F/Ce掺杂Bi2WO6可见光光催化氧化甲基橙

针对新型光催化剂Bi2WO6在可见光条件下光生电子-空穴分离效率低的问题,本文采用液固相水热反应的方法制备了F/Ce掺杂改性的Bi2WO6光催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)等分析表明,F/Ce掺杂Bi2WO6光催化剂具有明显的层状结构,可有效降低电子-空穴的复合率,且改性后的Bi2WO6吸收波长发生红移。光催化氧化处理甲基橙降解实验结果表明:F和Ce共掺杂下Bi2WO6在可见光下具有最高的光催化活性,主要活性物质为羟基自由基(·OH),甲基橙的降解率在50 min后可以达到97%,催化活性比纯Bi2WO6提高了近2倍。本研究为研发水环境中高浓度有机废水,特别是难降解有机污染物的高效治理技术提供了基础数据。     

TiO2/石墨烯复合光催化剂的制备及其吸附与光催化降解性能

近年来,利用石墨烯独特的电学性质及高比表面积对一些材料进行修饰,制备性能更好的复合新材料成为材料学研究热点.本研究利用氧化还原法制备石墨烯,并进一步采用水热法制备TiO2/石墨烯(GN)纳米复合光催化剂.采用TEM,XRD,BET,UV-Vis DRS等对所制备的纳米复合材料进行表征.实验研究表明:随着石墨烯含量的增加,制备的复合材料光响应区域扩大,比表面积增加.研究证明TiO2/石墨烯对亚甲基蓝(MB)有更好的吸附及光催化降解效果.经计算,在室温下,pH =8时,P25-10％ GN对MB的饱和吸附量为50 mg/g.     

微/介孔氮掺杂TiO2的合成与表征及催化性能的研究

以碱处理后的13X分子筛、硅酸钠为原料,加入模板剂和钛酸四丁酯,同时引入氮源,在水热条件下晶化生成具有良好的光催化性能的新型微/介孔氮掺杂TiO2复合材料.通过XRD、TEM、N2吸附-脱附等技术对复合材料的微观结构进行了表征分析;通过降解邻苯二甲酸二丁酯实验检测复合材料的催化性能和影响复合材料合成中的各项因素,如硅铝比、氮钛比、合成体系pH、晶化时间、煅烧温度等,确定了最佳的制备工艺参数.结果表明:通过氮掺杂能引起复合材料的激发吸收光谱明显红移并具有较好的可见光催化活性.     

不同pH值条件合成纳米Bi2WO6及其可见光下活性研究

以水热法合成了Bi_2WO_6纳米花状球,并考察了不同pH值的制备条件下对Bi_2WO_6晶形、形貌、孔径分布、光学性质及催化性能的影响。表征和催化结果表明:在pH值为1的制备条件下,Bi_2WO_6样品为内部有致密空隙的花球,随着pH值的升高,Bi_2WO_6的内部孔径变得越来越疏松,当pH值达到7时变为片状;在pH为1、3、5、7条件下合成出的Bi_2WO_6的带隙能在2.14~2.26 e V范围内;光降解Rh B的性能从大到小顺序为pH=7,pH=5,pH=3,pH=1,主要是由于在pH=7制备条件下制备出的Bi_2WO_6衍射峰最强,粉体的晶型发育完整,结晶度高,对Rh B的降解率最高。     

纳米TiO2光催化剂可见光响应的改性研究

综述纳米TiO2光催化剂对可见光响应的改性研究,介绍复合半导体、染料光敏化及非金属掺杂改性的方法,可以将只能由UV光激发的TiO2光催化反应红移到可见光区域进行。文中最后提出了金属与非金属复合掺杂改性TiO2是今后的一个重要研究方向,并存在巨大的研究空间。     

O3／H2O2预处理难降解制药废水研究

研究O3/H2O2联合作用对去除难降解制药废水COD、改善废水可生化性的效果,并考察pH值、臭氧用量、H2O2投加量等因子对预处理效果的影响。实验结果表明,pH值为11左右,臭氧用量为1 20g/L、H2O2投加量为20mmol时,废水COD去除率达到62%,BOD5/COD提高到0 36。如果用SBR进行二级处理,可使最终出水指标达到国家排放标准。     

O3/TiO2/γ-Al2O3协同降解苯酚的研究

采用催化臭氧化技术对降解苯酚进行研究。考察了进气流量、苯酚初始浓度、催化剂投加量、pH值及温度等因素对苯酚降解的影响。研究结果表明:在一定范围内,随着进气流量的增加、温度的降低,苯酚的降解速率加快;溶液pH值对催化臭氧化有比较重要的影响,在pH值为8~10时,苯酚的去除率最高。     

TiO2/GeO2复合膜光催化氧化降解染料废水

研究了自制TiO2/GeO2复合膜圆形光催化氧化反应器对经生化处理后的染料废水的降解过程.结果表明光催化氧化的最佳条件是锌片镀TiO2/GeO2复合膜,pH为8,H2O2为400mg/L.染料废水经该反应器处理后,CODCr去除率超过80%,色度去除率约90%,出水水质可达<污水综合排放标准>(GB 8978-1996)一级标准.     

H2O2/O3协同灭活水中隐孢子虫影响因素研究

开展了H2O2/O3灭活隐孢子虫(Cryptosporidium parvum)的研究。考察了H2O2和O3投加比例、过氧化氢作用效果、无机金属离子等因素的影响。结果表明,H2O2/O3协同技术具有最佳的灭活效果,H2O2的投加不仅降低了药剂(O3)的初始浓度(投量2.0mg/L),而且缩短了灭活时间(7.0 min),达到理想的灭活效果(灭活率99.0%以上)时,H2O2/O3摩尔比为0.8;同时考察了水中常见离子对H2O2/O3灭活效果的影响,低浓度的Ca2+,Mg2+和Cu2+等二价金属离子均对灭活起到一定促进作用,一价离子Na+对灭活无明显的作用,而NO-3,HCO-3和Cl-在一定范围内抑制了H2O2/O3对隐孢子虫的灭活。     

负载型纳米TiO2光催化降解罗丹明B动力学与机理研究

采用负载型纳米TiO2/AC在流化床反应器中降解罗丹明B染料废水。研究了罗丹明B的光催化降解反应动力学与降解机理。结果表明,负载型纳米TiO2光催化降解罗丹明B过程符合一级动力学方程,降解机理首先是罗丹明B分子发色基团苯氨基、羰基键被破坏,然后是无色中间产物的逐渐降解。     

WO3/TiO2光催化剂的制备及光催化产氢性能研究

针对催化剂TiO_2禁带宽度较宽、光响应范围较窄的问题,对TiO_2进行改性,采用溶胶凝胶法制备了不同复合比例的WO_3/TiO_2催化剂以提高TiO_2的光催化活性。应用SEM,BET,XRD,UV-Vis,FT-IR等方法对催化剂进行表征,分析了不同复合比对WO_3/TiO_2样品形貌、晶型、比表面积和产氢速率的影响。当入射波长为300~600 nm,2%WO_3/TiO_2的吸光度大于TiO_2的吸光度,吸收带边红移。通过300 W氙灯照射进行光解水制氢的测试,评价了不同WO_3/TiO_2样品的光催化分解水产氢活性。结果表明:复合比为2%时,WO_3/TiO_2的光解水产氢活性最佳,最高可达14 445.3μmol/(h·g),其产氢速率是TiO_2的10倍,同时探讨分析了光催化反应机理。这将在太阳能光解水产氢领域有着广泛的应用前景。     

水热法合成的LaVO4/WO3复合纳米片的可见光光催化还原工业废水中Cr（VI）效果分析

针对工业废水中Cr(Ⅵ)毒性大,迁移性强的问题,采用水热法制备了不同复合比例的LaVO_4/WO_3复合纳米片光催化剂,通过XRD、SEM、XPS和DRS测试手段进行了表征。结果表明:LaVO_4能进入WO_3晶格之中,使其产生晶格缺陷;晶格缺陷可作为活性位点,促进光生载流子的分离,提高WO_3的光催化活性。可见光下光催化还原工业废水中Cr(Ⅵ)测试表明:LaVO_4/WO_3复合纳米片的光催化还原效率比WO_3更高,当LaVO_4以质量比为3%负载WO_3时,复合纳米片光催化还原性最高,可达92%,是纯WO_3还原效率的8.3倍。分析结果表明,LaVO_4能使WO_3的氧空位得到扩散,提高界面光生电子的迁移速率,促进光生电子还原Cr(Ⅵ),提高复合纳米片的光催化还原性能。本研究为重金属工业废水,特别是难降解重金属污染物高效治理技术的研发提供了理论参考。     

Fe掺杂A-TiO_2在溴甲酚绿中的可见光催化活性及动力学

以FeCl_3·6H_2O为Fe源,采用水热法制备了Fe掺杂锐钛型TiO_2(A-Ti O2)光催化剂。以溴甲酚绿为降解对象,考察溴甲酚绿的初始浓度、催化剂用量、掺Fe量等因素对自制催化剂可见光催化降解反应的动力学方程的影响。结果表明:在40 W白炽灯照射下,当溴甲酚绿初始浓度为10 mg/L(pH=7)、催化剂的用量为0.6 g/L、掺Fe量为4%(摩尔分数)、室温下反应时间为3 h时,溴甲酚绿的降解率最大为76.05%。溴甲酚绿光催化降解曲线符合一级反应动力学方程,于上述最佳条件下其表观反应速率常数k达到最大值,为0.389 7 h-1。     

纳米TiO2/海泡石复合光催化材料性能研究

纳米TiO2因其具有安全无毒、稳定性好、光活性强等特性,在水污染治理领域被广泛用作光催化剂。然而纳米TiO2在水介质中存在难以回收、容易流失、不易分散等问题,限制了其实际应用,将其进行固定化负载是有效的解决手段。以矿物海泡石为负载载体,采用一种简单易行的粉末烧结法制备出纳米TiO2/海泡石复合光催化材料,并通过透射电镜、扫描电镜、X射线衍射、紫外－可见分光光度计等手段对材料进行微结构表征,利用化学荧光技术测试了复合材料光催化活性。研究表明,海泡石的加入能够显著抑制复合光催化剂中纳米TiO2的团聚,增强其在紫外至可见光波长范围内的光吸收强度,从而增强复合体的光催化活性。对比研究不同负载配比对材料光催化活性的影响,发现90%TiO2/海泡石光催化活性最佳。     

磁性Fe_3O_4/碳纳米管复合材料光催化处理刚果红染料废水

采用共沉淀法制备了一种磁性Fe3O4/CNTs(碳纳米管复合物),采用XRD、SEM、VSM等对Fe3O4/CNTs复合材料的晶相、颗粒大小和磁性能进行了表征。以刚果红染料废水处理为例,研究了不同处理工艺、催化剂投加量、溶液p H、催化剂重复使用等因素对Fe3O4/CNTs材料光催化脱色刚果红染料废水效果的影响。结果表明,当刚果红染料起始质量浓度为10 mg/L,用量为0.2 g/L,3%的H2O20.2 m L,光照50 min后,Fe3O4/CNTs对刚果红溶液的脱色率达到97.0%。催化剂重复使用第4次,对刚果红染料的脱色率仍可达87%以上。此外,Fe3O4纳米粒子的存在使Fe3O4/CNTs材料具有较强的磁性,且可通过外加磁场将其从处理后的水体中快速分离回收。     

金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2的制备及其光催化性能研究

以三水硝酸铜为铜源,通过调控水热温度合成出高结晶度的金属有机骨架Cu3(BTC)2材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重(TG)手段对所制备的样品进行表征,同时以甲基橙和罗丹明B作为目标降解物研究Cu3(BTC)2材料的光催化性能。光催化降解结果显示:Cu3(BTC)2材料对罗丹明B有较好的降解效率,水热温度对Cu3(BTC)2材料的结构及光催化效率影响较大,水热温度为140℃制备的Cu3(BTC)2样品具有较高的光催化效率。这主要是由于高的结晶度可以产生更多的光生电子空穴对和提供更多的反应活性位,这将在处理环境污染物方面有着巨大的潜在的应用前景。     

响应面法优化Cu2BiVO4 可见光 催化降解扑热息痛污染物工艺研究

Cu2BiVO4 可见光催化方法是一种去除环境中扑热息痛污染物的有效绿色方法。采用研制出的Cu2BiVO4 催 化剂在可见光条件下降解扑热息痛, 运用响应变量控制法, 研究了催化剂负载量、催化剂投加量、初始溶液pH 值等 工艺条件对降解效果的影响。在可见光照射下5 h 降解扑热息痛的最佳工艺条件为: 催化剂投加量为80 mg 、催化 剂负载量为5%、溶液初始pH 值为6, 在此工艺条件下降解扑热息痛的效率为72. 6%。