CuInS_2光催化还原溶液中U(Ⅵ)的性能研究

通过溶剂热法制备了CuInS_2可见光响应型材料,借助SEM和XRD对材料进行表征分析。探究了不同溶液pH、反应时间、CuInS_2浓度、U(Ⅵ)初始浓度对CuInS_2光催化还原U(Ⅵ)性能的影响。结果表明,CuInS_2具有良好的光催化性能,在溶液pH=5.5、U(Ⅵ)初始浓度10.0 mg/L、CuInS_2浓度0.8g/L时,CuInS_2材料对溶液中U(Ⅵ)的去除效果最佳,去除率为87.81%,去除量为12.13mg/g。     

二(2-乙基己基)磷酸对钼(Ⅵ)的萃取

研究了25%二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)的正十二烷溶液在HNO3体系中对Mo(Ⅵ)的萃取。实验结果表明,温度对Mo(Ⅵ)的萃取分配比有较大的影响,萃取过程中有明显的热效应。在HNO3浓度为3mol/L时,Mo(Ⅵ)以MoO22+形式被萃取,MoO2(NO3)2与D2EHPA形成1∶2的配合物,并给出萃取平衡方程式。     

TiO2／活性炭的制备与光催化性能

以活性炭(AC)为载体，采用Sol-Gel法制备纳米TiO2／AC复合催化剂，利用SEM，TG-DTA，XRD等对其组成、结构、尺寸等进行分析和表征；并用紫外灯为光源，通过可溶性罗丹明B的光催化降解反映对其光催化活性进行研究。结果表明，TiO2纳米粒子的尺寸范围在30nm～60nm之间，其中TiO2的晶型主要为锐钛矿；活性炭载体与TiO2结合牢固，TiO2纳米颗粒不发生二维粘结；TiO2／AC复合体的比表面积比活性炭载体的大，对罗丹明B在200min内达到完全降解，而P25需要5h，TiO2／AC复合体具有很强的光催化活性，并且制备的TiO2／AC复合体催化剂容易从溶液中分离。     

BES-6160对飞灰中Cr(Ⅵ)的稳定化效果试验研究

选用BES-6160,BES-6180、Na2S、FeSO4和多硫化钙S药剂五种稳定剂对飞灰进行稳定化处理,考察了五种药剂对Cr(Ⅵ)的稳定化效果,遴选出BES-6160作为处理Cr(Ⅵ)的最佳药剂.结果表明,BES-6160处理Cr(Ⅵ)效果显著,且在投加摩尔比为8.0时,Cr(Ⅵ)稳定化效果最佳,浸出液Cr(Ⅵ)质量浓度由初始31.98 mg/L降到0.31 mg/L,低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)标准限值(1.50 mg/L),稳定化率达到98％以上,使用范围较广,为后续飞灰Cr(Ⅵ)处置提供基础.     

溶胶-凝胶法制备TiO2及其光催化性能的研究

以钛酸丁酯为原料、无水乙醇为溶剂、硝酸为抑制剂,运用正交试验法确定了溶胶-凝胶法制备TiO2的初步最优条件,运用X-射线衍射技术对所制备的TiO2粉体样品进行了表征,并以大红染料作为目标降解物,研究了制备TiO2粉体活化温度、活化时间、紫外灯照射高度、催化剂投加量以及废水pH值对光催化性能的影响.结果表明,该方法制备的TiO2为纳米级锐钛矿.制备TiO2的最佳配比条件为:无水乙醇20.0 ml,蒸馏水1.5 ml,pHl.7.当活化温度为450℃、活化时间为180 min、紫外灯照射高度为10 cm、催化剂投加量为2g/L、目标废水pH为4.0时,达到最佳降解效果.     

三正辛胺(TnOA)萃取Cr(Ⅵ)的机理研究

研究了用TnOAnCH3(CH2)6CH3H2SO4体系和TnOACHCl3H2SO4体系萃取Cr(Ⅵ)的机理及萃合物组成.考察了水相酸度,Cr(Ⅵ)、萃取剂与SO2-4浓度,萃取时间及温度等因素对萃取的影响.用饱和法、摩尔比法、等摩尔系列法和IR法确定了萃合物的组成和萃取平衡机理.结果表明,萃取过程属阴离子交换机理,萃合物的组成因pH值和c(Cr(Ⅵ))不同而异;pH值不同,Cr(Ⅵ)的型体也不一样;当c(TnOA)一定,pH=1.0,c(Cr2O2-7)=0.1000mol/L时,形成的萃合物是(R3NH)2Cr2O7(2∶1);当pH=-1.0,c(Cr2O2-7)=0.01945mol*L-1时,形成的萃合物是R3NHHCrO4(1∶1);SO2-4不被萃取,c(TnOA)及时间和温度对Cr(Ⅵ)的萃取影响不大.试验结果与Deptuta认为的Cr(Ⅵ)的型体为Cr2O2-7,Федоров和Жданов认为的Cr(Ⅵ)的萃取型体为CrO2-4的结论不同.     

混晶纳米TiO2光催化性能及混晶相间的机理研究

采用溶胶-凝胶法制备混晶纳米TiO2和珍珠岩负载纳米TiO2混晶催化剂,以XRD、SEM、UV-vis DRS和电化学方法对样品进行表征.结果表明,晶型调节剂的含量对混晶中金红石和锐钛矿相TiO2的比率有较大的影响;对于负载型纳米TiO2催化剂,混晶比影响催化剂的光催化降解效率.并讨论了混晶的光催化机理.     

TiO2纳米管的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以TiO2和NaOH为原料,采用水热法制备了TiO2纳米管（titania nanotube,简称TNT）,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对TiO2纳米管的结构与形貌进行了研究,以甲基橙（Methyl Orange）为反应物,考察了TiO2纳米管光催化降解甲基橙的效果。研究结果表明：400℃焙烧时,TiO2纳米管主晶相为钛酸,500℃焙烧时,其组成为锐钛矿相;制备的TiO2纳米管可以有效的降解甲基橙,且在光催化降解中起主要作用的是锐钛矿相。     

活性炭纤维对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能及再生试验研究

研究了活性炭纤维吸附废水中Cr(Ⅵ)、再生及吸附过程热力学和动力学,并采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对吸附前、后的活性炭纤维进行表征。结果表明:用活性炭纤维吸附Cr(Ⅵ),在废水体积50 mL、pH=2、Cr(Ⅵ)初始质量浓度40 mg/L、吸附时间200 min、吸附剂用量0.5 g条件下,Cr(Ⅵ)吸附去除率为98.81%,Cr(Ⅵ)吸附量为3.95 mg/g;影响吸附过程的最重要因素为吸附剂用量;吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学吸附模型;用0.1 mol/L盐酸溶液对吸附Cr(Ⅵ)后的活性炭纤维进行洗涤、再生,然后重复试验,连续5次吸附后,Cr(Ⅵ)吸附去除率仍维持在91.47%。活性炭纤维表面呈束状结构,束间存在许多凹陷空间,表面主要官能团为—OH、N—H、■和■,对Cr(Ⅵ)的吸附主要是化学吸附。     

掺杂钕离子纳米TiO2的制备及光催化降解水中苯酚的研究

以钛酸四丁醇为原料，采用溶胶．凝胶法制备了掺杂Nd^3＋的纳米TiO2光催化剂，探讨了掺杂对二氧化钛光催化活性的影响。通过X射线衍射（XRD），透射电镜（XRD）对制备的Md^3＋掺杂TiO2样品的相组成和晶粒大小进行了分析，并以苯酚为降解对象，考察了不同掺杂浓度，不同热处理温度下掺杂TiO2对苯酚的光催化降解效果。结果表明：掺杂Nd^3＋的TiO2为锐钛矿和金红石的混合晶相，Nd^3＋掺杂可阻碍TiO2的晶相转变，减小催化剂的晶粒尺寸，提高TiO2粒子的光催化活性。在本实验范围内，当Nd^3＋质量分数为0．8％（以TiO2质量计），处理温度为500℃时，TiO2光催化活性较高。与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约70％。     

掺杂Co的纳米TiO2光催化降解水中五氯苯酚的研究

采用溶胶-凝胶法制备的掺杂Co纳米TiO2粉体(Co/TiO2),在紫外光照射下光催化降解水中五氯苯酚(PCP).研究了光照反应时间、催化剂加入量、PCP溶液初始浓度等因素对纳米Co/TiO2光催化降解五氯苯酚的影响.在溶液中五氯苯酚初始浓度为0.01 mg/mL,pH=9～10,纳米Co/TiO2加入量达到0.25 ...     

Fe78Si9B13非晶合金对水中Cr(Ⅵ)的去除性能研究

以粒径—48 μm零价铁粉作为参照物,对比研究Fe78Si9B13非晶条带对水中Cr(Ⅵ)的去除效果。结果显示,非晶条带的去除过程满足伪一级动力学模型。反应25 min后,零价铁粉的Cr(Ⅵ)去除率仅为88%,非晶条带的去除率可达99.8%。对试验后反应产物进行观察分析,发现零价铁粉仅通过吸附去除Cr(Ⅵ),而非晶合金条带去除Cr(Ⅵ)的过程不仅有物理吸附,也发生了化学还原。     

介孔TiO2的制备及光催化脱色性能研究

采用溶胶-凝胶法在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助下制备了TiO2光催化剂,以甲基橙为模拟有机污染物对催化剂的光催化脱色性能进行了考察.用BET比表面对所制备的催化剂进行了表征,结果表明当nCTAB∶nTBOT比为1∶4,锻烧温度为450℃时,制备的TiO2为介孔；试验制备的TiO2对甲基橙光催化脱色活性是市售TiO2的2倍.     

改性纳米二氧化钛对钼(Ⅵ)的吸附行为研究

利用浸渍法对纳米TiO2进行表面改性,制备出改性纳米TiO2,扫描电镜(SEM)对其进行了表征,并以其为吸附剂,以电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法为分析手段,探讨了改性纳米TiO2在静态吸附条件下对Mo(Ⅵ)的吸附性能。考察了影响其吸附和解脱的主要因素及Mo(Ⅵ)的吸附等温线,研究了常见共存离子的影响,并做了选择性比较实验。结果表明:在pH 2.0,振荡8 min,静置2 h条件下,改性纳米TiO2对Mo(Ⅵ)的吸附率可达到93.0%以上;10 mL 0.1 mol/L NaOH作为解脱剂可使Mo(Ⅵ)定量解脱;与未负载的纳米TiO2相比,改性纳米TiO2对Mo(Ⅵ)的吸附性能良好,选择性更好。该指示剂已用于水样中钼的测定。     

稀土离子(La3+,Eu3+)掺杂纳米TiO2的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Eu^3＋,La^3＋掺杂纳米TiO2粉体,并采用亚甲基蓝为目标降解物考察了稀土掺杂对TiO2光催化活性的影响。实验表明：适量的La^3＋掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为0.3 mol%;La^3＋掺杂后降解反应符合一级反应动力学,H2O2的加入会使其反应速率大大提高;0.25 mol%Eu^3＋掺杂在日光灯下较紫外灯下显示出更好的光催化活性,这可能由于Eu^3＋掺杂导致了TiO2吸收光谱范围的整体红移;通过XRD图谱分析可以看出La^3＋、Eu^3＋掺杂均可以抑制TiO2的晶型转变,减小光催化剂的平均粒径,掺杂后其平均粒径均约为10 nm,TEM结果与XRD大致吻合。     

Cr、Mn掺杂锐钛矿相TiO2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势的方法,研究了纯锐钛矿相TiO2、Cr、Mn单掺杂TiO2的能带结构、电荷布居、态密度和光学性质.对电子性质分析发现:Mn掺杂引起杂质能带位于禁带中央,杂质能带最高点与导带相距大约0.6 eV,而最低点与价带相距大约0.65 eV,其中杂质能带主要由O原子的2p轨道和Mn原子的3d轨道杂化形成;Cr掺杂引起杂质能带位于导带底附近,杂质能带最高点与导带相距大约0.1 eV,而最低点与价带相距大约1.3 eV,其中杂质能带主要由O原子的2p轨道和Cr原子的3d轨道杂化形成,由于杂质能级的出现,使锐钛矿TiO2的禁带宽度变小.对光学性质分析发现:Cr、Mn单掺杂会使锐钛矿TiO2光学吸收带边红移,可见光区的光吸收系数明显增大,在低能区出现了新的吸收峰,Cr掺杂吸收峰对应能量为1.92 eV,Mn掺杂吸收峰对应能量为1.82 eV,与实验结果相符.     

MnO2@g-C3N4复合材料的制备及其光催化还原U(Ⅵ)的性能试验研究

研究了采用水热法制备MnO_2@g-C_3N_4复合光催化剂(Mn-CN),并分析了其形貌、结构和光电性能,考察了Mn-CN对放射性废水中U(Ⅵ)光催化还原的影响。结果表明:MnO_2的引入有效拓宽了g-C_3N_4对可见光的吸收范围,抑制了光生电子与空穴复合,有利于光生电子还原反应进行,提高反应速率;针对U(Ⅵ)质量浓度50 mg/L、pH=5.5的100 mL铀标准溶液,在甲醇加入量5 mL、可见光照射120 min条件下,Mn-CN-3(MnSO_4质量0.05 g)对U(Ⅵ)的光催化还原率达96.3%,为纯g-C_3N_4的1.9倍;g-C_3N_4中引入MnO_2能有效提高光生电荷的利用率和传输速率,增强催化性能;Mn-CN复合光催化剂光学性能优异,制备方法简单且绿色环保,对放射性废水中的U(Ⅵ)的光催化还原去除效果较好。