改进TiO2光催化降解水体中萘普生的研究

为解决TiO₂光催化降解水体中萘普生时易团聚、低活性的问题,对P25 TiO₂和石墨烯进行表面修饰,直接混合制得改进TiO₂催化剂,随后将其用于光催化降解水体中的萘普生,并研究降解动力学、作用机制以及生物毒性。XRD、FTIR、SEM表征结果表明,TiO₂经过修饰后引入了氨基,与改性石墨烯引入的含氧基团之间存在静电引力和化学键力,在这些力的作用下,TiO₂较好地接枝在石墨烯的表面。暗吸附、生物毒性、催化和猝灭实验结果表明,在500 W氙灯光照条件下,依靠石墨烯的协助,TiO₂在50 min内能将10 mg/L的萘普生接近完全矿化,矿化方式主要为h⁺与·OH协同氧化,生物毒性由母体的25.23%降至11.67%。实验结果表明改进TiO₂的制备方法直接、简单、可靠,可较好地解决P25 TiO₂易团聚、低活性的问题,是一种具有潜在应用前景的光催化材料。     

纳米δ-FeOOH催化臭氧氧化降解水中萘普生

以氯化亚铁和氢氧化钠为原料,采用双氧水快速氧化氢氧化亚铁的方式,成功制备了δ-FeOOH纳米材料。首次将其应用于催化臭氧氧化,并探究了催化剂投加量、臭氧浓度、萘普生(NPX)初始浓度对目标污染物降解效果的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、低温N2吸附脱附等温线对催化剂的晶体结构、形貌等进行表征。结果表明,制备的材料纯度高,是厚度约为4 nm的六角片层结构。该材料的BET比表面积达191.73 m2/g,并具有介孔特征。试验制备的材料显著提升了催化臭氧氧化萘普生的能力,反应15 min后TOC的最高去除率为64.5%,与单独臭氧相比提高了38.4%。同时,通过·OH抑制试验,初步探究了可能的纳米δ-FeOOH催化臭氧氧化机理。     

Sb–SnO2颗粒对钛基体PbO2电极的掺杂改性

为提高PbO₂电极在电催化氧化废水处理中的稳定性及催化性能,使用溶剂热法制备的Sb–SnO2颗粒对电沉积PbO₂电极进行掺杂改性,采用扫描电镜、X射线衍射、强化寿命测试、线性扫描伏安测量、电催化降解等手段对所得电极的组成和性能进行了表征,并与未掺杂PbO₂电极进行了比较。结果表明,改性PbO₂电极的表面形貌及氧化物晶型与未改性PbO2电极相比有一定的区别。相比于未改性PbO2电极,改性PbO₂电极在稳定性及抑制析氧反应方面均有改善。在对酸性红G溶液的催化降解过程中,改性PbO₂电极的表现优于未改性PbO₂电极。掺杂颗粒用量为1.0 g/L的电极表现最优,强化寿命时间达到120 h,析氧电位达到1.88 V(相对于Ag/AgCl电极),脱色反应速率常数达到0.0306 min-1。     

SnO2表面修饰载体对涂覆式丙烯酸催化剂的影响

采用一步水热法制备了SnO₂表面修饰处理的催化剂载体,并将处理后的载体用于制备涂覆式丙烯酸催化剂。采用X-射线衍射、扫描电镜、氮气吸附的表征方法对载体和催化剂进行了表征。结果发现,经过水热法处理后的载体表面生成了针刺海胆状的SnO₂晶体结构。进一步考察了SnO₂表面修饰对载体和丙烯酸催化剂的性能影响。结果表明,采用针刺海胆结构的SnO₂表面修饰后的载体所制备的钼钒系丙烯酸催化剂的机械强度和选择性均有提高。     

TiO2纳米纤维光催化降解罗丹明B溶液

采用静电纺丝技术,以硫酸钛为钛源,成功制备出TiO2纳米纤维。利用XRD和SEM等分析手段对纳米纤维进行了表征。以罗丹明B为降解物,考察了焙烧温度对光催化效果的影响。结果表明,TiO2纳米纤维对罗丹明B可达到较高的降解率。     

石墨烯改性TiO2催化臭氧氧化降解p-CBA的研究

采用碳化热解法在TiO₂催化剂表面制备石墨烯层,并对其进行XRD、Raman、NH₃-TPD、BET、pH_zpc等表征。以对氯苯甲酸(p-CBA)为目标物,考察石墨烯改性TiO₂在催化臭氧氧化过程中的效能。结果表明,热解温度、碳源投量、固化剂投量等因素对催化剂的活性有较大影响。负载石墨烯层可显著增加TiO₂催化剂的比表面积,并使其表面酸性增强,因而提高其催化臭氧氧化活性。另外,考察了溶液pH、叔丁醇对改性TiO₂催化臭氧氧化过程的影响。溶液pH为6时,对氯苯甲酸的去除率最低。叔丁醇严重抑制了对氯苯甲酸的降解反应,间接证明了羟基自由基是催化臭氧氧化过程中的主要活性氧化物种。重复使用实验结果表明,改性后的催化剂具有良好的稳定性。     

壳聚糖/纳米纤维素/石墨烯改性纳米TiO2复合膜光催化降解性能

以氧化石墨烯改性纳米二氧化钛为光催化活性成分,通过流延成型法制备了壳聚糖/纳米纤维素/石墨烯改性纳米TiO₂光催化复合膜。利用热重分析仪(TG)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的结构进行表征。研究了壳聚糖/纳米纤维素/改性纳米TiO₂复合膜的力学性能,对比了复合膜对亚甲基蓝及甲基橙的光催化降解性能。结果表明,改性纳米TiO₂的添加提高了壳聚糖复合膜的力学性能及耐热性能。改性纳米TiO₂质量分数为4%的复合膜抗拉强度最大,达到43 MPa。改性纳米TiO₂质量分数为2%的复合膜断裂伸长率最大为13.6%。在模拟溶液质量浓度为20 mg/L时,改性纳米TiO₂质量分数为2%的复合膜对亚甲基蓝降解率最大,为51.7%。改性纳米TiO₂质量分数为4%的复合膜对甲基橙降解率最大,为42.2%。模拟溶液初始浓度愈高,则复合膜对亚甲基蓝及甲基橙降解率均降低。     

SnO2/硅灰石抗静电材料的制备及性能

以硅灰石为原料,五水四氯化锡为沉淀包覆剂,采用化学沉淀法,制备了一种纳米SnO2/硅灰石复合抗静电粉体材料;采用比表面积仪、粒度仪、白度仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜和红外光谱仪对复合材料进行了表征,并探讨了复合粉体的抗静电机理。结果表明：硅灰石表面均匀地包覆了一层纳米SnO2,比表面积由3.2 m2/g提高到4.7m2/g,中位径D50由7.62μm降低到7.01μm,电阻率从10.683k.cm降到了2.533k.cm。     

Sb-SnO2/OMC电催化膜对水中大肠杆菌的去除效果

为了提高电催化膜的电催化性能,采用电沉积法,以PTFE膜为支撑,制备出Sb掺杂SnO₂沉积OMC的SbSnO₂/OMC电催化膜。利用SEM、TEM、XRD和LSV等分析手段,对Sb-SnO₂/OMC的结构组成及性能进行表征。结果表明,Sb-SnO₂粒子均匀分布在OMC表面,结合形成多个活性化学位点。当锑与锡摩尔比为0.15、电沉积电压为2.5 V、电还原时间为60 min时,制得的Sb-SnO₂/OMC析氧电势为1.73 V。在电压2.5 V的条件下,电催化膜连续工作5 h,对水中大肠杆菌去除率可达95.9%,这表明Sb-SnO₂/OMC电催化膜能很好去除水中微生物,在水处理领域有良好的应用前景。     

石墨烯/TiO2的氯化改性及其新式自由基反应

成功制备了一系列石墨烯/TiO₂复合材料并分别氯化改性。以甲基橙和苯酚作为目标污染物,进行复合材料光催化降解活性实验;随后引入电化学和电子顺磁共振技术对该催化剂及其反应体系进行表征,推断其机理。结果表明,石墨烯具有极好的电子迁移能力,可以提高光生载流子的传递效率,进而增强TiO₂紫外催化性能。新型复合材料均表现出较高的光催化降解活性,甲基橙降解率由70%提升至100%,苯酚降解率由10%提升至100%。而表面氯化引入了新的活性基团,在光照条件下能够生成氯自由基,进而配合羟基、超氧,形成一种新的三自由基反应体系,使其氧化降解能力大幅提升。     

纳米氧化铜/石墨烯修饰电极的制备及对H_2O_2的检测

采用电化学方法在玻碳电极上修饰石墨烯及纳米氧化铜,制备了纳米氧化铜/石墨烯修饰电极(nanoCuO/ERGO/GCE)。研究了纳米氧化铜/石墨烯修饰电极的电化学性质。该修饰电极在氢氧化钠溶液中,低电位下(0.08V)可催化氧化过氧化氢。在2.3×10-5~3.0×10-3mol/L和3.0×10-3~8.3×10-3mol/L浓度范围内,过氧化氢的响应电流与浓度呈良好的线性关系,线性相关系数分别为0.9943和0.9972,检测限为6.96×10-6mol/L(三倍噪音法)。     

New Hydrolytic Process for Producing Zirconium Dioxide, Tin Dioxide, and Titanium Dioxide Nanoparticles

Nanocrystalline ZrO₂, SnO₂, and TiO₂ were synthesized through a simple hydrolytic process based on the etherification of alcohols. The obtained products had good uniformity and were less aggregated than in other synthesis techniques. The synthesis of ZrO₂ and SnO₂ in this process was dependent mainly on the reaction temperature, whereas the morphologies of TiO₂ exhibited a dependence on the alcohols used.     

化学法制备二氧化锡透明导电膜的研究

本文探讨了化学法制备二氧化锡透明导电膜,这种膜具有透明度高,导电性好等优点,其制简单易行,且效果良好,适合镀制大面积薄膜。     

改性活性碳纤维吸附二氧化硫的研究

采用不同浓度的硝酸溶液在不同的浸渍时间和真空处理温度下,浸渍聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN-ACF)。以正交实验和单因素法分析影响改性聚丙烯腈基活性碳纤维吸附二氧化硫的因素。实验结果表明:浸渍的初始浓度是影响改性的最主要因素,浓度达到0.12mol/L时,吸附量接近最大值,而浸渍时间和真空处理温度影响相对较小,并且改性聚丙烯腈基活性碳纤维耐疲劳性较好。     

亚临界水/二氧化碳中纤维素降解制备5-羟甲基糠醛的机理及动力学

采用气相色谱-质谱联用对亚临界水/二氧化碳二元体系中纤维素降解制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)的反应产物进行分析,考察了纤维素降解生成5-HMF的机理,建立了纤维素降解反应的动力学方程.实验得出,在亚临界水体系以亚临界水/二氧化碳二元体系中纤维素降解生成5-羟甲基糠醛的反应均为一级反应,纤维素降解的表观活化能分别为113.32 kJ/mol和104.74 kJ/mol.     

Evaluation of Degradation and Adsorption of Activated Carbon Fiber Cloth Loaded with Titanium Dioxide

This study combines active carbon fiber cloth (ACFC) with the photocatalyst of titanium dioxide (TiO₂). The proposed method mainly depends on the adsorption effect to effectively catch the adsorbent and then further decompose the surface of the photocatalyst so that the original adsorption site of the active carbon can be emptied. In this way, the absorption site can regain the capability of catching the adsorbent and prevent saturation of the ACFC, hence, extending the service life. The findings of this study show that TiO₂/ACFC possesses good photocatalytic adsorption capability. The same results are observed after several rounds of testing.     

不同气氛条件下SO2的光催化反应

对SO2在不同气氛和不同类型催化剂上的光催化性能进行研究。研究发现,O2的加入对SO2转化率的影响要大于对生成SO3的影响,而CO气体的加入却对提高SO2转化率和SO3收率均有利。反应的气氛情况和催化剂本身的性能特点是决定SO2光催化反应进行方向的关键因素。     

聚硫堇/石墨烯修饰玻碳电极测定壬基酚

用电化学聚合法在玻碳电极上形成聚硫堇,再修饰石墨烯,制备出聚硫堇/石墨烯修饰电极。并采用循环伏安法和差分脉冲伏安法对壬基酚在此修饰电极上的电化学行为进行测定,对实验条件进行了优化,结果表明,在p H值为4.0的B-R缓冲溶液中,壬基酚在3.0×10-8~2.4×10-7mol/L的浓度范围内与其氧化峰电流值呈现良好的线性关系,线性系数为0.9916,最低检测限为2.0×10-8mol/L(S/N=3),可用于实际样品的检测。     

Activated-Carbon Nanofibers/Graphene Nanocomposites and Their Adsorption Performance Towards Carbon Dioxide

Activated-carbon nanofibers (ACNFs) provide a relatively new, modified structure of carbon-based adsorbents that have the ability to adsorb carbon dioxide due to their high specific surface area, wide distribution of porous structures, and high volume of active sites. In this study, cost-effective agricultural waste-based graphene synthesized from rice husk ashes was used as additive to enhance the ACNF properties. ACNF/graphene (gACNF) is still a relatively unexplored adsorbent. The resultant gACNF exhibited better thermal stability properties, with higher yield, larger specific surface area, and higher micropore volume. These properties are the main factors contributing to their enhanced adsorption performance towards CO₂.     

电催化氧化处理有机废水阳极材料的研究进展

水体中存在的微量有机污染物对人类及生物的正常生命活动构成了严重威胁,有效去除这些污染物已成为当务之急。电催化氧化技术因具有适应性广,氧化性强,无二次污染,反应迅速,设备及其操作简单等优点而日益成为有机废水处理领域的研究热点。阳极材料是电化学氧化法处理有机废水的关键。文章综述了贵金属电极、碳素电极、钛基金属氧化物电极和合成掺硼金刚石薄层电极等常用阳极材料的性能,并对有机废水电催化氧化阳极材料的发展趋向进行了展望。