不同负载方式Fe/改性MCM-41催化剂的制备及其降解亚甲基蓝性能研究

以自制二元共聚物聚[苯乙烯—3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷]改性MCM-41,并以其为载体分别采用浸渍负载活性金属、原位负载活性金属和NaBH₄还原负载活性金属的方式制备铁基异相催化剂。研究了3类催化剂降解亚甲基蓝的性能差异。结果显示,在3种催化剂中,浸渍负载活性金属制备的催化剂具有最好的催化活性,25 min时亚甲基蓝去除率为81.2%。同时采用XRD、TEM、FTIR、XPS、压汞测试等手段分析了催化剂具有优异性能的原因。表征结果表明:Fe与改性MCM-41间的相互作用及催化剂孔结构,两者的协同作用是催化剂具有优异性能的原因。     

由粉煤灰制备MCM-41及其负载纳米TiO_2的光催化性能研究

不同TiO_2负载量的TiO_2/MCM-41催化剂通过由粉煤灰制备的MCM-41与钛酸四丁酯溶胶-凝胶制备而成。使用了X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)对其进行了表征。采用亚甲基蓝的光催化降解反应为模型来评价TiO_2/MCM-41的光催化活性。结果表明:在模拟日光下TiO_2/MCM-41光催化性能远高于同等方法制备的纯纳米TiO_2,且反应属于动力学一级反应。当TiO_2负载质量分数为60%时,TiO_2/MCM-41催化剂催化性能最好且稳定。此外,pH值和温度均可显著影响光催化降解率,pH值和温度越高越有利于提高降解率。     

超声波条件下复合氧化物负载催化氧化降解亚甲基蓝废水研究

以亚甲基蓝为研究对象,通过测定亚甲基蓝浓度和溶液COD方法得出,在常规条件下金属氧化物催化剂具有较好催化降解染料能力,金属氧化物催化剂无论是粉末还是负载,均起到较好催化作用,其中CuO、NiO以及γ-Al2O3负载催化剂效果较好。在超声波条件下,不同催化剂催化效果与常规条件下催化氧化降解亚甲基蓝效果是一致的,但作用时间明显缩短,20min内亚甲基蓝就基本降解。     

改性介孔微孔分子筛去除水中亚甲基蓝的研究

以壳聚糖包覆介孔-微孔复合分子筛(CS/MCM-41-A)为吸附剂去除水中的亚甲基蓝,研究了反应时间、溶液pH、溶液亚甲基蓝初始浓度、CS/MCM-41-A投加量、竞争离子对吸附的影响,分析了CS/MCM-41-A的吸附动力学和热力学特征。结果表明,25℃下,当CS/MCM-41-A投加量为0.3 g/L,溶液亚甲基蓝初始浓度100 mg/L,pH为6,吸附时间为40 min时,溶液中亚甲基蓝的去除率达到92.57%。CS/MCM-41-A吸附亚甲基蓝符合拟二级动力学方程,吸附等温线更好地符合Langmuir方程,CS/MCM-41-A对亚甲基蓝的有良好的吸附性能。     

AgBr/Zn_3(OH)_2V_2O_7·2H_2O可见光催化降解亚甲基蓝溶液

采用水热和沉淀两步合成法制备AgBr/Zn_3(OH)_2V_2O_7·2H_2O催化剂,研究其在可见光下降解亚甲基蓝溶液的性能,并考察催化剂用量、亚甲基蓝溶液初始浓度、p H值以及盐浓度对光催化性能的影响,评价AgBr/Zn_3(OH)_2V_2O_7·2H_2O催化剂的重复使用性能。结果表明,在前驱液pH为10、120℃水热10 h、Ag与Br物质的量比为0. 20条件下制备的复合催化剂在可见光下反应120 min后,1. 0 g·L~(-1)的催化剂对10 mg·L~(-1)的亚甲基蓝溶液脱色率达到85. 2%。NaCl对亚甲基蓝的降解起抑制作用,Na_2SO_4对亚甲基蓝的降解起促进作用。催化剂重复使用4次后,光照120 min后的亚甲基蓝溶液脱色率可达66. 4%。催化剂对不同初始浓度亚甲基蓝溶液的光催化降解符合一级动力学模型。     

PW_(12)/SnO_2复合光催化剂降解亚甲基蓝废水的研究

以PW_(12)/Sn O_2为光催化剂,研究了其对亚甲基蓝染料废水的降解性能,考察了亚甲基蓝溶液的p H值、PW_(12)/Sn O_2的用量和催化剂种类等条件对亚甲基蓝光催化降解的影响。结果表明,当催化剂的用量为100 mg/L,p H值为3,亚甲基蓝溶液的质量浓度为10 mg/L时,在15W紫外灯照射下,亚甲基蓝的降解率为95.9%。     

聚四氟乙烯超细纤维负载二氧化钛光催化性能

以静电纺聚四氟乙烯(PTFE)超细纤维为载体,采用浸渍-烧结法制备出PTFE超细纤维负载二氧化钦(TiO_2)催化膜。研究了该催化膜在紫外光下,不同反应条件对亚甲基蓝的光催化降解性能影响,探讨了负载型TiO_2光催化剂的循环回收利用率。结果表明:通过浸渍-烧结法可以成功制备出PTFE超细纤维负载TiO_2光催化膜,经450℃煅烧后TiO_2为锐钛矿晶型;在波长为365 nm,功率为300 W的紫光灯照射55 min,浸渍负载5h制备的TiO_2/PTFE超细纤维催化膜对初始浓度为5 mg/L,体积100 ML的亚甲基蓝溶液催化降解除率可达99%;在经过5次循环后,催化剂对亚甲基蓝的降解率仍达46%,回收利用率较高。     

氨基改性的MCM-41吸附水溶液中亚甲基蓝的研究

用3-氨丙基三甲氧基硅烷对MCM-41进行改性,得到MCM-41-NH2吸附剂,用X射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附、透射电镜(TEM)和红外光谱对其进行表征。并将其用于去除水溶液中亚甲基蓝(MB)的吸附研究,探讨了吸附剂量、溶液p H、温度和接触时间对亚甲基蓝吸附的影响。结果表明,MCM-41-NH2对亚甲基蓝的吸附是一个吸热过程。吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学符合拟二级动力学模型。     

石油焦基活性炭/二氧化钛复合型光催化剂污水处理性能的研究

以高比表面积石油焦基活性炭为载体,利用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO_2)负载型光催化剂,并探讨其对亚甲基蓝光催化降解性能。使用XRD、SEM、BET、TEM及EDS等检测手段,对催化剂表面形态进行表征。通过考察不同负载量、煅烧温度、升温速率、煅烧时间、固液比及亚甲基蓝浓度等因素对亚甲基蓝降解性能的影响,结果表明:所制备的负载型光催化剂,Ti O_2颗粒能均匀地分散在活性炭表面,颗粒尺寸在10 nm左右,对亚甲基蓝具有较好的降解作用。在活性炭负载量6%、煅烧温度350℃、煅烧时间2 h、升温速率15℃/min、固液比0.5 g/L条件下制备的负载型催化剂,对浓度为10.44 mg/L的亚甲基蓝溶液,其降解率可达99%以上。对降解过程进行动力学模拟分析,该催化剂对亚甲基蓝催化降解过程符合准二级动力学模型,反应速率常数k为6.76 L/(g·min)。     

PW/MCM-41光催化性能研究

以浸渍法制备了负载型光催化剂PW/MCM-41,并对催化剂进行了表征,考察了催化剂在光催化模拟染料废水亚甲基蓝(MB)溶液降解反应中的催化活性.实验结果表明:催化剂负载量为30％、催化剂投加质量浓度为3.0g/L、MB溶液的初始质量浓度为10 mg/L、pH=5、光照时间100 min时,对亚甲基蓝降解率可达91％以上...     

TiO_2负载杂多酸光催化降解亚甲基蓝的研究

以TiO_2负载杂多酸β-SiW_(12)/TiO_2为光催化剂。研究了其对亚甲基蓝模拟染料废水的光催化降解性能,讨论了亚甲基蓝溶液的酸度、亚甲基蓝溶液的初始浓度以及催化剂β-SiW_(12)/TiO_2投加量等对亚甲基蓝溶液脱色效果的影响.结果表明,β-SiW_(12)/TiO_2加入量为12 mg,亚甲基蓝的初始浓度为30 mg/L,pH值=6,脱色率达到86.79%。     

MCM-41分子筛固载羧基钯（Ⅱ）配合物催化剂的制备、表征和催化性能(Ⅱ)催化Heck偶联反应性能

合成了一系列新的MCM-41分子筛固载羧基钯(Ⅱ)配合物, 并研究了其催化碘代芳烃与共轭烯烃的Heck偶联反应的性能以及反应温度、溶剂和碱试剂对催化性能的影响。结果表明,MCM-41分子筛固载双羧基钯(Ⅱ)配合物对催化Heck偶联反应具有高的活性、立体选择性和稳定性,在Et3N-DMF或Bu3N-DMF溶剂体系中,在70℃下7 h内可高产率地合成一系列取代的反式偶联产物,其催化性能明显优于无定形SiO2固载的羧基钯(Ⅱ)配合物,而且表面双羧基改性的催化性能也优于单羧基改性的催化剂。     

超导材料YBCO的制备及其催化降解有机污染物性能的研究

选用超导材料钇钡铜氧(YBCO)作为降解化工染料亚甲基蓝的催化剂，以固态烧结法制备YBCO,研究其催化剂表征，并测试其催化降解有机污染物的性能。结果显示，YBCO具有较好的催化降解亚甲基蓝的能力。     

SnWO4/g-C3N4复合光催化剂降解亚甲基蓝溶液

采用溶剂热法制备SnWO_4/g-C_3N_4复合光催化剂,在可见光降解亚甲基蓝实验中研究复合催化剂的光催化性能。考察催化剂投加量、亚甲基蓝溶液初始浓度、溶液pH值、盐效应对光催化性能的影响及SnWO_4/g-C_3N_4复合光催化剂的重复利用性。实验结果表明,在催化剂投加量1.0 g·L~(-1)、亚甲基蓝溶液初始浓度15 mg·L~(-1)和溶液pH值7.08时,在可见光条件下反应3 h,亚甲基蓝溶液脱色率达到94.2%;NaCl对光催化降解亚甲基蓝具有抑制作用,加入10 mmol·L~(-1)的NaCl溶液后亚甲基蓝的脱色率降为76.0%;复合光催化剂循环使用5次后,暗吸附后光照3 h,亚甲基蓝溶液的总脱色率仍可达到78.7%,重复利用性良好。     

改性凹凸棒土负载铜和稀土催化氧化印染废水

随着服装行业的迅速发展,纺织工业中印染废水的总量与日俱增,对人类的健康造成严重的威胁。本文采用浸渍法制备负载铁和镧的改性凹凸棒土当作催化剂,以臭氧为氧化剂催化氧化含亚甲基蓝的印染废水,考察了不同催化剂用量、反应温度、亚甲基蓝初始浓度以及臭氧流量对亚甲基蓝降解率的影响。结果表明：当改性凹凸棒土用量为0.3g、臭氧流量为100mL/min、搅拌转速为500r/min、反应温度为45℃、反应时间为30min时,50mg/L亚甲基蓝废水的降解率就达到了96%左右;改性凹凸棒土表征结果表明Fe³⁺、La³⁺活性组分已经负载在凹凸棒土上,且负载效果较好。     

采用负载铁的介孔分子筛催化模板剂合成多壁碳纳米管

用水热法合成纯硅介孔分子筛(mesoporous molecular sieves,MCM-41)。用浸渍法将MCM-41负载不同量铁制得负载铁的介孔分子筛(Fe-loading mesoporous molecular sieve,Fe/MCM-41)。以Fe/MCM-41作为催化剂催化热解乙醇制备碳纳米管。用N2物理吸附、Raman光谱、透射电镜和高分辨透射电镜等手段对样品进行了表征。结果表明:制备出了多壁碳纳米管,并且随着催化剂中Fe负载量的增加,所生成碳纳米管的管径增加。     

改性MCM-41分子筛的合成与亚甲基蓝吸附性能

选用TEOS（正硅酸乙酯）做为硅源,CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）做为表面活性剂,在碱性条件下水热合成MCM-41。实验采用3-氨丙基三甲基硅烷对MCM-41进行改性,成功得到氨基改性介孔材料NH₂-MCM-41吸附剂,并使用X射线衍射（XRD）对其做了表征。考察了各种实验条件下,比如温度、吸附剂的量、pH、亚甲基蓝初始浓度等条件下MCM-41和NH₂-MCM-41对水溶液中亚甲基蓝（MB）的吸附能力。MCM-41和氨基改性介孔材料NH₂-MCM-41均为平面六方介孔结构。结果表明,温度和pH是影响MCM-41和NH₂-MCM-41对亚甲基蓝吸附的最主要的因素。随着温度的升高,材料吸附能力增强,而过高或者过低的pH都会降低MCM-41和NH₂-MCM-41对亚甲基蓝的吸附能力。     

锆掺杂二氧化钛基可见光催化剂的制备及其催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了不同Zr掺杂量的Zr-TiO_2催化剂,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱对其进行表征,探究Zr元素的掺杂比例、催化剂制备的焙烧温度及反应物初始浓度等条件对催化剂在可见光下降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明,制备的Zr-TiO_2催化剂粒径为纳米级,Zr-TiO_2催化剂对亚甲基蓝有明显光催化降解作用,且不同Zr与Ti掺杂比例对亚甲基蓝溶液降解效率影响显著,当Zr元素掺杂量为20%,焙烧温度为550℃时,制备的550℃-20%Zr-TiO_2催化剂对20 mg·L~(-1)的亚甲基蓝溶液降解效果最优,降解5 h时降解率为91.8%。并且550℃-20%Zr-TiO_2催化剂在可见光下催化降解亚甲基蓝符合一级动力学模型,R~20.95,拟合直线有较好的拟合度,表明催化剂具有较强的降解能力。     

基于ZIF的Ce掺杂ZnO光催化剂催化降解亚甲基蓝废水研究

以硝酸锌、二甲基咪唑(制备沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF)的主要原料)、以及硝酸铈等制备了Ce掺杂的Zn O光催化剂(即Ce-ZnO),对催化剂进行了XRD,SEM,EDS等表征分析,考察了Ce掺杂量、废水初始pH等对亚甲基蓝降解影响,用UV-Vis(可见-紫外光谱)对亚甲基蓝降解液进行了分析。研究表明,与ZIF为前驱体的Zn O的形貌和晶体结构类似,Ce掺杂的Zn O催化剂仍为方形颗粒微纳米材料(颗粒尺寸约100 nm)、Zn O为六方晶系纤锌矿结构,但颗粒尺寸减小。掺杂1%的Ce可使Zn O的光催化剂活性提高(光催化剂降解亚甲基蓝的反应速率提高了31%),且具有较好的重复利用性能。Ce-ZnO光催化剂催化降解亚甲基蓝的反应符合一级反应动力学,弱碱性(pH≈10)环境有利于亚甲基蓝光催化剂降解,亚甲基蓝在光催化反应中其显色基团、芳香基团被分解并产生了酸性物质,亚甲基蓝被有效降解。     

Ce4+掺杂对SrTiO3光催化剂结构及性能的影响

用溶胶–凝胶法制备铈(Ce)掺杂改性钛酸锶(SrTiO3)光催化剂,采用X射线衍射仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜、能谱仪、粒度分析仪检测了改性SrTiO3的结构及表面性能,并通过催化降解亚甲基蓝考察了该SrTiO3的光催化性能。研究表明:Ce4+替代SrTiO3的Sr2+,使催化剂表面的Ti4+含量减少,粒径减小,比表面积增大,提高光生电子和空穴的利用率。Ce4+改性SrTiO3催化剂表面吸附氧和吸附H2O含量增加,导致光催化活性中心增多。Ce4+的4f能级使SrTiO3形成新的能带,并且循环捕获光电子还原为Ce3+,延长光生电子和空穴的寿命,提高SrTiO3的催化活性。掺杂3%(摩尔分数)Ce4+的SrTiO3对亚甲基蓝的降解率可达98.7%。