溶胶-凝胶法制备废水处理用光催化剂Sm_2InNbO_7

以Sm(NO3)3、In(NO3)3和Nb2O5为原料,利用溶胶-凝胶法合成具有烧绿石型结构的光催化剂Sm2InNbO7(光催化剂)。考察了光催化剂的结构及性能。实验结果表明:当合成pH为4、焙烧温度为850℃时,可制得比表面积为6.02m2/g的高结晶度的烧绿石结构光催化剂;当催化剂加入量为2.0g/L,可见光催化反应14h亚甲基蓝的降解率可达97.5%。     

玫瑰花状分级结构BiOCl的制备及其光降解罗丹明B的性能

以麦芽糖为表面活性剂,采用水热法制备了玫瑰花状分级结构的Bi OCl光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、SAED、FTIR、UV-Vis DRS、MS、BET比表面积和ESR等技术对所合成的催化剂进行了表征。以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物研究了Bi OCl光催化剂的Rh B降解性能。实验结果表明:可见光下,在0.485 07 g Bi(NO3)3·5H2O中添加0.5 g麦芽糖、加入10 m L 0.2 mol/L的KCl溶液所制备的Bi OCl的光催化性能最好,在200 min时Rh B降解率达94%;Rh B的降解过程主要为脱乙基反应,降解机理主要是光敏化降解;Bi OCl催化剂具有良好的循环稳定性。     

超声辅助沉淀法制备γ-Bi_2MoO_6及其光催化性能

以Bi(NO3)3·5H2O和(NH4)6Mo7O24·4H2O为原料,采用超声辅助沉淀法制备了纳米可见光催化剂γ-Bi2Mo O6,用XRD,SEM,UV-Vis技术对其进行了表征,并以罗丹明B为目标降解物,考察了γ-Bi2Mo O6的可见光催化性能。表征结果显示,产物为高纯度正交结构的纳米γ-Bi2Mo O6,分散性良好。光催化实验结果表明:超声辅助沉淀法制备的γ-Bi2Mo O6的可见光催化活性优于普通沉淀法制备的产品;以超声辅助沉淀法制备的γ-Bi2Mo O6为光催化剂,在初始罗丹明B质量浓度为10 mg/L、初始溶液p H为7.2、γ-Bi2Mo O6加入量为10 g/L的最优条件下,反应180 min时的罗丹明B降解率达到97.48%。     

棱形十二面体Ag_3PO_4微晶的辅助合成及其可见光催化性能

以六次甲基四胺(HMTA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为混合辅助剂,采用沉淀法合成了立方晶相棱形十二面体Ag3PO4微晶,对其进行了表征,并通过降解罗丹明B考察了其可见光催化活性。实验结果表明:以0.10g(25 g/mol(以Ag NO3计))HMTA和0.10 g PVP为混合辅助剂合成的棱形十二面体Ag3PO4微晶,其禁带宽度为2.17e V,对罗丹明B有较好的可见光催化活性;在8 mg/L罗丹明B溶液中加入0.4 g/L Ag3PO4,可见光照射12 min时,未添加辅助剂以及分别添加0.10 g PVP、0.10 g HMTA、0.10 g HMTA和0.10 g PVP混合辅助剂制备的Ag3PO4对罗丹明B的降解率分别为67.59%,76.25%,91.88%,99.64%;棱形十二面体Ag3PO4微晶重复使用4次后,罗丹明B的降解率仍达91.59%,说明该光催化剂具有较好的重复使用性能。     

La_2O_3-TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3-Ti O2光催化剂;运用XRD,UV-Vis DRS,BET技术对光催化剂进行了表征;并以太阳光为光源,研究了不同制备条件及光反应条件下La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解效果。实验结果表明:最佳制备条件为镧掺杂量(硝酸镧与钛酸丁酯的质量比)0.9%、焙烧温度500℃、焙烧时间2 h;该条件下制备的光催化剂为中孔结构(平均孔径3.867 nm),禁带宽度小(2.07 e V),Ti O2为锐钛矿相;在光催化剂投加量为2 g/L、溶液p H为3的最佳光反应条件下反应4 h,La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解率达99.7%,远高于N-Ti O2的42.0%;重复使用5次的La2O3-Ti O2光催化剂仍对罗丹明B保持较高的降解率(98.5%)。     

Cu2O/N-CMK-3的制备及其光催化性能

以Cu2O与氮掺杂有序介孔碳(N-CMK-3)为原料,采用沉淀法制备了氧化亚铜氮掺杂有序介孔碳(Cu2O/N-CMK-3)复合光催化剂,并通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS和XPS对光催化剂进行了表征.研究了可见光下Cu2O/N-CMK-3对四环素的光催化降解活性及主要活性物种.实验结果表明:当可见光辐照...     

Ti_3C_2纳米层状材料对废水中Cr(Ⅵ)的光催化去除性能

以Ti_3AlC_2为原料,采用HF刻蚀工艺制备出12种Ti_3C_2纳米层状材料,对其形貌进行了表征,并考察了以其作为光催化剂对废水中Cr(Ⅵ)的处理效果。实验结果表明:HF体积分数为80%、刻蚀时间为48 h时得到的MX-80-48的形貌较好;MX-80-48具有类似石墨烯的二维层状结构,纳米层厚度约20～50 nm,孔径2～10 nm,比表面积14.8 m~2/g,在400～700 nm可见光范围内表现出强烈的吸光性;当Cr(Ⅵ)的初始质量浓度为40.00 mg/L、MX-80-48投加量为200 mg/L、pH=2、反应时间4 h(暗反应1 h+光照3 h)时,Cr(Ⅵ)去除率可达100%。     

四氨基酞菁钯/γ-Al_2O_3可见光催化降解罗丹明B

采用浸渍法制备了四氨基酞菁钯(PdTAPc)/γ-Al_2O_3负载型光催化剂,采用UV-Vis,FTIR,XRD,SEM技术对其进行了表征,并将其用于罗丹明B的可见光催化降解,考察了光催化剂加入量、溶液pH、H_2O_2加入量、反应温度对罗丹明B降解效果的影响,并对光催化剂的稳定性进行了测试。表征结果显示,PdTAPc以圆片状负载于γ-Al_2O_3上,二者的结构均未发生明显变化。实验结果表明:在光催化剂加入量1.6 g/L、溶液pH 7.0、H_2O_2加入量12 mmol/L、反应温度20℃的优化条件下反应120 min,罗丹明B(质量浓度0.05 g/L)的降解率高达95%;光催化剂具有较高的稳定性,使用4次后罗丹明B的降解率仍高于85%。     

Mn-N/TiO_2光催化剂的制备及甲基橙的降解

采用溶胶-凝胶法制备了新型Mn-N共掺杂纳米TiO_2复合光催化剂(Mn-N/TiO_2),采用EDX,SEM,UV-Vis,XRD技术对其进行了表征,并将其用于水中甲基橙的可见光催化降解,考察了制备条件对其光催化性能的影响。表征结果显示:Mn-N/TiO_2光催化剂的粒径约为25 nm,且分散性较好;Mn-N共掺杂可增强TiO_2在可见光区域的吸收。实验结果表明:Mn-N/TiO_2的最佳制备条件为硝酸锰、尿素、无水乙醇、冰醋酸与钛酸四丁酯的摩尔比分别为0.000 6,0.24,10,6,焙烧温度400℃;采用最佳条件下制得的Mn-N/TiO_2于可见光下催化处理初始质量浓度为60 mg/L的甲基橙溶液60 min,甲基橙的降解率达92%。     

BiFeO3可见光催化降解甲基紫

采用柠檬酸-硝酸盐燃烧法制备了光催化剂BiFeO₃。采用SEM，XRD，FTIR等技术对光催化剂BiFeO₃进行表征。表征结果显示，光催化剂BiFeO₃晶相纯、粒径小、比表面积大，存在Fe#x02014;O的弯曲振动和伸缩振动。实验结果表明：通过鼓气及加入H₂O₂可有效提高BiFeO₃对甲基紫可见光催化降解的效率；在300mL质量分数为1.5#x000d7;10^-5的甲基紫溶液中加入0.9g光催化剂BiFeO₃和0.1mL质量分数为30%的H₂O₂溶液，当反应时间为240min时，甲基紫去除率可达99%。     

BiPO_4-BiVO_4复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用水热法制备了BiPO_4-BiVO_4复合光催化剂,运用XRD,SEM,UV-Vis DRS技术对其进行了表征,并以亚甲基蓝为目标降解物考察了复合光催化剂在模拟太阳光下的光催化性能。实验结果表明:当BiPO_4与BiVO_4的摩尔比(磷钒比)为2∶8时BiPO_4-BiVO_4的光催化性能最优,光照180 min时对亚甲基蓝(初始质量浓度5mg/L)的降解率达96.20%,反应速率常数为0.018 1 min-1,明显优于单纯BiPO_4和BiVO_4。表征结果显示:单斜相的BiPO_4与BiVO_4晶粒实现了复合生长,BiPO_4-BiVO_4(磷钒比2∶8)的晶粒粒径比单纯BiPO_4和BiVO_4小;复合光催化剂在紫外光和可见光区均具有较好的光响应,且其禁带宽度较BiPO_4明显减小。     

g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6复合光催化剂的制备及其光催化活性

通过水热合成法和液相沉积法制备g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6复合光催化剂,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、氮气吸脱附、紫外-可见漫反射等技术对其进行表征。研究了可见光下g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6催化降解罗丹明B(Rh B)的影响因素,并对其光催化反应机理进行初步探讨。实验结果表明:g-C_3N_4掺杂量为60%(w)时g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6的光催化活性最高;在60%g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6的投加量为1.00 g/L、初始Rh B质量浓度为2.50 mg/L、可见光照射150 min的条件下,Rh B的降解率达到97.90%;在g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6光催化降解体系中,h~+和·O_2~-是主要活性物种。     

γ-Al2O3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al₂O₃作为载体，先后负载CeO₂，MnC₂O₄，Fe（NO₃）₃，CrO₃，Ni（NO₃）₂，NH₄VO₃等多种金属组分制备γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂，并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示：Fe，Mn，Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N₂选择性;γ-Al₂O₃对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明：各金属化合物的最佳加入量为 w（MnC₂O₄·2H₂O）=20%，w（Fe（NO₃）₃·9H₂O）=15%，w（CrO₃）=10%，w（Ni（NO₃）₂·6H₂O）=5%，w（NH₄VO₃）=10%，w（CeO₂）=5%，w（γ-Al₂O₃）=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al₂O₃负载多金属复合物为催化剂，在脱硝反应温度为205 ℃的条件下，NO转化率为96.7%;γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂经5次重复使用，NO转化率仍可稳定在94%左右。     

离子液体辅助合成Nd掺杂TiO_2的可见光催化性能

在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼([C4MIM]BF4)的辅助下,采用溶胶-凝胶法制备了Nd掺杂Ti O2光催化剂(Nd-Ti O2(IL))。实验结果表明:在加入[C4MIM]BF4、n(Nd)∶n(Ti O2)=2.5%的条件下制得的Nd-Ti O2(IL)(记作2.5%Nd-Ti O2(IL))的光催化性能最好;在初始亚甲基蓝质量浓度10 mg/L、2.5%Nd-Ti O2(IL)加入量1 g/L的条件下,光催化反应180 min,亚甲基蓝降解率为84%,2.5%Nd-Ti O2(IL)光催化降解亚甲基蓝的表观速率常数为0.010 9 min-1。表征结果显示:Nd的掺杂抑制了Ti O2晶粒长大,增大了Ti O2的比表面积,2.5%Nd-Ti O2(IL)的比表面积为80.77 m2/g;[C4MIM]BF4的加入提高了Ti O2的晶化度;Nd以Nd3+的形式,通过晶格取代方式进入Ti O2晶格。     

Ti3C2纳米层状材料对废水中Cr（Ⅵ）的光催化去除性能

以Ti₃AlC₂为原料,采用HF刻蚀工艺制备出12种Ti₃C₂纳米层状材料,对其形貌进行了表征,并考察了以其作为光催化剂对废水中Cr（Ⅵ）的处理效果。实验结果表明：HF体积分数为80%、刻蚀时间为48 h时得到的MX-80-48的形貌较好;MX-80-48具有类似石墨烯的二维层状结构,纳米层厚度约20~50 nm,孔径2~10 nm,比表面积14.8 m²/g,在400~700 nm可见光范围内表现出强烈的吸光性;当Cr（Ⅵ）的初始质量浓度为40.00 mg/L、MX-80-48投加量为200 mg/L、pH=2、反应时间4 h（暗反应1 h+光照3 h）时,Cr（Ⅵ）去除率可达100%。     

磁性CuS/γ-Fe2O3复合材料光催化处理染料废水

以氯化铜、纳米γ-Fe₂O₃和硫脲为原材料,乙二醇为溶剂,采用溶剂热法制备了磁性CuS/γ-Fe₂O₃复合光催化剂。考察了该光催化剂对刚果红染料废水的处理效果。在m（CuS）:m（γ-Fe₂O₃）=2:1、刚果红初始质量浓度为10 mg/L、光催化剂投加量为0.6 g/L的最佳工艺条件下,刚果红去除率达96.51%。阴离子Cl^-、NO₃^- 及SO₄^2-对该光催化剂的催化活性具有促进作用,其中SO₄^2–的促进作用最显著。该光催化剂具有较好的活性稳定性,重复使用6次后刚果红去除率仍高达90.50 %。     

磁性分子筛负载TiO2复合光催化剂的制备及性能

采用超声辅助水热法合成了磁性分子筛Fe₃O₄/SSZ-13,然后通过溶胶-凝胶法对其继续负载TiO₂制得复合光催化剂TiO₂-Fe₃O₄/SSZ-13。借助XRD,FTIR,SEM,TEM,VSM,UV-Vis,PL对其形貌、结构及性能进行了表征,并考察了其光催化性能。表征结果表明,Fe₃O₄的加入不会改变分子筛的原有结构,复合材料的光响应范围扩大,电荷分离效率提高。降解实验结果表明,光照40 min时活性艳红的去除率可达89.7%,光照60 min时活性艳红去除率可达最大（93.6%）,较TiO₂提高了5.7%。此外,这种材料还具有较强的磁性,饱和磁化强度为17.80 （A·m²）/kg,可通过外加磁场回收。