水热沉淀法制备掺铁二氧化钛中空球及其光催化性能

 以碳球为模板剂, 采用水热沉淀法制备了不同配比掺 Fe 的 TiO2 (Fe-TiO2) 中空球, 并运用 X 射线粉末衍射、扫描电子显微镜、元素分析能谱、红外光谱和热重等方法对其进行了表征. 结果表明, 中空球为锐钛矿相, 大小为 0.5~3.20 ?m, 壳层厚度为 30~60 nm, 比表面积为 150~300 m2/g. 随着 Fe 掺杂量的增加, 中空球在可见光区的吸收强度逐渐增加. 光催化降解实验表明, 掺 Fe 后, TiO2 中空球的可见光催化活性升高, 其中 0.5% Fe-TiO2 在 80 min 内降解亚甲基蓝超过 75%. 同时还讨论了光催化机制.     

高分子材料生物降解性能的分析研究进展

本文介绍了近年来生物降解材料降解方法的研究现状,主要从不同的降解环境,包括在堆肥环境、水性环境、惰性固体介质环境等进行的材料生物降解性能研究进行了比较、评述与展望。     

溶剂热合成可调控氧空位的Bi2MoO6纳米晶及其光催化氧化制喹啉和抗生素降解

近年来,半导体光催化在环境净化和有机合成领域的研究引起了广泛的重视.其中,在有机合成领域中,光催化技术已经应用在醇类、环己烷以及芳香族化合物的选择性氧化研究.而另一类具有特殊结构的有机物——N-杂环芳烃,在药物化学和材料科学中具有重要意义.而传统用于合成N-杂化芳烃的脱氢催化氧化反应通常需要高温高压的苛刻环境,传统方法通常还需要使用贵金属催化剂,这也增加了N-杂化芳烃的合成成本;另外,如果合成是均相催化过程,则催化剂难以实现回收利用.因此,开发室温常压条件下的非贵金属多相光催化技术具有巨大的应用前景.本文以能够被可见光驱动的钼酸铋半导体为催化剂,利用氧缺陷策略来提升钼酸铋的光催化氧化性能.不同于传统氧缺陷制备方法(氢气还原热处理、离子掺杂等),本文采用一种低成本的乙二醛辅助溶剂热的方法合成具有可调控的含氧空位Bi₂MoO₆催化剂(OVBMO).通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜、透射电镜、紫外可见漫反射吸收光谱、氮气物理吸附脱附、X射线光电子能谱(XPS)、电子自旋共振光谱、光致发光光谱及电化学测试等技术对制备的OVBMO材料进行了物理化学性质及能带研究.XPS,XRD,Raman和FT-IR结果表明,氧空位存在于[Bi₂O₂]²⁺和MoO₆八面体的层间.紫外可见漫反射结果表明,随着氧空位的引入,Bi₂MoO₆的光吸收范围扩大,带隙变窄.结合莫特肖特基和VBXPS分析获得OVBMO的能带位置,发现氧空位的存在不仅会导致禁带中出现缺陷带能级,还会导致价带顶位置上移,促进光生空穴的迁移.PL和电化学结果表明,氧空位的存在使得载流子浓度、载流子的分离能力与界面电荷迁移能力都有较大提升,这是因为氧空位引入的缺陷能级可以浅势捕获电子,抑制光催化剂中的电子与空穴的复合,改变化学反应的速率.同时,氧空位有助于捕获分子氧,分子氧与捕获的光生电子发生反应,产生更多的超氧自由基(·O₂)和空穴(h⁺),从而极大地提升光催化剂的氧化性能.因此,OVBMO在1,2,3,4-四氢喹啉脱氢氧化产生喹啉及系列抗生素(环丙沙星、四环素、盐酸土霉素)的降解反应中,表现出较好的光催化氧化性能.结合多种表征分析,本文还进一步阐明了OVBMO催化剂将1,2,3,4-四氢喹啉脱氢氧化为喹啉的自由基参与的多相催化反应机理.     

金属-有机框架衍生的多功能光催化剂

在光催化过程中,光催化剂被太阳能激发产生光生电子和空穴,来实现环境净化或能量转换,是应对全球变暖和能源短缺的有效途径之一.然而,光催化技术面临的主要瓶颈问题是光生载流子的低分离效率和高反应能垒.而催化剂本身的特性对这一点起到了决定性的作用.因此,催化剂的合理设计和改性是提高光催化效率的关键.金属有机框架(MOFs)是一...     

Co-Fe/SBA-15与过一硫酸盐联用非均相催化降解水中染料罗丹明B

由于硫酸根自由基(SO4?-)的强氧化性,基于SO4?-的高级氧化技术受到人们的高度关注.采用过渡金属活化过一硫酸盐(PMS)产生SO4?-用以分解有机物,反应体系简单,反应条件温和,且不需要额外的能量供给,因此,成为人们优先选用的方法,其中,采用高效、环境友好的非均相过渡金属催化剂活化PMS处理难降解有机物成为研究热点.本文研究了非均相CoFe/SBA-15-PMS体系对水中难降解染料罗丹明B(RhB)的降解.以SBA-15为载体, Co(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O为前驱物,采用一步等体积浸渍法制备了CoFe/SBA-15,通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等对其进行了表征.考察了焙烧温度、Co与Fe的负载量对CoFe/SBA-15催化性能的影响和该催化剂的重复使用性能,还考察了RhB降解动力学及催化剂CoFe/SBA-15投加量、氧化剂PMS投加量和反应物(RhB和PMS)初始浓度对其性能的影响,探讨了RhB的降解机理.结果表明：对于催化剂CoFe/SBA-15,合成焙烧后在SBA-15上负载的Fe、Co化合物主要是CoFe2O4复合物,它作为催化剂的活性中心负载在SBA-15的孔道内外.制备的焙烧温度对CoFe/SBA-15催化性能几乎无影响,但对Co浸出影响显著.与SBA-15相比,催化剂10Co9.5Fe/SBA-15-700(Co和Fe负载量分别为10 wt%和9.5 wt%,焙烧温度700 oC)的比表面积、孔体积和孔径均减小,分别为506.1 m2/g,0.669 cm3/g和7.4 nm,但仍然保持SBA-15的有序六方介孔结构.该催化剂以棒状体的聚集态存在,聚集体直径大于0.25μm,其磁化强度为8.3 emu/g,因此,可通过外磁铁容易地从水中分离.相比之下,10Co9.5Fe/SBA-15-700具有最佳的催化性能和稳定性,可使RhB的降解率达到96%以上, Co的浸出量小于32.4μg/L.在CoFe/SBA-15和PMS共存下, RhB的降解符合一级动力学方程, RhB降解速率随CoFe/SBA-15和PMS投加量的增加和初始反应物浓度的减小而提高.淬灭实验结果表明,在CoFe/SBA-15, PMS和RhB水溶液体系中,存在的主要活性自由基为SO4?-,它是由CoFe/SBA-15活化PMS产生的,对RhB的降解起决定性的作用. RhB降解过程的UV-vis结果表明, RhB的降解途径主要是蒽环打开, SO4?-优先攻击RhB的有色芳香烃环,然后RhB进一步分解为小分子有机物. CoFe/SBA-15循环使用10次仍能保持高催化活性和稳定性,在每次反应中RhB的降解率均大于84%, Co和Fe的浸出量均分别小于72.1和35μg/L. CoFe/SBA-15作为高效、环境友好的非均相催化剂可有效地活化PMS产生SO4?-降解水中RhB,具有实际应用的潜力.     

基于含铬革屑制备吸附-降解型胶原/ZnO复合材料

危险废弃物含铬革屑的资源化利用是制革行业面临的一大难题.含铬革屑的主要成分胶原可作为吸附材料,但存在稳定性差、需解吸等问题,限制了其在水处理领域的应用.本文通过酸法从含铬革屑中提取胶原纤维并原位负载纳米氧化锌(ZnO)制备了吸附-降解型胶原/ZnO复合材料.红外光谱及X射线衍射谱图显示,ZnO成功负载且呈片状,具有六角纤锌矿晶型,负载到胶原纤维上后并不会影响其自身的光响应范围,禁带宽度为3.20 eV.当锌前驱体溶液浓度为0.12 mol/L、胶原纤维分散液pH值为8、胶原海绵质量为60 mg时,复合材料光催化性能最佳;在160 min内对10 mg/L亚甲基蓝(MB)的降解率达95.2%;循环5次后,降解率依然可达到87.5%.动力学模型拟合结果显示,复合材料对MB的吸附更符合拟二级吸附动力学模型,受化学吸附控制;MB的光催化降解过程符合一级降解动力学方程,降解速率最高为0.0172 min^-1.此外, ZnO的引入提高了复合材料的抗菌性和热稳定性.     

SO42-对TiO2及Ce-TiO2光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SO42-/Ce-TiO2, SO42-/TiO2及Ce-TiO2光催化剂,并用IR, BET, XPS, XRD等手段对所制得的样品进行表征,将其用于对有机磷农药(DDVP)稀释液的光催化降解,结果表明所制SO42-/Ce-TiO2, SO42-/TiO2具有超强酸特征,其光催化活性较Ce-TiO2有明显提高.     

1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐离子液体对聚碳酸酯阻燃性能及热降解行为的影响

随着绿色化学概念的提出,在全世界范围内形成了离子液体的研究热潮。离子液体具备非挥发性或"零"蒸气压;低熔点;宽液程;高热稳定性;酸碱可调性;可循环使用性;非燃性等优良特性,使离子液体被公认为是符合绿色化学理念的溶剂与材料。聚碳酸酯(PC)作为重要的工程塑料,很多应用对其有阻燃性能有较高要求。而传统用于PC的阻燃剂不具备很好的环境友好性。     

铁掺杂的高比表面二氧化硅的制备及其苯酚降解性能

研究了以聚乙二醇为模板剂、正硅酸乙酯(TEOS)为硅源制备铁掺杂的多孔二氧化硅的方法。开发了一步完成多孔材料制备和掺杂的新工艺。研究了不同的铁元素掺杂量对样品性能的影响。采用低温氮吸附、SEM、FTIR、XRD方法表征了样品的比表面、孔结构和表面基团等信息。最优样品比表面大于700 m²·g^-1、孔容大于1 mL·g^-1。研究了所制备的多孔材料和双氧水共同降解水中苯酚的能力,研究发现负载铁的催化剂可以在很宽的pH值范围内(3~8)和双氧水协同使用,这可能是因为铁元素被牢固负载于多孔二氧化硅的骨架上,避免了其在高pH值下发生的水解反应。     

固-液相转移催化法合成共聚酸酐及其性能研究北大核心CSCD

采用18-冠-6(18C6)为相转移催化剂,制备了一系列不同单体比例的聚[1,3-双(对羧基苯氧基)丙烷-癸二酸]共聚酸酐P(CPP-SA),并优化了聚合反应条件。P(CPP-SA)化学结构由傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1 H-NMR)表征,并通过特征黏度计算了P(CPP-SA)的黏均分子量。结果表明最佳的反应条件是18C6的用量20%,反应时间15h,P(CPP-SA)特征黏度可达到1.2dL/g,黏均分子量为2.02×105。将P(CPP-SA)置于pH=7.4的磷酸缓冲溶液中进行体外降解,结果表明,降解率与CPP/SA比例有关,其中P(CPP-SA)(CPP/SA=50/50mol/mol)的共聚酸酐降解率与降解时间接近线性关系,具有较好的应用前景。