Fe3O4@Ce掺杂ZnO光催化降解罗丹明B

通过共沉淀法优化制备了Fe_3O_4为内核的磁性核壳式Ce掺杂ZnO催化剂(Fe_3O_4@ZnO-Ce),考察催化剂的稳定性和适用性,利用SEM、BET、ICP-AES、XRD、UV-Vis DRS、VSM、FT-IR等手段对催化剂进行表征,研究温度、pH、催化剂投加量对罗丹明B降解率的影响。结果表明,Ce掺杂ZnO包覆在Fe_3O_4表面形成球状纳米颗粒,平均粒径约100 nm,Fe_3O_4和3%Ce掺杂ZnO最佳物质的量之比为1:20,400℃煅烧2 h。日光模拟灯为光源,在pH为7、水温30℃、催化剂投加量0.2 g/100 mL、90 min罗丹明B降解率达到92%,6次循环套用降解率达到53%以上。     

钛铁矿制备二氧化钛-四氧化三铁复合材料及其光催化应用

TiO_2因具有多种优异的特性被广泛应用在半导体光催化领域,但是纳米结构的TiO_2颗粒细微,在进行光催化反应之后,难以回收再利用。本文以廉价钛铁矿为原料制备光催化剂TiO_2,同时利用副产物铁合成Fe_3O_4,并采用简单温和的浸渍法制备Fe_3O_4/TiO_2磁性复合材料。通过XRD、FT-IR、SEM、EDS等手段对材料形态结构进行表征分析,并以光降解有机污染物若丹明B为探针反应,考察其光催化性能。结果表明,质量比为1∶10的Fe_3O_4/TiO_2复合材料结构稳定、分散均匀,具有最优的光催化活性(波长356nm下反应3h,若丹明B降解率达到64.0%),并表现出良好的重复性。同时,动力学结果显示降解符合一级反应动力学。     

Bi/Mo摩尔比对钼酸铋可见光催化降解磺胺性能的影响

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O为原料,水热合成钼酸铋粉体。采用X-射线衍射、紫外可见漫反射光谱仪、比表面积分析仪对其表征。以磺胺溶液为目标降解物,评价了钼酸铋的光催化活性。结果表明:铋钼摩尔比对钼酸铋晶体的物相组成和光催化性能均有显著影响。当铋钼摩尔比为4时,制备得到的钼酸铋光催化性能最佳,磺胺溶液5 h降解率可以达到95%。     

磁性氧化石墨烯固定化氯过氧化物酶及其在奥酸性蓝45脱色中的应用

以氧化石墨烯和Fe_3O_4为原料制备磁性氧化石墨烯,采用吸附法将氯过氧化物酶固定在磁性氧化石墨烯上,考察了固定化体系缓冲溶液p H值、固定化时间及反应温度对固定效果的影响.以氯过氧化物酶催化氧化奥酸性蓝45染料脱色反应为模型反应,探讨了固定化氯过氧化物酶的操作稳定性.实验结果表明,p H=3.5,反应15 min、反应温度15℃为固定化氯过氧化物酶的最佳催化条件;采用共沉淀法制备载体,加入的NH_4Fe(SO_4)_2·12H_2O与氧化石墨烯(GO)质量比为10.7∶1时,得到的磁性氧化石墨烯(TMGO)的酶固载量大于二者质量比为5.35∶1时得到的磁性氧化石墨烯(FMGO),这可能与FMGO氧化石墨烯表面的Fe_3O_4含量不足有关;与游离酶相比,固定化氯过氧化物酶表现出更好的酸碱稳定性、H_2O_2稳定性、热稳定性和储存稳定性,在35~50℃,聚集或堆积的磁性氧化石墨烯(TMGO)片层打开,导致固定化酶活损失率明显小于游离酶.重复使用5次后,TMGO-氯过氧化物酶(CPO)的相对活性仍然保持在60%以上.     

环糊精改性Fe_3O_4纳米微球的制备及其负载多柔比星体外释放的研究

采用柠檬酸钠作为稳定剂,通过超声辅助水相共沉淀法合成了柠檬酸修饰的Fe_3O_4纳米粒(Fe_3O_4@CA),进一步采用真空干燥法制备了β-环糊精包覆的Fe_3O_4纳米微球(Fe_3O_4@β-CD).分别利用X射线粉末衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜、热重分析仪等表征手段对其进行了结构和形貌表征.同时,以多柔比星为模型药物,考察了Fe_3O_4@β-CD微球对多柔比星的体外释放行为.结果表明,Fe_3O_4@CA纳米粒子呈球形或类球形,平均流体力学直径为84nm,具有顺磁性,室温下饱和磁化强度为17.5emu·g-1,红外光谱结果表明,β-环糊精成功的包覆在Fe_3O_4@CA表面,Fe_3O_4@β-CD的平均流体力学直径为104nm,室温下饱和磁化强度为15.7emu·g-1.体外释放结果表明,Fe_3O_4@β-CD-DOX载药系统在PBS(pH=7.4)溶液中释放缓慢,12h累积释放率为45.5%.结果表明,环糊精改性的Fe_3O_4纳米微球在体外有明显的缓释效果,有望成为理想的抗肿瘤药物载体.     

Fe3 O4@(DS-LDH)合成条件的优化及表征

探究Fe_3O_4@(DS-LDH)的最佳合成方法及合成条件。对比共沉淀法、离子交换法、焙烧还原法制备的Fe_3O_4@(DS-LDH)。通过DLS、Zeta电位、XRD、FT-IR、SEM、VSM等手段对样品表征分析,利用高效液相法测定载药量。采用L_(16)(4~5)正交试验优化共沉淀法合成工艺,并研究Fe_3O_4@(DS-LDH)的体外缓释性能。结果表明,Fe_3O_4@(DS-LDH)的最优合成条件:n(Mg~(2+))/n(Al~(3+))=2,n(Mg~(2+))/n(总Fe)=2,pH=10.5,晶化温度为90℃。最优条件下载药量达27.59%,Fe_3O_4粒径为168.25nm,Fe_3O_4@(DS-LDH)粒径为128.58nm。Fe_3O_4和Fe_3O_4@(DS-LDH)具有较好磁性性能。外加磁场条件下,体外缓释性能良好,12h趋于稳定,达84.65%。表明Fe_3O_4@(DS-LDH)是良好的磁靶向药物传送控制系统。     

纳米Fe_3O_4催化剂在稠油水热裂解降黏中的应用

通过高温热解法和低温双相回流法制备了四种不同尺寸的纳米Fe_3O_4催化剂,并将其应用于辽河油田稠油水热裂解降黏实验中。结果表明,制备过程中加入重烷基苯磺酸钠(HABS)表面活性剂能够有效提高Fe_3O_4催化剂在稠油水热裂解体系中的分散性,以高温热解法制备出的HABS修饰的9 nm Fe_3O_4催化剂降黏效果最佳。当稠油量为250 g时,按m(稠油)∶m(催化剂)∶m(油层水)质量比为100∶0.3∶30加入催化剂和油层水,加入0.75 g正作为己烷供氢体,在240℃下反应24 h,辽河油田稠油黏度从86200 mPa·s下降到2065 mPa·s,降黏率高达到97.6%。反应机理分析显示,纳米Fe_3O_4催化剂攻击稠油长链上键能最低C-S键,使其断键,重组分转化为轻组分。     

亚微米级Cu~0/Fe_3O_4复合物多相催化过一硫酸盐降解有机污染物（英文）

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Cu~0/Fe_3O_4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CuCl_2·2H_2O,FeCl_2·4H_2O和FeCl_3·6H_2O为铜源和铁源,水合肼为还原剂,采用水热法在180℃反应24 h制备了亚微米级磁性Cu~0/Fe_3O_4复合物.表征结果显示,所制材料为Cu~0和Fe_3O_4的复合物,颗粒大小约为220 nm;单一相Cu~0和Fe_3O_4晶体粒径分别为33.8和106.2 nm,而Cu~0/Fe_3O_4复合物中Cu~0和Fe_3O_4晶体粒径分别减为20.8和31.9 nm.这表明Cu~0和Fe_3O_4复合降低了Cu~0和Fe_3O_4晶体粒径,有利于Cu~0和Fe_3O_4的分散.BET测试结果表明,Cu~0/Fe_3O_4复合物比表面积为4.6 m~2/g,与Cu~0颗粒的(4.2 m~2/g)相当,但远小于Fe_3O_4的(15.6 m~2/g).制备的Cu~0/Fe_3O_4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Cu~0/Fe_3O_4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,Cu~0/Fe_3O_4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,Cu~0和Fe_3O_4颗粒分别可以降解28%和20%的罗丹明B.这表明Cu~0/Fe_3O_4复合物中的Cu~0和Fe_3O_4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Cu~0/Fe_3O_4复合物中Cu~0和Fe_3O_4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Cu~0/Fe_3O_4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Cu~0/Fe_3O_4复合物具有较强的化学稳定性.所制Cu~0/Fe_3O_4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Cu~0/Fe_3O_4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Cu~0/Fe_3O_4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,Cu~0/Fe_3O_4复合物催化活化过一硫酸盐的机理为Cu~0/Fe_3O_4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Cu~0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.     

磷钨酸负载MOFs功能化磁性复合材料催化氧化脱硫

采用溶剂热法制备了羧基化磁性微球(Fe_3O_4-COOH),进一步采用"一锅法"制备得到MIL-101(Cr)功能化磁性复合材料Fe_3O_4-COOH@MIL-101(Cr);以其为载体,采用超声浸渍法负载磷钨酸,得到磷钨酸负载化MOFs功能化的磁性复合材料HPW@Fe_3O_4-COOH@MIL-101(Cr)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、振动样品磁强计(VSM)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电镜(SEM)等手段对其组成、形貌等进行表征。以其为催化剂,以双氧水为氧化剂,催化氧化以二苯并噻吩为硫源的正辛烷模拟油样。通过单因素法分别考察了超声反应时间、氧化剂用量、超声反应温度、相转移剂用量和催化剂用量等因素对脱硫效果的影响,并初步探讨了催化脱硫机理。结果表明:反应温度60℃,反应时间5 min,氧化剂用量nH_2O_2/nS为4,相转移剂CTAB用量为0.2%(w/w),催化剂用量为8 g·L~(-1)时,二苯并噻吩的降解率达到73.15%;催化剂重复使用5次后降解率下降7.8%,说明该材料具有良好的催化脱硫的性能且可以重复使用。催化机理初步研究表明,活性中心可能为杂多酸阴离子,Fe_3O_4-COOH@MIL-101(Cr)起到载体和协同吸附的作用。     

含Ce水滑石基复合氧化物对混合染料的光催化性能

将具有光催化活性的Ce O_2和锌锡水滑石进行复合,经焙烧得到光催化性能较高的Ce O_2/Zn O/Sn O_2复合氧化物。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)和紫外-可见漫反射图谱(UV-Vis DRS)技术对样品的晶体结构、表面形貌和光学性能进行表征,并利用密度泛函理论(DFT)计算样品的态密度,分析其电子能态结构。以甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的混合溶液(C_(MO)∶C_(MB)=1∶1)模拟染料废水,研究Ce O_2含量和焙烧温度对复合氧化物光催化降解混合染料的影响。结果表明:随着Ce O_2含量和焙烧温度的增加,复合氧化物的结晶度及对MO和MB的光催化活性得到增强;同时,复合氧化物对混合染料中MO的降解率优于MB。其中Ce O_2含量为20%,焙烧温度为700℃时的复合氧化物表现出最佳的光催化性能,对混合染料中MO和MB的降解率分别达到96.7%和95.0%。结合实验结果和理论计算,推测了混合染料中MO和MB的降解路径。     

TiO_2/生物质活性炭复合材料的制备和吸附光降解性能

本文以自制生物质活性炭(BAC)为原料,采用凝胶-溶胶法合成TiO_2/BAC复合材料。对复合材料进行扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和N_2吸附等表征;并研究该复合材料对中性红、亚甲基蓝染料及甲醛的吸附降解性能。结果表明,当复合材料制备时BAC的添加量为7g(即BAC与(BuO)_4Ti的质量体积比为1∶5)、复合材料的用量为0.7g、预吸附时间为2h时,对染料具有最佳的吸附降解效果,复合材料在循环使用5次后对染料的吸附降解率仍达到80%以上。当复合材料制备时BAC的添加量为6g、复合材料的添加量为2g时,其对甲醛的吸附降解达到最大,可达63.41%。该复合材料有望用于废水中亚甲基蓝、中性红等染料的去除及家居甲醛的净化。     

甲醇水蒸气重整制氢CuAl2O4催化材料的研究

以γ-Al_2O_3为原料采用原位合成法制备CuAl_2O_4催化材料,通过XRF、XRD、BET和H_2-TPR等手段对催化材料进行表征,考察铜铝物质的量比对CuAl_2O_4催化材料结构、性质及其催化甲醇水蒸气重整制氢性能的影响。结果表明,不同铜铝物质的量比主要影响了铜物种的还原性能,从而影响了其催化甲醇水蒸气重整制氢的性能。当铜铝物质的量比为1∶2时,CuAl_2O_4催化材料的催化性能较好,在反应温度为260℃,水醇物质的量比为1.2,甲醇气体空速为800 h~(-1)时,甲醇转化率为100%,产氢速率为895 mL/(kg·s)。     

稀土掺杂钒酸镧微球的制备及其光催化降解抗生素

采用水热法合成稀土元素(Er~(~(3+))、Y~(3+)、Pr~(3+)、Yb~(3+)、Ce~(3+))掺杂的钒酸镧(LaVO_4)。结果表明,2%(n/n)Yb掺杂的LaVO_4(LaVO_4∶2%-Yb)光催化效果最佳,500 W氙灯照射(λ400 nm)5 h后,磺胺甲恶唑(20 mg·L~(-1))的最大降解率可达到99%。与m-LaVO_4微球相比,LaVO_4∶2%-Yb降解磺胺甲恶唑的催化效果明显提升。光催化性能的提升可归因于稀土元素离子的引入拓宽了催化剂的可见光吸收范围,降低了光生电子与空穴的复合率。     

酸功能化离子液体催化合成柠檬酸三丁酯

合成并表征了酸功能化离子液体,用于催化合成柠檬酸三丁酯(TBC).通过考察各种离子液体的催化活性及重复使用性能,选定酸功能化离子液体[HSO3-pmim]HSO4为催化合成TBC的催化剂.研究了催化剂用量、醇酸摩尔比、反应时间等因素对酯化反应的影响,得到其较佳工艺条件为:催化剂用量为反应物总质量的8·0%,醇酸摩尔比为5·5∶1,反应温度110~150℃,反应时间3h.此条件下,酯化率达到99·0%.分离出的离子液体未经任何处理重复使用8次后,酯化率仍为95·2%.     

导电玻璃负载Fe_2O_3/ZnO复合光电极的制备及光电催化性能

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为纤维骨架,乙醇为溶剂,乙酸锌[Zn(CH_3COO)_2·2H_2O]和三乙酰丙酮铁(C_(15)H_(21)O_6Fe)为原料,利用静电纺丝技术结合溶胶-凝胶法制备前驱体纤维,经焙烧后得到不同摩尔比的FTO导电玻璃负载Fe_2O_3/ZnO复合光电极(Fe_2O_3/ZnO/FTO).利用热重-差热分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对材料进行了表征,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,探讨了复合材料的光电催化活性.结果表明,Fe_2O_3与ZnO的复合能够有效构建p-n异质结,利于光生电子和空穴的分离,其光电催化性能较纯ZnO/FTO和Fe_2O_3/FTO均有明显提高;不同n(Fe)/n(Zn)的复合光电极表现出了不同的光电催化活性,在相同催化时间内,当n(Fe)/n(Zn)=1∶1时,Fe_2O_3/ZnO/FTO对MB催化活性最佳,MB的降解率达到97%.     

Fe_3O_4/TiO_2@生物碳骨架复合材料的一步法制备及UV-Fenton催化性能

以玉米秸秆为生物模板,经铁盐和钛盐溶液浸渍后煅烧,制备了新型Fe_3O_4/TiO_2分层介孔玉米秸秆碳骨架复合材料(Fe_3O_4/TiO_2@MSC),并研究了其多相UV-Fenton体系降解四环素的效能.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对合成的催化剂进行了表征.结果表明,Fe_3O_4/TiO_2@MSC保留了玉米秸秆的分级多孔形态,纳米Fe_3O_4和TiO_2在MSC表面生长,秸秆碳作为骨架提高了纳米Fe_3O_4的分散性,防止其团聚,提高了催化剂的稳定性,并且能够增加材料的比表面积和活性点位,进而增强对UV-Fenton体系的催化活性. TiO_2光催化和多相Fenton体系的协同作用促进了Fe(Ⅲ)向Fe(Ⅱ)转化.催化性能研究结果表明,在相同条件下,Fe_3O_4/TiO_2@MSC催化的多相UV-Fenton体系盐酸四环素(TCH)降解效率在反应40 min后达到99. 8%,远高于Fe_3O_4@MSC+H2O_2(30%),UV+H2O_2(73%)、UV+Fe_3O_4@MSC+H2O_2(89. 1%)和UV+Fe_3O_4/TiO_2+H2O_2(89. 2%)体系,并且该体系在中性甚至碱性条件下均能达到满意的TCH去除效果.     

Fe/Al-SiO_2复合金属氧化物用于燃煤烟气中汞的脱除

采用不同方法制备了Fe/Al-SiO_2复合金属氧化物以模拟赤泥成分,模拟烟气条件下考察其脱汞性能。结果表明,采用溶胶-凝胶法得到的复合金属氧化物在300-450℃具有优异的脱汞性能,其中,在350℃、3 h内平均脱汞率可达到94.8%。Fe_2O_3为Hg~0的氧化提供了晶格氧和化学吸附氧;SiO_2形成的硅溶胶则有利于活性组分Fe_2O_3的分散,增强了Hg~0与活性位的接触。基本模拟烟气中存在微量HCl和NO时,Hg~0脱除率接近100%;当烟气中存在0.2 mL/min、0.4 mL/min的SO_2时,吸附剂的平均脱汞率分别降至90.7%、53.4%,这主要是由于SO_2与Fe_2O_3反应生成Fe_2(SO_4)_3,导致了Fe_2O_3的失活并抑制汞的脱除。     

稀土改性CuO-ZnO-ZrO_2/SAPO-34分子筛催化CO_2加氢合成低碳烯烃

采用共沉淀法分别制备了Y_2O_3,La_2O_3和Ce O_2改性的Cu O-Zn O-Zr O_2,表征结果表明,稀土改性的Cu O-Zn O-Zr O_2分散性良好,比表面积增大.将稀土改性的Cu O-Zn O-Zr O_2与SAPO-34分子筛机械混合用于催化CO_2加氢一步法合成了低碳烯烃,在反应温度400℃,压力3 MPa,空速为1800 m L·g~(-1)_(cat)·h~(-1),氢碳体积比为3∶1,Ce O_2改性Cu O-Zn O-Zr O_2与SAPO-34质量比为1∶1,催化剂用量为1.0 g时,CO_2的单程转化率为54.6%,低碳烯烃的选择性和产率分别为51.1%和27.9%.     

Fe(III)EDTA作为氧化羰化苯酚合成碳酸二苯酯一种有效的氧化还原催化助剂(英文)

研究了氧化羰化苯酚合成碳酸二苯酯反应。发现了Fe(III)EDTA在PdCl2/Fe(III)EDTA/1,4-苯醌/四丁基溴化铵催化体系中具有很好的助催化效果。讨论了上述催化体系中的每一组分的作用,并提出了一个催化反应机理。氧化羰化苯酚合成碳酸二苯酯反应的最佳温度为100℃~120℃。当反应在100℃、PCO=2.0 MPa、PO2=0.5 MPa、苯酚0.5 mol、PdCl20.28 mmol、n(PdCl2)∶n(Fe(III)EDTA)∶n(苯醌)∶n(四丁基溴化铵)=1∶1∶10∶40、4A分子筛5.0 g、4 h进行时,碳酸二苯酯的产率和选择性分别为8.35%和97.5%。压力越高对生成碳酸二苯酯越有利。     

Fe_3O_4@聚吡咯@聚苯胺核壳结构的制备及吸波性能

用聚吡咯(PPy)对溶剂热法制备的Fe_3O_4纳米颗粒进行表面修饰,再用聚苯胺(PANI)调控Fe_3O_4@PPy复合材料的电磁组成,制备出具有核壳结构的Fe_3O_4@PPy@PANI复合吸波材料.当PPy对Fe_3O_4纳米颗粒修饰后,PANI极易包覆在纳米颗粒表面.电磁性能分析结果表明,当苯胺(An)与Fe_3O_4@PPy质量比为1/4时,最小反射损耗值(RLmin)达到-39.2 d B;当An与Fe_3O_4@PPy的质量比为1/2时,反射损耗小于-10d B的频宽达到4.6 GHz.电磁成分比例对复合材料的吸波性能有较大的影响,随着聚苯胺含量的增加,电磁吸收呈现先增加后减小的趋势.