Cr(Ⅵ)离子在CdS催化剂上的吸附及光催化还原

Cr(Ⅵ)在CdS光催化剂上具有较强的暗态吸附,适当的热处理会增强Cr(Ⅵ)离子的吸附;在未经热处理的CdS催化剂上,Cr(Ⅵ)的吸附表现为接近于一个吸附单层的特征,而当催化剂经过了300℃的热处理,Cr(Ⅵ)离子在催化剂表面上的吸附会增加,吸附表现为超过一个单层的特征。热处理过程同样会增加催化剂的光催化活性。对于整个光催化反应而言,吸附过程是反应的控制步骤。Cr(Ⅵ)的光催化还原伴随CdS催化剂的光腐蚀。     

H2O2、金属离子等对Cr(Ⅵ)离子光催化还原及对敌敌畏农药光催化氧化的影响

以Cr(Ⅵ)离子、敌敌畏农药作为污染物的代表,研究了H₂O₂、金属离子等对Cr(Ⅵ)离子光催化还原及对敌敌畏农药光催化氧化的影响.结果表明,加入少量的H₂O₂对Cr(Ⅵ)离子的光催化还原起阻碍作用,对敌敌畏农药的光催化氧化起促进作用;加入少量的Cu²⁺对Cr(Ⅵ)离子光催化还原及对敌敌畏农药的光催化氧化均起促进作用;加入Zn²⁺、Na⁺对Cr(Ⅵ)离子及敌敌畏农药的光催化降解均无明显的影响;加入甲醇、甲苯对Cr(Ⅵ)离子的光催化还原起促进作用,对敌敌畏农药的光催化氧化起阻碍作用.探讨了H₂O₂、金属离子等对Cr(Ⅵ)离子光催化还原及对敌敌畏农药光催化氧化影响的机理.     

三辛胺修饰碳糊电极测定电子引脚中的Cr(Ⅵ)

采用三辛胺(TOA)修饰碳糊电极(TOA/CPE)测定了Cr(Ⅵ)含量,并考察了最佳的实验条件。当富集时间为10 min,富集介质为0.15 mol/L H2SO4时,TOA/CPE能够有效地富集Cr(Ⅵ)。以溶出伏安法测定Cr(Ⅵ),在-0.45 V(vs.SCE)处有灵敏的还原峰,峰电流与Cr(Ⅵ)浓度在5.0×10-7~1.0×10-3mol/L范围内呈现良好的线性关系。干扰试验显示TOA/CPE对Cr(Ⅵ)具有高选择性,能够在Cr(Ⅲ)浓度是Cr(Ⅵ)600倍时准确测定Cr(Ⅵ),检出限达3.4×10-9mol/L(S/N=3)。TOA/CPE测定了实际样品电子引脚中的Cr(Ⅵ),实验结果与紫外分光光度法结果一致。     

流动注射在线富集分离-火焰原子吸收光谱法测定水体中的铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ)

内装活性氧化铝（碱式）和阴离子交换树脂的微型柱流动注射在线富集分离水体中的铬（Ⅲ）和铬（Ⅵ），火焰原子吸收法直接检测。微型住可同时富集两种价态的离子，分别用1mol／L的NH4NO3和HNO3洗脱Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）于喷雾器中。进样时间25s，铬（Ⅵ）和铬（Ⅲ）的富集倍数分别为11倍和20倍，实际水样的加标回收率在90％～106％之间；分析速率为50个样／h；铬（Ⅵ）、铬（Ⅲ）的检出限（3δ）分别为1．5μg／L和0．7μg／L；相对标准偏差（50μg／L）分别为1．9％和2．6％。     

生物质两性吸附剂的合成及对Cu（II）和Cr（VI）的去除

本研究以麦草为原料,以三乙胺和一氯乙酸分别为氨基和羧基官能团接枝反应剂,制备秸秆基两性吸附剂。并以产品对Cu（II）和Cr（VI）的去除效果为指标,分别考察了合成过程中单一影响因素,并结合正交实验得出最佳改性条件。实验结果表明,一氯乙酸投加量是影响两性秸秆改性效果的主要因素,温度的影响最小;最佳改性条件为：当固定阳离子型麦草秸秆投加量为6.69g时,氢氧化钠投加量、一氯乙酸投加量、反应温度、反应时间分别为5mL,3.402g,60℃,2.5h。该吸附剂对Cu(II)和Cr(VI)的最大吸附量可达到90.9 mg•g-1 和241.1 mg•g-1。     

PS离子交换纤维对水中Cr（Ⅵ）的交换与再生

本文研究了PS离子交换纤维对水中Cr（Ⅵ）的交换与再生。在温度15-30℃，流速为6ml／min时，浓度为10mg／l的Cr（Ⅵ）溶液（pH2～6）的去除率在98％以上。使用5％NaOH溶液可用于该离子交换纤维的再生，当流速小于0.4ml／min时，洗脱率达到95％。并具有较好的选择性和较长的使用寿命。     

Cr(Ⅵ)-氯代苯酚共存污染体系中的光反应与光催化反应研究

Cr(Ⅵ)-4CP(4-氯苯酚)共存污染体系中Cr(Ⅵ)离子的紫外光致还原主要是由于Cr(Ⅵ)与4CP光解产物之间的氧化还原反应而引起的。Cr(Ⅵ)离子还原受光强和体系酸度影响较大,还原速率呈零级反应。随体系pH值增大,Cr(Ⅵ)离子还原速率下降。中性条件下,光反应结束后有沉淀产物生成,这对于采用光化学方法消除环境污染提供了很有意义的结果。4CP存在对Cr(Ⅵ)离子在TiO₂表面的暗态吸附没有影响。Cr(Ⅵ)-4CP-TiO₂体系中Cr(Ⅵ)离子的紫外光致还原主要包括了两种反应:Cr(Ⅵ)与4CP之间的均相反应以及Cr(Ⅵ)离子在TiO₂表面的光催化还原反应。一定波长紫外光下,排除Cr(Ⅵ)-4CP-TiO₂体系中的均相反应,使得4CP对Cr(Ⅵ)离子光催化还原反应的促进作用得以证实。     

石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中可交换态Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)

提出了流动注射离子交换石墨炉原子吸收光谱法测定土壤中可交换态Cr(Ⅲ）和Cr(Ⅵ）的分析方法，优化了提取方法、分离富集条件和流路参数等。分析速度为20样/h，Cr(Ⅲ）和Cr(Ⅵ）的检出限（3σ）分别为24pg和4.0pg，相对标准偏差（n=10)分别为4.7%和5.9%。     

催化还原降解Cr(Ⅵ)

工业化的快速发展导致含有六价铬(Cr(Ⅵ))的废水排放量日益增加,Cr(Ⅵ)的毒性和高流动性造成极大的环境污染问题。将Cr(Ⅵ)还原成低毒性和低流动性三价铬(Cr(Ⅲ))是当前的有效处理方式之一。与传统方法相比,利用太阳光、电和微波等驱动氧化还原反应进行Cr(Ⅵ)降解,无催化剂消耗,还原剂用量少,且不会造成二次污染和有限资源损耗,成为处理Cr(Ⅵ)污染的有效解决方案。基于此,本文综述了光催化剂、电催化剂及微波催化剂等在还原Cr(Ⅵ)领域的应用现状,在总结分析前人研究成果的基础上,对今后Cr(Ⅵ) 催化还原技术的研究方向和重点进行了展望。     

在线还原富集-导数火焰原子吸收光谱法测定环境水样中铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ)的形态

采用单阀双阳离子交换树脂微柱并联，设计了双路采样逆向洗脱在线分离富集系统，该系统与原子吸收导数测量技术相结合，实现了在线分离富集．导数火焰原子吸收光谱法同时测定水中Cr（Ⅲ）和Cr(Ⅵ），导数仪用2mV／min档位，富集lmin时，分析速度为60样/h，测定Cr（Ⅲ）和Cr(Ⅵ）的特征浓度分别为0．448μg/L和0．793μg/L(相当于1％导数吸收度)，线性范围分别为0-90和0-180μg/L；对浓度分别为10、20μg/LCr（Ⅲ）和Cr(Ⅵ）测定的相对标准偏差分别为2．85％和2．85％；检出限分别为0．855和1．7lμg/L．该法对实际水样加标回收率在94．7％．104％之间。     

在Cr(Ⅵ)和4-氯酚复合污染系统中多孔石墨相氮化碳的协同光催化效应

随着工农业的迅速发展,多组分复合污染系统广泛分布于自然环境中,例如电镀废水、污水处理厂污泥、城市生活垃圾等.自1972年光催化劈裂水产氢被发现以来,光催化技术已被广泛应用于解决环境污染问题.一方面,光生电子在酸性条件下能将重铬酸根(Cr2O72–)中高毒性的Cr(VI)还原成低毒性的Cr(Ⅲ).另一方面,水中有机污染物通过光催化氧化过程可被降解为二氧化碳和水.然而在目前的光催化领域,大部分研究者专注于新型光催化剂的开发,并在单组份光催化系统中测试所开发材料的光催化活性,而忽视了蕴藏在光催化反应本身中的科学问题.事实上,将光催化技术应用于复合污染系统具有非常大的现实意义.少数研究者试图通过光催化过程处理多组分废水.然而,在复合污染系统中的协同光催化效应和机理尚未明确.近几年,基于可见光响应、环境友好、成本低等优点,作为一种不含金属的半导体光催化剂,石墨相氮化碳(g-C3N4)已被广泛应用于环境光催化领域.然而在实际应用中,g-C3N4的光催化活性却较差,因为聚集态层状结构不但限制了光生载流子的表面迁移,而且还增加了光催化反应的传质阻力.因此,人们尝试形貌控制策略来提高g-C3N4的光催化活性,例如氮化碳纳米片、空心球、量子点的构建.在前期工作中,我们通过一种简单的前驱体预处理策略使用盐酸和乙二醇共处理的三聚氰胺作原料成功制备出了多孔石墨相氮化碳(pg-C3N4),因其具有丰富的多孔微观结构而表现出了卓越的光催化活性.本文初步研究了在酸性条件下使用所制备g-C3N4或pg-C3N4光催化还原水中Cr(Ⅵ)成Cr(Ⅲ)的反应.然后在不同pH条件下进一步研究了在Cr(Ⅵ)和4-氯酚(4-CP)复合污染系统中的协同光催化效应.结果发现,与单组分光催化系统相比,在Cr(Ⅵ)和4-CP复合污染系统中Cr(Ⅵ)的还原效率和4-CP的降解效率同时提高,即在Cr(Ⅵ)和4-CP复合污染系统中存在协同光催化效应.最后讨论了在Cr(Ⅵ)和4-CP复合污染系统中的协同光催化效应可归因于pg-C3N4的电子转移作用加速了Cr2O72–和4-CP之间的氧化还原反应.在用稀H2SO4调节pH至3的Cr(VI)和4-CP复合污染系统中,由于Cr2O72–中氧原子的电子云密度较低,因此Cr2O72–和4-CP之间的氧化还原反应通过pg-C3N4的电子转移作用易于进行,因而表现出明显的协同光催化效应.     

木麻黄树皮的原位固化制备及其对Cr（Ⅵ）的吸附

通过醛与单宁等的反应使木麻黄树皮中单宁等组分原位固化,并考察了原位固化木麻黄树皮（YGMS）对稀水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附行为。 研究结果表明,当m（甲醛）∶m（树皮）=1∶20、m（乙二醛）∶m（树皮）=1∶4和m（戊二醛）∶m（树皮）=3∶25时,固化树皮收率达到95%以上。 YGMS对Cr(Ⅵ)的吸附量随溶液pH值的增大而减小,溶液pH=2.01时吸附量最大。 随温度升高YGMS对Cr(Ⅵ)的吸附量增大。 用甲醛、乙二醛或戊二醛原位固化的木麻黄树皮对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量分别为68.0、83.3和82.0 mg/g。 YGMS对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量越大,其拟二级速率常数越小。     

在线还原富集火焰原子吸收光谱法测定环境水样中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的形态

采用单阀双阳离子交换树脂微柱并联，设计了双路采样逆向洗脱在线分离富集系统，该系统与原子吸收测量技术相结合，实现了在线分离富集-火焰原子吸收光谱法同时测定水中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)，富集1min时，分析速度为60样/h，测定Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的特征浓度分别为6．08μg/L和11．58μg/L(相当于1％吸收)，线性范围分别为0～1．0μg/mL和0～2．0μg/mL，对质量浓度为100μg/L的Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)测定的相对标准偏差分别为2．9％和3．0％、检出限分别为8．70和10．8μg/L。该法对实际水样加标回收率在94．5％～104．3％之间。     

物理化学综合实验:g-C3N4/MIL-125(Ti)的制备表征及其光催化还原Cr(Ⅵ)性能测试

该综合实验制备了一种负载型催化剂，并对其光催化还原Cr（Ⅵ）性能进行测试。采用溶剂热法制备g-C3N4/MIL-125（Ti）催化剂，通过X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、N2-吸脱附曲线、固体紫外-可见漫反射光谱（DRS）、荧光光谱（PL）及交流阻抗谱（EIS）表征了催化剂的结构、形态以及光催化性能。结合材料的表征数据及性能测试结果分析探讨g-C3N4的负载量对光催化还原Cr（Ⅵ）活性的影响，进一步探究该催化反应的进行机制。该实验实现了光催化技术与物理化学实验教学的结合，可让学生获取催化学科的前沿知识，了解催化反应以及各种现代测试技术的基本原理。     

β-环糊精对TiO2光催化氧化还原效率的作用

橙黄Ⅱ;Cr(Ⅵ);β-环糊精对TiO2光催化氧化还原效率的作用     

纳米Fe@SiO_2一步合成及其对Cr(Ⅵ)的去除

利用液相还原与改进的Stbr法相结合,在不使用表面改性剂和氨水的条件下,通过向原硅酸乙酯(TEOS)和氯化铁混合溶液直接添加硼氢化钾,一步合成了二氧化硅包覆的纳米铁复合材料(Fe@SiO_2).通过X射线粉末衍射(XRD)仪、能量色散X射线仪(EDAX)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收分光光度计、傅里叶红外(FTIR)光谱仪、X射线光电子能谱仪(XPS)等对所得样品的形貌、结构和组成进行表征.将制备的Fe@SiO_2用于水体中Cr(Ⅵ)还原去除并考察了TEOS添加量对其去除能力的影响.结果表明Fe@SiO_2具有清晰的核壳结构,多孔的SiO_2包裹1-2个球形纳米铁粒子.纳米铁粒径主要分布在20-30 nm之间,随着TEOS投加量的增加,SiO_2层变厚,纳米铁核具有更好的分散性.与未包覆型纳米铁相比,Fe@SiO_2对Cr(Ⅵ)的去除能力显著提高.TEOS投加量为0.1 mL所制备的Fe@SiO_3对Cr(Ⅵ)去除能力(以Fe的质量计算)达到量大,为466.67 mg·g~(-1),而未包覆型纳米铁仅为76.35 mg·g~(-1).     

新试剂胡椒基荧火酮的合成及其与铬（Ⅵ）的显色反应

介绍了新试剂胡椒基荧光酮（PIF）的合成方法及过程。同时，初步研究了在CPB存在下PIF与铬的显色反应。结果表明，在pH8.5-10.0的氯化铵-氨水缓冲介质中，Cr(Ⅵ）与PIF形成稳定的紫红色配合物。     

单宁微球对Cr（Ⅵ）的吸附性能

利用单宁微球吸附Cr（Ⅵ）,探讨了温度、pH值、Cr（Ⅵ）初始质量浓度等因素对单宁微球吸附性能的影响,并分析了其吸附等温曲线。结果表明,单宁微球对Cr（Ⅵ）具有很好的吸附效果,吸附量可达到45.5 mg/g。单宁微球对Cr（Ⅵ）的去除率随吸附时间的延长而增大,5 h后基本达到平衡。温度对单宁微球吸附Cr（Ⅵ）的影响比较...     

活性氧化铝微柱分离富集-电感耦合等离子体原子发射光谱法在线测定水中铬（Ⅲ）和铬（Ⅵ）

研究了活性氧化铝对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)分离富集的性能，建立了流动注射(FI)-在线微柱分离富集-电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定水中微量Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的分析方法。优化了流动注射测定的条件，进样频率为60/h；检出限(3σ)：Cr(Ⅲ)为0．8μg/L，Cr(Ⅵ)为0．6μg/L；线性范围为5-600μg/L;相对标准偏差小于2．4％；回收率为94．0％-102％。     

结冰过程对溶解性有机质典型组分还原Cr(Ⅵ)的影响

研究了结冰过程对溶解性有机质(DOM)的4种典型组分草酸、酒石酸、苹果酸和柠檬酸还原Cr(Ⅵ)的影响.结果表明,在低浓度下Cr(Ⅵ)在水溶液中不能被4种有机酸所还原;而在冰中,不同的有机酸对Cr(Ⅵ)的去除均有促进作用,且去除效果随着有机酸浓度的增大逐渐增强.4种有机酸的作用效果强弱顺序为草酸酒石酸苹果酸柠檬酸.通过使用不同浓度的无机盐和无机酸可以改变冰表面上类似液体层的厚度来抑制Cr(Ⅵ)的还原,作用效果与无机盐种类无关.溶液的初始pH值和有机酸结构是影响Cr(Ⅵ)还原的重要因素.实验条件下冷冻浓缩效应的富集倍数至少可达10~3,对冰中草酸去除Cr(Ⅵ)有明显的促进作用.