稀土Ce3+掺杂Bi2WO6光催化降解罗丹明B的研究

采用水热合成法制备稀土元素Ce3+掺杂Bi2WO6光催剂,通过X射线衍射、场发射电镜扫描、紫外-可见漫反射光谱、N2物理吸附-脱附等手段对合成材料的结构、形貌、光吸收等物理化学性能进行表征,并以染料废水中罗丹明B的降解考察其光催化活性.结果表明,Ce3+掺杂量为0.05%时,其结晶度好、颗粒较均匀、具有较强的可见光吸收性能,且比表面积比纯Bi2WO6提高近10%以上,对罗丹明B的去除效果最好;催化剂用量越高、罗丹明B的初始浓度越低、反应溶液pH值越低、H2O2的浓度越高越有利于Ce/Bi2WO6对罗丹明B的吸附和降解;而阴阳离子的影响各不相同:NO3-、SO42-没有太大的影响; Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-的加入均促使的染料的去除;HCO3-抑制了罗丹明B的吸附,但是却促进了光降解.另外,经重复使用3次,光催化降解速率常数并没有降低,表明稀土Ce3+改性Bi2WO6是一种有效稳定的光催化剂.     

稀土La3+掺杂Bi2WO6光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热合成法制备稀土元素La3+掺杂Bi2WO6光催化剂并考察其对染料废水中活性艳红X-3B的光催化活性.通过X射线衍射、场发射扫描电镜、紫外-可见漫反射光谱、N2物理吸附-脱附等手段对合成材料的结构、形貌、光吸收等物理化学性能进行表征.结果表明,La3+掺杂量为5%时,其结晶度好、颗粒均匀、具有较强的可见光吸收性能,且比表面积比纯Bi2WO6提高30%以上,对X-3B的去除效果最好.另外,催化剂投加量、X-3B初始浓度、反应溶液pH等因素对La3+掺杂Bi2WO6光催化降解X-3B均有重要影响.     

Bi2WO6可见光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热合成法制备Bi2WO6催化剂,并通过XRD,UV-vis DRS等手段对其进行表征;以活性艳红X-3B为目标污染物,研究催化剂量、X-3B初始浓度、反应溶液pH值以及H2O2等因素在可见光辐射下对其光催化降解效果的影响.结果表明,所制备的Bi2WO6催化剂结晶度好,具有较强的可见光吸收能力;最佳催化反应条件为: X-3B初始浓度20mg/L,Bi2WO6用量2g/L, pH5.18(原始pH值).在此条件下,光照60min,对X-3B的去除率可达到86%;加入2mL/L 30%的H2O2,光照30min,降解率可达到96%以上,降解反应符合一级反应动力学.光催化反应可以有效地破坏X-3B的发色基团偶氮结构使其脱色,但在所设定的反应时间(80 min)内X-3B不能被完全矿化,反应过程中有中间产物生成.     

微波辅助光催化降解兽药环丙氨嗪

利用微波光催化实验装置研究了水溶液中兽药环丙氨嗪的光催化降解,探讨了添加微波无电极灯(EDL)对降解反应的促进作用.结果表明,环丙氨嗪在微波辅助1.0g/L TiO2光催化体系中反应20min降解率可达99.6%,检测到的主要降解产物为三聚氰胺.环丙氨嗪在pH3.0~9.0范围内的微波辅助光催化降解率都高于99%;增加TiO2用量和EDL数量均显著提高其降解率.外源添加NO3-离子明显降低了环丙氨嗪的降解率,主要由于NO3-对紫外光的强吸收和在TiO2表面带正电的空穴位的吸附作用.     

微波诱导NiO催化降解水中邻苯二甲酸二甲酯

采用超声辐射沉淀-氧化法制备了纳米催化剂NiO,用XRD、XPS、BET和SEM等方法对其进行了表征.构建了微波-NiO催化反应体系,考察了该体系对DMP的去除效率及影响因素,并利用GC/MS、LC/MS鉴定降解产物,提出了可能的降解机理.结果表明：微波诱导NiO催化氧化技术是降解DMP的有效方法,在微波（750W）诱导NiO（0.4mg/L）催化降解体系中,15min内10mg/L DMP的去除率达70%以上.降解效率受到反应体系中不同条件的影响：微波功率的增加可以提高降解效率;催化剂NiO浓度越高,降解速率越快;溶液初始pH值对DMP的降解效率影响非常大,随着pH值的增大,降解效率明显提高.通过GC/MS、LC/MS分析,反应过程中DMP的降解产物主要包括双链水解产物邻苯二甲酸以及异构化产物对苯二甲酸、单链水解产物邻甲酯苯甲酸、苯环三取代产物甲酯基-邻苯二甲酸、侧链缩合形成的双环产物和少量小分子有机酸,由此推断DMP在微波诱导NiO催化体系中的降解主要包括6个途径：水解、异构化、甲酯基反应、侧链缩合成环、羟基化和开环等.     

纳米TiO2薄膜光催化降解2,4-二氯酚的动力学研究

以主波长为365nm的紫外光灯为光源，纳米TiO2薄膜为光催化剂，研究了2，4-二氯酚光催化降解的产物及Cl^-对2，4-二氯酚光催化反应动力学的影响，并进一步探讨了Cl对2，4-二氯酚光解影响的机理，2，4-二氯酚可以经光催化氧化被彻底矿化，结合外加Cl^-对2，4-二氯酚光催化降解的影响和L-H反应动力学分析，可以认为Cl^-对2，4-二氯酚光催化降解的抑制作用，是由于Cl^-与2，4-二氯酚在TiO2表面竞争同一活性位点所致。因此，当光催化反应进行到Cl^-在TiO2表面竞争性吸附较强时，在反应动力学方程中必须考虑Cl^-的竞争性作用。     

普伐他汀的光催化降解性能及机理研究

通过水热法合成Bi₂WO₆,并利用XPS,XRD,BET,UV-Vis和SEM等方法对样品进行了表征;通过光催化性能实验考察了Bi₂WO₆投加量,溶液pH值对普伐他汀（PR）降解效果的影响;通过自由基捕获实验及中间产物的鉴定探明了Bi₂WO₆光催化降解PR过程的主要活性自由基,中间产物及降解机理,并采用发光细菌急性毒性试验评估了PR降解前后的毒性.结果表明,所制备的Bi₂WO₆是由大量纳米片组成的正交晶系花瓣状微球,各元素物质的量比为Bi：W：O=2.5：1：6.7,比表面积为26.67m²/g,带隙能为2.74eV;光催化性能结果表明,对于10mg/L PR,当溶液pH=6.5,Bi₂WO₆投加量为0.4g/L时降解效果最佳,降解率可达80.6%,矿化度为40.2%;自由基捕获实验结果表明降解过程中h⁺起主要的氧化作用,·OH和·O₂^-的氧化起辅助作用.基于活性自由基和中间产物的鉴别结果提出了Bi₂WO₆光催化降解PR的机理,即以h⁺为主,·OH和·O₂^-为辅联合攻击PR分子中C－C键,C＝C双键,酯键等化学键,进而将其分解为易降解小分子有机物.另外,毒性测试结果表明PR经光催化降解后的小分子产物与PR原液相比毒性并没有增强.     

微波辅助光催化降解水中苯酚

利用改装的家用微波炉、微波无电极灯(EDLs)和TiO₂催化剂研究了水溶液中苯酚的光催化降解效果.结果表明,反应30 min,微波辅助光催化(MAPC)能去除92%的苯酚,溶液总有机碳(TOC)减少84%.MAPC的最佳反应条件为:苯酚初始浓度10 mg/L,微波功率900 W,反应液体积50 mL,EDLs-3,催化剂用量1～4 g/L,循环态流速15 mL/min.MAPC处理含酚废水具有较好的应用潜能.     

TiO2/SBA-15介孔复合材料的制备及光催化性能研究

为增大半导体TiO_2的比表面积,进而提升其光催化性能,同时改善其不易回收的缺陷,该研究以价格便宜、来源广泛的钛铁矿为原料,具有高度有序介孔结构的SBA-15分子筛为载体,通过后合成水解法并调控不同的煅烧温度制得TiO_2/SBA-15复合材料,采用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、比表面分析仪对样品进行表征。此外,在紫外光照射下,以甲基橙为模拟降解物,考察样品煅烧温度、光催化反应温度对催化效率的影响,对比TiO2/SBA-15复合材料与商用P25的催化效果,分析甲基橙溶液的矿化程度及催化剂的稳定性,并结合活性物种捕获实验提出TiO_2/SBA-15光催化降解甲基橙的机制。结果表明:煅烧温度对催化剂的晶型、比表面积和晶粒大小具有显著影响,煅烧温度为550℃时TiO2/SBA-15的比表面积高达386 m2/g,该催化剂在3 h内对甲基橙的降解率为85.1%,溶液矿化率达62.9%。TiO_2/SBA-15和商用P25光催化甲基橙均符合准一级反应,速率常数分别为0.633 1 h~(-1)和0.350 6 h~(-1),TiO_2/SBA-15复合材料有效提高了光催化活性并维持良好的稳定性。在该光催化体系中,h+和·O_2是起主导作用的活性物种,·OH的影响较小。     

水溶液中4-氯酚的微波辅助光化学降解

研究了微波辅助无极紫外灯(MW/UV)光化学降解4-氯酚(4CP)模拟废水;为了考察溶液中4CP的降解效果,用紫外可见分光光度法(UV-VIS)和离子色谱法(IC)测定了溶液中4CP的降解率和Cl^-浓度.结果表明,MW/UV体系中30mg/L 4CP反应120min的降解率由紫外(UV)光解体系的21.56%提高到52.40%.提高溶液的pH值、向体系通入氧气、增强光照度以及外加氧化剂H₂O₂均能增加水溶液中4CP的降解率.微波辅助光化学降解4CP服从一级反应动力学方程.     

WO3/TiO2复合半导体的光催化性能研究

采用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备ＷＯ３／ＴｉＯ２纳米粉末,以高压汞灯为光源,亚甲基蓝溶液的光催降为模型反应,结果表明,掺入ＷＯ３摩尔比为２％时,ＷＯ３／ＴｉＯ２的光活性最高;随着热处理温升高,ＷＯ３／ＴｉＯ光活性增强;     

纳秒脉冲激光/纳米金悬浮体系催化降解2,4,5-TCP

以脉冲激光为光源、纳米金为催化剂,对2,4,5-三氯苯酚(2,4,5-TCP)进行了光催化降解研究,测定了其反应动力学参数,确定了该降解体系中2,4,5-三氯苯酚的单位能量降解率和平均反应速率.EDX能谱和透射电镜表征结果表明,已成功制备了纳米金颗粒,形态主要呈球状,粒径分布均匀,大小在15~20 nm之间.以亚甲基蓝为底物对纳米金的光催化性能进行了表征,结果表明,所制备的纳米金具有较好的催化性能,添加纳米金组比对照组的亚甲基蓝脱色率增加了约15.7%.以2,4,5-TCP为底物时,脉冲激光照射40 min,最高催化降解率约为85%,单位能量降解率为0.18256%·J-1,平均反应速率为0.04667 min-1,反应符合准一级动力学方程ln(C0/Ct)=-0.1141+0.04667t.     

Improving of photocatalytic activity of barium ferrate via bismuth and copper co-doping for degradation of paracetamol under visible light irradiation

Nanosized Ba_{1- x}Bi_xFe_1-xCu_xO₃（12–50 nm） with x values of 0, 0.01, 0.05, and 0.1 system was prepared using the Pechini method. Structural, morphological, surface and optical characterizations were performed for the prepared samples. Cubic phase was the predominant phase for the undoped BaFeO₃ and Bi and Cu co-doped BaFeO₃ samples. Minor phases of monoclinic Ba₂Fe₂O₅, orthorhombic BaFe     

Microwave photocatalytic degradation of Rhodamine B using TiO2 supported on activated carbon： Mechanism implication

The photocatalytic degradation of Rhodamine B (RhB) was carried out using TiO2 supported on activated carbon (TiO2-AC) under microwave irradiation. Composite catalyst TiO2-AC was prepared and characterized using X-ray di raction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and Brunauer-Emmett-Teller (BET). In the process of microwave-enhanced photocatalysis (MPC), RhB (30 mg/L) was almost completely decoloured in 10 min, and the mineralization e ciency was 96.0% in 20 min. The reaction rate constant of RhB in MPC using TiO2-AC by pseudo first-order reaction kinetics was 4.16 times of that using Degussa P25. Additionally, according to gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) and liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS) identification, the major intermediates of RhB in MPC included two kinds of N-de-ethylation intermediates (N,N-diethyl-N’-ethyl-rhodamine (DER)), oxalic acid, malonic acid, succinic acid, and phthalic acid, maleic acid, 3-nitrobenzoic acid, and so on. The degradation of RhB in MPC was mainly attributed to the destruction of the conjugated structure, and then the intermediates transformed to acid molecules which were mineralized to water and carbon dioxide.     

Mn~(2+)-WO_3-TiO_2光催化降解甲基橙的研究

溶胶-凝胶和浸渍相结合的方法制备Mn2+-WO3-TiO2光催化剂,进行甲基橙的光催化降解实验,考察WO3和Mn2+掺入量、焙烧温度及时间对光催化性能的影响。结果表明,500℃焙烧2h,掺杂量n(Mn2+)∶n(WO3)∶n(TiO2)=0.8∶1∶100时,光催化活性最高,光催化降解甲基橙溶液,120min后,降解率达84%,比单纯TiO2的光催化活性提高83%。     

纳米Bi_2O_3-Ni_2O_3的制备及光催化性能研究

采用微乳法制备了镍、铋复合氧化物纳米粒子,以XRD、TG-DTA、XPS及紫外-可见光谱仪对合成材料进行了表征,并以甲苯为目标污染物对其气-固复相光催化性能进行了研究。结果表明:Ni和Bi都显+3价,XRD曲线上分别出现Ni2O3和Bi2O3的特征衍射峰,制备样品是Ni2O3与Bi2O3复合氧化物,对于单一Bi2O3,制备的复合氧化物由于Ni2O3具有较强的电子富集能力,能够快速地传递光照射产生的电子,导致光生电子与空穴分离效率大大提高,促进了氧化反应,显示出了较好的光催化活性。