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%。     

镧掺杂氧化锌光催化降解染料废水研究

以醋酸锌和硝酸镧为原料,丙烯酰胺为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,过硫酸铵为引发剂,采用高分子网络凝胶法制备得到掺镧的Zn O纳米粉体。用制备的粉体对甲基橙进行光催化降解实验,考察了掺镧量对其光催化性能的影响。用X射线衍射仪、高分辨率透射电镜、X射线能谱仪、比表面积与孔隙率分析仪等对其进行表征。结果表明,镧的掺入提高了Zn O的光催化活性,镧锌摩尔质量比为0.2%时光催化性能最好,高压汞灯下反应1 h,甲基橙的脱色率为96.5%,相比于未掺杂的Zn O提高了11.5%。     

Sb2O5/TiO2催化超声降解甲基橙溶液

采用实验室合成的Sb2O5掺杂TiO2作为催化剂,研究各种因素对甲基橙的超声催化降解反应的影响.结果表明,在Sb2O5掺杂TiO2催化剂作用下,甲基橙的超声催化降解效果明显优于单独使用TiO2的情况.1.5%掺杂量的催化剂,用量在1.0～1.5 g/L之间,超声波频率25 kHz,输出功率1.0 W/cm2,pH为1.0～3.0时,初始浓度为20 mg/L的甲基橙水溶液,100 min左右基本可全部降解,COD去除率达到99.0%以上.Sb2O5掺杂TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景.     

瓷砖釉面TiO2薄层对甲基橙的光催化降解

采用溶胶-凝胶法，在瓷砖釉面上制备了良好光催化活性TiO2薄层材料，研究结果表明瓷砖釉面TiO2薄层材料对甲基橙的光催化反应遵循一级动力学规律，光催化降解率与液层厚度符合指数关系。在太阳光照射下，釉面瓷砖TiO2薄层材料能对甲基橙有效地降解。     

Pt掺杂TiO2纳米粉体的制备及其光催化活性研究

以钛酸丁酯为前驱物,醋酸为酸催化剂,采用溶胶-凝胶法制备掺有不同质量分数Pt的纳米TiO2粉体.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等现代分析手段对所制备的不同Pt/TiO2纳米粉体的微观结构进行了表征.并以甲基橙染料的光催化降解为模型反应,考察了不同条件下所制备的光催化剂的光催化活性,探讨了纳米粉体中Pt的掺杂量对其光催化活性的影响.实验结果表明,Pt质量分数为0.2%的纳米TiO2粉体的光催化活性最好,过低或者过高的掺Pt量无法提高TiO2的光催化活性,甚至会降低TiO2的光催化活性.     

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%。     

Cu-ZnO/膨润土的制备及光催化降解甲基橙废水性能

以溶胶-凝胶法制备了Cu-Zn O/膨润土复合光催化剂,用XRD和FTIR对其结构进行了表征。以光催化降解甲基橙为探针反应,研究了焙烧温度、催化剂用量、反应时间、溶液p H值及光照条件等因素对光催化反应性能的影响。结果表明,在Cu-Zn O/膨润土中,Zn O主要为六方晶系结构,掺杂的Cu2+可能进入Zn O晶格取代了部分Zn2+,Zn O中的部分Zn2+进入了膨润土层间,置换出了部分Al3+,实现了与膨润土的复合。其中,550℃焙烧的Cu-Zn O/膨润土光催化性能最好,当催化剂投加量为1.5 g/L、紫外光照120 min、溶液p H值为6时,该催化剂对20 mg/L甲基橙的降解率高达99.25%。Cu的掺入拓宽了Zn O光谱响应范围,使得该催化剂在可见光或太阳光照下也表现出优良的光催化活性。此外,该催化剂沉降性好,易于回收,且再生回用5次后仍保持良好的光催化活性。     

微乳法合成聚苯胺纳米颗粒及其光催化研究

通过W/O微乳法制备了聚苯胺纳米颗粒,研究其光催化降解有机染料甲基橙与橙Ⅱ的性能。通过在UV和UV/H2O2体系中的光催化降解实验发现,针对两种染料,聚苯胺纳米颗粒的光催化活性分别为普通聚苯胺的2.69倍与2.26倍。材料通过透射电子显微镜、比表面分析、红外光谱等手段表征。结合微乳法制备共轭聚合物材料,有可能为光催化降解有机污染物提供一条可行途径。     

过渡金属掺杂ZnO纳米光催化剂对四环素的光催化降解

利用水热合成法分别制备了Fe、Co、Ni掺杂及Fe-Co、Fe-Ni共掺杂的ZnO光催化剂.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等手段对催化剂进行了表征.以氙灯(250～ 800 nm)为光源,盐酸四环素为降解对象,模拟测试样品在日光下光催化降解抗生素的活性.考察了过渡金属种类、过渡金属掺杂量及二元掺杂配比对ZnO样品光催化活性的影响.结果表明,制得的样品均为六方晶系纤锌矿结构的ZnO.单一元素掺杂时,Fe掺杂提高了ZnO光催化活性,而Co、Ni掺杂都抑制了ZnO光催化活性.共掺杂时,Fe-Co/ZnO及Fe-Ni/ZnO光催化活性优于单一掺杂的Fe/ZnO,其中3％Fe-1％Ni/ZnO样品的光催化活性最好,在氙灯光源下反应120 min对盐酸四环素的降解率高达87.95％.     

TiO2/ACF的Sol-Gel法制备及其对甲基橙的去除历程

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/ACF复合材料.采用SEM、低温液氮吸附对TiO2/ACF复合材料的结构进行表征.以甲基橙为模型物考察TiO2/ACF对液相有机污染物的去除性能.通过液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)检测紫外光照射下TiO2/ACF和TiO2去除甲基橙过程中中间产物的种类与分布.结果表明:随着涂覆次数增加,复合材料比表面积下降,TiO2涂层变厚、开裂,部分TiO2脱落;煅烧温度决定TiO2晶型结构和晶粒尺寸.涂覆2次、煅烧温度450 ℃所得TiO2/ACF具有最高催化活性,100 min内对甲基橙的去除率高达100%,且循环使用5次后对甲基橙的去除率仍可达83.4%.ACF的负载减少了甲基橙去除过程中中间产物的种类和含量.在以TiO2为光催化剂时检测到3种中间产物,甲基橙主要经过中间产物的路径被降解;而在TiO2/ACF上以直接光催化降解为主,中间产物种类、数量均低于TiO2.     

微波诱导膨胀石墨-K_2S_2O_8降解处理甲基橙模拟废水

研究了微波诱导膨胀石墨-K2S2O8催化氧化降解甲基橙模拟废水工艺,分别考察了溶液初始p H值、EG及K2S2O8用量、微波功率、微波时间等因素对废水脱色效果的影响,采用SEM、EDS、XRD、FTIR对新鲜及使用6次后的EG进行了表征。结果表明,微波诱导EG-K2S2O8体系能高效快速地降解废水中的甲基橙,在50 m L初始p H值为1、质量浓度为200 mg/L的甲基橙废水中,EG用量0.1 g、K2S2O8为0.05 g、微波辐射功率259 W、微波辐射6 min的处理工艺条件下,脱色率达到了98.6%,微波诱导EG-K2S2O8体系对甲基橙废水降解效果明显,产生了协同效应。此外,膨胀石墨还具有良好的重复使用性能,使用6次后甲基橙脱色率仍然保持在90.8%。     

成型羟基磷灰石负载TiO_2光催化剂的制备及其降解甲基橙性能

本研究采用均匀沉淀法,用磷酸和硝酸钙制备出羟基磷灰石(HAP)粉末,冷压成型、烧结,得到块状HAP催化剂载体;采用改性溶胶凝胶法制备出Ti O2凝胶,再用浸渍-煅烧的方法,制备出成型HAP负载Ti O2光催化剂(Ti O2/HAP),该催化剂应用于甲基橙溶液的光催化降解。探讨了负载次数、初始浓度、初始p H值等因素对反应的影响。结果表明,试验条件下,催化剂的负载次数以3次为宜;Ti O2/HAP催化剂上甲基橙的降解符合一级反应动力学,酸性和强碱性条件下,甲基橙降解较快;所制备的Ti O2/HAP催化剂稳定性好,具有较好的应用前景。     

Nb-TiO_2的制备及光催化实验探究

本文为提高二氧化钛的光催化活性,选择稀土金属铌为掺杂离子对二氧化钛进行金属掺杂改性处理,采用溶胶-凝胶法制备出铌掺杂二氧化钛,对其进行了扫描电子显微镜、X射线衍射等测试,并利用亚甲基蓝为目标污染物探究铌掺杂二氧化钛的光催化性能。     

Fe掺杂Bi2MoO6的制备及其可见光催化活化PMS降解橙黄Ⅱ的研究

采用一锅水热合成法制备Fe掺杂Bi2MoO6光催化剂,对Bi2MoO6的主体结构进行修饰和调整.在可见光LED照射下,利用合成的Fe-Bi2MoO6催化剂活化过一硫酸盐(PMS,peroxymonosulfate,oxone)对偶氮染料橙黄Ⅱ进行光催化降解.采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)对催化剂的形貌微观结构和化学价态进行表征,并应用在光催化活化PMS降解橙黄Ⅱ的过程中.结果表明,催化剂投加量为0.4 g/L,PMS投加量为0.4 mmoL/L,初始pH值接近中性条件下,Fe-Bi2MoO6材料对橙黄Ⅱ的去除率可以达到100％.经过Fe掺杂后,Fe取代一部分的Bi3+,致使主体晶格出现畸变,不仅有利于光生电子和空穴的产生、分离和转移,还增强了 Bi2MoO6的光催化活性.Fe-Bi2MoO6光催化剂经重复使用5次后对橙黄Ⅱ的降解率仍然可以达到89.1％以上,具有优秀的光催化稳定性能.活性自由基的出现在光催化降解过程中起到主要作用,由此展示出一种潜在的光催化降解机制,且Fe掺杂Bi2MoO6比单纯Bi2MoO6具有更好的光催化降解稳定性.     

氧化铟的铋掺杂改性及其光催化性能

为了研究氧化铟及不同Bi~(3+)掺杂量的氧化铟改性材料的光催化性能,采用溶剂热法制备了氧化铟和掺杂不同比例Bi~(3+)的氧化铟光催化剂,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线电子能谱(EDS)、比表面积(BET)分析等方法对其结构及性质进行了表征。结果表明,当Bi~(3+)掺杂量小于或等于10%(摩尔分数)时,Bi~(3+)的掺杂对氧化铟纳米球的晶型结构和结晶度基本不产生影响;而当掺杂量大于10%时,晶体结构发生变化;Bi~(3+)的掺杂进一步增大了氧化铟纳米球的比表面积和孔容,掺杂后氧化铟纳米球的N2吸附-脱附等温线为典型的IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)IV型等温线。以紫外灯(波长λ=254 nm)为光源,以直接大红为目标降解物,考察了不同Bi~(3+)掺杂量的氧化铟的光催化性能。结果表明:Bi~(3+)掺杂量为8%时,氧化铟对直接大红废水去除效果最佳,去除率高达94.3%,光催化剂活性最高;光催化降解直接大红的过程完全符合一级反应动力学方程;同时,活性物种捕获试验证明了加入10 m L异丙醇,反应中光降解率只有很小的下降,表明羟基自由基(·OH)不是光催化体系中的主要活性物种,而空穴(h+)才是光催化氧化直接大红过程中的主要活性物种。研究表明,通过元素掺杂可以很好地改变氧化物的光催化性能。     

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%。     

鸟巢状钨酸铋的简易合成及其光催化性能研究

以硝酸铋、钨酸钠为原料,只使用无机添加剂硫酸钠,在控制反应体系pH=1、180℃、24 h的条件下,通过水热法制备了形貌均一、分散性较好、直径约为1μm的鸟巢状钨酸铋。利用XRD、SEM、UV-Vis、BET对样品的组成、结构、形貌、能带结构、比表面积进行了表征。以氙灯为光源(用滤光片去除λ≤420 nm的光),以甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)为降解对象,考察了样品对染料废水的降解活性。结果表明,硫酸钠的添加量对钨酸铋的形貌有较大影响,在硫酸钠添加量为3 g时形成的鸟巢状钨酸铋形貌较好。制备的鸟巢状钨酸铋的吸收边缘在470 nm处,比表面积为14.289 7 m2/g,在可见光下反应120 min时对甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的降解率分别为5.6%、45.5%、98.2%。     

掺铈纳米TiO2薄膜的制备及光催化研究

采用溶胶-凝胶法制备了具有较高催化活性的掺铈纳米TiO2薄膜,在紫外光和太阳光照射下降解偶氮染料废水来研究其光催化活性,并用XRD、HRTEM手段进行了表征.结果表明,适量的铈掺杂能有效提高纳米TiO2薄膜的光催化活性,最佳掺铈量为3%、最佳热处理温度为550 ℃.     

磷酸银/树脂复合物的制备及其对亚甲基蓝的光催化降解

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,采用化学沉积法制备了磷酸银/树脂复合物,降解亚甲基蓝,研究其光催化活性,并对样品进行了XRD和SEM表征。探讨了不同的光源、催化剂投加量、PVP含量、p H值等因素对亚甲基蓝降解率的影响。结果表明,在太阳光(夏天早上9点到11点的阳光)下,偏酸介质中,催化剂用量为0.8 g/L,PVP质量分数为0.01%的磷酸银/树脂复合物,液面高度为15 cm的条件下对亚甲基蓝有最佳降解效果。     

铈、铁掺杂纳米TiO2薄膜的制备及光催化研究

采用溶胶-凝胶法分别制备掺铈、掺铁的纳米TiO2薄膜,降解偶氮染料废水,研究其光催化活性,并采用XRD、HRTEM手段进行特性表征。试验结果表明:适量的铈、铁掺杂使纳米TiO2薄膜的光催化活性提高了近20%,最佳掺铈量(摩尔比)为3%,掺铈最佳热处理温度为550℃;最佳掺铁量(摩尔比)为2.5%,掺铁最佳热处理温度为450℃。