孔道结构H3PW12040／TiO2的制备及其可见光光催化降解水溶性染料的性能

采用溶胶一凝胶方法制备了孔道结构复合材料H3PW12040／TiO2，采用ICP-AES，UV／DRS，^31PMAS NMR，TEM和N2吸附等技术对其组成和结构进行了表征．结果表明，催化剂中活性组分H3PW12O40的基本骨架结构未发生改变，H3PW12O40的担载量为22．29％，催化剂平均粒径为40nm，具有双孔结构，其平均微孔和介孔孔径分别为0．6l和3．06nm．考察了催化剂可见光光催化降解6种水溶性染料的性能．结果表明，6种染料均可不同程度地被降解和矿化．通过对染料中性红的光催化降解实验，比较了H3PW12040／TiO2，Degussa P-25和锐钛矿结构Ti02的可见光光催化活性，其中，H3PW12040／TiO2活性最高，且催化剂最易分离，可循环使用．     

基于吡嗪-吡啶-酰腙配体的三个配合物的制备及其荧光和光催化性能

合成了3个配合物{[Zn₃（L）₂（SO₄）₂（H₂O）₄]·H₂O}_n（1）、{[Cd₂（L）₂（SO₄）（H₂O）]·H₂O}_n（2）和{[Cd（L）I]·CH₃OH}_n（3）（HL=N''-nicotinoyl-pyrazine-2-carbohydrazonamide）,并通过单晶X射线衍射、红外、元素分析和粉末X射线衍射等手段进行表征。配合物1中,采用μ₃-η¹η¹η¹配位模式的SO₄^2-把Zn（Ⅱ）连接成无机网状二维平面（bc面）,有机配体HL交错的分布在网状平面的两侧,这些二维层在分子间氢键的作用下形成三维超分子结构。配合物2是由配体HL连接[（Cd2）₂（μ₂-SO₄）₂]和Cd1两种节点形成的二维结构,相邻的二维层在π…π堆积作用下形成三维超分子结构。配合物3是一维的Z字链结构,这些一维链在氢键的连接作用下形成二维的超分子网络结构。光催化降解亚甲基蓝实验结果表明,在双氧水存在时配合物1~3均表现出很好的降解效果。     

基于吡嗪-吡啶-酰腙配体的三个配合物的制备及其荧光和光催化性能

合成了3个配合物{[Zn_3(L)_2(SO_4)_2(H_2O)_4]·H_2O}n(1)、{[Cd_2(L)_2(SO_4)(H_2O)]·H_2O}n(2)和{[Cd(L)I]·CH_3OH}n(3)(HL=N′-nicotinoylpyrazine-2-carbohydrazonamide),并通过单晶X射线衍射、红外、元素分析和粉末X射线衍射等手段进行表征。配合物1中,采用μ3-η1η1η1配位模式的SO_4~(2-)把Zn(Ⅱ)连接成无机网状二维平面(bc面),有机配体HL交错的分布在网状平面的两侧,这些二维层在分子间氢键的作用下形成三维超分子结构。配合物2是由配体HL连接[(Cd2)2(μ2-SO4)2]和Cd1两种节点形成的二维结构,相邻的二维层在π…π堆积作用下形成三维超分子结构。配合物3是一维的Z字链结构,这些一维链在氢键的连接作用下形成二维的超分子网络结构。光催化降解亚甲基蓝实验结果表明,在双氧水存在时配合物1~3均表现出很好的降解效果。     

微波加热制备泡沫镍负载La3+掺杂纳米TiO2及其光催化降解甲醛的性能

 采用常规加热和微波加热方法制备了两种泡沫镍负载La3+掺杂的纳米TiO2光催化剂,以甲醛光催化降解为模型反应,考察了制备方法和掺杂La3+对催化剂催化性能的影响,并采用扫描电镜、透射电镜、 X射线衍射和能量分散式光谱分析对催化剂进行了表征. 结果表明,微波加热法制备的纳米TiO2具有典型的锐钛矿型晶体结构,其粒径均匀且明显小于常规加热法制备的催化剂. 泡沫镍负载1.5%La3+掺杂的TiO2的光催化性能得到明显改善,反应90 min后甲醛的降解率仍达到93%. 在实验中发现催化剂有失活现象,但经简单清洗后其活性能够恢复.     

BiO3对染料的光催化降解性能

近年来 ,利用半导体材料光催化降解有害污染物已成为比较热门的研究课题之一 [1,2 ] ,因其能有效地利用太阳能并在反应中产生强氧化能力的空穴和羟基自由基 ,因而备受人们的关注 .目前使用较多的是催化活性高 ,稳定性好的 Ti O2 [3] ,但由于其带隙较宽 ( 3.2 e V) ,只能吸收波长 λ≤ 387nm的紫外光 .因此研制新型光催化剂或改善催化效率仍是重要研究课题 .近年来 ,有报道用 Bi2 O3光催化处理含亚硝酸盐废水的实验研究 [4 ] ,结果比较满意 .本研究对 Bi2 O3的制备、表征及其作光催化剂处理各种染料溶液进行实验 ,结果表明 ,Bi2 O3具有较…     

共沉淀法制备稀土Ce掺杂的纳米ZnO及其光催化降解染料的性能

以六水合硝酸锌和六水合硝酸铈?髥为原料,通过共沉淀法制备了一系列稀土Ce掺杂的纳米ZnO,并采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、紫外可见漫反射光谱对其进行了全面表征。部分样品还通过X射线光电子能谱(XPS)和光致荧光光谱(PL)进行了进一步分析。分别在日光和紫外光条件下,对这一系列Ce掺杂的ZnO进行了光催化降解亚甲基蓝的性能研究,得出当Ce的掺杂量为3%(n/n)时(ZnO-3%Ce),其光催化活性最佳,光催化降解亚甲基蓝的效率均超过98%。选取ZnO-3%Ce作为催化剂,分别进一步考察其在日光和紫外光下对罗丹明B和甲基橙的光催化降解性能。研究结果表明,ZnO-3%Ce在日光和紫外光下均表现出较好的光催化降解效果,体现出良好的光降解普适性。日光下光降解效率顺序为:亚甲基蓝>罗丹明B>甲基橙,而紫外光下降解效率顺序为:罗丹明B>亚甲基蓝>甲基橙。最后,我们研究了催化剂ZnO-3%Ce的循环利用及稳定性性能。实验结果表明:该催化剂循环使用3次之后,光催化效率仍然稳定在97%以上,并且其结构和组成保持不变,体现出优异的稳定性和应用前景。     

负载型纳米TiO2光催化降解活性艳红X-3B染料

光催化氧化;负载型纳米光催化剂;负载型纳米TiO2光催化降解活性艳红X-3B染料     

孔道结构H3PW12O40/TiO2的制备及其可见光光催化降解水溶性染料的性能

 采用溶胶-凝胶方法制备了孔道结构复合材料H3PW12O40/TiO2,采用ICP-AES,UV/DRS,31P MAS NMR,TEM和N2吸附等技术对其组成和结构进行了表征. 结果表明,催化剂中活性组分H3PW12O40的基本骨架结构未发生改变,H3PW12O40的担载量为22.29%,催化剂平均粒径为40 nm,具有双孔结构,其平均微孔和介孔孔径分别为0.61和3.06 nm. 考察了催化剂可见光光催化降解6种水溶性染料的性能. 结果表明,6种染料均可不同程度地被降解和矿化. 通过对染料中性红的光催化降解实验,比较了H3PW12O40/TiO2,Degussa P-25和锐钛矿结构TiO2的可见光光催化活性,其中,H3PW12O40/TiO2活性最高,且催化剂最易分离,可循环使用.     

均一形貌的ZnO纳米棒的制备及其光催化性能研究

ZnO nanorods were synthesized from high purity Zn granule by a vapor phase deposition in the Ar + O₂ gas. The products were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The ZnO nanorods were typically 1～2 μm in length and 20～30 nm in diameter with an aspect ratio as high as 20. The UV absorption properties were detected and the results show that the ZnO nanorods have an extremely strong absorption at 200～380 nm wavelength. The results were good when the ZnO nanorods were used as photocatalyst.     

改性PTFE纤维金属配合物的制备及其光催化降解性能

使用聚丙烯酸接枝改性聚四氟乙烯(PAA-g-PTFE)纤维分别与Fe³⁺及其与Cu²⁺的混合物反应制备改性PTFE纤维铁和铁铜双金属配合物, 并分别使用傅里变换叶红外(FTIR)光谱和紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱(DRS)对两种配合物的化学结构和光吸收性能进行表征. 然后将两种配合物分别作为非均相光Fenton 反应催化剂应用于典型偶氮染料活性蓝222氧化降解反应中, 考察和比较了二者在不同pH介质中对降解反应的催化作用. 结果表明, 在有或无Cu²⁺的存在条件下, 一个Fe³⁺能够与三个PAA-g-PTFE表面的6个羧基发生反应形成配合物, 并且它们在紫外和可见光区表现出好的光吸收特性. 当两种金属离子共存时Cu²⁺比Fe³⁺更容易与PAA-g-PTFE发生配位反应形成铁铜双金属配合物. 在可见光辐射下PAA-g-PTFE铁配合物对不同pH水溶液中染料降解反应均表现出显著的催化作用, 但是溶液pH的升高不利于配合物催化活性的发挥. 而配合物中铁离子含量提高特别是引入Cu²⁺作为助金属离子能够较大幅度地改善其在高pH范围内的催化活性和重复利用性.     

基于多级孔金属有机骨架构筑HRP固定化酶反应器及其染料降解应用

以不稳定的Cu-金属有机骨架(Cu-MOF)为模板剂, 利用自组装模板法制备多级孔Zr-MOF, 再通过物理吸附法在多级孔Zr-MOF的介孔孔道中负载辣根过氧化物酶(HRP)构筑了HRP@Zr-MOF固定化酶反应器. 通过改变孔径调节剂苯甲酸(HBC)的浓度调控孔径大小, 研究了孔径对固定化酶反应器催化活性的影响; 考察了固定化体系缓冲溶液pH值、 固定化时间及温度对固定效果的影响. 以HRP催化降解结晶紫染料为模型反应, 探讨了HRP@Zr-MOF的操作稳定性和重复使用性. 结果表明, pH=3.0、 固定化时间为60 min、 固定化温度为30 ℃是固定化HRP的最佳条件, 固载量最高可达61.6 mg/g. 与游离酶相比, HRP@Zr-MOF固定化酶反应器表现出更好的热稳定性、 酸碱稳定性、 H₂O₂稳定性和储存稳定性; 重复使用10次后, HRP@Zr-MOF的催化活性仍能保持62.3%. 将HRP@Zr-MOF应用于实际水样中结晶紫染料的催化降解, 在5 min内降解率高达90%以上, 表现出非常高效的催化效率.     

Synthesis of Titanium Dioxide Nanoparticles for Photocatalytic Degradation of Cyanide in Wastewater

Cyanide is highly toxic, and although various approaches have been employed for its remediation, these methods do not have the required performance. This report describes the synthesis of titanium dioxide nanoparticles with maximum photocatalytic properties and their application for the treatment of cyanide in wastewater. Three types of crystalline titanium nanoparticles were synthesized: anatase, rutile, and a biphasic mix of rutile and anatase. The phase and microscopic properties were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The specific surfaces of the particles were determined, and their photocatalytic activity was studied under the ultraviolet irradiation for cyanide degradation. The results indicate that an increase in sulfate ion leads to changes in the phase ratios of rutile to anatase. The diameter of the nanoparticles was between 18 and 22 nm, and they displayed high photocatalytic properties. The biphasic form of the titanium dioxide nanoparticles demonstrated the highest removal of cyanide. Complete degradation of cyanide was observed in a pilot scale experiment.     

Preparation of Ce‐doped TiO2 Hollow Fibers and Their Photocatalytic Degradation Properties for Dye Compound

Cerium‐doped titanium dioxide (TiO₂) with a hollow fiber structure was successfully prepared using ammonium ceric nitrate and tetrabutyltitanate as precursors and cotton fiber as the template. The effects of cerium (Ce)‐doping on the crystallite sizes, crystal pattern, and optical property of the prepared catalysts were investigated by means of techniques such as scanning electron microscopy (SEM), X‐ray diffraction (XRD), BET surface area, and UV‐vis diffuse absorption spectroscopy. SEM observation showed that the prepared TiO₂ fibers possessed fibrous shape inherited from the cotton fiber and had a hollow structure. As confirmed by XRD and UV‐vis diffuse absorption spectroscopy examinations, Ce‐doping restrained the growth of grain size and extended the photoabsorption edge of TiO₂ hollow fiber into the visible light region. The present photocatalyst showed higher photocatalytic reactivity in photodegradation of highly concentrated methylene blue (MB) solutions than pure TiO₂ under UV and visible light, and the amount of Ce‐doped significantly affected the catalytic property. In the experiment condition, the photocatalytic activity of 0.5 mol% Ce‐doped TiO₂ fiber was optimal of all the prepared samples. In addition, the possibility of cyclic usage of the photocatalyst was also confirmed. The material was easily removed by centrifugal separation. Therefore, using the template method and by doping with cerium, TiO₂ may hopefully become a low‐energy consuming, high activity and green environmentally friendly catalytic material.     

纳米TiO2-SnO2的制备及其对庚烷的气相光催化性能

纳米TiO2-SnO2的制备及其对庚烷的气相光催化性能;溶胶-凝胶;正庚烷;光催化降解     

共沉淀法制备Ag/AgCl-TiO2空心复合纳米微球及其光催化性能

通过甲基丙烯酸与苯乙烯聚合制备了表面负电性的聚苯乙烯(PSt)纳米乳胶粒. 在乙醇与水的混合溶剂中, 用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷对其进行表面改性后加入钛酸四丁酯、 氯化钠和硝酸银, 以PSt乳胶粒为模板采用共沉淀法制备了PSt-AgCl-TiO₂复合微球. 在180 ℃对其进行液相预处理及煅烧去除PSt模板后制备了Ag/AgCl-TiO₂空心复合粒子. 对各阶段产物的形貌、 晶体结构和比表面积等进行了表征. 结果表明, 所得产物为Ag/AgCl与锐钛矿型TiO₂复合的空心粒子, 其比表面远大于商品TiO₂(P25). 考察了Ag/AgCl-TiO₂复合粒子在紫外光与可见光下对罗丹明B(RhB)降解的催化活性. 结果表明, 在紫外光下n(Ag)/n(Ti)=0.1%的Ag/AgCl-TiO₂复合粒子活性最高, 30 min时对RhB的降解率比不含Ag/AgCl的TiO₂空心微球提高了13%; 虽然Ag/AgCl-TiO₂在可见光下的催化活性远比紫外光下低, 但与纯TiO₂空心纳米微球相比其催化活性仍明显增强. n(Ag)/n(Ti)=2.0%的Ag/AgCl-TiO₂复合粒子催化活性最高, 120 min时对RhB的降解率比不含Ag/AgCl的TiO₂空心微球提高了38%.     

金属离子掺杂的TiO2薄膜的制备及其光催化降解甲苯的性能

 采用溶胶-凝胶法制备了负载于铝板上掺杂金属离子的TiO2薄膜光催化剂,并通过空气中甲苯光催化降解实验评价了其光催化活性. 结果表明,Pt和Fe的掺杂对TiO2薄膜的光催化活性起促进作用,甲苯降解率分别提高了17%和6%; Ag的掺杂引起催化剂失活; Mn的掺杂未对TiO2薄膜的光催化活性起明显促进作用. XRD结果表明,掺杂金属离子前后TiO2均为锐钛矿相; TEM观察到薄膜催化剂微观结构为球形颗粒,粒径分布均匀,平均粒径为19 nm; 紫外漫反射光谱表明,Pt-TiO2薄膜催化剂的反射率几乎为0,表明其对光的吸收能力很强,因而Pt掺杂的TiO2薄膜光催化降解甲苯的活性最高.     

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%.     

基于PBL模式的化学实验设计与实施——以光催化降解染料脱色实验为例

以染料废水的降解脱色实验为例,探讨了PBL模式在化学实验教学中的应用,提出了基于PBL模式的化学实验教学运行程序及教学评价。在实验教学中,基于PBL的模式,以解决问题为任务驱动,发挥问题对学习过程的指导作用,鼓励学生积极参与教学过程,调动了学生学习的主动性和积极性,提高了学生掌握知识并应用于实践的能力,培养了学生的创造精神和创新能力。