凹凸棒土/g-C3N4-Pt/聚苯胺复合材料的制备及其可见光催化性能

石墨氮化碳(g?C₃N₄)是一种窄带隙的n型半导体材料,具有可见光降解有机污染物能力;凹凸棒土(ATP)具有很强的表面活性和吸附能力,可作为催化剂的载体。我们以g?C₃N₄和ATP杂化材料(ATP/g?C₃N₄)为基础,通过简单的化学还原法将纳米Pt颗粒沉积到ATP/g?C₃N₄表面,随后利用纳米金属Pt颗粒催化苯胺无电聚合,促使聚苯胺(PANI)在ATP/g?C₃N₄表面或孔道中原位生成,获得ATP/g?C₃N₄?Pt/PANI复合材料。以阴离子染料甲基橙(MO)为模型体系,考察了复合材料的可见光催化性能。研究表明,共轭结构的PANI和g?C₃N₄在复合材料中保持完好,说明其具有良好的兼容性。由于多组分材料之间的协同效应,使得ATP/g?C₃N₄?Pt/PANI纳米复合材料具有卓越的光催化性能。可见光光照80 min后,对20 mg·L^-1 MO溶液的降解率达96.3%,而且循环5次后,其降解率仍保持在93.5%。     

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。     

磁性氧化石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备 及再生循环吸附性研究

由氧化法和原位合成法成功制备了磁性氧化石墨烯/聚苯胺(Fe_3O_(4 )/GO/PANI,MPGO)纳米复合材料,使用X射线衍射、热重分析、红外光谱、VSM、BET等对所得材料进行了结构表征和性能测试,研究了复合材料对甲基橙染料的吸附性能。结果表明:pH为4时,MPGO吸附量最大,为198 mg·g~(-1);450 min达到吸附平衡,吸附量为211.08 mg·g~(-1)。MPGO对甲基橙的吸附行为符合Langmuir等温模型和准二级动力学模型;经过7次再生循环后,MPGO对甲基橙的吸附量保持为初始吸附量的72.2%,具有较好的重复利用性。     

AuNPs@POMs/rGO复合材料的制备及光催化性能

以Keggin型多金属氧酸盐(多酸,POMs)为光催化还原剂、稳定剂和包覆剂,在光照下一步合成AuNPs@POMs/rGO复合纳米材料。采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等对所制得的材料进行了结构表征和性能测试。以光催化降解甲基橙为模型反应研究了AuNPs@POMs/rGO纳米复合材料的光催化活性。透射电子镜结果显示Au纳米微粒均匀的负载在rGO薄层上,无聚集和团聚现象。实验探究了pH、温度、催化剂投放量以及甲基橙初始浓度对光催化降解过程的影响。光催化降解结果表明:当溶液处于室温,pH=8.0,催化剂投放量为0.15 g·L~(-1),甲基橙溶液初始浓度为25.0 mg·L~(-1)时,效果达到最佳,降解率为94.5%。     

基于纳米ZnO/聚氯乙烯的复合材料光催化性能研究

本文采用纳米氧化锌与聚氯乙烯溶液共混制备了复合材料前驱体，运用TG-DTA联机分析得到了其分解温度及相关热分解数据；经适当温度煅烧后得到复合材料光催化剂，并用TEM、XRD、FTIR、UV-Vis、ESR对复合材料进行分析表征。在室内普通照明用荧光灯作用下，以甲基橙溶液为催化对象，对复合材料的光催化性能进行了检测，并在相同条件下，与纳米氧化锌、纳米氧化钛及聚氯乙烯直接煅烧产物的光催化性能进行了比对分析；同时研究了pH值对复合材料光催化性能的影响。研究结果表明，复合材料对甲基橙催化降解8 min后，甲基橙溶     

碳纳米管/TiO_2复合材料的制备及表征研究

采用溶胶-凝胶法和水热合成法,制备出碳纳米管/TiO2(CNTs/TiO2)复合材料。通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis),荧光光谱(LS)检测CNTs/TiO2的晶型及形貌。结果表明:锐钛矿相TiO2纳米颗粒负载在碳纳米管的管壁上,CNTs/TiO2在紫外-可见光波长范围均有较好的吸收性能。在灭菌灯照射下,以甲基橙溶液为降解目标,CNTs/TiO2复合材料对甲基橙溶液的降解有高的光催化活性,180 min内降解率达到85%以上。     

板式纳米碳纤维负载二氧化钛光催化复合材料的制备及降解甲基橙的研究

以板式纳米碳纤维为载体,采用酸性氧化法对载体进行预处理之后,使用钛酸异丙酯为钛源,高温水热法制备了二氧化钛/纳米碳纤维复合光催化剂,并考察了其对甲基橙的光催化去除能力及循环反应性能.复合材料中二氧化钛含量通过改变前驱体组成进行调节.材料的结构性能通过氮气吸附、X射线衍射(XRD)、能谱分析仪(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析仪(TG-DSC)等测试技术进行了表征.结果表明,锐钛矿型的二氧化钛以纳米颗粒形式均匀分散在纳米碳纤维表面,从而形成了高度分散的二氧化钛/碳纤维纳米复合材料.另外,复合系统中中孔吸附作用的存在,与纳米二氧化钛的光催化产生协同作用,增强了复合材料在紫外光照射下对于水溶液中甲基橙的去除能力.在光照射下反应120 min时,不同担载量样品对甲基橙的去除率最高可达80.1%,不同煅烧温度样品最高可达79.2%.此外,光催化剂有着良好重复利用性能,3次循环反应后对甲基橙去除率仍可保持80.0%.     

MnO2/PPy/PANI三元纳米管复合材料的合成及其电化学电容性能

在聚苯胺（PANI）和二氧化锰（MnO2）存在的条件下,以FeCl3/甲基橙为模板,通过化学氧化法聚合吡咯(Py)单体,制备MnO2/PPy/PANI纳米管复合材料。 利用X射线衍射、透射电子显微镜、红外光谱和电化学测试等多种测试技术对复合材料进行物性表征和电化学电容性能测试,并讨论了不同含量的PANI对复合物材料的结构和性能的影响。 结果表明,由于PANI、MnO2与PPy三者的相互协同作用,以及材料管状结构的大比表面积,使三元复合材料具有比二元复合材料要大的电化学活性。 所合成的三元复合材料最大比容量达到458.4 F/g。     

Fe-Ni 共掺杂 ZnO 的制备及其光催化降解甲基橙活性

 采用溶液法制备了 Fe-Ni 共掺杂 ZnO 光催化剂, 并运用 X 射线衍射、扫描电镜和原子发射光谱等对催化剂进行了表征. 以甲基橙 (MO) 为模型污染物, 评价了样品的光催化活性, 考察了甲基橙初始浓度及其 pH 值, 以及催化剂用量等对光催化反应性能的影响. 结果表明, Fe-Ni 共掺杂降低了 ZnO 的结晶度, 并促进了晶粒的长大. 光催化降解反应表明, Fe-Ni 共掺杂显著提高了 ZnO 光催化降解甲基橙的活性, 当催化剂用量为 0.6 g/L, 经 120 min 紫外光照射时, 可使甲基橙溶液 (10 mg/L) 降解率达到 93.5%. 关键词：铁; 镍; 共掺杂; 氧化锌; 光催化; 甲基橙; 降解     

Removal of methyl orange from aqueous solution using bentonite-supported nanoscale zero-valent iron

Zero-valent iron (ZVI) nanoparticles tend to agglomerate, resulting in a significant loss in reactivity. To address this issue, synthesized bentonite-supported nanoscale zero-valent iron (B-nZVI) was used to remove azo dye methyl orange (MO) in aqueous solution. Batch experiments show that various parameters, such as pH, initial concentration of MO, dosage, and temperature, were affected by the removal of MO. Scanning electron microscopy (SEM) confirmed that B-nZVI increased their reactivity and a decrease occurred in the aggregation of iron nanoparticles for the presence of bentonite (B). Using B-nZVI, 79.46% of MO was removed, whereas only 40.03% when using nZVI after reacting for 10 min with an initial MO concentration of 100 mg/L (pH=6.5). Furthermore, after B-nZVI reacted to MO, XRD indicated that iron oxides were formed. FTIR showed that no new bands appeared, and UV-vis demonstrated that the absorption peak of MO was degraded. Kinetics studies showed that the degradation of MO fitted well to the pseudo first-order model. A degradation mechanism is proposed, including the following: oxidation of iron, adsorption of MO to B-nZVI, formation of Fe(II)-dye complex, and cleavage of azo bond. Finally, the removal rate of MO from actual wastewater was 99.75% when utilizing B-nZVI.     

还原氧化石墨烯负载零价铁的合成及对TNT废水处理

选取比表面积大且导电性能优良的还原氧化石墨烯（rGO）作为支撑材料,负载还原性强但极易团聚的纳米零价铁（nZVI）,制得还原氧化石墨烯负载零价铁（nZVI/rGO）复合材料.通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）与X射线光电子能谱（XPS）等测试手段对零价铁的负载情况、材料表面微观形貌与反应前后nZVI/rGO材料表面铁元素的含量与组成进行表征.考察了溶液初始pH值、材料投加量和理论零价铁负载量等因素对nZVI/rGO去除2,4,6-三硝基甲苯（TNT）的影响,研究了nZVI/rGO材料去除TNT的反应机理.通过正交实验可知,nZVI/rGO对含TNT废水的处理在较宽的反应条件范围内都可达到处理要求,在理论零价铁的负载量为3.0 g/g rGO,溶液初始pH为6,材料投加量为40 g/L时效果最佳,可将废水中TNT处理到检出限0.1 mg/L以下.     

Synthesis and characterization of ZnO-doped cupric oxides and evaluation of their photocatalytic performance under visible light

ZnO–CuO binary oxide photocatalysts were synthesized by the liquid phase coprecipitation method. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy and UV–vis spectroscopy. The photocatalytic activity of the ZnO–CuO nanocomposites was estimated on the basis of decoloration of methyl orange dye under visible light. The effects of parameters such as calcining temperature, amount of catalyst and pH on the photocatalytic degradation efficiency of methyl orange solutions were investigated in detail. The maximum photocatalytic activity was obtained on ZnO–CuO nanocomposites with a calcining temperature of 350 °C, using a catalyst amount of 0.056 g/L and a pH of 7.5. The visible light-driven capability of ZnO–CuO nanocomposites is much better than that of commercially available TiO₂ photocatalysts under comparable conditions.     

聚苯胺/凹凸棒石纳米纤维复合材料对溶液中痕量Cr(VI)的吸附性能

采用原位聚合法合成了盐酸掺杂聚苯胺/凹凸棒石黏土(PANI/ATP)纳米纤维复合材料。 研究了它对含痕量Cr(Ⅵ)废水的吸附,考察了物料配比、投料质量、吸附时间、吸附温度和pH值对其吸附性能的影响。 结果表明,复合材料中的物料配比为m(An)∶m(ATP)=2∶1,用量为0.4 g,50 min时对Cr(Ⅵ)的吸附量达到99.8%,符合Langmuir等温吸附方程。 该复合材料充分发挥了有机和无机吸附材料的协同作用,具有成本低、再生性能良好的特点。     

氧缺陷型SnO2纳米颗粒可见光催化性能的研究

由简单的水热法合成了一种可高效降解有机染料的氧缺陷型Sn O2纳米颗粒新型光催化剂,用X射线衍射、透射电镜、高分辨透射电镜和紫外-可见分光光度计等手段对其结构及性能进行了表征。结果表明,所制备的催化剂的禁带宽度最小可达2.90e V,可实现对可见光的有效吸收利用,对甲基橙的降解反应具有很高的光催化活性。将该催化剂(1g/L)分散在10mg/L的甲基橙溶液中,可见光照射下,40min内甲基橙的降解率达99%以上。由于该催化剂具有合成方法简单、高效、成本低和反应条件温和等特点,为有效解决有机染料对环境的污染问题提供了一条新的途径。     

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%.     

亚微米级Cu0/Fe3O4复合物多相催化过一硫酸盐降解有机污染物

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.     

pH调控水热法合成BiVO_(4)及其可见光催化降解甲基橙

以硝酸铋为铋源,偏钒酸铵为钒源,醋酸钠调节pH值,采用水热法合成光催化剂BiVO_(4),采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对产物进行结构和形貌分析.在可见光条件下,考察BiVO_(4)对甲基橙(MO)的光催化性能.结果表明,在pH值为6.0的条件下合成的BiVO_(4)具有较优的光催化性能,可见光条件下催化反应5 h后,MO的降解率达到98.4%,并且在循环反应5次后对MO的降解率仍在95%以上.因BiVO_(4)良好的光催化活性和稳定性,在废水处理领域有非常广阔的应用前景.