石墨烯修饰的二氧化钛纳米管电极光电催化去除铜氰络合物研究

首先采用阳极氧化法制备了二氧化钛纳米管电极,进一步通过电化学循环伏安法制备了石墨烯(GO)修饰的二氧化钛纳米管电极.同时,采用SEM对电极的形貌进行了表征分析.光电化学测试分析结果表明,石墨烯修饰二氧化钛纳米管电极的电极光电响应性能得到了提高.最后,采用制备的电极为光阳极,通过光电催化氧化方法对铜氰络合物进行了去除研究.结果表明:在电压为2.0 V的条件下,采用二氧化钛纳米管电极,反应120 min后,剩余总氰的含量及铜的回收率分别为4.0%和96.3%;采用石墨烯修饰的二氧化钛纳米管,反应60 min后,剩余总氰的含量及Cu的回收率分别为0.3%和99%.可以看出,经石墨烯修饰的二氧化钛纳米管显示出了较好的光电催化去除铜氰络合物的效果.     

纳米TiO_2晶体胶体在居室净化中的应用研究

纳米二氧化钛晶体胶体膜的光催化降解研究实验表明,在普通的日光灯下,经过72h的照射,苯与甲苯的降解率分别为96.7%和97.7%,乙硫醇、甲醛与氨几乎100%降解。实际居室环境实验应用研究结果显示,经过纳米二氧化钛胶体处理后的居室,一周后其空气质量达到相应国家标准。因此,纳米二氧化钛胶体形成的纳米晶体膜对空气污染净化是非常有效的,并具有良好的杀菌防霉效果。     

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。     

磷钨酸表面修饰TiO2光催化降解空气污染物

 以磷钨酸水溶液湿法浸渍表面修饰TiO₂制备了磷钨酸/二氧化钛复合催化剂,并进行了H₂-TPR、BET比表面、TG-DTA、FTIR、UV-vis表征.以含甲醛、丙酮的模拟污染空气,研究其在复合光催化剂作用下的光催化降解行为.结果表明,修饰剂磷钨酸含量为21.9%时,光催化降解甲醛的效果最佳;该反应随修饰剂磷钨酸含量的增加,甲醛的部分还原产物甲醇含量增加,说明HPW与TiO₂产生了明显的协同作用,改变了TiO₂光催化反应历程,由此推导出可能的反应机理;修饰剂磷钨酸含量为21.9%时,光催化降解丙酮的效果也最好,去除率达到100%.     

铬掺杂TiO2液相沉积膜可见光下降解甲基橙研究

实验用液相沉积法制备铬掺杂改性的二氧化钛(Cr-TiO2)薄膜电极,并在可见光下利用制备的电极对甲基橙溶液(MO)进行光电降解实验研究.并对制备的薄膜进行光电流(I-t)、交流阻抗(EIS)和Mott-Schottky等电化学相关表征.当掺杂浓度为0.2％时,薄膜电极具有最好的光电催化活性.在以0.2％ Cr-TiO2...     

负载型纳米Fe与负载型纳米Fe-Ni降解甲基橙的对比研究

以阳离子交换树脂为载体,合成了负载型纳米Fe和负载型纳米Fe-Ni双金属材料,并采用扫描电子显微镜和能谱分析对该材料进行表征,考察了m(FeSO4):m(树脂)、负载纳米材料加入量、溶液pH等因素对甲基橙降解率的影响.结果表明,两种负载纳米材料对0.05 g·L-1甲基橙均有较好的降解效果,甲基橙的降解率随负载纳米材料加入量的增加而增加;纳米双金属材料中Ni含量的增加有利于甲基橙的降解.在pH =4酸性条件下降解效果最佳.在优化的降解反应条件下,对比研究了负载型纳米Fe和负载型纳米Fe-Ni对甲基橙的降解效果.结果表明,负载型纳米Fe-Ni对甲基橙的降解效果要优于负载型纳米Fe.制备的材料在多次使用后经活化,仍有良好的催化稳定性.     

染料废水电催化氧化及降解动力学研究

以新型钛基二氧化铅电极为阳极、石墨为阴极、活性炭-纳米二氧化钛为催化粒子电极降解染料模拟废水酸性红B溶液,考察了槽电压、pH值、催化剂量等对处理效果的影响。实验结果表明:纳米二氧化钛催化剂的催化效果显著,该反应器能够有效的降解酸性红B,降解机制主要是电致H2O2、.OH对有机物的氧化、降解。同时用一级反应拟合了酸性红B溶液COD去除反应,由实验数据确定了反应动力学方程。     

含碳纳米C-TiO_2薄膜光催化降解气相甲苯研究

对以工业丙烷为燃料、空气为氧化剂、TiCl4为先驱物的火焰CVD法制备的含碳纳米C-TiO2光催化剂,用沉降法在石英玻璃管内壁制备C-TiO2纳米薄膜,以管式反应器为光催化氧化装置,实验研究了含碳纳米C-TiO2的纳米薄膜对甲苯气体的光催化降解规律。探讨了甲苯初始浓度和相对湿度等因素对降解率的影响。实验结果表明,相对湿度约为60%时,对甲苯有最佳的光催化降解效果。在催化剂负载量约为4.9mg、主波长为254nm和365nm的8W紫外灯各一盏、甲苯初始浓度约为60mg/m3、气体流量为400mL/min(甲苯在光催化器中停留时间约为3.45s)的条件下,甲苯的降解率可达45%。     

La/Ce掺杂钛基二氧化铅电极的制备及电催化性能研究

采用电沉积法制备了稀土La、Ce改性的钛基二氧化铅(Ti/PbO2)电极.利用SEM和XRD分析了电极的表面形貌和晶体结构,结果表明,稀土La、Ce掺杂后改变了电极表面的微观结构和晶面取向,使电极表面变得更加致密、均匀;用LS和CV测试了电极的电化学性能,分析表明,稀土La、Ce的掺杂提高了电极的析氧过电位和峰电流密度,改善了电极的催化性能.用所制备的不同掺杂量下的改性电极降解亚甲基蓝模拟染料废水(methylene blue,MB),结果表明,当La、Ce掺杂量分别为8.0g.L-1和5.0 g.L-1时,电极对MB及其COD的去除率达到最佳,分别为83.85%、79.95%和79.18%、76.21%,显示了良好的去除效果和催化性能,并在此基础上进一步分析了MB可能的降解路径和机制.     

复合负载型γ-Al2O3-Bi-(Sn/Sb)粒子电极电催化降解四环素废水

以模拟废水中的四环素(TC)和TOC(总有机碳)去除率为研究指标,探讨粒子电极的不同体系对降解四环素废水的影响。同时以浸渍法优化制备不同负载型γ-Al_2O_3粒子电极,并研究了其电催化性能和降解能耗,考察浸渍法和后浸渍法制备粒子电极的优劣。结果表明:三维电解体系对TC的降解效果达到40.1%,明显优于二维体系的29.1%;不同负载型粒子电极对TC的降解效果依次为Bi>Sn/Sb>Ti>Co>Cu>Fe>Mn,其中γ-Al_2O_3-Bi粒子电极对TC和TOC的去除效果最佳,分别为63.8%、36.3%;γ-Al_2O_3-Bi和γ-Al_2O_3-Sn/Sb粒子电极的能耗分别为85.9,90.7 (kW·h)/kg,远低于二维降解体系(205.5 (kW·h)/kg);浸渍法制得的γ-Al_2O_3-Bi-(Sn/Sb)对TC的电解效率明显优于后浸渍法制得的粒子电极,其中前者为78.9%,高出后者约10百分点。     

Co-BiVO4薄膜电极光电处理Pb/Cu-EDTA研究

采用非晶态配合物法及浸渍提拉法在导电玻璃基底上制备了Co-BiVO4薄膜电极,并采用此电极进行了光电处理重金属络合物研究.通过X射线衍射对电极的晶体结构进行了表征,发现薄膜中Co-BiVO4为单斜晶晶型.Co-BiVO4电极降解Pb-EDTA实验中,在1.5 V、反应时间120 min时,光电催化氧化和电化学作用对Pb-EDTA的降解率分别为75%和65%,Pb的回收率分别为70%与35%;光催化作用基本没有效果.破络合后的Pb2+主要以Pb(II)的形式附着在阳极上.Co-BiVO4电极降解Cu-EDTA实验中,在2.5 V、反应时间120 min时,光电催化氧化与电化学作用对Cu-EDTA的降解率分别为70%与50%,Cu的回收率分别为70%与50%;绝大部分游离态的Cu2+在阴极得电子形成Cu单质.     

二氧化钛复合纸板对壬基酚聚氧乙烯醚水溶液的光催化降解

制备了一系列无机物含量大于80%的植物纤维/吸附剂/二氧化钛复合纸板,考察了复合纸板对壬基酚聚氧乙稀醚(NP-10)水溶液的光催化降解性能.结果表明,二氧化钛复合纸板对NP-10具有优良光催化降解性能,紫外光照34h后浓度为50mg·mL-1的NP-10的降解率达80%以上,光照前后NP-10水溶液的化学需氧量(COD)的变化表明,光催化降解可导致NP-10矿化.活性炭对二氧化钛光催化降解有协同作用,其在无机粉体中的质量分数为15%时,复合纸板的光催化降解性能最好.过氧化氢可大幅提高复合纸板的光催化降解性能,其最佳浓度为20mg·mL-1.二氧化钛复合纸板在NP-10水溶液中的稳定性好,重复使用10次后其质量损失小于2%,光催化降解性能不变.     

锰掺杂二氧化钛降解4-硝基苯胺试验研究

在光催化反应器中,以紫外光为光源,直流电场作为推动力,溶液中提供足够量的溶解氧,掺杂锰的二氧化钛电极作为正极,不锈钢网电极作为负极,考察了紫外光强、电压、溶解氧等参数对浓度为50 mg/L 4-硝基苯胺的降解效率的影响程度。实验结果表明:在紫外光强度为1 000μW/cm2,电压24 V,DO值8 mg/L条件下,锰掺杂的二氧化钛对4-硝基苯胺废水的光催化降解效果最佳。当光催化装置运行达到1.5 h左右,废水中4-硝基苯胺去除率可高达99.2%,COD去除率高达78.8%,TOC去除率高达80.3%,经处理后的4-硝基苯胺废水可实现达标排放。     

制备方法对二氧化钛粉末薄膜光电极性能的影响研究

目的研究光电功能涂层制备方法对粉末薄膜光电极的光电转换效率的影响。方法采用喷涂法制备光电材料的FTO薄膜光电极,观察其表面形貌,通过研究光电流和光电位的变化评价光电材料的光电转换效率,并与点涂法和电泳法制备的光电极进行对比分析。结果喷涂法制备的二氧化钛FTO薄膜光电极性能优于其他两种方法制备的电极,在3.5%氯化钠溶液中,光电位变化更稳定,压降大于500 m V,光电流变化大于60μA/cm~2。结论喷涂法制备光电极能够提高半导体粉末材料的光电化学效率,是一种可推行的薄膜光电极制备方法。     

鲤鱼对纳米二氧化钛的生物富集

建立了浓硫酸-硫酸铵酸化消解-ICP测定水样及鱼样中纳米二氧化钛的方法,并研究了纳米二氧化钛在鲤鱼(Cyprinus carpio)体内的富集.酸化消解-ICP测定方法对20.0 mg/L纳米二氧化钛水样,测定的相对标准偏差仅为4.53%.纳米二氧化钛在水样和鱼样中的加标回收率分别为94%～104%和90%～103%,可以精确测定环境样品中纳米二氧化钛浓度.纳米二氧化钛在鱼体内有较高的富集,暴露于3 mg/L、10 mg/L纳米二氧化钛悬浮液的鲤鱼,25 d时鱼体内的二氧化钛浓度分别达到2.1 mg/g和5.8 mg/g.达到平衡时,BCF分别为675.5和595.4.纳米二氧化钛在鱼鳃、内脏中有很大程度的富集,肌肉部分对纳米二氧化钛的富集最少.     

石墨烯/二氧化钛复合催化剂制备及光电催化性能研究

本文将钛酸四丁酯和石墨粉为基本原料,采用水热合成法制备了石墨烯/二氧化钛复合材料,并研究了其在不同光照条件、石墨烯含量、光催化时间和p H值等因素对罗丹明B的降解效果影响。实验结果表明:对于此复合催化剂,当在石墨烯质量分数为10%、p H为6~7、光催化30 min等条件下,石墨烯/二氧化钛复合材料在紫外光下对罗丹明B的光电催化降解效率能达到96%以上。     

花状CoMOF中间层修饰钯/泡沫镍电极对三氯乙酸脱氯研究

针对常规污染控制技术难以去除饮用水中三氯乙酸(Trichloroacetic acid,TCAA)的问题,制备了花状CoMOF中间层修饰钯/泡沫镍电极(Pd/CoMOF/RNF),采用SEM、TEM、XRD、XPS等方法对其进行表征分析,探究了Pd/CoMOF/RNF电极对TCAA的还原脱氯影响因素和实际潜在应用及脱氯强化机制.结果表明：所制备电极具有中空微米花结构,Pd纳米颗粒均匀分布在CoMOF纳米片上;当阴极电位为-1.0 V、TCAA初始浓度为1 mg·L^-1、初始pH值为5.5时,反应90 min后,TCAA降解效率达到最高98.2%,且经过5次循环实验后,TCAA脱氯效率基本不变,具有较好的稳定性;氯乙酸(Chloroacetic acid,CAAs)在60 min后就可降至60μg·L^-1以下;结合电化学测试、电子自旋共振谱(Electron spin resonance,ESR)测试和密度泛函理论(Density functional theory,DFT)计算,花状CoMOF中间层的引入增加了电极活性面积,提供更多的活性位点...     

金属丝网负载TiO_2光催化降解染料废水

通过溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛,采用浸渍提拉的方法将TiO2固定在金属丝网上,通过掺杂碳黑获得高比表面的催化薄膜,用比表面仪、X-ray衍射仪进行表征。设计了光催化降解染料废水的反应装置,探讨了制备工艺和光催化反应条件对催化性能的影响。结果表明:在pH值为4.0、加入2.5mL/LH2O2的反应条件下,用400℃热处理温度、镀膜4次的催化薄膜对染料脱色率达92.4%,COD去除率达75.6%。     

离子液体[bmim]BF_4掺杂纳米二氧化钛的制备及其光催化性能的研究

采用以离子液体为模板剂,辅助溶胶-凝胶法制备纳米级锐钛矿型二氧化钛。探索了合成N-甲基咪唑的实现条件,用微波法实现离子液体中间体及离子液体[bmim]BF4的合成,以合成的离子液体[bmim]BF4为模板制备纳米级光催化剂二氧化钛,研究该二氧化钛的光催化性能。在离子液体辅助下以溶胶-凝胶法制备的二氧化钛粒径更小,有更好的吸附性能和降解性能,光催化效果更好。     

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.