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相似文献
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1.
A simple sol–gel method was employed to prepare gadolinium, nitrogen and sulphur tridoped titania decorated on oxidised multiwalled carbon nanotubes (MWCNT/Gd,N,S-TiO2), using titanium (IV) butoxide and thiourea as titanium and nitrogen and sulphur source, respectively. Samples of varying gadolinium loadings (0.2%, 0.6%, 1.0% and 3.0% Gd3 +) relative to titania were prepared to investigate the effect of gadolinium loading and the amounts of carbon nanotubes, nitrogen and sulphur were kept constant for all the samples. Furthermore, the prepared nanocomposites were evaluated for the degradation of naphthol blue black (NBB) in water under simulated solar light irradiation. Higher degradation efficiency (95.7%) was recorded for the MWCNT/Gd,N,S-TiO2 (0.6% Gd) nanocomposites. The higher photocatalytic activity is attributed to the combined effect of improved visible light absorption and charge separation due to the synergistic effect of Gd, MWCNTs, N, S and TiO2. Total organic carbon (TOC) analysis revealed a higher degree of complete mineralisation of naphthol blue black (78.0% TOC removal) which minimises the possible formation of toxic degradation by-products such as the aromatic amines. The MWCNT/Gd,N,S-TiO2 (0.6% Gd) was fairly stable and could be re-used for five times, reaching a maximum degradation efficiency of 91.8% after the five cycles.  相似文献   

2.
采用煅烧法和光还原法制备出具有高活性的Ag/g-C3N4催化剂,并将其应用于可见光下活化过一硫酸盐(PMS)降解罗丹明B(RhB)废水.系统研究了实际因素RhB浓度、催化剂投加量、PMS剂量、pH值和可溶性无机阴离子对RhB降解效果的影响.结果表明,RhB的降解率随着催化剂投加量、PMS浓度的增加而增大,随着初始RhB浓度的增加而减小.弱酸性条件有利于反应活化PMS降解RhB,而中性或碱性条件都会减缓催化反应的进行.Ag/g-C3N4-2/Vis/PMS催化体系30 min内对RhB的去除率最高可达93.2%,分别是Ag/g-C3N4/Vis和单独PMS催化体系的4.0和3.7倍.体系催化活性的提高归因于Ag的表面等离子共振效应及基于硫酸根自由基的高级氧化技术与光催化技术的协同作用.不同阴离子对催化反应的影响不同,溶液中的Cl-会对反应产生轻微的抑制作用,而H2PO4-和HCO3-的出现大大抑制了催化性能.催化剂具有良好的稳定性,5次循环后仍能在30 min之内降解77.4%的RhB.此外,捕获实验和ESR测试结果表明,Ag/g-C3N4-2/Vis/PMS催化体系中存在·O2-、h+1O2、SO4和·OH活性物种,并协同降解RhB污染物.  相似文献   

3.
The visible light photo-Fenton-like catalytic performance of BiFeO3 nanoparticles was investigated using Methyl Violet (MV), Rhodamine B (RhB) and phenol as probes. Under optimum conditions, the pseudo first-order rate constant (k) was determined to be 2.21×10-2, 5.56×10-2 and 2.01×10-2 min-1 for the degradation of MV (30 μmol/L), RhB (10 μmol/L) and phenol (3 mmol/L), respectively, in the BiFeO3-H2O2-visible light (Vis) system. The introduction of visible light irradiation increased the k values of MV, RhB and phenol degradation 3.47, 1.95 and 2.07 times in comparison with those in dark. Generally, the k values in the BiFeO3-H2O2-Vis system were accelerated by increasing BiFeO3 load and H2O2 concentration, but decreased with increasing initial pollutant concentration. To further enhance the degradation of pollutants at high concentrations, BiFeO3 was modified with the addition of surface modifiers. The addition of ethylenediamineteraacetic acid (EDTA, 0.4 mmol/L) increased the k value of MV degradation (60 μmol/L) from 1.01×10-2 min-1 in the BiFeO3-H2O2-Vis system to 1.30 min-1 in the EDTA-BiFeO3-H2O2-Vis system by a factor of 128. This suggests that in situ surface modification can enable BiFeO3 nano-particles to be a promising visible light photo-Fenton-like catalyst for the degradation of organic pollutants.  相似文献   

4.
提出了以多孔TiO2薄膜(Porous-TiO2)板为阳极,活性炭负载Fe-Ni共掺P25颗粒(Fe-Ni-P25/AC)为粒子电极的可见光助三维电极/电Fenton(Vis-3D/EF)降解有机废水的新方法.同时,考察了该体系对罗丹明B溶液的去除效果和影响因素,探讨了降解过程的反应动力学,并与常规阳极和粒子电极组成的体系处理能耗进行了对比,探讨了Vis-3D/EF体系各个作用对去除率的贡献及对罗丹明B的降解机理.实验结果表明,在电源电压20 V、溶液pH=3、Fe2+离子投加量0.5 mmol·L-1、曝气量1.5 L·min-1、反应时间60 min时,20 mg·L-1罗丹明B的降解率为96.84%,处理过程更符合二级反应动力学.在此条件下,Porous-TiO2阳极板和Fe-Ni-P25/AC粒子电极组成的体系,降解过程具有明显的协同催化特点,协同因子达1.22,且处理能耗仅为常规石墨(Gr)阳极、活性炭(AC)粒子电极组成体系的1/85.5.Vis-3D/EF降解过程中电催化氧化作用、Fenton氧化作用、可见光催化作用及可见光下的协同作用对去除率的贡献分别为43.88%、20.21%、15.26%和17.49%.同时,通过叔丁醇捕获实验发现,·OH对去除率的贡献为75.58%,表明·OH是该体系中产生的主要活性物质.  相似文献   

5.
分别制备了花状Bi2MoO6和片状Ni2P,采用研磨、水热及超声的方式将两种材料复合,考察了负载方式、负载率和溶液pH值对其可见光下降解亚甲基蓝(MB)的影响;利用XRD、XPS、FTIR、SEM、PL和UV-Vis等测试手段表征了样品的微观结构、形貌和光学性质;研究表明Ni2P作为助催化剂,可加速电子空穴对分离,显著提高Bi2MoO6的光催化活性,其中当Ni2P负载率为4%时,TOC去除率为64.28%,降解速率为纯Bi2MoO6的2倍,且将Ni2P/Bi2MoO6复合催化剂循环利用3次后,同实验条件下降解率为94%,证明复合催化剂稳定性好.  相似文献   

6.
徐丹  张丽丽  柳丽芬 《环境科学》2017,38(3):1054-1060
为解决传统铁基芬顿催化剂在水体通常酸碱(pH6)条件下活性低的问题,采用简单共沉淀法制备了Cu掺杂的Al_2O_3类芬顿催化剂.通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见(UV-vis)吸收光谱分析表明,Cu-Al_2O_3中铜掺杂的质量分数低于4.77%时,催化剂中铜主要以Cu~(2+)和Cu~+的形式共存于Al_2O_3的骨架结构中,形成Al—O—Cu键;过量的铜掺杂会导致外骨架铜物种如铜氧化物团簇的存在.以难降解有机污染物2-氯苯酚(2-chlorophenol,2-CP)和染料罗丹明B(Rhodamine B,Rh B)为目标污染物,对Cu-Al_2O_3的类芬顿催化性能进行了详细地研究.结果表明,骨架铜物种在中性温和条件下对2-CP和Rh B显示出很高的催化去除效率和稳定性,反应2 h,Cu-Al_2O_3(Cu质量分数4.77%)对2-CP的去除率达到54%,相应的TOC去除率达到49%,而铜离子溶出浓度仅为0.025 5 mg·L-1,而Cu-Al_2O_3(Cu质量分数7.58%)由于外骨架铜的存在导致催化活性增加缓慢和稳定性下降.ESR测试结果表明,·OH和HO_2~-/O_2~-·是反应中主要的活性物种.  相似文献   

7.
Photocatalytic ozonation of phenol and oxalic acid (OA) was conducted with a Ag^+/TiO2 catalyst and different pathways were found for the degradation of different compounds. Ag^+ greatly promoted the photocatalytic degradation of contaminants due to its role as an electron scavenger. It also accelerated the removal rate of OA in ozonation and the simultaneous process for its complex reaction with oxalate. Phenol could be degraded both in direct ozonation and photolysis, but the TOC removal rates were much higher in the simultaneous processes due to the oxidation of hydroxyl radicals resulting from synergetic effects. The sequence of photo-illumination and ozone exposure in the combined process showed quite different effects in phenol degradation and TOC removal. The synergetic effects in different combined processes were found to be highly related to the properties of the target pollutants. The color change of the solution and TEM result confirmed that Ag+ was easily reduced and deposited on the surface of Tit2 under photo-illumination, and dissolved again into solution in the presence of ozone. This simple cycle of enrichment and distribution of Ag^+ can greatly benefit the design of advanced oxidation processes, in which the sequences of ozone and photo-illumination can be varied according to the needs for catalyst recycling and the different properties of pollutants.  相似文献   

8.
TiO2/SiO2催化剂光催化降解罗丹明B的表观动力学   总被引:2,自引:0,他引:2  
尤宏  姚杰  罗薇楠  陈平 《环境科学》2006,27(11):2154-2158
采用多孔硅胶为载体的TiO2/SiO2光催化剂,建立了三相内循环流化床光催化氧化体系,并以罗丹明B染料为典型污染物,研究其降解规律.通过对罗丹明B降解过程的表观动力学研究,发现在该体系中罗丹明B的降解并不符合Langmuir-Hinshelwood反应动力学模型.实验表明,其降解反应动力学符合双曲型模式,即降解率的倒数1/X和时间的倒数1/t成线性关系.反应速率常数与反应物初始浓度无关,与光源强度和相对体积能量吸收速率成正比.将不同实验条件下的罗丹明B的降解率实测值与模型计算值相比较,二者能很好吻合,平均相对偏差仅为3.25%.  相似文献   

9.
党璞  赵亚娟  谢会东  王康康  赵儒霞 《环境科学》2023,44(10):5587-5598
采用水热法成功合成了CuNiFe LDHs/BiO2-x复合光催化剂,并在可见光照射下用于活化过硫酸盐(PMS)降解环丙沙星(CIP).由于光催化和PMS活化的协同作用,CIP的去除率高达88.3%.利用XRD、FT-IR、SEM、XPS和UV-Vis DRS等方法对制备的光催化剂进行了表征.确定了CuNiFe LDHs的最佳负载量,并考察了PMS用量、初始pH值和无机阴离子(Cl-、CO32-和NO3-)对降解的影响.电子顺磁共振和自由基捕获实验表明·OH和h+是CIP降解的主要活性物种,并提出了该体系可能的降解机制.  相似文献   

10.
A novel visible light-active photocatalyst formulation(NdT/OP) was obtained by supporting N-doped TiO_2(NdT) particles on up-conversion luminescent organic phosphors(OP). The photocatalytic activity of such catalysts was evaluated for the mineralization process of spiramycin in aqueous solution. The effect of NdT loading in the range 15–60 wt.% on bulk and surface characteristics of NdT/OP catalysts was investigated by several chemicophysical characterization techniques. The photocatalytic performance of NdT/OP catalysts in the removal of spyramicin from aqueous solution was assessed through photocatalytic tests under visible light irradiation. Total organic carbon(TOC) of aqueous solution,and CO and CO_2 gas concentrations evolved during the photodegradation were analyzed. A dramatic enhancement of photocatalytic activity of the photostructured visible active NdT/OP catalysts,compared to NdT catalyst,was observed. Only CO_2 was detected in gas-phase during visible light irradiation,proving that the photocatalytic process is effective in the mineralization of spiramycin,reaching very high values of TOC removal. The photocatalyst NdT/OP at 30 wt.% of NdT loading showed the highest photocatalytic activity(58%of TOC removed after 180 min irradiation against only 31% removal after 300 min of irradiation of NdT). We attribute this enhanced activity to the high effectiveness in the utilization of visible light through improved light harvesting and exploiting. OP particles act as "photoactive support",able to be excited by the external visible light irradiation,and reissue luminescence of wavelength suitable to promote NdT photomineralization activity.  相似文献   

11.
以氯苯为目标污染物,选择CuO/MnO_2作为耦合系统中的催化剂,采用介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)技术协同催化作为生物系统的预处理技术,开展废气净化的研究.实验结果发现,耦合生物滴滤塔(Biotrickling Filter,BTF)和单一生物滴滤塔系统分别在13 d和15 d内完成挂膜,氯苯的去除率分别达到100%和97%.稳定运行期,停留时间(EBRT)为90 s时,单一BTF在处理低进气浓度氯苯废气时,去除效果与耦合系统相当;进气浓度较大时,耦合系统的处理效果要明显优于单一BTF.EBRT缩短至45 s时,无论氯苯进气浓度高或低,耦合系统的处理效果均优于单一BTF.单一BTF的最大去除负荷(Eliminatory Capacity,ECmax)为41 g·m~(-3)·h~(-1),在同样实验条件下,耦合系统未达到最大去除负荷,而耦合系统和单一BTF对氯苯的矿化率分别为95%和86%.DBD协同催化能有效改善BTF对于高进气负荷氯苯废气的处理,预处理工艺能强化BTF对氯苯废气的彻底净化.通过对各功能单元对氯苯去除的贡献分析,发现DBD协同CuO/MnO_2工艺主要负责转化氯苯,BTF下段填料主要负责预处理工艺产生的中间产物的矿化,BTF上段填料主要负责剩余氯苯的去除及其矿化.  相似文献   

12.
以内分泌干扰物阿特拉津为模型污染物,研究了TiO2-Fe3+可见光催化H2O2降解阿特拉津的协同效应.结果表明,在H2O2存在条件下,金红石TiO2经可见光激发可持续稳定地产生.OH自由基,在Fe3+协同作用下,.OH自由基生成量急剧增加;TiO2能可见光催化H2O2降解阿特拉津,金红石TiO2显示出较锐钛矿TiO2及混晶TiO2(TiO2P25)更高的催化活性,反应60 min,阿特拉津的降解率可达40%;以Fe3+协同TiO2可见光催化H2O2降解阿特拉津时,反应效率显著加快,反应5 min即对阿特拉津的降解率达到100%,而金红石TiO2显示出更为明显的协同效应.  相似文献   

13.
采用溶胶-凝胶法制备了Mo6+掺杂TiO2光催化剂,并将其负载于粒状活性炭上,以1-萘酚-5-磺酸(L-酸)为模型反应物,研究了对L-酸的光催化作用并讨论了不同光源以及负载次数对L-酸的去除率和溶液的总有机碳去除率的影响.结果表明, Mo6+掺杂扩大了TiO2催化剂的光谱响应范围.负载于活性炭上的掺杂二氧化钛为锐钛矿相,粒径约为17.8 nm.负载次数增多,催化剂的活性下降.Mo6+的掺杂不影响负载催化剂的紫外光活性及对L-酸的吸附能力.100 mg·L-1的L-酸溶液加0.4 g催化剂,在可见光下反应4 h,掺杂催化剂对L-酸和溶液总有机碳的去除率分别为57%和53%,而未掺杂的催化剂去除率分别为13%和10%.催化剂反复使用4次,催化活性没有变化.  相似文献   

14.
黄文鑫  魏虎  蒋彩云  王玉萍 《环境科学》2020,41(12):5488-5499
利用溶剂热法制备了Bi2MoO6/Bi2S3异质结材料,采用XRD、TEM、UV-Vis、XPS和光电流响应等表征手段对异质结材料的形貌结构、化学组成和光电性能进行了表征.利用所合成的Bi2MoO6/Bi2S3对四环素(TC)及四环素-铜(TC-Cu)复合物进行光催化降解.考察了溶液的初始pH,TC初始浓度及TC与Cu2+复合量比对TC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讨了Bi2MoO6/Bi2S3光催化降解TC和TC-Cu过程的主要活性自由基、中间产物及降解机制;并利用小球藻生长抑制率实验评估了光催化降解过程的毒性.结果表明所制备的Bi2MoO6/Bi2S3异质结是均匀的纳米片,带隙能为1.76 eV.Bi2MoO6与Bi2S3质量比为3:1(MS-0.3)异质结对TC浓度为10 mg·L-1和量比为2:1的TC与Cu2+的中性溶液表现出最强的光催化性能,反应60 min后,TC-Cu中TC的去除率和溶液的矿化率分别为85.63%和52.94%.活性基团捕获实验的结果表明,该异质结在可见光下主要的活性物种是·O2-.生长抑制率实验结果表明,Cu2+的存在降低了复合物中TC光催化降解产物的毒性,光催化氧化可以有效去除复合物中的抗生素.  相似文献   

15.
利用简单的热聚合及原位沉淀法制备了一系列不同质量比(1%~10%)的Ag/P-g-C_3N_4复合材料,采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS、FTIR、BET和XPS等表征手段对复合材料的形貌结构、光学特性和化学组成进行了表征.利用合成材料光催化降解双酚AF(BPAF),研究了溶液初始pH、溶解性有机质(DOM)对BPAF降解的影响,并对光催化降解机理进行了探讨.结果表明,在pH=7时,5%Ag/P-g-C_3N_4表现出最强的光催化性能,其在90 min内对BPAF的降解率达到100%.DOM在低浓度(0.5 mg·L~(-1))时促进了BPAF的光降解,而在高浓度时(2~10 mg·L~(-1))抑制了BPAF的光降解.活性基团捕获实验结果表明,在Ag/P-g-C_3N_4降解BPAF过程中,h~+和·OH起主要的作用,直接参与了BPAF的降解.相对于P-g-C_3N_4,Ag/P-g-C_3N_4光催化性能的增强主要是因为Ag的负载促进了e~-和h~+的分离,同时Ag单质的SPR效应提高了复合材料对可见光的吸收率,延长了光生载流子的寿命.  相似文献   

16.
采用溶胶凝胶-超声混合法制备了铈/二氧化钛/石墨相氮化碳(Ce/TiO2/g-C3N4)异质结催化剂,通过透射电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等表征了复合材料的结构、晶相、活性基团和光吸收性能,并考察了可见光下该催化剂对模拟全氟辛酸(PFOA)废水的降解效果.结果表明,Ce/TiO2/g-C3N4分散性好,粒径小于20 nm,金属Ce的掺入及TiO2/g-C3N4异质结的生成,有效抑制了光生电子和空穴对的复合,使复合光催化剂禁带宽度减小,光吸收范围增大,光催化性能得到明显提升.在pH值为2,PFOA浓度为4 mg·L-1,催化剂投加量为1 g·L-1的条件下,可见光照射180 min后,可降解94.4%的PFOA,脱氟率为38.6%.降解过程符合准一级反应动力学,速率常数为0.522 h-1.通过HPLC-MS分析降解产物,同时结合氟元素物料平衡的计算结果,认为降解机制主要是以阴离子形式存在的PFOA吸附至表面带有大量正电荷的催化剂表面后,在光生空穴和活性自由基的作用下,以自由基机理逐步脱去CF2生成短链的PFCAs,同时生成氟离子.  相似文献   

17.
以尿素为氮化碳(g-C3N4)合成的前驱体,柠檬酸(CA)作为还原剂,以一步溶剂热法制备铋修饰BiOBr/g-C3N4异质结型复合光催化剂(简称Bi/BiOBr/g-C3N4).通过调控CA的投加量,实现了对Bi/BiOBr/g-C3N4可见光催化的可控制备,并以RhB为目标污染物研究其光催化活性.结果表明:1被还原在BiOBr表面上的Bi金属含量随还原剂CA投加量增加而增加,CA最佳投加量为2 mmol,Bi/BiOBr/g-C3N4的光生载流子的分离效率最高、禁带宽度最窄(2.43 eV).而未采用CA改性的BiOBr/g-C3N4,其禁带宽度为2.8 eV.2投加CA能调控BiOBr形貌(如结晶度、尺寸大小以及晶粒平均厚度),进而调控其光催化活性.当CA投加量为2 mmol时,BiOBr纳米微球大小适中,结晶度最高,晶粒平均厚度最小.3Bi修饰BiOBr/g-C3N4光催化剂对RhB的可见光降解率高达99.8%,其光催化降解速率达到0.097 k·min-1,是BiOBr/g-C3N4光催化速率(0.026 k·min-1)的3.73倍.4Bi/BiOBr/g-C3N4异质结光降解机理是:在Bi金属等离子体效应、BiOBr表面氧空缺与异质结的协同作用下,提高了Bi/BiOBr/g-C3N4异质结对可见光吸收能力和光生载流子的分离效率,从而实现对RhB的高效降解.  相似文献   

18.
纳米Fe3O4/H2O2降解诺氟沙星   总被引:3,自引:1,他引:2  
张娣  王懿萱  牛红云  孟昭福 《环境科学》2011,32(10):2943-2948
采用纳米Fe3O4催化H2O2氧化降解水环境中的诺氟沙星.考察了溶液酸度、温度、催化剂和H2O2浓度对诺氟沙星降解的影响,对比不同底物在Fe3O4/H2O2体系中的降解情况,并进一步探讨了其反应机制.结果表明,溶液酸度显著影响诺氟沙星的降解率,在酸性条件下(pH=3.5)诺氟沙星的降解效率最高.诺氟沙星的降解率随纳米F...  相似文献   

19.
等离子喷涂法制备了钛基亚氧化钛电极(Ti/Ti_4O_7),以该电极为阳极,研究了电化学氧化法对水中美托洛尔的去除效果.考察了电流密度(5~25 mA·cm~(-2))、极板间距(5~25 mm)和初始浓度(3~50 mg·L~(-1))对美托洛尔电化学降解效率的影响;分析美托洛尔电化学降解过程中溶液总有机碳(TOC)和毒性的变化,鉴别反应中间产物并计算其毒性.研究表明:Ti/Ti_4O_7阳极电化学降解美托洛尔反应符合一级反应动力学规律(R20.95),降解效率随电流密度的增大而增大,随极板间距和初始浓度的增大而减小;TOC去除率在反应40 min后可达56.5%;反应过程中产生了质合比为266、250、223和207的中间产物,造成美托洛尔溶液的生物毒性在电化学反应过程中先升高后下降.  相似文献   

20.
无机阴离子对CuO-H2O2氧化苯酚废水的影响   总被引:2,自引:1,他引:1  
以苯酚为模型底物,研究了中性低温常压条件下无机阴离子对CuO-H2O2氧化苯酚废水的影响及机制.结果表明,CuO-H2O2能高效彻底氧化苯酚,10 min氧化率达94.7%,氧化遵循羟基自由基机制.无机阴离子对氧化效果有不同影响,浓度越高影响越显著.HCO-3加速H2O2的无效分解,当浓度从0增加到20 mmol·L-1 时,H2O2分解速率常数由0.373 8 min-1提高到0.534 7 min-1,TOC去除速率常数由0.267 min-1下降到0.019 4 min-1.HPO2-4通过抑制H2O2分解实现对苯酚的氧化抑制,H2O2分解速率常数及TOC去除速率常数分别由0.373 8 min-1、0.267 min-1降低到0.033 8 min-1、 0.033 8 min-1.Cl-能够促进H2O2有效分解,对苯酚氧化有利,H2O2分解速率常数及TOC去除速率常数分别由0.373 8 min-1、0.267 min-1提高到0.604 0 min-1、0.387 9 min-1.NO-3、SO2-4对H2O2的分解及苯酚的氧化影响不大.  相似文献   

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