磷钨杂多酸插层Ni2+-Mg2+-Al3+-LDHs复合材料的合成

利用尿素回流法合成Ni²⁺-Mg²⁺-Al³⁺-LDHs，Ni²⁺-Mg²⁺-Al³⁺-LDHs层状材料经300 ℃焙烧后，以焙烧产物作为前驱体，通过焙烧重组法将磷钨杂多酸成功引入Ni²⁺-Mg²⁺-Al³⁺-LDHs层中，制备磷钨杂多酸插层Ni²⁺-Mg²⁺-Al³⁺-LDHs复合材料。     

Mn2+-SiO2-TiO2纳米薄膜光催化性能的研究

在溶胶-凝胶法制备Mn²⁺掺杂TiO₂催化剂的基础上，掺入SiO₂纳米粉体，制备了一种新的Mn²⁺SiO₂TiO₂纳米薄膜。以甲醛为降解对象，探讨该种新薄膜的光催化性能，并与单纯TiO₂薄膜、Mn²⁺-TiO₂薄膜和SiO₂-TiO₂薄膜进行比较。结果表明，500 ℃焙烧，掺杂m(Mn²⁺)∶m(SiO₂)∶m(TiO₂)＝1.0∶12∶100 时，Mn²⁺-SiO₂-TiO₂纳米薄膜的光催化活性最高，150 min后甲醛降解率达88%，是单纯 TiO₂薄膜的1.8倍。该薄膜稳定性较好，经重复7次使用,最大降解率只下降7%，表明其稳定性较好。     

Ag-Ti3+-TiO2纳米锥的制备及光电催化性能研究

抗生素的过度使用对环境造成了持久性的污染,光电催化是降解抗生素的环保、高效技术,其中光电极的设计尤为重要。为提高抗生素降解速率,采用电化学还原和光还原法制备了Ag-Ti³⁺-TiO₂纳米锥复合光电极,并用于模拟可见光照射下光电催化降解四环素的过程,考察其光电催化性能。结果表明,由于Ti³⁺自掺杂和Ag纳米颗粒的局域表面等离子体共振效应,复合电极有效地抑制了光生电子-空穴对的复合,并表现出更低的电荷转移电阻,提高了光电催化性能。复合光电极在可见光照射下,90 min后可降解87.9%的四环素,且5个循环后降解率保持在82.5%。这些结果表明,Ag-Ti³⁺-TiO₂纳米锥复合光电极具有高降解效率、良好的稳定性和可持续的循环利用性,有望实现高效环保地光电催化降解抗生素。     

稀土Eu3+掺杂对SnO2薄膜光学和电学性质的影响

基于旋涂法制备了Eu³⁺掺杂的SnO₂薄膜，并通过紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、电流-电压测试和原子力显微镜(AFM)等对样品的光学性质、电学性质和表面形貌进行了表征。研究发现，在200nm～380nm的波长范围内，掺杂15at%Eu³⁺的SnO₂薄膜光吸收率最高；在380nm～700nm的可见光范围内，掺杂15at%Eu³⁺的SnO₂薄膜光透射率较强，掺杂20at%Eu³⁺的SnO₂薄膜光吸收率最强。随着Eu³⁺掺杂浓度的增加，SnO₂薄膜的电阻增加，表面的平均粗糙度显著降低。     

焙烧镁铝类水滑石对Cd2+、Cu2+、Zn2+的吸附性能研究

通过控制变量法考察温度、浓度对焙烧镁铝类水滑石得到的层状双金属氧化物(LDO)吸附Cd²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺单一离子及其共存体系的影响。结果表明,LDO对单一离子吸附效果均较好,温度升高,有利于LDO吸附Cd²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺;Cu²⁺-Cd²⁺、Cd²⁺-Zn²⁺共存时,LDO吸附效果为Cu²⁺> Cd²⁺、Zn²⁺> Cd²⁺;三者共存时,LDO吸附效果为Cu²⁺> Zn²⁺> Cd²⁺。     

改性TiO_2纳米薄膜及其可见光降解甲醛研究

以无机盐TiOSO4为主要原料,采用低温回流技术,于130℃下在玻璃基底上制备了TiO2纳米薄膜,研究了单离子掺杂和双离子掺杂对材料结构特性和可见光催化降解甲醛特性的影响。结果表明,选取La3+和Fe3+分别掺杂以及以2种离子共同掺杂,在可见光下对甲醛气体的降解试验中,TiO2基薄膜均表现出较高的光催化活性,尤其是在2种离子双掺杂的情况,在6 h可见光照射下,对甲醛的降解率达到90%。纳米尺度的锐钛矿结构以及离子掺杂改变TiO2材料带隙结构是该薄膜材料具有可见光催化活性的根本原因。     

电絮凝产Zn-Al LDHs原位水处理技术研究

本文通过电絮凝法原位产Zn-Al LDHs吸附剂，原位吸附处理废水，考察了Zn-Al LDHs对以甲基橙(MO)为代表的有机难降解物质的吸附能力。实验结果表明，通过电絮凝法原位产生二价金属离子Zn²⁺，外部投加三价金属离子Al³⁺的体系能原位产生纯度较高的Zn-Al LDHs吸附絮体用于废水处理。研究发现，当Zn/Al摩尔比为1/0.5，电流密度为5 A/m²，溶液的初始pH为8，反应时间10 min时，Zn-Al LDHs对MO的去除率能够达到99.3%±0.3%。另外，通过XRD、SEM以及FT-IR等手段对该体系下产生的吸附絮体进行表征，证实了Zn-Al LDHs絮体对目标污染物有着较高的吸附能力。     

PVDF/TiO2@MoS2纤维复合膜的制备及光催化性能

含大量有机染料的废水对环境的污染日益严重,光催化分离膜的研究备受关注。本研究先通过静电纺丝法制备了PVDF/PEMA膜,后进行酸处理制备出富羧基PVDF纤维复合膜,最后通过水热反应在膜表面原位沉积TiO₂@MoS₂微纳米颗粒,制备出在太阳光下具有较高催化活性的PVDF/TiO₂@MoS₂纤维复合膜。结果表明MoS₂的加入可以有效降低纤维复合膜禁带带隙能量,从而提高纤维复合膜的光催化活性;在光照4 h后对RhB的降解率达到97.1%;连续5次吸附-降解实验,纤维复合膜对RhB的降解率仍达到95%以上,表明该纤维复合膜具有优异的可重复使用性。因此,该膜在染料降解方面具有潜在的应用前景。     

Zn2+-Al3+-LDHs@Al构建及其吸附氟离子的性能

以硝酸锌、硝酸铝为原料,尿素为沉淀剂,采用均相沉淀技术,在铝基体表面原位生长Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs薄膜。采用XRD、FT-IR、SEM和EDS等对铝片表面构建的Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs的成分和结构进行分析表征,研究表明,Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs膜均匀生长在铝基体表面,具有典型的LDHs材料的层状结构。研究了Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs@Al在不同焙烧温度条件下吸附氟离子的性能,研究表明,Zn~(2+)-Al~(3+)-LDHs@Al对氟离子的吸附量随着焙烧温度的升高,吸附量逐渐增大,焙烧温度为300℃时吸附量达到最大,氟离子吸附量为0.015 6 mg·cm~(-2),氟去除率约98.2%。     

MWNTs/Bi2WO6-TiO2光催化降解土霉素的性能及机理

土霉素(OTC)是抗生素类废水去除的主要目标污染物之一。通过水热法合成了一种可见光响应良好的新型复合光催化剂——MWNTs/Bi₂WO₆-TiO₂,采用OTC模拟废水进行光催化降解性能及机理研究。结果表明，在反应温度为25℃时，投加0.8 g/L的MWNTs/Bi₂WO₆-TiO₂,光催化初始pH值为6、200 mL质量浓度为50 mg/L的OTC溶液120 min,降解率可达到83.97%,复合催化剂的可见光照射催化效果明显优于紫外光。复合光催化材料显示了良好的稳定性，经过4次循环使用，对OTC的降解率达72.13%,仍保持较高的光催化活性。·OH、·O^-₂是光催化降解中主要的活性物质。以上研究结果可为含抗生素的废水处理研究提供参考。     

PET/TiO2/石墨烯复合薄膜的制备及光催化性能研究

通过旋涂法在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料薄膜上涂覆具有高效可见光催化活性的TiO_2/石墨烯光催化剂,制备了PET/TiO_2/石墨烯光催化薄膜。由于PET的存在,使得TiO_2/石墨烯形成了疏松多孔的结构。对甲基橙的光催化降解实验表明:TiO_2/石墨烯和PET/TiO_2/石墨烯薄膜在可见光下表现出较高的光催化性能,远高于商品级P25催化剂。这主要是由于TiO_2/石墨烯和PET/TiO_2/石墨烯薄膜具有较好的可见光吸收能力、较低的禁带宽度值以及较高的电子空穴分离速率。循环实验表明,相较于TiO_2/石墨烯催化剂,PET/TiO_2/石墨烯薄膜具有更好的循环稳定性以及环境友好性。     

微量Ce3+、Nb5+、Zn2+对钛酸锶钡基陶瓷介电性能的影响

通过研究Ce³⁺、Nb⁵⁺、Zn²⁺对钛酸锶钡基陶瓷介电性能的影响,结果发现Ce³⁺、Nb⁵⁺、Zn²⁺各离子单一掺杂提高其介电性能是有限的,而充分运用各微量离子作用机理,控制钛酸锶钡的Ce³⁺、Nb⁵⁺、Zn²⁺引入量,能综合提高钛酸锶钡基陶瓷的介电性能。     

Fe3O4@TiO2@SiO2@Ag光催化剂的制备及其光催化活性研究

采用溶剂热法和溶胶-凝胶法合成了磁性Fe₃O₄@TiO₂@SiO₂复合光催化剂,再通过巯基改性,使二氧化硅表面原位合成银纳米颗粒,最终形成目标光催化剂。利用XRD、FT-IR、XPS、SEM、VSM等分析测试手段对该催化剂的组成、结构、形貌及其磁学性能进行表征。通过光催化降解40 mL罗丹明B溶液(pH 5.3,30 mg/L),催化剂按1 g/L加入反应体系,光照120 min时,罗丹明B溶液的降解率达96.22%。相同条件重复循环实验10次,罗丹明B溶液降解率仅下降4.32%,表明Fe₃O₄@TiO₂@SiO₂@Ag磁性光催化剂具有出色的光催化活性和循环使用性。     

Ag3PO4/WO3复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

通过原位沉淀法制备了Ag₃PO₄/WO₃复合光催化材料并用于降解盐酸四环素(TC),利用SEM、XRD、FTIR、XPS和UV-vis DRS等手段对合成材料的表观形貌、化学组成和分子结构等进行了表征,并以可见光下催化降解TC(10 mg/L)的效果来评价材料的光催化性能。与单一Ag₃PO₄和WO₃相比,可见光照射60 min后,Ag₃PO₄/WO₃复合材料对TC具有更高的光降解性能,WO₃质量分数为25%时性能最优,TC降解率达到最高84.82%,且经5次循环后仍具有较好的光催化活性。通过对自由基捕获试验以及对电子顺磁共振(ESR)光谱的分析,明确h⁺和O₂^·-为Ag₃PO₄/WO₃复合材料光催化降解TC过程中的主要活性物质,推断出Ag<...     

Fe2+/Mn2+活化亚硫酸盐降解盐酸土霉素的机理研究

盐酸土霉素常被用于治疗畜禽疾病,但是它不能被畜禽完全代谢,残留的盐酸土霉素进入水体危害水环境的健康。铁锰作为常见的过渡金属,通常以二价态活化亚硫酸盐来降解有机污染物,反应条件温和、操作简单,但是单独的二价铁与二价锰氧化还原电势低,活化亚硫酸盐效果较差。本研究采用Fe²⁺/Mn²⁺共活化Na₂SO₃降解水中的盐酸土霉素,考察药剂用量、pH、溶解氧、氯离子、碳酸根及腐殖酸对Fe²⁺/Mn²⁺/Na₂SO₃体系降解盐酸土霉素的影响;通过焦磷酸盐实验、自由基淬灭实验和EPR实验分析Fe²⁺/Mn²⁺/Na₂SO₃体系中的活性物种;利用紫外可见光谱、傅里叶红外光谱、气相色谱-质谱联用仪识别盐酸土霉素的官能团及其降解中间产物的变化,推断盐酸土霉素的降解途径。结果表明：当Fe²⁺/Mn²⁺/Na<...     

UV/Fe3+/H2O2体系降解活性艳橙X-GN废水的动力学研究

在自制的光催化反应器中，采用UV/Fe³⁺/H₂O₂体系光解活性艳橙X-GN模拟废水，考察了X- GN、Fe³⁺和H₂O₂初始浓度、初始pH值及温度对光解过程的影响。结果表明，在8 W低压汞灯(λ＝254 nm)照射下，UV/Fe³⁺/H₂O₂能够有效地降解结构稳定的X-GN，在pH=3.0、温度50 ℃、时间120 min、Fe³⁺和H₂O₂初始浓度分别为2.5×10^－5 mol·L^－1和1.5×10^－4 mol·L^－1时，含200 mg·L^－1X GN模拟废水的色度去除率和TOC去除率分别达到100%和90.15%。在此基础上得到了该催化氧化反应的一级动力学模型，求得X-GN氧化和TOC降解动力学模型的表观活化能分别为867 kJ·mol^－1和25.38 kJ·mol^－1。同时依据离子色谱 (IC)、GC/MS对X-GN降解中间产物和最终产物的进行了鉴定，证实有导致X-GN氧化和TOC降解不同步的中间产物存在。     

Zn2+离子掺杂对负载TiO2薄膜光催化活性的影响

以钛酸丁酯和ZnSO₄·7H₂O为原料，采用溶胶-凝胶法在钛片、玻璃、釉面瓷砖、陶瓷、不锈钢和铝片六种载体上制备了Zn²⁺掺杂TiO₂薄膜，讨论了不同Zn²⁺掺杂浓度下不同载体表面上制备的TiO₂薄膜对甲基橙脱色率的影响。结果表明，Zn²⁺对TiO₂薄膜的掺杂效果与载体的类型密切相关，并且不同载体其Zn²⁺掺杂的最佳浓度也不同。Zn²⁺掺杂后，TiO₂薄膜光催化活性提高最大的是釉面瓷砖，其次是钛片、玻璃、陶瓷。不锈钢和铝片上TiO₂薄膜的光催化活性不但没有升高，反而降低了。     

固体超强酸SO2－4/TiO2/La3+催化合成二甲基丙烯酸丁二醇酯

以自制稀土改性固体超强酸SO^2－₄/TiO₂/La³⁺为催化剂，高效合成了二甲基丙烯酸丁二醇酯。比较了不同催化剂的催化活性，并考察了固体酸的制备条件及酯化反应条件对催化活性的影响，得到最佳合成条件为:SO^2－₄/TiO₂/La³⁺于500 ℃下活化3 h，n(酸)∶n(醇)=2.8∶1，阻聚剂、催化剂质量分数分别为1.0%和1.2%，反应温度维持在120 ℃左右反应2 h左右，酯化率可达92.0%。     

La3+-SO2-4/TiO2催化合成衣康酸二丁酯

研究了固体超强酸La³⁺-SO^2-₄/TiO₂催化衣康酸与正丁醇合成衣康酸二丁酯的酯化反应,考察了催化剂种类,确定以La³⁺-SO^2-₄/TiO₂为催化剂,催化剂La³⁺-SO^2-₄/TiO₂的最佳焙烧温度为450 ℃。并考察反应物配比、催化剂用量和反应时间等因素对酯化反应的影响,确定最佳工艺条件：n（衣康酸）∶n（正丁醇）＝1∶3,催化剂用量为反应物总质量的4.5%,反应时间3.0 h。在该条件下,衣康酸转化率达95.7%,产物衣康酸二丁酯收率为93.3%。并对La³⁺-SO^2-₄/TiO₂的重复使用性能进行考察,结果表明,与La³⁺-SO^2-₄/TiO₂相比,La³⁺-SO^2-₄/TiO₂重复使用5次后,仍具有较高的催化活性,衣康酸转化率为92.3%,衣康酸二丁酯收率90.8%,说明稀土元素La的添加对于增加固体超强酸的寿命起了主要作用。     

不同金属离子掺杂TiO2薄膜的制备及光催化活性的研究

以溶胶-凝胶法制备了分别用Ag^+、Cu²⁺、Fe³⁺、La³⁺、Ce³⁺和Eu³⁺等离子掺杂的纳米TiO₂薄膜，经XRD和UV-Vis对薄膜样品进行表征并研究了其光催化活性。XRD结果证明，掺镧TiO₂薄膜与未掺杂薄膜的X射线衍射图基本一致，实验条件下主要为锐钛矿型，且掺入La^3+离子使得TiO₂薄膜的晶粒变小。UV-Vis吸收光谱说明当λ＞380 nm时，其吸光度低于0.15。薄膜光催化降解亚甲基蓝的实验表明,La³⁺或Fe^3+掺杂薄膜的光催化降解率远高于未掺杂TiO₂薄膜，而Ce^3+或Cu^2+离子掺杂薄膜与未掺杂薄膜的光催化活性相似，掺Ag⁺或Eu³⁺离子则降低了活性。当最佳掺杂量La³⁺为0.6%或Fe³⁺为1.5%时，光催化降解率分别高达92%和82%。