Fe3O4/SnS2的制备及其催化性能研究

为提高Fe₃O₄的类芬顿效果,基于光助类芬顿催化氧化技术,在共沉淀法制备Fe₃O₄的基础上采用醇热法制备能高效降解亚甲基蓝的Fe₃O₄/SnS₂催化剂。建立了以Fe₃O₄/SnS₂为催化剂的光助类芬顿催化氧化体系,分析不同制备及降解条下Fe₃O₄/SnS₂的类芬顿活性,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对Fe₃O₄/SnS₂材料进行表征。结果表明：当Fe₃O₄和SnS₂物质的量比为1∶1时,Fe₃O₄/SnS₂的催化效果最好;亚甲基蓝溶液pH为3.0、Fe₃O_...     

玻纤负载TiO2/g-C3N4光催化膜的制备及降解染料性能

为解决光催化剂效率不高、粉末难回收且易造成二次污染等问题,采用浸渍法制备了玻璃纤维负载TiO₂/gC₃N₄光催化膜(命名为TCNGF)。TiO₂和g-C₃N₄纳米颗粒通过静电自组装在玻璃纤维表面形成了均匀无裂痕的薄膜,重量法测得催化剂负载量(质量分数)为4%。降解实验结果表明：以TCNGF为催化剂,在模拟太阳光下,10 mg/L的罗丹明B(RhB)溶液在40 min的降解率达到98%,4次循环降解实验的脱色降解率均高于99%,且溶液中无絮状沉淀产生,表明催化剂优异的催化活性、附着牢度和循环稳定性。催化结果表明：适量提高TiO₂和g-C₃N₄的质量比,催化膜内异质结量增多,促使光生活性自由基增多,染料降解速率增快;初始染料浓度对TCNGF光催化降解性能无明显影响。自由基捕获实验证明：超氧自由基(·O₂^-)和羟基自由基(·OH)在光催化反应过程中为主要...     

NH2-UiO-66/BiOBr/Bi2S3光催化剂的合成及其光催化性能

采用溶剂热法制备NH₂-UiO-66/BiOBr/Bi₂S₃（UBB）三元复合光催化剂,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）表征该催化剂的晶体结构和微观形貌,为了评价其光催化活性及稳定性,在可见光下催化降解有色染料亚甲基蓝（MB,20 mg/L）和罗丹明B（RhB,20 mg/L）。结果表明:NH₂-UiO-66的含量为2%时,UBB的光催化活性最好,对MB的降解率在60 min内达到93.5%,对RhB的降解率在30 min内达到98.3%;MB和RhB初始浓度提高到100 mg/L时,光催化降解率仍保持在70%以上;4次循环试验后,UBB的催化活性无明显降低。本文采用紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、荧光光谱（PL）和阻抗（EIS）的3种表征方法,分析UBB光催化性能变化的原因,并结合莫特-肖特基（M-S）曲线、活性物质捕捉实验结果,提出适用于UBB三元体系的双Z型电子转移机制。     

PMo12/TiO2光催化降解工业DNBP废水的研究

采用溶胶-凝胶法和水热合成法制备H₃PMo₁₂O₄₀(PMo₁₂)/TiO₂复合光催化剂并应用于工业废水的降解。利用红外光谱仪(IR),X射线衍射仪(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)进行测定，并在紫外光照射下分析光催化剂对DNBP废水的光催化降解性能。考察了废水的初始pH值、催化剂用量及重复利用率等对DNBP废水降解的影响。结果表明，在光照时间为5 h, pH值为5.10,用量为1.00 g/L的条件下，复合光催化剂较单纯TiO₂催化剂的光催化性能有明显提高，降解率达到98.36%,COD去除率达到53.18%,且POM/TiO₂复合催化剂回收利用3次仍具有较高活性。     

微气泡O3/H2O2深度处理某化工园区二级出水效能与机制

化工园区废水经过二级处理后,仍含有多种有毒污染物,依然对生态环境存在较大风险,为此,建立微气泡O₃/H₂O₂深度处理工艺,研究某工业园区二级出水处理效能,确定最佳工艺参数,探究污染物降解机制,并对处理出水进行毒性评价。结果表明：在pH为7.3、臭氧投加量为60 mg/L、H₂O₂初始投加量为114 mg/L、反应时间为15 min条件下,微气泡O₃/H₂O₂对二级出水中有毒污染物具有良好的降解效果,COD和TOC去除率分别达到47.41%和46.61%;微气泡O₃能够显著提高臭氧利用效率,缩短反应时间;与普通O₃曝气相比,臭氧利用率提高10%,反应时间缩短2/3;微气泡O₃/H₂O₂工艺过程中,有机物去除过程遵循表观二级反应动力学;电子顺磁共振(EPR)技术证明羟基自由基(·OH)参与有机物的降解过程,H...     

TiO2/Fe2O3纳米复合材料的制备及光催化性能

分别以Fe(NO₃)₃·9H₂O和钛酸四丁酯为铁源和钛源,以HF、HAc、NH₄F、NH₃·H₂O、H₂O₂为形貌控制剂,通过沉淀分离法联合溶胶-凝胶法制备了不同形貌的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料。用X-射线粉末衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对TiO₂/Fe₂O₃样品的结构和形貌进行了分析,并探究了所合成的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料在紫外光照射条件下对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,当以NH₃·H₂O为形貌控制剂时,制备的NH₃·H₂O-TiO₂/Fe₂     

Ag3PO4/Fe3O4/GO复合催化剂的制备及其可见光催化性能

以氧化石墨烯（GO）为基底,利用共沉淀及离子交换两步法制备Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 复合光催化剂．通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、热重（TGA）、振动样品磁强计（VSM）及紫外-可见光谱（UV-Vis DRS, UV-4100,带积分球）对样品的特征基团、微观形貌及磁性质、光学性质等进行了鉴定和表征．光催化脱色实验结果表明：Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 化剂20 min内对10 mg/L罗丹明B模拟水样的脱色率可达97.6%,高于Ag₃PO₄（73.4%）;Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 系中引入过硫酸钠可以起到强化光催化性能的作用;另外,Ag₃PO₄/Fe₃O₄/GO 剂表现出良好的活性稳定性、热稳定性及结构稳定性。     

用于可见光降解甲基橙的ZnIn2S4/CaIn2S4光催化剂性能

采用一步水热法构建了ZnIn₂S₄/CaIn₂S₄(ZIS/CIS)异质结光催化剂。通过XRD、SEM、DRS、电化学测试等表征研究此异质结光催化剂的晶体结构、形貌、光学性质及光生载流子的分离效率,在模拟可见光下考察其对甲基橙的降解效率。实验结果表明,ZIS/CIS异质结材料对甲基橙的降解效果明显优于CIS和ZIS。ZIS摩尔分数为30%的复合样品具有最佳的甲基橙降解效率,60 min内达到95.54%,并且具有良好的稳定性。     

Ag3PO4/BiPO4复合光催化剂的制备及其降解罗丹明B的研究

采用水热法合成复合Ag₃PO₄/BiPO₄光催化剂,考察不同pH和不同复合比例下合成的光催化剂对溶液中罗丹明B的光催化降解性能,并与BiPO₄进行对比。结果表明:在pH=7,复合比例Ag₃PO₄/BiPO₄摩尔比为4:3条件下水热制备的Ag₃PO₄/BiPO₄对可见光的利用率最高,催化性能最好;降解180 min后,对罗丹明B的降解率达到61%,较纯相BiPO₄提升了27%。本文还利用XRD、SEM和紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等测试手段对合成的样品进行表征,分析得出复合Ag₃PO₄之后,催化剂的禁带宽度变窄,并出现较多的独居石晶型BiPO₄,光生电子与空穴复合效率变低,从而使复合材料的光催化降解罗丹明B的能力得到提升。     

微波加热含碳Fe2O3升温过程数值模拟

以含活性炭的Fe₂O₃粉末为研究对象,在氩气保护下对其进行微波还原焙烧实验.研究了Fe₂O₃还原焙烧的升温特性,同时对含碳Fe₂O₃试样在微波场中升温过程进行数值模拟.基于微波加热的特点及加热过程建立数学模型,确定了模拟计算所需的边界条件,利用C语言编程,实现了微波加热含碳Fe₂O₃的数值模拟过程;同时,根据能量守恒关系计算出微波耗散功率与物料升温的关系,模拟出含碳Fe₂O₃粉末的微波加热升温曲线,与实验所测的微波加热升温曲线拟合较好,为研究物料在微波场中的升温过程提供了理论依据.     

WO3/g-C3N4复合光催化剂的制备及性能研究

采用溶剂热法合成具有Z型异质结构的WO₃/g-C₃N₄复合光催化材料,采用XRD、XPS、SEM等表征测试了材料的组成、形貌等,考察其光催化性能及对盐酸四环素(TC)的降解能力,并研究了WO₃/g-C₃N₄的降解机理.与WO₃、g-C₃N₄相比,WO₃/g-C₃N₄复合材料降解效果明显提高,其中WCN-3(WO₃/g-C₃N₄-3)的催化能力最优.复合材料光催化活性增强可归因于其较大的比表面积为光催化反应提供了更多的活性位点. PL测试结果显示复合材料中光生电子-空穴复合被显著抑制,自由基捕获实验证实参与光催化降解的主要活性成分是超氧基自由基(·O^-₂)和空穴(h⁺).     

还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能

为改进四氧化三铁（Fe₃O₄）复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe₃O₄,再以氧化石墨烯（GO）及表面油酸修饰的Fe₃O₄作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁（rGO/Fe₃O₄）复合水凝胶,最后冻干得到rGO /Fe₃O₄复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料（MB）的吸附性能进行研究。结果表明,rGO /Fe₃O₄复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子相比,rGO/Fe₃O₄复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g^-1,而且rGO /Fe₃O₄复合气凝胶可以方便地从废水中移出进行重复使用。研究其吸附动力学和吸附等温发现,该复合气凝胶的吸附行为符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附模型。     

HSA/g-C3N4作为电致化学发光探针检测β-淀粉样蛋白

采用一步煅烧法制备了一种电致化学发光(ECL)性能良好的类石墨相-碳化氮二维纳米材料(g-C₃N₄),经1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺活化后,g-C₃N₄与人血清白蛋白(HSA)复合,得到HSA/g-C₃N₄复合材料。利用Aβ与HSA的结合作用,将HSA/g-C₃N₄与不同浓度的β-淀粉样蛋白(Aβ)孵育,形成Aβ/HSA/g-C₃N₄。同时将巯基修饰的Aβ适体固定在金电极表面,通过适体与靶标的特异性结合,可以将Aβ/HSA/g-C₃N₄捕获到电极上。在共反应剂K₂S₂O₈存在下,该传感器实现了对Aβ的ECL灵敏检测。研究表明,在10 fmol·L^-1到100 nmol·L^-1范围...     

α-Fe2O3(001)及其掺杂表面吸附As2O3机制的密度泛函理论

为提高催化剂抗砷能力,采用密度泛函理论（DFT）方法研究As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面的吸附行为以及掺杂Mo、Mn、Ni对α-Fe₂O₃（001）表面As₂O₃吸附行为的影响。建立As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面吸附模型和Mo、Mn、Ni掺杂的吸附模型,计算As₂O₃在催化剂表面的吸附能,分析成键态密度以及掺杂前后的As₂O₃在α-Fe₂O₃（001）表面的电荷布局。结果表明：这4种体系均发生电子转移,Mo掺杂活化了As₂O₃分子,使得As₂O₃倾向于吸附在Mo活性位点上,保护了Fe活性位点,...     

等离子体辅助制备的Co3O4光催化甲苯净化性能研究

等离子体改性是提高催化材料性能的有效途径。利用水热法合成了Co₂(OH)₂CO₃前驱体，通过氧气低温等离子体技术，制备了表面改性的Co₃O₄催化剂(Co₃O₄-P)，并对其进行了XRD、O₂-TPD、H₂-TPR、SEM、TEM、XPS、FTIR、Raman和UV-Vis等表征。结果表明，等离子体处理可以降低Co₃O₄中Co元素的平均价态，在其表面形成更多的缺陷点位，降低Co₃O₄的Co-O键能，增强其低温还原性能；在全太阳光谱的光强为776 mW/cm²、反应空速为30 000 mL/(g·h)、甲苯质量分数为500μg/g的测试条件下，Co₃O₄-P的甲苯降解率为100.0%,其值约为通过焙烧法制备的Co₃O     

Fe3O4包覆多壁碳纳米管复合蓄冷工质凝固行为

为解决传统冰蓄冷工质过冷度大、凝固效率低的问题，基于化学共沉淀方法，引入酸处理和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(sodium dodecylbenzene sulfonate,SDBS)，制备了高稳定Fe₃O₄包覆多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotube,MWCNT)纳米复合材料．通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和红外光谱对物相进行表征，并对H₂O、SDBS+H₂O、MWCNT+H₂O、MWCNT+SDBS+H₂O、MWCNT-Fe₃O₄+H₂O和MWCNT-Fe₃O₄+SDBS+H₂O等水基蓄冷工质的相变凝固特性进行研究．结果表明，经过界面修饰的复合材料稳定性好，Fe₃O₄粒径为10.87 nm;MWCNT纳米材料可作为成核基底...     

W18O49/BiOI复合光催化剂的制备及性能研究

以BiOI为前驱体，采用化学沉淀法对W₁₈O₄₉(2%)/BiOI复合材料进行了制备，为了研究该材料的光催化性能，利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光分光光度计(PL)对样品进行表征。结果表明，W₁₈O₄₉的引入未改变BiOI的晶型结构，纯BiOI的降解率约为21%,与W₁₈O₄₉复合后材料的降解率约达到98%,复合后材料的降解率显著高于纯物质的降解效率，纯BiOI材料和W₁₈O₄₉的带隙宽度分别约为1.97eV和3.06eV,理论上可形成异质结，有助于加速电子转移速率，有效降低了电子和空穴对的复合，很好的提升材料的光催化活性。     

ZnO/g-C3N4光催化剂在微流控芯片中的光催化性能

采用浸渍法合成ZnO质量分数不同的ZnO/g-C₃N₄复合光催化剂,分析样品的结构、形态、化学组成和光学性能等. 将制备好的样品固定到微流控芯片中,降解不同的染料（亚甲基蓝、中性红、孔雀石绿、罗丹明B）,评价样品在可见光下的光催化性能. 样品的表征结果表明,在ZnO/g-C₃N₄复合物中,ZnO、g-C₃N₄间存在相互作用,ZnO/g-C₃N₄复合物对可见光的利用更为充分;与g-C₃N₄相比,在ZnO/g-C₃N₄复合物中光生电子-空穴对的复合明显被抑制. 光催化实验结果表明,6 % ZnO/g-C₃N₄具有最佳光催化性能,在光照强度为60 klx,液体流速为20 μL/min时,其对罗丹明B溶液的降解效率为98.9%.多次循环后的光催化降解亚甲基蓝性能研究表明,样品在微流控芯片中进行光催化降解实验具有稳定性和可靠性.     

CuO/Fe_3O_4活化过一硫酸盐降解RhB

以铁氰化钾、三水硝酸铜为前驱体,采用共沉淀法制得中间产物,将中间产物置于马弗炉煅烧,得到CuO/Fe_3O_4磁性纳米颗粒。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱仪对催化剂进行物相、形貌和表面元素的表征。选择罗丹明B(RhB)等多种染料为目标污染物,建立的氧化体系在10 min内可以完全降解体系中的RhB(体系条件:30℃,CuO/Fe_3O_4 0.3 g/L,PMS 0.4 mmol/L,RhB 30μmol/L,初始pH=8.0)。实验结果表明制备的CuO/Fe_3O_4可以高效地活化过一硫酸盐降解RhB。     

CuCr2O4催化剂形貌特征与其SCR脱硝性能的关系

分别制备形貌为多面体状、颗粒状、球状的尖晶石型CuCr₂O₄催化剂,测试对比不同形貌CuCr₂O₄催化剂的SCR脱硝性能. 结果表明,多面体状CuCr₂O₄的催化活性最好,且在157 ℃时脱硝效率达到50%,在225~320 ℃脱硝效率超过99%,具有良好的抗硫、抗水性能. 脱硝活性由大到小依次为多面体状CuCr₂O₄、颗粒状CuCr₂O₄、球状CuCr₂O₄. 采用表征技术分析微观形貌对CuCr₂O₄脱硝性能的影响. N₂吸附-脱附结果显示,多面体状CuCr₂O₄具有最大的比表面积(25.5 m²/g)和最大的孔容积(0.154 cm³/g);X射线光电子能谱(XPS)结果显示,多面体状CuCr₂O₄相较于其他形貌拥有更高比例的表面活性氧(49.5%)和Cu⁺(16.2%);NH₃-程序升温脱附(NH₃-TPD)结果显示,多面体状CuCr₂O₄拥有最高表面酸浓度(0.12 mmol/g)及酸强度;H₂-程序升温还原(H₂-TPR)结果显示,多面体状CuCr₂O₄表面活性物种最易还原且数量最多(3.69 mmol/g),使得SCR反应在低温段更易进行. 多面体状CuCr₂O₄的高表面酸性与氧化还原性,使其具有良好的脱硝性能.