g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂的制备及酸化改性

以偏钛酸和三聚氰胺为原料,经煅烧制备g-C_3N_4/TiO_2复合纳米光催化剂,研究不同原料配比、煅烧温度和升温速率等制备条件对其可见光催化性能的影响,并采用UV-Vis DRS、FT-IR、XRD、TEM和PL等方法对催化剂进行表征。在可见光条件下,用制备的复合催化剂降解亚甲基蓝,考察了催化剂酸化改性处理对亚甲基蓝光降解效率的影响。结果表明:当m(偏钛酸)∶m(三聚氰胺)为1∶4、煅烧温度为500℃、升温速率为10℃/min时,g-C_3N_4/TiO_2复合纳米材料对20 mg/L亚甲基蓝的可见光降解效率最高,其3 h时降解率可达99.64%。经酸化改性处理后的催化剂,其电子空穴复合率被有效降低,光催化性能得到提高。此外,光催化机理的研究表明,·O_2~-是降解过程中起主要作用的活性物质。     

Er~(3+)-TiO_2催化剂的制备及光催化性能的研究

本实验使用溶胶-凝胶法制得Er~(3+)-TiO_2(铒掺杂二氧化钛)催化剂,以罗丹明B为目标污染物,采用太阳光作为光源,探究在不相同制备条件和降解条件下催化剂的光催化性能。实验结果证明:最佳制备条件为铒钛比(摩尔百分比)1.00%、焙烧温度600℃;当催化剂投加量为0.2 g、降解100 m L、20 mg/L的罗丹明B、p H=7时,降解效果最好。最佳条件下光催化反应2.5 h后降解效果可达到95%以上,其降解效果是纯TiO_2催化剂降解效果的5倍,是N-TiO_2(氮掺杂二氧化钛)催化剂降解效果的3.5倍,且Er~(3+)-TiO_2催化剂的催化性能稳定,重复利用性好。     

混晶纳米TiO_2的制备及其光催化降解有毒有机污染物

以无定形TiO2沉淀为前驱体,在水热条件下得到了含板钛矿(121)相混晶纳米TiO2,考察了水热反应的温度和时间等因素对含板钛矿型TiO2光催化活性的影响.采用XRD、TEM对制备的TiO2进行初步表征,并结合光催化(λ≤387 nm)降解有机染料的光活性探针反应.结果表明,水热温度为150℃,时间为24 h时,可制得具有较高光催化活性的纳米TiO2,其纳米尺寸为14.20 nm,板钛矿相含量63.6%,锐钛矿含量为36.4%.光催化实验中跟踪研究了其对染料酸性桃红(sulforhodmineB,SRB)的褪色及2,4-DCP的降解情况,并对降解中间产物H2 O2、.OH进行跟踪测定,实验结果表明板钛矿相混晶TiO2的光催化主要涉及.OH氧化历程,光照射9 h对SRB和2,4-DCP的矿化氧化分别达到89%和78%,循环5次光催化降解SRB实验,催化剂表现出较好的稳定性,催化性能无明显变化.     

稀土催化臭氧氧化法降解印染废水的研究

以硅酸钠为原料,含稀土的盐酸为溶剂,采用化学沉淀法制备了二氧化硅负载型稀土催化剂。实验结果表明,最佳制备工艺条件为硅酸钠浓度0.3 mol/L、盐酸浓度1.0 mol/L、表面活性剂选用十二烷基苯磺酸钠、稀土投加量0.1 g、温度在800℃以上、煅烧时间1 h。利用IR、UV-VIS、XRD、SEM等表征手段研究了二氧化硅负载型稀土催化剂的组成、形貌。在此最佳条件下所制得的催化剂平均粒径为17 nm,比表面积为1 365 m2/g。制备的催化剂具有良好的催化活性,且附着的稀土离子不易流失,解决了稀土流失问题,并易与反应体系分离,可回收和重复利用。并利用该催化剂催化臭氧对模拟废水和实际废水进行处理,在pH为2,稀土催化剂的投加量为5 g,反应时间为60 min,温度为60℃的最佳反应条件下的COD降解率分别是90.3%和82.2%。     

CuO/TiO2的疏水改性及其影响因素

采用3种制备方法对纳米TiO₂催化剂进行疏水改性,以高浓度硝基苯为处理对象,在可见光照射下,研究了催化剂的疏水改性方法及其影响因素,并进行了光催化反应影响因素研究. 结果表明,滴加法和吸附法制备的催化剂具备完整的TiO₂(锐钛矿)和CuO晶体衍射峰,共沉法制备的催化剂没有TiO₂(锐钛矿)衍射峰出现;不同方法制备的催化剂对可见光吸收阈均达到900 nm;滴加法和吸附法制备的催化剂疏水位主要是长链烷基;共沉法制备的催化剂疏水位主要是短链烷基. 降解试验发现具备长链烷基的催化剂有较佳的催化能力,滴加法氮气煅烧得到的催化剂催化性能最好,2 h硝基苯去除率可达75%.      

溴氧化铋可见光催化降解高效氯氰菊酯的研究

在可见光(λ≥420 nm)照射下,利用溴氧化铋(bismuth oxide bromide,BiOBr)作为光催化剂降解农药高效氯氰菊酯(beta-cypermethrin,beta-CP),采用气相色谱仪跟踪检测beta-CP降解过程中的变化,研究了BiOBr在可见光照条件下催化降解beta-CP的特性;同时,探讨了介质pH条件和催化剂用量对其光催化降解效果的影响;采用化学需氧量(COD)测定仪测定了beta-CP光催化体系深度矿化氧化的效果.结果表明,在可见光激发下BiOBr能有效降解农药beta-CP,在实验条件下光催化反应10 h后,beta-CP的降解率达到94.68%;随着催化剂用量和pH的增大,beta-CP的降解速率在不断加快;光催化反应36 h,Vis/BiOBr/beta-CP体系的COD去除率达67.99%.利用对苯二甲酸荧光法和过氧化物酶催化氧化方法跟踪测定光催化过程中氧化物种的变化,结果表明其光催化反应机制涉及·OH氧化过程.     

Ni/硅胶催化过硫酸盐降解酸性橙7的研究

采用浸渍-高温煅烧法制备负载型的Ni/硅胶(SG)催化剂,借助电镜扫描(SEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行了表征,并对Ni/SG催化过硫酸钠(PDS)降解偶氮染料酸性橙7(AO7)的性能进行了研究,同时考察了AO7初始浓度、PDS浓度、Ni浸渍量、催化剂投量等因素对催化性能的影响。结果表明,Ni/SG上主要负载物为立方晶系结构的NiO;在初始pH值为7.0,AO7初始浓度为10 mg/L,PDS浓度为2 mmol/L,Ni/SG的Ni浸渍量和投加量分别为4%、3.0g的最佳实验条件下,Ni/SG催化PDS降解AO7的去除率达到88.9%。     

球磨－煅烧法制备Fe3O4-CuxO及其活化Oxone降解盐酸左氧氟沙星

采用机械球磨-煅烧方法成功制备Fe₃O₄-Cu_xO复合材料,利用SEM、XRD与多功能磁学测量系统等手段对复合材料进行表征,并对其催化Oxone降解水体中盐酸左氧氟沙星的性能进行评估.考察了煅烧温度、球磨时Fe与CuO的质量比对该复合材料的催化性能影响.复合材料降解盐酸左氧氟沙星（LVF）实验探究了材料投加量、Oxone浓度、pH值等因素的影响.结果表明：当煅烧温度为300℃,Fe与CuO的质量比为1：1时材料催化性能最佳;重复性实验结果表明该催化剂具备较好的稳定性.当LVF的初始浓度为10mg/L时,最优降解条件为：催化剂投加量为1.4g/L、Oxone浓度为0.6mmol/L,pH值为11,反应60min后,LVF的降解率达到99.5%.淬灭实验及ESR分析证实LVF的降解是由SO₄^-·与·OH共同作用的结果.     

铈改性ZIF-8材料催化降解甲苯的性能研究

文章利用水热法合成不同比例铈改性ZIF-8催化剂,研究其在催化降解甲苯反应中的催化活性,从而筛选出最佳铈锌比例的复合催化剂,并采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析(TG)及低温氮气吸附技术对催化剂进行表征。结果表明:铈改性ZIF-8催化剂表面分散的铈显著提高了ZIF-8的甲苯催化氧化活性,Ce∶Zn(摩尔比)=0.6∶0.4时催化剂的活性最高,甲苯转化率达90%时的温度为247℃。材料表征结果表明,合成催化剂颗粒尺寸不均一,热稳定性良好。     

基于CWPO法处理垃圾渗滤液的CuO/TiO_2催化剂的制备及其性能研究

采用过量浸渍的方法制备CuO/TiO_2催化剂,以垃圾转运站的渗滤液为对象评价催化剂的活性及稳定性。采用XRD、SEM、BET对催化剂进行了表征,并利用催化湿式氧化法处理垃圾渗滤液。考察了制备过程中煅烧温度、煅烧时间、负载比以及浸渍液浓度对垃圾渗滤液处理效果的影响。结果表明:煅烧温度为300℃,煅烧时间为2 h,负载比为16.5%,浸渍液浓度为0.8 mol/L条件下,渗滤液COD去除率达到78.6%,脱色率达到88.2%。     

Fe3O4@生物炭磁性材料光-类Fenton降解水中盐酸四环素

以玉米秸秆为生物炭原料,在600℃高温缺氧条件下煅烧成炭,并利用共沉淀法在其上负载Fe_3O_4,制得Fe_3O_4@玉米秸秆炭磁性非均相芬顿催化剂。运用XRD、SEM、EDS和TEM技术对材料进行表征,研究其在不同条件下光-类Fenton协同催化降解水中盐酸四环素的性能,考察材料的磁性回收能力和催化稳定性。结果表明,Fe_3O_4纳米颗粒均匀覆盖在炭载体表面,整体形貌上保持玉米秸秆通道状多孔结构。初始pH=7条件下降解盐酸四环素的最佳参数为:溶液初始过氧化氢量为10 mmol/L、Fe_3O_4@玉米秸秆炭催化剂投加量为0.3 g/L、反应时间为60 min。材料具有pH为3～7的适用范围和磁性回收能力。催化剂稳定性强,进行5次重复实验后仍可保持98%的降解率。     

陶粒负载纳米TiＯ2催化臭氧化降解水中微量硝基苯

制备了以陶粒为载体的纳米二氧化钛催化剂,并以硝基苯为稳定性有机污染物的目标降解物,研究了其对臭氧化的催化性能,对影响催化效果因素及降解机理进行了探讨.实验对不同温度条件下烧结的催化剂催化臭氧化有机物能力进行了比较,使用SEM进行表征,确定最佳烧结温度.通过改变催化剂投量、硝基苯初始浓度、pH值、添加不同浓度自由基抑制剂和催化剂重复使用实验等,表明在700℃温度下烧结的催化剂具有最大催化活性;硝基苯臭氧化反应中主要氧化剂为羟基自由基,其降解反应为一级反应;硝基苯的去除率随催化剂投量增加而增大;在pH为10时催化剂具有最好的催化效果,对硝基苯的去除率为46.5%;催化剂连续3次重复使用性能良好.     

活性炭负载铁催化过硫酸盐降解酸性大红3R

采用浸渍-高温煅烧法制备负载型的Fe/活性炭催化剂,利用电镜扫描(SEM)、X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征.并以酸性大红3R为目标污染物,用此催化剂研究了过硫酸盐在非均相催化体系的氧化性能.考察了Fe负载量、过硫酸钠用量、催化剂用量、初始污染物浓度等因素对酸性大红3R降解的影响,并对催化剂重复使用性能进行测试.结果表明,Fe负载量为6%时,催化降解效果最好;当Na2S2O8浓度为3.0 g·L-1,催化剂用量1.5 g·L-1,降解3 h时,酸性大红3R去除率达80%以上;催化剂可重复使用5次以上.同时还采用紫外可见、气相色谱-质谱分析其降解的历程.     

陶粒负载纳米TiO2催化臭氧化降解水中微量硝基苯

制备了以陶粒为载体的纳米二氧化钛催化剂,并以硝基苯为稳定性有机污染物的目标降解物,研究了其对臭氧化的催化性能,对影响催化效果因素及降解机理进行了探讨.实验对不同温度条件下烧结的催化剂催化臭氧化有机物能力进行了比较,使用SEM进行表征,确定最佳烧结温度.通过改变催化剂投量、硝基苯初始浓度、pH值、添加不同浓度自由基抑制剂和催化剂重复使用实验等,表明在700℃温度下烧结的催化剂具有最大催化活性;硝基苯臭氧化反应中主要氧化剂为羟基自由基,其降解反应为一级反应;硝基苯的去除率随催化剂投量增加而增大;在pH为10时催化剂具有最好的催化效果,对硝基苯的去除率为46.5%;催化剂连续3次重复使用性能良好.     

煅烧条件对V_2O_5/TiO_2催化剂脱硝性能的影响

催化剂的性能是选择性催化还原技术中的关键部分,采用浸渍法制备了V2O5/TiO2催化剂,对其脱硝性能进行实验研究,探究了煅烧条件对脱硝性能的影响,并运用BET、XRD对催化剂的微观结构进行分析。结果表明:不同煅烧时间下制备的催化剂脱硝效率随温度的变化规律并没有改变,仍然存在一个最佳温度窗口;煅烧时间对催化剂的活性影响要低于煅烧温度。     

含钛高炉渣光催化降解糠醛废水

利用含钛高炉渣作为光催化材料光催化降解糠醛废水,采用静态试验的方法研究了粉末含钛高炉渣光催化降解糠醛废水的部分影响因素。在糠醛废水溶液浓度一定的条件下,存在一个最佳投放量为0.7g,降解率为63%,并且催化剂粒径越小催化效果越好,粒径为2μm时,降解率为36%。废水温度30℃时,处理效率最高,达到22%。在酸性条件下,催化剂催化效果稳定。因此含钛高炉渣作为光催化材料对糠醛废水有降解作用。     

过渡金属元素掺杂改性SCR对零价汞的催化氧化性能

为提高商用SCR催化剂对Hg0(零价汞)的催化氧化活性,研究了过渡金属对其进行掺杂改性的方法,并利用固定床反应平台考察了不同试验条件下改性催化剂对Hg0的氧化效率. 结果表明:Y、Zn、Ni和Zr等过渡金属的掺杂可明显抑制SCR催化剂的催化活性,而Fe、Cu掺杂改性SCR催化剂对Hg0的催化氧化性能有显著提升. 在反应温度为350 ℃、空速比为370 000 h-1、φ(HCl)为1×10-5的条件下,Fe、Cu掺杂改性的SCR催化剂对Hg0的氧化效率均能达到90%以上,并且Fe掺杂改性后的SCR催化剂的脱硝性能也未受到明显影响. 借助XRD和XPS等表征手段,对反应前后Fe掺杂改性SCR催化剂进行了研究,表明Fe改性SCR催化剂遵循Mars-Maessen和Langmuir-Hinshelwood机制,可明显提高对Hg0的催化氧化效率,因此,应用前景较好.      

亲水改性磺酸型碳材料催化纤维素水解研究

该研究以微晶纤维素作为纤维素的模型物,开展了对亲水改性的磺酸型碳材料在水热条件下催化纤维素水解产生还原糖的研究,考察了亲水改性对催化水解作用的影响,并分析了在改性碳材料催化条件下,反应时间、催化剂用量、反应温度等因素对纤维素水解过程的影响。研究结果表明碳材料的亲水改性能提高催化剂表层的亲水性能,从而提升其催化水解纤维素的性能。在170℃条件下,催化剂投加量为0.2 g,反应时间为10 h时是纤维素水解和还原糖积累的最佳条件。     

臭氧催化氧化降解硝基苯的实验研究

文章采用催化臭氧氧化技术处理抽出的浓度较高的硝基苯等难降解有机物进行了研究。实验结果表明:在前期实验得出催化剂制备最佳条件下,即采用锰和铁的硝酸盐溶液(金属元素质量10%)浸渍二氧化硅,Mn:Fe浓度比3∶1,在450℃焙烧6小时,在50℃老化5小时,考察了臭氧/Mn-Fe/载体二氧化硅体系中,空气曝气、催化剂的吸附、初始浓度的增加、pH值等的影响。在Mn-Fe负载二氧化硅催化剂的催化臭氧氧化降解硝基苯过程可能遵循羟基自由基机理。     

CuO/g-C3N4活化过二硫酸盐降解甲基橙

采用水热-煅烧法合成了CuO/g-C₃N₄催化剂,利用X射线衍射仪、扫描电镜、红外吸收光谱和X射线能谱对其基本性能进行表征,进一步研究了不同参数下CuO/g-C₃N₄活化过二硫酸盐(PDS)体系对有机污染物(甲基橙,MO)的去除效果。活化实验结果表明:CuO/g-C₃N₄对活化PDS降解MO具有明显效果。优化实验结果表明:在催化剂的水热时间为8 h,CuO复合比为10%,反应体系中催化剂初始浓度为1.00 g/L,PDS初始浓度为4 mmol/L,pH=3的条件下,30 min内MO的降解率高达99.20%。机理分析表明催化剂表面的硫酸根自由基(SO₄-·)和羟基自由基(·OH)是降解MO的主要活性物质,并且有少量超氧自由基(·O₂-)参与其中。对该催化剂进行5次重复实验后,活化PDS对MO降解率仍保持在90%以上,表明该催化剂有较好的稳定性。