Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜的制备及光催化降解甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备Fe3+掺杂的TiO2薄膜光催化剂,进行甲醛的光催化实验,考察Fe3+掺杂量、薄膜焙烧温度及溶胶体系pH值对光催化性能的影响。结果表明,Fe3+掺杂量为1.0%,焙烧温度500℃1h,加硝酸溶胶体系pH=4时,Fe3+掺杂TiO2薄膜光催化活性最高。     

B/Y~(3+)共掺杂纳米TiO_2催化剂的制备及其降解甲醛的光催化性能评价

为了提高室内环境空气质量,本论文开展了光催化剂制备的研究。本论文采用溶胶-凝胶法制备B/Y3+共掺杂TiO2复合光催化材料,以甲醛为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性,对不同掺杂对光催化活性的影响、光催化剂的稳定性进行了分析。B/Y3+共掺杂TiO2复合光催化材料大大提高了催化剂的活性,对甲醛降解有较高的效率。     

Mn~(2+)-WO_3-TiO_2光催化降解甲基橙的研究

溶胶-凝胶和浸渍相结合的方法制备Mn2+-WO3-TiO2光催化剂,进行甲基橙的光催化降解实验,考察WO3和Mn2+掺入量、焙烧温度及时间对光催化性能的影响。结果表明,500℃焙烧2h,掺杂量n(Mn2+)∶n(WO3)∶n(TiO2)=0.8∶1∶100时,光催化活性最高,光催化降解甲基橙溶液,120min后,降解率达84%,比单纯TiO2的光催化活性提高83%。     

钴掺杂二氧化钛的制备及光催化性能的研究

钴掺杂制备超细TiO2粒子,并进行了表征。CoO与TiO2形成固溶体抑制了TiO2晶粒的长大并促进相变。钴掺杂有利于提高TiO2光催化剂的寿命。     

吸附相反应技术制备微弱光响应的多组分掺杂TiO2催化剂

利用弱光(紫外和可见)激发Ti O2光降解污染物是拓展多相光催化实际应用的关键之一.以吸附相反应技术为基础,利用N掺杂以及共掺杂两种方式制备多组分Ti O2光催化剂,并研究其在弱光下光降解甲基橙的过程.结合紫外可见漫反射光谱、X射线衍射、X射线电子能谱以及光致发光光谱等表征手段,探索焙烧温度、N掺杂量以及共掺杂对催化剂光吸收和可见光响应拓展的影响,进而研究弱光下催化剂活性的变化规律.结果发现,N掺杂可以显著增强催化剂的光吸收,从而显著提升其在弱紫外光下光降解甲基橙催化活性,所有N掺杂催化剂的活性均优于商用P25光催化剂.N掺杂对催化剂的可见光响应拓展作用不大,因而单一N掺杂后大部分催化剂在弱可见光下没有活性,仅5%N掺杂催化剂在900℃热处理后有微弱活性.N和Fe2O3二元耦合形成的共掺杂催化剂中,两者之间的协同作用既增强了复合光催化剂的光吸收,也显著拓展了催化剂的可见光响应,因而得到了在弱可见光下具有良好活性的复合光催化剂.     

Fe~(3+)及Ce~(3+)掺杂对TiO_2纳米粒子性能的影响

以溶胶-凝胶法制备纯的和分别掺杂Fe3+、Ce3+的TiO2纳米粒子,以橙黄IV的光催化氧化评价纳米粒子的紫外光与可见光活性,利用TG-DSC、XRD、BET及UV-Vis吸收光谱考察掺杂对TiO2的相变、粒径、比表面积及光吸收性能的影响,在归一化条件下探讨Fe3+及Ce3+掺杂对TiO2活性和表面性质产生影响的机制。结果表明:Fe3+及Ce3+的最佳掺杂量分别为0.2%和0.04%;Ce3+抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变以及改善TiO2高温组织稳定性的能力均明显大于Fe3+;Fe3+和Ce3+掺杂均能提高TiO2的紫外光活性并扩展TiO2的光响应范围,但光生电子与空穴复合以及光腐蚀使它们对TiO2可见光活性的提高并不显著。Fe3+和Ce3+的半径及其相应氧化物的性质决定了两者对TiO2性能的不同影响。     

钒氮共掺杂TiO_2的制备及其光催化性能

通过水解沉淀-浸渍法制备了钒、氮共掺杂纳米TiO2光催化剂,并用XRD、UV-Vis、XPS表征了其结构特征。XRD分析结果表明,共掺杂和单掺杂均为单一的锐钛矿相,氮和钒都进入了TiO2晶格中。UV-Vis漫反射光谱显示,钒、氮的掺杂使得催化剂对可见光的响应红移至509 nm。XPS研究表明,N以O-Ti-N和Ti-O-N结构存在于钒氮共掺杂TiO2中,V以V4+和V3+的形式存在于钒氮共掺杂TiO2晶格中。分别以汞灯和太阳光为光源,以亚甲基蓝为降解物,进行催化剂的光催化降解实验,结果表明,煅烧温度为300℃,钒的掺杂量为1%时,钒、氮共掺杂TiO2的光催化降解效率最高。     

低量Gd~3+掺杂TiO_2粉体的制备及催化活性

利用溶胶-凝胶法在700℃制备了纯的和不同Gd3+掺杂量的TiO2纳米粉体,并用XRD技术对样品进行了表征。研究了Gd3+掺杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Gd3+掺杂对纳米TiO2的光催化活性。结果表明,与纯TiO2相比,适量掺杂Gd3+可以显著提高其光催化活性。当Gd3+掺杂量为0.2%(质量),TiO2复合纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为86%,其金红石相含量为15.4%,平均晶粒粒径为15nm;Gd3+掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变、减小晶粒尺寸和晶格膨胀程度这三方面均有利于提高光催化活性。     

B／Y^3＋共掺杂纳米TiO2催化剂的制备及其降解甲醛的光催化性能评价

为了提高室内环境空气质量,本论文开展了光催化剂制备的研究。本论文采用溶胶-凝胶法制备B／Y^3＋共掺杂TiO2复合光催化材料,以甲醛为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性,对不同掺杂对光催化活性的影响、光催化剂的稳定性进行了分析。B／Y^3＋共掺杂TiO2复合光催化材料大大提高了催化剂的活性,对甲醛降解有较高的效率。     

Fe~(3+)-TiO_2/AC光催化剂的制备及其光催化性能

以活性炭(AC)为载体,通过溶胶-凝胶法制备了Fe3+离子掺杂的TiO2/活性炭(Fe3+-TiO2/AC)负载型光催化剂,通过SEM、XRD、UV-Vis等手段对光催化剂进行了表征。以125W高压汞灯作为光源,通过对罗丹明B的光降解反应,主要考察了温度对Fe3+-TiO2/AC复合体的光催化活性的影响。结果表明,温度在600℃条件下焙烧的Fe3(+0.15%)-TiO2/AC具有最好的光催化活性。     

添加Fe2+和Co2+对牲畜粪便发酵产沼气的影响

以牛粪为发酵原料,研究了不同浓度的Fe2+和Co2+对沼气产量和产气周期的影响。结果表明,物料添加Fe2+和Co2+的浓度为1.2μg/L时均可达到沼气最大产量。物料中Fe2+的浓度为1.2μg/L时,沼气总产量为3 648.25 mL,最高产气可持续7 d,日平均产气量为148 mL;1.2μg/L的Co2+的沼气总产量为2 766.25 mL,最高产气可持续5 d,日平均产气量为132.8 mL。物料添加不同浓度Fe2+和Co2+可延长产气周期,但对沼气生产的启动时间、发酵前后物料的碳氮比及pH值均无影响。     

Pb~(2+)、Ni~(2+)在核桃壳上的竞争吸附研究

以核桃壳为吸附剂研究Pb2+、Ni2+在吸附剂上的动力学方程、吸附等温线及竞争吸附行为。研究表明,Pb2+、Ni2+在吸附剂上的吸附均满足拟二阶动力学方程,线性相关系数均高达0.99;Pb2+、Ni2+吸附平衡浓度满足Langmuir吸附等温方程。Pb2+、Ni2+竞争吸附表明吸附剂对Pb2+的吸附能力比Ni2+强。     

NaOH改性桤木锯末对废水中Cd2+,Pb2+的吸附

文章研究了NaOH改性桤木锯末对水中Cd2+和Pb3+的吸附特性,探讨了pH值、锯末用量、吸附时间对吸附昔的影响及其吸附动力学和吸附柱动力学.结果表明:(1)锯末吸附Cd2+和Pb2+的最佳pH值分别为1.0和5.0(2)随锯末用量增加,锯末对Cd2+和Pb2+的吸附量减少,吸附率增加,对Cd2+和Pb2+吸附率分别可...     

UV-Fe~(3+)-Cu~(2+)-H_2O_2体系深度处理垃圾渗滤液

采用UV-Fe3+-Cu2+-H2O2体系对长沙黑糜峰垃圾填埋场经过生化法处理后的垃圾渗滤液进行了二次深度处理,发现体系在T为30~50℃,H2O2体积分数为0.12 mL/L,Fe3+浓度为0.2 mmol/L,Cu2+浓度为0.2 mmol/L,t为60 min条件下,废水COD从500~700 mg/L降至50~60 mg/L,色度从100倍降至无色,达国家一级排放标准。UV-Fe3+-Cu2+-H2O2体系对成分复杂且难降解的废水具有很好的处理效果,弥补了Fenton和UV-Fenton对pH值的要求过严和催化剂难回收的缺点。     

Immobilization of Cu~(2+) and Cd~(2+) by earthworm manure derived biochar in acidic circumstance

Earthworm manure, the by-product obtained from the disposing of biowastes by earthworm breeding, is largely produced and employed as a feedstock for biochar preparation through pyrolysis. For repairing acidic soil or acidic electroplating effluent,biochar physicochemical properties would suffer from some changes like an acidic washing process, which hence affected its application functions. Pristine biochar(UBC)from pyrolysis of earthworm manure at 700°C and biochar treated by HCl(WBC) were comparatively investigated regarding their physicochemical properties, adsorption capability and adsorption mechanism of Cu~(2+) and Cd~(2+) from aqueous solution to explore the immobilization characteristics of biochar in acidic environment. After HCl treatment,the soluble ash content and phenolic-OH in the WBC sample was notably decreased against the increase of the carboxyl C_O, aromatic C_C and Si–O–Si, compared to that of UBC. All adsorption processes can be well described by Langmuir isotherm model. The calculated maximum adsorption capacity of Cu~(2+) and Cd~(2+) adsorption on UBC were 36.56 and 29.31 mg/g, respectively, which were higher than that of WBC(8.64 and 12.81 mg/g,respectively), indicating that HCl treatment significantly decreased biochar adsorption ability. Mechanism analysis revealed that alkali and alkaline earth metallic, salts(carbonates, phosphates and silicates), and surface functional groups were responsible for UBC adsorption, corresponding to ion exchange, precipitation and complexation,respectively. However, ion exchange made little contributions to WBC adsorption due to the great loss of soluble ash content. WBC adsorption was mainly attributed to the abundant exposure of silicates and surface functional groups(carboxyl C_O and aromatic C_C).     

Cd、Zn在水体-土壤-双穗雀稗间的迁移模拟研究

以模拟江水-双穗雀稗-土壤构成的有机体系为研究对象,通过动态模拟实验,研究了外源重金属Cd2+、Zn2+单一及复合处理时对双穗雀稗生长及外源重金属在水体、土壤和双穗雀稗中的迁移富集情况。结果表明:较低浓度的水体Cd、Zn对双穗雀稗生长几乎没影响,高浓度时对其生长有抑制作用。双穗雀稗主要通过根、茎富集重金属离子,随着处理浓度的增加迁移富集量逐渐增大,迁移富集量地下部地上部,Cd、Zn在双穗雀稗中的迁移表现出协同效应,而在土壤中Cd对Zn的迁移富集存在拮抗作用,Zn对Cd的迁移富集存在协同作用。双穗雀稗可明显降低水体中外源重金属Cd、Zn的含量,是三峡库区消落带植被重建、修复重金属(Cd、Zn)污染的优良物种之一。     

松树锯末对Cu~(2+)的吸附研究

文章采用松树锯末以及柠檬酸钠改性锯末为吸附材料,以Cu2+为吸附对象,研究了溶液的pH值,吸附时间,锯末投加量及模拟废水初始浓度对吸附效果的影响,研究结果表明在最佳条件下改性前后的锯末对Cu2+的最大吸附量分别为3.31 mg/g、5.75 mg/g,最大除去率分别达到84.3%和92.3%。同时对改性前后的锯末做了吸附等温线拟合及动力学研究,结果表明吸附等温线均能很好的符合Langmuir或Freundlich吸附模式,吸附过程符合拟二级动力学方程。     

网状聚合物冠醚对重金属离子的吸附性能

以Hg（NO3）2、Cu（NO3）2水溶液为模拟工业废水，以侧链具N、S配位基的网状聚合物冠醚为吸附剂，研究了聚合物冠醚对HP(2＋)、Cu(2＋)的吸附性能。讨论了溶液温度、pH值、金属离子浓度及时间对吸附性能的影响，该聚合物冠醚对Hg(2＋)具有较高的吸附容量和较快的吸附速度。     

土著细菌协同土壤对渗滤液中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的累积能力

采集衡阳市水口山铅锌矿区周边未被采矿影响的表层红色土壤,分离出土著细菌,采用动态吸附方法,开展空白土壤与细菌协同土壤吸附重金属的对比试验,研究土著细菌作用下土壤对渗滤液中的Cu2+、Pb2+和Cd2+累积能力。研究结果表明有细菌协同作用下的土壤比没有细菌协同的土壤对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附能力要大,其分别大97.6%、63.6%、51.9%,可见土著细菌对土壤累积重金属离子有促进作用。     

Cu~(2+)和Zn~(2+)对日本新糠虾生长、蛋白含量和体内磷酸酶活性的影响

观察了不同浓度(10、20、40和80 μg/L)重金属离子Cu~(2+)和Zn~(2+)对日本新糠虾存活、蜕皮、蛋白含量和体内磷酸酶(碱性磷酸酶和酸性磷酸酶)活性的慢性(30 d)影响.结果显示:(1)Cu~(2+)和Zn~(2+)能明显降低糠虾存活率,金属离子浓度增高,存活率降低,其中Cu~(2+)引起的存活率降低更为明显,在最高浓度(80 μg/ L)Cu~(2+)组中糠虾的存活率仅为同浓度Zn~(2+)组的1/3,两组均明显低于对照组(P<0.05);Cu~(2+)和Zn~(2+)能明显降低糠虾蜕皮次数,最高浓度(80 μg/ L)Cu~(2+)和Zn~(2+)中糠虾的蜕皮数分别为11.00±1.73(次)和11.33±0.58(次),分别约为对照组的55.92%和57.6%.(2)Cu~(2+)和Zn~(2+)均能明显影响糠虾蛋白含量,其中Cu~(2+)的影响力更强,最高浓度(80 μg/ L)Cu~(2+)组糠虾体内蛋白白含量占湿重比为9.78%,仅约为对照组的1/2.(3)Cu~(2+)和Zn~(2+)能明显抑制糠虾体内两种磷酸酶的活力,碱性磷酸酶和酸性磷酸酶活力能作为糠虾监测环境重金属污染(Cu~(2+)和Zn~(2+))的检测指标.