锂盐改性对累托石结构及吸附性能的影响

采用水热法制备了锂盐改性累托石。通过红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、比表面积/孔容积(BET/BJH)等表征手段,分析了锂盐改性累托石的结构变化。结果表明,锂盐改性并未改变累托石的片层结构,但可使其层间距和孔容积明显增大。为了进一步探索累托石锂盐改性前后的性能变化及蒙脱石层的变化,测定了锂盐改性累托石的膨胀倍及胶质价。锂盐改性累托石的膨胀体积为77m L/g,远大于未改性的原累托石(13 m L/g),胶质价也由改性前的12 m L/3g增至198 m L/3g。锂盐改性累托石的吸附性能大大提高,对亚甲基蓝的吸附量高达210.8 mg/g。     

钠盐改性累托石处理染料废水对比试验研究

为了探究钠盐改性累托石(钠累托石)对不同染料废水的吸附性能,以钠累托石为吸附剂,采用静态吸附的方法,考察了焦磷酸钠改性累托石对亚甲基蓝、甲基紫、孔雀石绿、二甲酚橙染料废水的去除率效果,并结合扫描电镜(SEM)表征图进行了机理分析。结果表明,累托石经钠盐改性后层间距明显增大,对亚甲基蓝、甲基紫、孔雀石绿染料废水的去除率明显优于未改性累托石;并且钠累托石对小分子染料的去除效果好;对于二甲酚橙,钠盐改性累托石的去除率低于原累托石,但实验现象表明,钠累托石的处理效果明显高于原累托石。钠盐改性累托石对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir规律,属单分子层吸附,动力学符合Lagergren准二级动力学规律。     

累托石对水中染料碱性桃红的吸附

采用累托石作为水中碱性桃红的吸附剂.考察了振荡时间、pH值、累托石用量、碱性桃红初始浓度等因素对吸附效果的影响.测定了吸附等温线,对吸附动力学规律进行了数学模拟.结果表明,振荡时间、累托石用量、碱性桃红初始浓度等因素对吸附效果有重要影响.对于初始质量浓度为50 mg/L的碱性桃红水溶液,最适宜吸附条件为:振荡时间30 min,累托石用量200 mg/100 mL,pH值为6.累托石对水中碱性桃红的吸附等温线呈"S"型,等温吸附规律可用Freundlich模式较好地描述,吸附动力学规律可用Bangham公式模拟.     

钐、锆共掺杂纳米ZnO的制备及其降解染料废水研究

采用高分子网络凝胶法制备Sm-Zr共掺杂纳米ZnO光催化剂,并用XRD、TEM、XPS、UV-Vis吸收光谱对制备的纳米ZnO进行表征。以甲基橙为目标降解物研究其光催化活性,通过L9(34)正交试验对纳米ZnO的制备条件进行了优化,实验结果表明,各因素对Sm-Zr/ZnO的光催化性能的影响的显著性水平依次为:Sm-Zr掺杂量→煅烧温度→n(Sm)n(Zr)→反应溶液p H值,纳米ZnO的最佳制备条件为:Sm-Zr掺杂量为4%,煅烧温度为750℃,n(Sm)n(Zr)为2 1,反应溶液p H值为5.5。在最佳条件下制备的纳米Sm-Zr/ZnO具有最优异的光催化性能,光照1 h对甲基橙的色度去除率及COD去除率分别达到94.82%和80.89%。     

钛酸纳米管的光催化性能研究

以Ti0_2(Degussa P25)和NaOH为原料,采用水热法制备钛酸纳米管.以亚甲基蓝溶液(Methylene Blue,简称MB)为模型污染物,研究水热反应条件对所制钛酸纳米管光催化性能的影响,以及钛酸纳米管加入量、溶液pH值和MB初始浓度等光催化反应条件对钛酸纳米管光催化性能的影响.研究表明:水热反应温度为150℃,反应时间为48 h制得的钛酸纳米管对MB的光催化效率最高;钛酸纳米管的加入量、溶液pH值和MB初始浓度等光催化反应条件对钛酸纳米管的光催化性能有较大影响.     

锂累托石水处理材料应用研究

为推进累托石在水处理中的应用,对其进行锂盐改性、造粒及微波活化研究,通过吸附亚甲基蓝比较其处理效果,并对其在水中的填充方式进行了探讨。结果表明,锂累托石吸附性能好,对亚甲基蓝的去除率达97%以上,吸附平衡时间短,仅5 min,是原累托石的1.64倍;为解决固液分离而进行的造粒,堵塞了空隙,降低了吸附性能,采用功率为500 W,辐照时间为10 min的微波对颗粒进行活化后,孔径数量及大小增加,吸附性能提高,锂累托石颗粒散装于容器中需要搅拌,或采用网状框架装置将其束缚固定于水中,便于回收与再生。     

微波Sol-Gel制备TiO2的研究及其对活性艳红X-3B的降解

采用微波Sol-Gel法在石英表面制备了负载型TiO2光催化剂,通过紫外吸收光谱和X衍射分析表征了TiO2溶胶的变化过程及锐钛型TiO2的生成。以活性艳红X-3B为模拟污染物进行光催化降解,探讨了微波功率、反应温度和反应时间对微波Sol-Gel法制备TiO2光催化活性的影响。由因素试验确定了最佳工艺条件:微波功率400W,反应温度90℃,反应时间2min。在此条件下制备的TiO2催化剂对活性艳红X-3B溶液进行光催化降解,反应30 min的脱色率达93%,TOC去除率为55%。采用中空纤维膜三相液相微萃取-毛细管电泳(HF-LLLME-CE)联用技术对降解生成的小分子有机物进行了测定。     

芳纶陶瓷复合材料防弹性能的研究

本文通过对陶瓷种类及厚度、多枪弹击、无纬布层数、制备工艺的研究,确定上述参数对芳纶陶瓷复合材料防弹性能的影响。结果显示当8mm反应型碳化硅陶瓷与36层防弹背板材料通过聚烯烃胶粘剂粘结时,芳纶复合防弹材料的防弹性能最优,并且冷压固化工艺制备的防弹复合材料更优,可靠性更高。     

Eu掺杂ZnO光催化剂降解垃圾渗滤液实验研究

以醋酸锌(Zn(CH3COO)2)、六水合硝酸铕(Eu(NO3)3·6H2O)、氢氧化钠(Na OH)、聚乙二醇(PEG2000)、柠檬酸为主要原料,采用水热法制备Eu掺杂Zn O复合纳米棒光催化材料粉体。用制备的粉体对城市垃圾渗滤液进行光催化降解实验,研究了反应温度、反应时间、光照条件、掺杂比对其光催化氧化效果的影响,用XRD、TEM、EDS等测试手段对粉体进行了表征。研究结果表明,水热反应温度160℃,时间为6 h,制备的3%Eu掺杂Zn O复合纳米棒的光催化效果较好,在365 nm紫外灯照射下,150 min后垃圾渗滤液的脱色率达40%,COD降解率达62%。     

改性凹凸棒黏土的合成及光催化降解盐酸四环素的研究

将具有光催化潜力的金属元素Ti、Zn、Ni引入凹凸棒黏土(ATPs)结构中,采用浸渍法制备了一系列不同配比的Ti-ATPs,Zn/Ti-ATPs及Ni/Ti-ATPs光催化材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UVVis)等方法对改性ATPs的结构、形貌和组成进行了表征。以氙灯(250~800 nm)为光源,用制备的材料作为光催化剂,进行降解盐酸四环素的试验,考察了Ti的单一加入及双金属(Zn/Ti、Ni/Ti)加入对ATPs的光催化改性效果。结果表明,Zn/Ti物质的量比为3∶1、400℃煅烧条件下制备的Zn/Ti-ATPs具有良好的光催化性能,在可见光照射120 min时,20 mg Zn/Ti-ATPs对20 mg/L盐酸四环素的光催化降解率可达94.64%,并且性能稳定。而同样方法制备的Ni/TiATPs没有光催化性能,表明并不是所有具有光催化性能的氧化物都能通过浸渍法对ATPs进行改性。     

Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4光催化氧化罗丹明B废水研究

为更好地处理色度高,有机污染物浓度大,可生化性差的染料废水,采用自制的Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4为光催化剂,氙灯为光源,研究了催化剂Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4对可溶性染料罗丹明B废水的光催化降解情况.试验考察了Ag与Zn的不同配比、催化剂用量、溶液的pH值和光照时间等对罗丹明B光催化降解过程的影响,并对反应动力学做了初步探讨.结果表明,模拟太阳光照射下,罗丹明B质量浓度为5 mg/L、催化剂(Ag_x/Zn_((1-x))BiVO_4)用量为1 g/L、pH值为2.0、反应时间为30 min条件下,罗丹明B的脱色率达99.7%.与P_(25)-TiO_2催化剂对罗丹明B废水的降解情况进行了比较研究,表明Ag_(0.6)/Zn_(0.4)BiVO_4具有较好的光催化活性,可用于染料类废水的处理.动力学拟合结果表明,该光催化反应近似为一级动力学,其动力学方程为y=-3.06353-0.02146x.     

铜铁共掺杂TiO2/膨润土光催化剂的制备及光催化性能

以溶胶-凝胶法、液相沉淀法和机械混合法制备了Cu-Fe双金属掺杂的TiO2/膨润土复合光催化剂,采用XRD、FTIR对其进行了结构表征,以紫外光和可见光催化降解直接天蓝染料废水为模型,考察了制备方法对催化剂光催化性能的影响。结果表明:各催化剂中均有锐钛矿型TiO2生成,且部分TiO2进入了膨润土的蒙脱石层间,改变了其层间的有序性,生成了Ti—O—Si键,实现了TiO2粒子与膨润土的复合。溶胶-凝胶法制备的催化剂中TiO2与膨润土的复合程度最高,Cu2+和Fe3+成功掺入了TiO2晶格,形成了复合半导体,拓宽了TiO2的光谱响应范围,使该催化剂表现出最优的光催化活性,并且该催化剂性能稳定,易于沉降分离,经高温活化再生后仍具有良好的催化活性,可重复多次使用,表现出良好的再生性能。     

Decolorization and degradation of acid dye with immobilized titania nanoparticles

This paper addresses the decolorization and degradation of acid dye by a heterogeneous photocatalytic process using immobilized nano-sized TiO₂ particles as the photocatalyst. Sackcloth fiber was used as a support to immobilize the nano-sized TiO₂ photocatalyst. The structural properties of the immobilized photocatalyst were characterized by XRD, SEM and EDX. UV–Vis absorption spectroscopy and the measurement of the chemical oxygen demand (COD) were also used for the process performance studies. The XRD results did not show significant changes in the structure of P25 as a consequence of the immobilization procedure. The formation of titania crystallites in the sackcloth fiber was confirmed by SEM/EDX. The photocatalytic activities of TiO₂-coated sackcloth fiber catalyst were evaluated using Acid Black 26 as a model organic contaminant and using UV-A radiation. Experimental results showed that after 60 min, the degradation of Acid Black 26 with the immobilized TiO₂ particles was higher than that with plain TiO₂. Based on the COD results, after 3 h, the TiO₂-coated sackcloth fiber effectively decomposed all of the organic compounds present in dye solution under the studied experimental conditions. The effects of the oxidant H₂O₂, initial dye concentration and pH on the photocatalytic degradation were also investigated. The presence of CO₃^2? as a dissolved inorganic anion had the highest inhibitory effect on the decolorization of the dye, when compared with the other anions investigated. Kinetics analysis indicates that the photocatalytic decolorization rate of Acid Black 26 can be described by a pseudo-first-order model.     

高炉渣制备光催化剂及其催化活性的研究

以废弃的冶金高炉渣为原料,采用混酸酸溶-水热合成法制备了光催化剂,并对其进行了SEM、UV-Vis、XRD、比表面积等物性测试分析;通过处理甲基橙模拟废水,探讨了制备过程中渣酸比、混酸配比、渣用量、溶渣时间等条件对高炉渣制光催化剂活性的影响。将所制光催化剂与P25光催化剂进行对比分析,结果表明,高炉渣制光催化剂不仅具有较高的光催化活性,而且制备成本低廉,仅为P25光催化剂的1/10,这对于冶金高炉渣的循环再利用及光催化氧化技术的工业化应用具有重要的实际意义。     

掺Fe金红石TiO2的制备及其可见光催化活性的评价研究

为提高金红石型TiO2的可见光吸收性能和光催化活性,以FeC2O4为Fe源,用浸渍法制备了掺铁金红石TiO2光催化剂。采用XRD、UV-Vis等手段对催化剂进行表征;以阿特拉津为目标污染物,在Vis/H2O2条件下对其催化活性进行了评估。结果表明,Fe以Fe2O3的形式负载在金红石型TiO2的表面;掺铁后金红石型TiO2显著拓宽了其可见光的吸收范围;煅烧温度为400℃时制得的光催化剂Fe-R-400℃的粒径结构和光催化活性最好。以Fe质量分数为1%的Fe-R-400℃作为光催化剂,控制反应体系的初始pH=3,催化剂投加质量浓度为1 g/L,H2O2初始浓度为1 mmol/L,经可见光照射反应15 min后,对初始质量浓度为10 mg/L的阿特拉津的去除率可达95.7%。催化剂循环试验表明,Fe在金红石TiO2表面负载比较牢固,催化剂具有较好的稳定性和重复使用性能。     

钐掺杂磷酸铋的制备及其光催化研究

采用一步水热合成法制备不同掺杂量的Sm~(3+)-BiPO_4光催化剂。用XRD,EDS,SEM和DRS手段对光催化剂的特性进行表征。以亚甲基蓝为目标污染物,考察了Sm~(3+)-BiPO_4的光催化活性。结果表明,适量的钐掺杂使BiPO_4光催化活性提高了30%。当钐掺杂量为5%时,紫外光照射90 min,亚甲基蓝的降解率可达86.1%。     

TiO2悬浆体系光催化降解酸性红B动力学分析

采用TiO2悬浆体系, 以高硼紫外灯为光源, 考察了酸性红B 光催化降解中溶液初始质量浓度、催化剂投加量、无机盐、空气通入量、pH 值对光催化降解速率影响.用Langmuir-hinshelwood 方程描述酸性红B光催化动力学行为. 结果表明:初始质量浓度增加, 反应由一级向零级过渡; 催化剂投加量在0.5～2.5 g/L时, 30 mg/L酸性红B一级反应速率常数与投加量成线性关系; 5种溶解性无机盐对光催化降解酸性红B存在抑制作用, 阴离子影响大于阳离子; 通入空气影响动力学行为, 改变反应级数.本实验在pH 值为3时光催化降解效果最佳, 且酸性条件下比碱性下条件效果更好;TiO2表面吸附能力随pH 值增大而减弱,光催化过程控制步骤在酸性和碱性条件不同.     

水泥固定TiO2光催化降解苯酚水溶液的研究

以高压汞灯为光源。研究水泥固定TiO2在光反应器内光催化降解苯酚水溶液。通过正交试验，探讨了TiO2含量、初始溶液pH值，流速以及Fe3 浓度对光催化的影响。试验结果表明，在该固定床光催化反应器内，载体型TiO2对苯酚水溶液有明显的光解作用，最高光降率可以达到80％以上。在此基础上，提出了较为合理的处理工艺参数。另外，负载型光催化剂光照使用70h后，未见有TiO2脱落，且光催化活性无明显变化。这为制备负载型TiO2光催化剂提供了新的途径。     

Mesoporous simonkolleite–TiO2 nanostructured composite for simultaneous photocatalytic hydrogen production and dye decontamination

In the present work, mesoporous simonkolleite–TiO₂ composite was prepared with sol–gel method. The composite photocatalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), and Raman spectroscopy. Also, surface area and particle size were analyzed using BET equation. The photocatalytic hydrogen production with simultaneous decolorization of Remazole Red (F3B) dye was investigated over TiO₂ and simonkolleite–TiO₂ composite under UV–vis light irradiation. It was worthy to be noted that the rate of hydrogen production over simonkolleite–TiO₂ is higher that produced over TiO₂. The maximum amount of photocatalytic-produced hydrogen was 2.1 mmol and 3.3 mmol within 240 min using TiO₂ and simonkolleite–TiO₂ composite, respectively. The specific production rate of hydrogen from photocatalytic conversion of dye was calculated. Improvement of apparent quantum yield (22.07%) after 5 h was achieved upon addition of simonkolleite to TiO₂. This high apparent quantum yield proves that the system proposed in this study could be a hopeful approach toward using sunlight energy as outlook energy source. The obtained results suggested that a new process for H₂ production from wastewater could be achieved. The process also provides a method for degradation of organic pollutants with simultaneous H₂ production.