TiO_2-SBA-15催化剂的制备、表征及光催化降解甲基橙

以钛酸四丁酯为钛源,以介孔分子筛SBA-15为载体,采用简单的方法制备TiO2-SBA-15催化剂,并采用FT-IR,XRD和N2吸附-脱附等方法对其进行表征.另外,将制备的TiO2-SBA-15催化剂应用于光催化降解甲基橙溶液,并讨论了钛含量、甲基橙浓度及溶液pH值对降解率的影响.结果表明:在钛酸四丁酯起始加入量为3.2mL,甲基橙浓度为10mg/L,溶液pH=3的条件下,TiO2-SBA-15光催化降解甲基橙的降解率可达到100%.     

β-环糊精微球对染料分子吸附作用研究

以环氧氯丙烷为交联剂,采取反相乳液聚合得到β-环糊精微球(EPI-β-CD),经丁二酸酐酰化后得到微球表面具有羧基的β-环糊精微球(SUC-EPI-β-CD),分别采用红外光谱、扫描电镜和激光粒度分析仪表征了其结构及形貌特征.选择染料亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)作为模型分子,考察了所合成微球的吸附性能.结果表明:由于β-CD与两种染料分子的相互作用力不同,微球EPI-β-CD吸附亚甲基兰染料的能力强于甲基橙;两种微球对MB的吸附等温数据与Freundlich方程拟合较好,且均为优惠吸附;羧丁基酰化β-环糊精微球(SUC-EPI-β-CD)表现出较明显的pH敏感性.     

ZSM-5 晶粒度对其负载的 TiO2 光催化剂性能的影响

 采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X 射线荧光分析、X 射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱和吡啶吸附傅里叶变换红外光谱等表征方法以及偶氮染料甲基橙的吸附和光降解反应, 研究了 ZSM-5 晶粒度对 TiO2/ZSM-5 光催化剂性能的影响. 结果表明, TiO2 主要负载于 ZSM-5 沸石外表面, 因而减小载体晶粒度有利于提高 TiO2 的负载量和分散性. 纳米 ZSM-5 沸石负载的 TiO2 催化剂具有较高的甲基橙吸附量, 且吸附发生在 ZSM-5 外表面的酸中心上, 催化剂良好的吸附能力促进了甲基橙的光降解.     

光催化活性二氧化钛溶胶的低温制备与表征

以钛酸丁酯为原料,在70 ℃制备了具有光催化活性的TiO2溶胶.用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征了溶胶结构;用紫外-可见分光光度计研究了TiO2溶胶对甲基橙的吸附和光催化降解性能.XRD图谱表明TiO2溶胶粒子的一次粒径约4 nm,晶型主要为锐钛矿型,并含有少量结晶不完善的板钛矿型;TEM图像表明溶胶中TiO2粒子分散良好,二次粒径约10 nm.吸附实验表明TiO2溶胶使甲基橙溶液褪色约17%;光催化实验表明TiO2溶胶光催化性能优异,自然光催化降解甲基橙溶液(10 mg/L),16min后甲基橙浓度几乎降为0.     

La2O3掺杂TiO2光催化剂的制备和性能

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3掺杂TiO2纳米光催化剂，并通过XRD、TEM、BET和XPS等手段进行了表征．掺入La2O3后，阻止了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变，使TiO2的粒径减小，比表面积增大．以甲基橙为光催化降解反应模型化合物，考察了光催化剂的活性．测定了甲基橙在纯TiO2和La2O3掺杂TiO2光催化剂上的吸附常数．考察了pH、H2O2对降解性能的影响．讨论了光催化活性与催化剂性质的关系．     

钕掺杂提高TiO2光催化活性的机制

采用X射线衍射(XRD), BET吸附, X射线光电子能谱(XPS)表征了溶胶凝胶法制备的Nd掺杂TiO2光催化剂的晶体结构、表面电子结构与化学组成. 以甲基橙为有机底物, 测试Nd掺杂对光催化剂吸附性能和光催化活性的影响. 结果表明, Nd掺杂可阻碍TiO2的晶相转变, 减小光催化剂的晶粒尺寸, 比表面积增大. Nd掺杂提高光催化剂表面三价钛(TiⅢ)的含量及其对甲基橙的吸附能力是其提高TiO2光催化降解甲基橙活性的主要原因. Nd掺杂量为1.2%时, 光催化剂活性最高.     

水热法合成在可见光照射下具有高催化活性的纳米TiO2催化剂

 以丙酮为溶剂,采用水热法在240 ℃合成了表面吸附有机物的纳米TiO2粉体光催化剂,并采用XRD,TEM,UV-Vis和DRS等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,合成的纳米TiO2催化剂在可见光激发下具有良好的光催化降解甲基橙的性能和较好的热稳定性. 经180,250和365 ℃热处理后,催化剂的晶型和尺寸没有变化,但催化剂表面吸附的有机物发生了明显变化. 催化剂表面吸附的有机物、可见光波段的光响应性能和可见光下催化降解甲基橙的效率之间存在良好的关联性,催化剂表面吸附适量的有机物可提高纳米TiO2催化剂在可见光波段的光响应性能,从而提高其在可见光照射下催化降解甲基橙的性能.     

具有染料选择吸附性的衍生于沸石咪唑酯骨架-67的NiCo-层状双氢氧化物设计与合成

以沸石咪唑类金属有机骨架(ZIF-67)为模板合成了一种新型的中空吸附剂NiCo-LDH@ZIF-67,该吸附剂对甲基橙具有良好的选择吸附性以及可循环性。 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱、电子能谱和氮气吸附-脱附等手段对样品进行了表征。 研究了溶液的pH值、甲基橙的初始浓度以及染料与吸附剂作用时间对NiCo-LDH@ZIF-67吸附性能的影响。 结果表明,该吸附剂对甲基橙的吸附动力学符合准二级动力学模型,且吸附等温线符合朗缪尔方程。 当pH值等于4, 吸附时间15 min,吸附剂用量为2400 mg/L时,该吸附剂对甲基橙的最大吸附量可达1766 mg/g,高于之前文献报道的类似吸附剂。 此外,NiCo-LDH@ZIF-67能从甲基橙和亚甲基蓝的混合溶液中选择性吸附甲基橙。     

具有染料选择吸附性的衍生于沸石咪唑酯骨架-67的NiCo-层状双氢氧化物设计与合成（英文）

以沸石咪唑类金属有机骨架(ZIF-67)为模板合成了一种新型的中空吸附剂NiCo-LDH@ZIF-67,该吸附剂对甲基橙具有良好的选择吸附性以及可循环性。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱、电子能谱和氮气吸附-脱附等手段对样品进行了表征。研究了溶液的pH值、甲基橙的初始浓度以及染料与吸附剂作用时间对NiCo-LDH@ZIF-67吸附性能的影响。结果表明,该吸附剂对甲基橙的吸附动力学符合准二级动力学模型,且吸附等温线符合朗缪尔方程。当pH值等于4,吸附时间15 min,吸附剂用量为2400 mg/L时,该吸附剂对甲基橙的最大吸附量可达1766 mg/g,高于之前文献报道的类似吸附剂。此外,NiCo-LDH@ZIF-67能从甲基橙和亚甲基蓝的混合溶液中选择性吸附甲基橙。     

TiO2-SiO2光催化纸业废水有色有机物的降解

研究了TiO2-SiO2混合氧化物对纸业废水中有色有机物的吸附与光催化降解效率．常温下．TiO2对纸业废水中有色有机物的吸附符合Freundlich模型，Qe=0．239Ce^0.791。TiO2-SiO2混合氧化物对纸业废水中有色有机物的吸附与光催化降解效率与催化剂样品的组成有关，光催化降解效率也与TiO2-SiO2表面总酸量有关．     

纳米TiO2表面对Cd2+的吸附与光化学还原过程的QCM研究

用石英晶体微天平(QCM)现场技术研究了Cd2+在纳米TiO2表面的吸附与光化学还原过程.研究结果表明,Cd2+在纳米TiO2表面的吸附量受溶液的浓度、pH值和不同添加物的影响.当pH<7时, Cd2+不发生吸附;pH＝7时,Cd2+在TiO2膜上的吸附量接近于15.2 mg/g.在紫外光光照下, Cd2+不发生光化学反应,但在溶液中加入NO-3和HCO-2后, Cd2+在电极表面可发生光化学反应,分别生成了CdO·Cd(OH)2和Cd.当醇类物质加入后, QCM的频率略有下降, 但没有观察到单质Cd的生成.     

胆红素在纳米TiO2膜上的吸附行为研究

采用石英晶体微天平现场技术,研究了胆红素在纳米TiO2表面的吸附动力学行为,并考察了溶液pH、硅烷亲脂性试剂及金属离子修饰的纳米TiO2对胆红素吸附的影响。结果表明,胆红素在纳米TiO2表面的吸附平衡常数K为2·0×106L/mol;由于亲水性纳米TiO2表面的羟基和胆红素分子中的羧基发生作用,胆红素吸附量随溶液pH增大而增大;但经过硅烷试剂亲脂性修饰后,吸附量随pH增大而下降;经过金属离子修饰后,改变了TiO2表面电荷导致吸附量增加,且吸附量随金属离子电荷增加而增加,当金属离子所带电荷相同时,吸附量基本相同。     

荧光法研究葛根素与β-环糊精及其衍生物包合作用

采用荧光光谱法研究了β-环糊精(β-CD)、羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)、甲基-β-环糊精(M-β-CD)、磺丁基-β-环糊精(SBE-β-CD)在室温下、一定pH值的缓冲溶液中,对葛根素(puerarin)的包合作用.在固定葛根素溶液浓度和改变β-环糊精及其衍生物浓度的情况下,根据葛根素的荧光发射波长的变化、...     

LiF掺杂TiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了LiF掺杂的TiO2光催化剂,并采用X射线衍射、X射线光电子能谱和光致发光光谱等技术对样品进行了表征.以亚甲基蓝的光催化降解为反应模型,考察了LiF掺杂量、退火温度和溶液pH值对催化剂光催化性能的影响.结果表明,LiF的掺杂降低了金红石相的形成温度,同时在TiO2表面引入大量羟基氧并提高了TiO2表面氧空穴浓度,因此提高了TiO2的光催化性能.在LiF掺杂量为8%,退火温度为500℃和反应液pH值为6.6的条件下,LiF掺杂的TiO2的光催化活性是未掺杂TiO2的6倍.     

不同电性的纳米银对甲基橙光谱学性质的影响

通过吸收光谱和荧光光谱等手段研究了正/负电性纳米银对不同pH值的甲基橙(MO)溶液光谱学性质的影响.研究结果表明,正电性纳米银(P-Ag)与甲基橙作用形成新的复合物,吸收光谱表现为复合物体系的性质.负电性纳米银(N-Ag)与甲基橙静电排斥作用,相互作用较弱,吸收光谱仅表现为两者简单叠加.在正电性纳米银-甲基橙体系中,S1→S0荧光明显增强.当溶液pH=2.1时,荧光增强比率最大,当pH=4.8时,荧光增强比率最小;S2→S0荧光减弱,且与体系的pH值关系不大.在负电性纳米银-甲基橙体系中,仅少量纳米银存在条件下,S1→S0荧光略增强.在溶液pH=2.1时,荧光增强比率最大;S2→S0荧光明显减弱,且与体系的pH值关系不大.分析认为,不同电性的纳米银对甲基橙光谱学性质影响不同,与纳米银与甲基橙分子间相互作用、纳米银的局域场增强效应以及无辐射能量转移作用等密切相关.     

纳米银对表面吸附甲基橙分子的光谱学性质的影响

甲基橙溶液中引入纳米银胶,甲基橙分子的π-π*和n-π*电子跃迁吸收蓝移。随着纳米银胶浓度增加,S2-S0跃迁荧光发射强度不断下降,发射峰红移,而S1-S0跃迁荧光发射强度不断增加。纳米银对pH=2.1的甲基橙溶液的S1-S0跃迁荧光发射强度增强高于pH=6的甲基橙溶液。采用透射电子显微镜、紫外-可见吸收分光光度计和荧光分光光度计等手段从局域场增强、分子间的相互作用和能量传输等方面初步探讨了纳米银胶对表面吸附甲基橙分子光谱学性质影响机制。     

β-环糊精与神经递质的包络作用及其结构

以氢醌(HQ)为探针，用循环伏安法(CV)研究了神经递质(neurotransmitters) 分子与—环彻精(β-CD)单元的包络作用．通过在β-加倍饰电极界面上神经递质对 被包络的HQ的抑制效应，求得各神经递质与β-CD的表面包络常数，该常数因神经 递质所含官能团的不同而不同，且随链长的递增呈现有规律的递增．以甲基橙(M0) 为探针，用紫外—可见光谱法(UV)证明溶液中神经递质分子与β-CD能有效包络， 包络常数及其与神经递质分子结构的关系与循环伏安法的测定结果一致．量子化学 的服法计算得到了神经递质分子与β--CD单元包络的结构．理论计算和实验结果表 明：疏水相互作用、范德华力及氢键等多种非共价链的弱相互作用协同贡献于包络 物的形成，主客体间的结构匹配及溶剂效应对包络物的稳定性起重要作用．     

电场对TiO2纳米膜光催化性能的影响

 以泡沫镍为基材,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米膜光催化剂. 在自制外加电场光催化反应装置中,对催化剂施加一定的偏电压,研究了甲基橙溶液的光电催化降解反应,考察了偏压极性、阳极偏压和甲基橙初始溶液浓度等对降解效率的影响,并比较了光电催化与光催化、光解对甲基橙溶液降解的差异. 结果表明,外加阳极偏压形成的电场可以较大幅度提高甲基橙溶液的降解效率. 从半导体和量子力学理论出发探讨了电场促进光催化反应的作用机理.     

氧化石墨烯改性粘胶纤维复合材料的制备及对水中甲基橙的吸附性能研究

以粘胶纤维(VF)为原料，氢氧化钠为催化剂，氯乙酸钠为改性剂，对粘胶纤维进行羧甲基改性，制备了改性阴离子粘胶纤维(AVF)。以阴离子粘胶纤维为原料，聚乙烯亚胺为交联剂，氧化石墨烯(GO)为改性剂，采用高压反应釜在高温条件下制备了氧化石墨烯改性粘胶纤维复合材料(VF-g-GO),并通过IR、SEM、XPS对产品进行表征，证明VF-g-GO制备成功。三因素三水平正交实验结果表明：VF-g-GO的最佳合成条件是反应温度140℃、聚乙烯亚胺添加量3g、氧化石墨烯添加量0.25g。吸附实验结果表明：VF-g-GO对甲基橙的吸附量随溶液浓度的增加而增大，VF-g-GO在2.0×10^-4mol/L的甲基橙溶液中达到饱和吸附量87mg/g。同时VF-g-GO具有pH敏感性，经过pH=5盐酸溶液酸化处理的VF-g-GO对甲基橙的吸附量明显高于未经盐酸处理的VF-g-GO的吸附量。吸附动力学和吸附等温线实验表明：VF-g-GO对甲基橙的吸附符合准二级动力学方程，Freundlich吸附模型更能解释VF-g-GO对甲基橙的吸附作用。     

β-环糊精/Fe3O4水基磁流体的制备表征及其对中性红的吸附行为

采用化学共沉淀方法合成了柠檬酸化β-环糊精(CA-β-CD)修饰的水基磁流体。运用红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对其结构、形貌、组成成分和磁性能进行了表征。结果显示,磁流体粒子分散性良好,粒径分布在(7±2)nm范围;磁流体具有超顺磁性,CA-β-CD修饰前后的饱和磁化值分别为62和43 A·m2/Kg。将磁流体用于染料中性红(NR)的吸附,考察了吸附时间、NR初始浓度及溶液pH值对吸附作用的影响。结果显示,磁流体在中性条件下对NR的吸附效果最佳,最大吸附量为244 mg/g,吸附效率最高可达99.8%。