生物炭基光催化剂改性制备及其去除水中抗生素的研究进展

水体中抗生素会影响微生物群落结构和功能,导致生态失衡;同时,抗生素会通过食物链的富集和传递进一步污染水质,对生态环境和人类健康造成持续性危害.光催化技术因其高效且环保的特性成为众多抗生素去除技术中的重点研究对象.虽然半导体是光催化技术的核心材料之一,但其自身限制导致工作效率不高.生物炭(BC)作为碳家族成员之一有着众多优良特性,将生物炭与半导体复合制备的生物炭基光催化剂(BSPs)综合了两者的优越性能,有着广阔的应用前景.本文通过文献查阅,系统分析了BSPs的研究进展,涵盖BSPs的制备和改性方式,以及去除抗生素的原理和各种影响因素,并阐明其高导电性、高比表面积、强氧化性、稳定性和可回收性等特点,说明BSPs能够处理各种介质中存在的多种污染物.此外,对BSPs的局限性进行了分析,对未来研究方向提出了建议.     

由钛铁矿制备Fe_3O_4/TiO_2复合物的研究进展

归纳了从钛铁矿中分离铁和二氧化钛的方法,包括亚熔盐法、预氧化法、还原锈蚀法;其次,初步总结了目前国内外制备Fe_3O_4磁性纳米颗粒和TiO_2纳米粒子的方法。最后,对Fe_3O_4/TiO_2复合材料的制备方法包括溶胶-凝胶法、微乳液法、均匀沉淀法作了梳理。Fe_3O_4/TiO_2复合纳米材料很好地解决了单独使用TiO_2作为废水处理催化剂,在实际应用过程中易随水流失,难以回收利用的问题,具有一定的实用性。     

《化学研究》2012年第23卷1～6期总目次

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RuO2/BiOCl复合光催化剂的制备及其固氮性能研究

BiOCl在光催化固氮领域中有着广阔的应用价值，但其光生电子-空穴对的快速复合限制了其应用和发展。本文首先采用水解法制备了一种具有丰富氧空位的新型RuO₂/BiOCl复合光催化剂，并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、光致发光光谱、电子顺磁共振等对其进行了表征，采用300 W氙灯为模拟太阳光源，评估了其光催化固氮性能。结果表明：当复合催化剂中RuO₂负载量达到0.2%(质量分数)时，RuO₂/BiOCl具有更好的固氮活性，在光照1 h后其最佳活性达到了131.9μmol/L。相较纯BiOCl催化剂，其固氮性能提升了3.5倍。最后，本文对催化剂的反应机理进行了相关探索，为制备具有更高固氮活性的光催化剂提供参考。     

原位水热合成SrTiO3/TiO2复合纳米纤维及光催化性能

以利用静电纺丝技术制备的TiO2纳米纤维为模板和反应物,原位水热合成了具有异质结构的SrTiO3/TiO2复合纳米纤维.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、高分辨透射电子显微镜( HRTEM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对样品的结构和形貌进行了表征.用罗丹明B(RB)模...     

硫化镉复合光催化剂在模拟有机污染物体系中光催化制氢研究

太阳能光催化分解水制氢是太阳能制氢的最佳途径之一.选择CdS为敏化剂,制备了可见光响应的CdS复合钛酸纳米管光催化剂.以所制备的光催化剂在不同模拟有机污染物中的光催化产氢活性进行研究,对有机物浓度、pH值等反应参数进行了考察,并对其产氢机理进行了分析.研究发现各类有机物中,甲酸溶液中产氢量活性最高.分别考察了10%、2...     

无定形TiO2可见光敏化降解染料污染物

采用一步水解法制备了无定形TiO2(Am-TiO2),并运用X射线衍射、X射线光电子能谱、N2吸附-脱附和紫外-可见漫反射光谱等手段对其进行了表征.结果表明,Am-TiO2具有大的比表面积(216m2/g)和丰富的表面羟基/化学吸附的水.与晶态TiO2相比,Am-TiO2的吸收带边明显蓝移(411nm→378nm),禁...     

Si掺杂对TiO2空心微球微结构和光催化性能的影响

以葡萄糖、氟钛酸铵和氟硅酸铵为原料,采用一锅水热合成法在葡萄糖聚合形成的胶体碳球表面原位生成了含有Ti/Si物种的前驱物实心微球,再经高温焙烧脱除碳球模板,制得Si掺杂的TiO2空心微球.应用高分辨透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和N2吸附-脱附等手段对样品进行了表征.结果表明,Si进入到TiO2的晶格,形成的S...     

新型半导体可见光催化剂纳米锰酸钇

采用聚丙烯酰胺凝胶法制备了锰酸钇(YMnO3)纳米颗粒,并运用X射线衍射、扫描电镜和紫外可见漫反射光谱对样品进行了表征.结果表明,制得的YMnO3纳米晶主要为六方钙钛矿结构,兼有少许的正交钙钛矿结构,且颗粒粒度均匀、形貌规整、呈类球形,平均颗粒尺寸约为45 nm.另外,测得YMnO3纳米颗粒的光学带隙值为1.31 eV...     

碱法纳米纤维素模板剂合成介孔TiO2及其性能

以生物可再生资源碱法纳米纤维素为模板剂,TiCl4为钛源,采用液相水解-沉淀法合成了具有介孔结构的TiO2光催化剂,采用透射电镜、X射线衍射、热重差热、低温N2物理吸附-脱附等技术对催化剂进行了表征,并以苯酚为模型物,考察了介孔TiO2的光催化活性.结果表明,所得TiO2催化剂具有良好的孔隙结构,平均孔径6.17nm、比表面积176.3m2/g、平均晶粒尺寸13.5nm.碱法纳米纤维素的加入在一定程度上提高了锐钛矿相向金红石相转变的温度.该TiO2晶粒小、孔隙较多、比表面积大、吸附性能强,因此表现出较高的光催化活性.