H2O2/草酸铁处理垃圾渗滤液

利用光助／H2O2／草酸铁处理已经过生化处理的垃圾渗滤液(CODcr=450mg／L左右)时，采用365nm、125W的UV灯照射下，光强为Iu=2．9mW／cm^2时，反应较佳条件是pH值=4．0左右及总药剂用量为1．4％(体积比)。草酸铁的用量要适当，投加量过少，混凝效果较差，有效光子不能完全转化为化学能，处理效果不理想；投加量过多，溶液形成棕色浑浊，使紫外光的吸收降低，造成光散射，降低反应速度。而H2O2的投加量过多，将使铁的络合物更加稳定，H2O2的分解速率受到限制，投加量过少，效果也会降低。当总药剂用量为1．4％(体积比，其中30％过氧化氢0．6％，0．1mol／L草酸铁溶液0．8％)时，反应30min后，CODcr去除率可达80％左右，脱色率可达90％以上。     

氧化-共沉淀法制备Mn-Zn铁氧体的机理及影响因素

以FeSO4.7H2O、MnSO4.H2O、ZnSO4.7H2O、HCl为原料,NaOH溶液为沉淀剂、H2O2为氧化剂,采用氧化-共沉淀法在液相中制备Mn-Zn铁氧体,通过傅里叶变换红外光谱仪(IR),X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对样品进行表征,讨论了Mn-Zn铁氧体在液相中的形成机理和氧化共沉淀法制备Mn-Zn铁氧体的影响因素。结果表明:采用氧化-共沉淀法能在液相中直接制备出Mn-Zn铁氧体,溶液的浓度和pH值是形成单相Mn-Zn铁氧体的两个关键因素;溶液的浓度和pH值低时,制备出的样品中含有非晶相FeOOH且饱和磁化强度低。     

TiO_2负载四羧基苯基卟啉光催化降解有机污染物

分别采用水热法和机械搅拌方式制备了TiO2负载四羧基苯基卟啉(TCPP)光催化剂Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP,运用红外吸收光谱(IR)和紫外可见漫反射吸收光谱(DRS)及X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征.Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP分别通过共价键和氢键的方式使TCPP有效负载在TiO2上,它们循环降解RhB五次的降解率仍能分别达到92.0%和68.3%.两种负载型催化剂Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP较TiO2均有更高的可见光催化活性,光照1.5h使RhB完全褪色,Stir-TiO2@TCPP催化光照6h使BA降解92.7%.实验还考察了降解过程中羟基自由基(OH·)和H2O2的变化,发现降解是由于OH·的进攻所致.     

离子色谱法测定齐多夫定中甲磺酸甲酯的质量浓度

根据甲磺酸甲酯在碱性条件下能水解生成甲磺酸,建立了离子色谱检测齐多夫定中甲磺酸甲酯的方法体系.样品加水超声溶解,在pH值为10、温度为80℃的条件下水解15min,对水解液直接进样分析.分析条件:采用6.3mmol·L-1 NaHCO3、1.7mmol·L-1 Na2CO3的混合溶液为流动相,流速为0.50 mL·min-1,柱温为40℃.结果表明,甲磺酸甲酯的质量浓度在0.50~10.00 mg·L-1时能完全水解.甲磺酸的质量浓度在0.50~10.00mg·L-1时线性相关系数R为0.999 6,检出限(S/N=3)为0.10mg·L-1,相对标准偏差(RSD,n=7)为0.86%.添加浓度水平为5.00,2.00,1.00mg·L-1时,本方法的回收率为92.06%~97.28%.     

改性磁铁矿/H_2O_2非均相类Fenton体系催化降解橙黄Ⅱ的研究

为了提高非均相类Fenton体系的催化效率,采用浓硫酸对磁铁矿粉进行表面改性,得到改性磁铁矿(M-Fe_3O_4).探究以M-Fe_3O_4为催化剂的非均相类Fenton体系对橙黄Ⅱ的氧化降解效果,并考察M-Fe_3O_4投加量、H_2O_2投加量、反应初始pH值等因素对橙黄Ⅱ脱色率和TOC去除率的影响.XRD、TEM和FT-IR表征结果表明,表面改性后M-Fe_3O_4粒径减小,比表面积增加,且表面覆盖硫酸铁混盐等活性组分.与磁铁矿/H_2O_2和FeSO_4/H_2O_2两体系相比,M-Fe_3O_4/H_2O_2非均相类Fenton体系对橙黄Ⅱ(初始浓度为500mg·L~(-1))的降解效率明显提升.在最佳反应条件(pH=6,M-Fe_3O_4投加量为0.25g·L~(-1),H_2O_2投加量为4mL·L~(-1))下,橙黄Ⅱ脱色率达到92%,TOC去除率达到47%,为实际废水处理应用提供了实验支撑.     

两种形貌纳米α-Fe_2O_3@C的制备及其吸附性能

利用分步水热、双氧水氧化辅助pH值调控制备了荔枝状、菱形两种形貌α-Fe_2O_3@C核壳结构的纳米吸附剂.透射电镜测试结果显示:荔枝状α-Fe_2O_3@C粒径为2.5μm,壳层为50nm;菱形α-Fe_2O_3@C粒径约5μm,壳层为10nm.荔枝状α-Fe_2O_3@C、菱形α-Fe_2O_3@C及α-Fe_2O_3对罗丹明B(RhB)的吸附平衡时间均为12h,α-Fe_2O_3对RhB的吸附符合准一级动力学模型;荔枝状与菱形α-Fe_2O_3@C对RhB的吸附同时符合准一级动力学方程与准二级动力学方程;3种材料对RhB的吸附等温线均符合Langmuir方程.3个样品对RhB的吸附脱色效率由高到低的顺序为:荔枝状α-Fe_2O_3@C,菱形α-Fe_2O_3@C,α-Fe_2O_3;核壳结构中的C=O键等活性基团有助于提高吸附作用,加强吸附效果,荔枝状α-Fe_2O_3@C使用4次后脱色率下降15.11%,菱形的α-Fe_2O_3@C使用4次后脱色率仅下降12.56%.