海洋铁锰结核对次甲基蓝的氧化性脱色

利用锰氧化物具有高的吸附与氧化还原化学活性的特点,研究了采自东太平洋的铁锰结核对阳离子染料次甲基蓝氧化性脱色特征。结果表明,铁锰结核表面的非均相氧化是次甲基蓝脱色的主要机制。在通常的染料废水浓度范围内,铁锰结核可有效地对次甲基蓝染料废水氧化脱色。随染料浓度降低,铁锰结核投放量增加和粒度减小,次甲基蓝的脱色率明显提高。次甲基蓝的矿化程度(TOC去除率)较高,但仍低于脱色率。pH对次甲基蓝脱色的影响主要体现在对表面配位体形成和对体系还原电位的影响,当pH<4.0时,脱色率随酸度的增加明显提高;当pH在4.0~10.0时,溶液pH值对脱色率影响有限。在铁锰结核连续循环体系中,溶解Mn2 浓度和pH的增加是脱色率不断下降的主要原因。     

含钒金红石可见光下催化降解亚甲基蓝实验研究

利用含有钒等杂质的金红石可部分吸收可见光的特性,以500 W卤素灯作为光源,实验研究了其对亚甲基蓝的可见光催化降解,结果表明,该金红石具有催化活性,7 h后亚甲基蓝可降解71 2%。经过加热、粉碎改性方法处理后的金红石光催化活性明显提高,加热1 100 ℃的金红石样品7 h后可使亚甲基蓝的降解率达到90 4%。增加光照强度、加入适当的H2O2 都可提高降解效果。实验为充分开发利用天然金红石提出了新的途径,为环境污染治理提出了新方法。     

天然黑钨矿可见光催化活性的实验研究

天然半导体矿物具有优良的日光催化特性。本研究选取天然钨酸盐作为研究对象,对武鸣、栗木、崇义3个不同矿区的天然黑钨矿进行了矿物学及光催化实验探究。利用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、电子探针微区分析对天然样品的结构与成分进行分析,鉴定其主要矿物相为黑钨矿(Fe,Mn)[WO4],从武鸣、栗木到崇义矿区,Fe/Mn摩尔分数比从7.1、0.9到0.3依次降低。利用紫外可见漫反射测得武鸣、栗木、崇义地区样品禁带宽度分别为1.5、1.6和1.7eV,说明其具有良好的可见光响应。在pH为7的条件下用质量浓度为1g/L的样品对5mg/L的有机染料亚甲基蓝(MB)进行光催化实验(含0.01mol/L H2O2 ),结果表明武鸣地区黑钨矿实验组降解MB的效果最佳,3h后其效率分别是栗木、崇义地区样品的1.1倍和1.6倍。电子顺磁共振谱检测结果显示,反应过程中均产生氧化性羟自由基(·OH),其中效果最好的武鸣黑钨矿产生的·OH信号更强;不同自由基捕获实验证明·OH在光催化反应过程中起主要作用。进一步选取武鸣黑钨矿开展光催化降解机制研究,实验结果显示:光照下黑钨矿与H2O2共存的实验组对MB的脱色降解率可达99%(3h),只有黑钨矿的对照组降解7%的MB,只有H2O2 的对照组降解31%的MB;黑暗条件下,同时添加黑钨矿与H2O2的对照组对MB的去除率为34%。不同H2O2 浓度条件下黑钨矿降解MB符合准一级动力学方程,说明降解过程与催化剂含量无关,H2O2 更多的是充当电子受体。分析认为,不同产地黑钨矿日光催化效率与矿物铁含量呈正相关,与禁带宽度呈负相关,推测其反应机理是光催化与芬顿反应协同产生的·OH将MB氧化降解。本研究为开发利用天然矿物治理环境污染提出了新方法。     

镍酞菁修饰镍铝水滑石的制备及光催化性能研究

通过共沉淀法将水溶性四羧基镍酞菁(Ni Pc)负载到镍-铝碳酸根水滑石(Ni Al-LDHs)上,制备负载型催化剂(Ni Pc/Ni Al-LDHs)。采用XRD、FT-IR、UV-Vis、TG-DTA和SEM等技术对酞菁衍生物和Ni Pc/Ni Al-LDHs的结构进行表征。结果表明Ni Pc没有改变Ni Al-LDHs的晶型结构和热稳定性能。在10 mg/L、25 m L的甲基橙溶液、p H值为3、H2O2用量50μL的条件下,Ni Pc/Ni Al-LDHs协同H2O2光催化氧化降解甲基橙3 h后,甲基橙剩余率为16.33%。溶液p H值在3~7范围内,Ni Pc/Ni Al-LDHs/H2O2都能有效光催化氧化降解甲基橙,且光催化氧化降解过程涉及到羟基自由基反应。     

掺铁-TiO2/膨润土复合光催化材料制备及性能

采用酸性溶胶法制备掺铁-TiO₂/膨润土复合光催化剂,利用XRD﹑IR等测试手段对其进行了表征。通过测试甲基橙溶液的脱色率和COD去除率对复合光催化剂的光催化活性进行了评价。结果表明,该催化剂有较高的催化氧化性能,在太阳光照射下,对pH=4﹑质量浓度为20 mg/L的甲基橙溶液进行降解时,其脱色率可达95%以上,COD去除率可达85%以上。该催化剂在经过200℃焙烧活化2.5 h后可多次重复利用。     

铁柱撑蒙脱石可见光催化降解活性艳橙性能及动力学研究

采用铁柱撑蒙脱石（Fe-Mt）作为光催化剂,与H2O2在可见光条件下形成异相photo—Fenton（异相光芬顿）试剂对活性艳橙（X—GN）进行降解实验,研究不同反应体系对X—GN的降解情况,以及X—GN浓度、PH值、催化剂用量、H2O2浓度、反应温度等不同因素对X—GN光解过程的影响。结果表明：可见光照射下,在反应温度为30℃,pH为3．0,H2O2浓度为4．9mmol／L,Fe—Mt用量为0．6g／L,Fe-Mt／H2O2的可见光体系下,降解X—GN效果最好,140min后X—GN的降解率为98．5％;在此基础上进行的动力学研究则表明反应接近于表观一级反应。     

纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝

在以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法合成制备纳米TiO2催化剂样品的基础上,将其用于在紫外光照射和无光照射条件下进行亚甲基蓝降解的实验研究,并与P-25纳米TiO2进行光催化降解对比研究。对在不同条件下合成制备样品的光催化降解率的差异,通过X射线粉晶衍射、扫描电镜等从物相组成、微观结构等因素上进行了分析和探讨。结果表明,采用溶胶-凝胶法在450℃焙烧2 h所得到的纳米TiO2具有很好的光催化降解亚甲基蓝的能力,当催化剂样品质量浓度为2.5 g/L,亚甲基蓝初始浓度为5.0 mg/L时,室温下光催化反应3 h,其降解率达98%以上,其光催化降解率比P-25纳米TiO2高;光催化降解率与催化剂样品的制备条件、物相组成、颗粒尺寸等因素有关。     

蒙脱石基纳米FeOOH/TiO2复合材料的制备与光催化活性研究

以蒙脱石为基底,采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛/蒙脱石(TiO2/Mmt)复合光催化材料,通过Fe(NO3)3-HNO3体系水解生长纳米FeOOH,从而制备出负载型羟基氧化铁/二氧化钛/蒙脱石(FeOOH/TiO3/Mmt)复合光催化材料以改善材料在可见光下的光催化性能.高分辨透射电镜的表征结果显示,FeOOH/TiO2复合薄膜厚度约为10～40 nm,TiO2为晶粒粒径约为5～10nm的锐钛矿,FeOOH为长10～30 nm,宽约4 nm的针铁矿.以甲基橙为目标物,对FeOOH/TiO2/Mmt复合材料的光催化性能进行初探,在甲基橙初始浓度为5 mg/L,催化剂用量为1.875 g/L,H2O2初始浓度为2 mmol/L,pH值为6.5,350 W氙灯照射1 h,甲基橙脱色率达到99%,明显优于相同条件下TiO2/Mint对甲基橙的45%脱色率;同时甲基橙残液的红外光谱图显示FeOOH/TiO2/Mmt/H2O2/UV体系比FeOOH/TiO2/Mint/H2O2/Visible light体系具备更好的光催化氧化苯环的能力,降解更为彻底.     

微晶白云母负载纳米TiO2及其光催化性能研究

以微晶白云母为载体,钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法合成制备微晶白云母负载纳米TiO2光催化剂,然后用X射线衍射,扫描电镜等对微晶白云母负载TiO2光催化剂进行表征。再以微晶白云母负载纳米TiO2光催化剂对亚甲基蓝进行了光催化降解研究,特别针对有无紫外光照射条件下微晶白云母、纳米TiO2、微晶白云母/纳米TiO2等在亚甲基蓝溶液中的行为进行研究,结果表明:所制备的微晶白云母负载TiO2光催化剂对亚甲基蓝具有较好的光催化降解能力,1250目微晶白云母负载TiO2在紫外光照射下光催化反应4h,其降解率可达99%以上。     

电-Fenton法处理苯酚废水影响因素的研究

采用电-Fenton法对含苯酚废水进行处理,以石墨为阴极、铁为阳极,并向阴极不断通入空气,电解过程产生的H2O2与阳极溶解的Fe^2＋形成Fenton试剂,Fenton试剂在电解过程中产生大量活性羟基自由基,能够很好地氧化降解废水中的苯酚。实验结果表明：影响苯酚去除率的因素主次顺序为pH值、电解质浓度、电解电压、电解时间、进水苯酚浓度。单因素分析得出电-Fenton法处理苯酚模拟废水的最优反应条件：pH值控制在2左右,反应时间为60min,电解电压选10V,Na2SO4的浓度为30g／L,进水苯酚浓度为150mg／L。在最优条件下苯酚的去除率为82％。