改性FeCo2O4活化PMS降解水中2,4-二氯苯氧乙酸

以离子液体为氮源、磷源和氟源,采用一步水热法将N、P、F的3种元素掺杂到FeCo₂O₄中合成了NPF-FeCo₂O₄催化剂,用于活化过一硫酸氢钾(PMS)降解水中2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D).分别采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征.实验结果表明,当催化剂投加量为0.1 g·L^-1、PMS浓度为1 mmol·L^-1时,反应30 min后2,4-D的去除率可达100%;初始pH值在3到9的范围内,体系对2,4-D的去除效果不受影响,水中低浓度的Cl^-、HCO₃^-和腐殖酸对反应有轻微的抑制.通过电子自旋共振波谱(EPR)测试结果显示,相较于FeCo₂O₄和NP-FeCo₂O₄催化剂,NPF-FeCo₂     

机械混合法制备TiO2/g-C3N4复合材料及其光催化降解双酚A的性能

本工作采用机械混合方法,将TiO₂纳米颗粒与不同质量的g-C₃N₄复合,制备了一系列具有不同g-C₃N₄含量的TiO₂/g-C₃N₄复合材料.运用X射线粉末衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱（Raman）、比表面积分析仪（BET）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对材料的化学组成和形貌特征进行了表征.比较了g-C₃N₄、TiO₂和一系列TiO₂/g-C₃N₄在可见光驱动下对水中双酚A（BPA）的降解效率和矿化能力差异,发现TiO₂/g-C₃N₄的光催化活性显著高于g-C₃N₄和TiO₂,其中以TiO₂/g-C...     

Fe@CeO2/CN双空腔核壳磁性载金椭球催化剂及其催化还原对硝基苯酚和染料污染物

载金催化剂可在温和条件下还原性降解环境中某些有毒有害污染物,并转化为低毒性、高附加值的物质,从而促进水体污染物化学资源转化和综合利用.本文设计制备Fe@CeO₂/CN双空腔核壳磁性载金椭球催化剂,用于还原降解水体中对硝基苯酚和染料污染物.该催化剂先制备Fe₂O₃@CeO₂梭型微粒内核,采用乙二胺介导的Stober扩展法在其表面合成SiO₂@RF复合物,经过碳化-水热蚀刻得到具有介孔碳氮壳层的Fe₂O₃@CeO₂/CN椭球;采用[Au(en)₂]³⁺为金前驱体的沉积沉淀-还原气氛热处理法在上述椭球中构筑较好分散度超细纳米Au颗粒,同时Fe₂O₃转化为小体积Fe颗粒并形成内空腔,得到Fe@CeO₂-Au/CN双空腔核壳磁性椭球催化剂.该催化剂独特的结构特征和复合组分协同增强性效应使其在还原降解对硝基苯酚和染料...     

Fe3O4@SA/Ce微球的表征及对染料的吸附特性

以天然高分子化合物海藻酸钠(sodium alginate,SA)为骨架,结合磁性Fe₃O₄和稀土铈离子Ce(Ⅲ)通过溶液反应制备出一种新型的磁性海藻酸铈复合微球(Fe₃O₄@SA;Ce).采用X射线衍射(XRD)、孔结构比表面积分析(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)及振动样品强磁计(VSM)对Fe₃O₄@SA;Ce的结构进行了表征,并以直接桃红12B(direct red 12B,DR 12B)和直接橙S(direct orange S,DO S)两种染料为吸附对象,探讨了Fe₃O₄@SA;Ce的吸附剂性能、吸附动力学和热力学.结果表明,Fe₃O₄@SA;Ce对室温下自然pH染料溶液中DR 12B和DO S均表现出良好的吸附效果,吸附量分别可达464 mg·g^-1和730 mg·g^-1.在不同温度下(298、313、328 K),Fe₃O₄@SA;Ce对DR 12B和DO S的吸附过程均可用拟二级吸附动力学方程准确描述.通过等温吸附研究,发现Fe₃O₄@SA;Ce对两种染料的等温吸附较好地符合Freundlich模型.各种表征结果表明,SA与Ce(Ⅲ)和Fe₃O₄交联反应后生成的Fe₃O₄@SA;Ce凝胶球表面有大量深浅不一的褶皱沟纹,形貌发生了显著变化.作为一种绿色环保、制备方法简单、可高效吸附的磁性高分子复合吸附剂,Fe₃O₄@SA;Ce对高浓度染料具有很好的吸附效果,期望能够在染料废水处理中得到广泛应用.     

Ce0.7Zr0.3O2纳米棒的制备及其对柴油车尾气碳颗粒的催化净化性能

本研究以硝酸铈、硝酸锆为原料使用溶剂热合成法,制备了CeO₂-ZrO₂纳米棒催化剂(Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)),并用于柴油车尾气碳颗粒催化净化.催化活性检测证实:Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)纳米棒催化剂可有效净化柴油车尾气碳烟颗粒.在Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)存在下,碳颗粒净化率为10%、50%和90%时,所需温度分别仅为375℃、414℃和455℃,比商用Ce_0.7Zr_0.3O₂和Ce0.3Zr0.7O2催化剂性能更优.采用氮吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温还原(H₂-TPR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术对催化剂进行表征.XRD和Raman结果证实,Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)主要由立方相CeO₂构成,并掺杂了少量四方相氧化锆.SEM和TEM结果则显示,Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)催化剂颗粒明显由纳米棒堆积而成,特定的纳米形貌会影响其对碳颗粒的催化氧化活性.XPS结果证明Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)催化剂主要具有晶格氧、化学氧和表面吸附氧等氧物种;晶格氧是碳颗粒氧化的活性氧物种,其溢流到催化剂表面可与碳颗粒接触从而提高反应活性;化学氧和表面吸附氧均为表面氧物种,极易与表面固体碳颗粒直接接触,从而可在较低温度下促进碳颗粒的净化.H₂-TPR结果进一步证实了XPS结果,Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)催化剂的低温还原温度比商用Ce_0.7Zr_0.3O₂催化剂更低,且含有更多的易还原氧物种,这些低温易还原氧物种可以在较低温度下参与催化反应,促进柴油车尾气颗粒物的低温催化净化.     

Pd/TiO2催化水体中四溴双酚A的电催化还原脱溴

以TiO₂、Al₂O₃、CeO₂和SiO₂为载体，采用浸渍法制备Pd基催化剂，并通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)等手段对催化剂的结构进行了详细表征.以Pd/TiO₂为催化剂，研究四溴双酚A(TBBPA)在阴极池的电催化还原.结果表明，悬浮体系中Pd基催化剂的催化活性远高于固定体系；与其他载体相比，Pd/TiO₂的电催化还原活性最高；反应过程符合Langmuir-Hinshelwood模型，受控于TBBPA在催化剂表面的吸附过程；随着恒定电流和Pd负载量的增大，TBBPA电催化还原反应的初活性呈现火山型变化规律；经过5次循环使用，Pd/TiO₂催化剂仍能够完全去除TBBPA，具有良好的稳定性.     

表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)辅助合成Bi2MoO6光催化剂协同PMS降解AO7

采用CTAB辅助水热法合成钼酸铋(Bi₂MoO₆,BMO)微球,并将其用于活化过一硫酸盐(PMS),在可见光下降解废水中的偶氮染料金橙Ⅱ(AO7).利用X射线衍射(XRD),傅里叶红外光谱仪(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)对催化剂进行了表征,并通过降解实验测试其催化性能.结果表明,合成的催化剂具有良好的吸附、催化降解AO7的性能.在中性条件下,催化剂投加量0.3 g·L^-1,AO7浓度0.1 mmol·L^-1,PMS浓度1 mmol·L^-1,可以在30 min内完全降解AO7.研究了催化剂含量、pH、共存阴离子等对AO7降解效果的影响.通过自由基消除实验,探索了0.10CTAB-BMO/光/PMS体系中存在的活性物种(h⁺、·O₂^-、¹O₂、·OH和SO₄...     

g-C3N4-MoS2/WSe2自偏压系统构建与不同类型污染物同时去除性能研究

由于工业化进程的不断推进,染料与重金属废水被非法排入自然水体,水体污染问题日益严峻.为实现两种污染物的同时去除,本文通过调控合成MoS₂/WSe₂（MW）异质结复合催化材料,提高其催化活性.黑暗条件下,以MoS₂、WSe₂以及MW为阳极材料,g-C₃N₄为阴极材料组建自偏压燃料电池系统,实现在降解有机染料的同时,去除水体中的重金属离子.通过调控参数,探究影响染料与重金属去除的因素.研究表明,影响重金属和有机染料去除效果的因素有pH、电解质溶液浓度、重金属溶液浓度.当溶液pH=5,电解质溶液浓度为0.1 mol·L^-1,铜离子浓度为4 mg·L^-1时,重金属的去除率为64.3%.当溶液pH=5,电解质溶液浓度为0.2 mol·L^-1,铜离子浓度为2 mg·L^-1时,有机染料罗丹明B的去除率为99.5%.该系统在无外加光照条件下,实现不同类型污染物同时去除,并产生约240 ...     

生物炭载硫化铁对2,4-二氯苯氧乙酸的催化氧化降解

以木质生物炭为载体制备了负载型硫化铁(FeS_x/BC),采用扫描电镜/能量色散X射线光谱(SEM/EDX)、X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对其结构进行了表征分析.然后将其用于催化除草剂2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)的类Fenton氧化降解,并与市售硫化亚铁(c-FeS)进行对比.结果表明,生物炭可以提高硫化铁分散性,炭载催化剂中的Fe主要以Fe_3S_4形式存在.与c-FeS相比,采用FeS_x/BC催化降解2,4-D的反应速率常数(k_(obs))提高了约20倍.降解反应速率随催化剂、H_2O_2用量增加而提高,但是随初始pH(2.0—9.0)上升而下降.机理研究表明,生物炭作为电子穿梭体有助于提高·OH的生成量,促进2,4-D降解中间产物转化、并使脱氯反应更完全.     

Co-Cu双金属氧化物活化过一硫酸盐去除水中磺胺甲噁唑

采用钴铜双金属氧化物(Co-Cu)为催化剂,活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的磺胺甲噁唑(SMX).使用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对催化剂的形貌和元素组成进行表征.考察了催化剂和PMS浓度、无机阴离子和富里酸(FA)对Co-Cu/PMS体系降解SMX的影响.结果表明,当pH为7.0时,在催化剂用量为50 mg·L^-1,PMS浓度为0.5 mmol·L^-1条件下,50 mg·L^-1的SMX在30 min内去除率为95.6%,增加PMS浓度或提高催化剂用量均可加快SMX的降解速率.水中FA与HCO₃^-对SMX的去除率有一定的抑制作用,而Cl^-和SO₄^2-对反应无影响.淬灭实验与电子顺磁共振(EPR)结果显示,硫酸根自由基(SO₄^·-)和单线态氧(¹O₂)为Co...     

过硫酸钠氧化脱色罗丹明B——影响因素和机理

采用过硫酸钠(PDS)直接氧化和催化活化氧化脱色罗丹明B(RhB),分别考察了PDS剂量、pH、催化剂、Cl-浓度对RhB脱色的影响.结果表明,PDS在无外加催化剂下能够有效脱色RhB,pH越低,脱色率越高;当pH 2.4,PDS用量为3.5 g·L^-1,在120 min内RhB的脱色率可达92%;自由基淬灭实验表明,酸性条件下主要为PDS直接氧化脱色RhB,并存在小部分硫酸根自由基(SO₄4·-)作用.在pH 5.6、pH 8.0条件下,外加活性炭纤维(ACF)、四氧化三铁(Fe₃O₄4)、Fe₃O₄4负载型催化剂(ACF/Fe3O₄4)可促进PDS对RhB脱色;在pH 2.4条件下,外加ACF对RhB脱色的促进作用较小,Fe₃O₄4、ACF/Fe₃O₄4对RhB脱色有一定抑制作用.不同pH和催化剂处理下,低浓度Cl-(0.01、0.04 mO₄l·L^-1)对RhB脱色速率都呈现抑制作用,高浓度Cl-(0.08 mO₄l·L^-1)相对于低浓度Cl-处理都呈促进作用.不同浓度Cl-处理在反应前60 min RhB脱色速率差异较大,而反应120 min后脱色率差异较小.提出Cl-通过调控SO₄4·-脱色RhB途径来影响RhB脱色速率的机理,Cl-竞争消耗SO₄4·-降低RhB脱色速率,但经一系列反应生成的Cl2·-能与RhB快速反应而提高RhB脱色速率;Cl-对RhB的脱色反应速率的影响存在抑制-促进双重机制,且与Cl-浓度相关.研究结果为基于PDS直接氧化和催化氧化处理含盐染料废水的研究和应用提供了一定的理论依据.     

以NH2-MIL-53(Al)为前驱体制备多孔掺碳Al2O3吸附剂及其对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

铬是污染性金属元素,铬含量是水质污染控制的一项重要指标,其中Cr(Ⅵ)的毒性最大,且易被人体吸收.本研究以水中的Cr(Ⅵ)吸附传质分离为目标,利用以铝为金属源水热法合成的铝基MOFs为前驱体,600℃煅烧后制备了多孔掺碳Al₂O₃吸附材料,利用现代分析技术对其进行微观结构表征,探究了其吸附作用能力与机制.研究结果表明,XRD、SEM、BET等表征手段证明了NH₂-MIL-53(Al)与多孔掺碳Al₂O₃结构的成功合成.前驱体NH₂-MIL-53(Al)和煅烧后的衍生物多孔掺碳Al₂O₃,在形貌上相似,且多孔掺碳Al₂O₃材料(180.24 m²·g^-1)的比表面积要大于NH₂-MIL-53(Al)(116.73 m²·g^-1).多孔掺碳Al₂     

TiO2/Li4Ti5O12/Na2Ti6O13复合催化剂的制备、表征及其光催化活性

采用反相微乳法,制备了TiO2/Li4Ti5O12/Na2Ti6O13复合催化剂,运用TG-DSC、XRD、SEM等分析方法对催化剂进行表征.在紫外光(λ=365 nm)照射下,以2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)作为目标污染物,用P-25型TiO2作对照,研究了TiO2/Li4Ti5O12/Na2Ti6O13复合催化剂光催化降解2,4-DCP的特性.结果表明,制备的TiO2/Li4Ti5O12/Na2Ti6O13复合催化剂成带状纳米结构,其长度大于5μm,宽度约60 nm,厚度小于30 nm,结晶良好,分散性高,在紫外光照射下,50 min内对20 mg·L-1的2,4-DCP降解率达到了99.8%,表现出了比P-25型TiO2更高的光催化活性.     

g-C3N4/RGO的制备、光催化降解性能及其降解机理

尿素固相反应得到石墨相氮化碳(g-C₃N₄),石墨(G)被氧化制得氧化石墨(GO),GO被还原制得石墨烯(RGO),通过3种复合方法分别制得g-C₃N₄/RGO材料.通过对污染物亚甲基蓝、罗丹明B和甲基橙的降解,考察了g-C₃N₄与GO不同复合比9.7:1、9.3:1、9:1、8:1和6.7:1对光催化剂g-C₃N₄/RGO光催化性能的影响.同时考察了复合物对污染物的选择性降解.用X-射线衍射谱(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对催化剂的结构性质进行了表征.结果表明,g-C₃N₄与GO混合-水合肼还原-高温固相反应法制备的g-C₃N₄/RGO,时间最短,产量较高,对罗丹明B的降解效果最佳,说明该方法较好.另外,当g-C₃N₄与GO的质量比为9.7:1时,制备的g-C₃N₄/RGO降解效果最佳.还有,该复合材料对亚甲基蓝的降解效果最佳,罗丹明B次之,甲基橙最差.机理研究结果表明超氧自由基在光催化过程中起主导作用,羟基自由基起次要作用.     

UV/H2O2对盐酸林可霉素的光催化降解及生物毒性分析

本文以盐酸林可霉素(LCM)为研究对象,探究其在UV/H₂O₂降解作用下的降解情况,探讨了H₂O₂浓度、初始pH值和有机物等影响因素对LCM的影响及机制.实验结果表明,当H₂O₂浓度为50 mg·L^-1,pH=7.3,LCM浓度为10 mg·L^-1,反应30 min后,LCM去除率达到98%,且反应过程遵循准一级动力学.利用高效液相色谱串联飞行时间质谱仪(LCMS-TOF 5600+)鉴别出其在UV/H₂O₂降解过程中主要产物的分子结构式,进而推导出可能的降解路径.利用TEST对降解过程中的产物进行毒性预测,结果表明,中间产物的毒性高于母体,对水质安全保障造成潜在风险.     

MnO2/H2SO4溶液同时脱硫脱硝实验

采用MnO2/H2SO4溶液作为吸收液,以Fe3+作为催化剂在自制的鼓泡反应器内,对模拟烟气进行同时脱硫脱硝的实验研究,主要考察MnO2浓度、Fe3+浓度、pH值、反应温度、NO浓度、SO2浓度、氧含量、烟气流量等因素对SO2和NO脱除效率的影响.实验结果表明,MnO2浓度、Fe3+浓度、烟气流量、反应温度、NO浓度、SO2浓度对脱硝率影响显著,pH值、氧含量对脱硝率影响不大.在整个实验范围内脱硫效率总是保持在98%以上,脱硝效率最高达到70.9%.     

CO2+MEA反应在CaCO3催化下Eley-Rideal模型及混合胺溶液体系协同效应的机理研究

研究混合胺溶液吸收二氧化碳(CO₂)的反应机理对低碳环保具有重要意义.本文以碳酸钙(CaCO₃)为催化剂,在Eley-Rideal模型下通过Gaussian09软件模拟计算乙醇胺(MEA)+CO₂反应机理,,同时计算混合胺溶液体系乙醇胺(MEA)+二乙醇胺(DEA)/2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)/N-甲基二乙醇胺(MDEA)吸收CO₂中经实验证明的协同效应.本文在CCSD(T)/6-311++G(d,p)水平上计算在两性离子机理下中间步骤的自由能和几何振动频率.模拟结果表明,在固体催化剂CaCO₃作用下,反应活化能降低了14.9%,但是自由能没有降低.混合胺盐能量(MEA-DEA-CO₂,MEA-AMP-CO₂)低于MEA-CO₂-MEA能量,差距分别为-18.25%和-14.5%,而MEA-MDEA-CO₂体系能量与单一溶液体系差距仅为-5.88%.这表明二级胺,空间位阻胺的协同效应大于三级胺.     

贵金属负载氧化石墨烯二氧化钛光催化消除甲硫醇三甲胺性能探究

利用沉积法将Ag、Pt、Pd等3种贵金属负载GO/TiO₂,利用X射线衍射、扫描电镜和X射线光电子能谱等对催化剂的结构、组成、形貌进行表征.将催化剂用于光催化动态和静态实验降解甲硫醇、三甲胺气体,考察不同贵金属的负载对催化效果的影响.结果表明,贵金属均匀沉积在GO/TiO₂上,减少了光生电子空穴对复合,与GO/TiO₂相比光催化效率得到显著提升.催化效果顺序为：Pd/GO/TiO₂>Pt/GO/TiO₂>Ag/GO/TiO₂>GO/TiO₂.     

FeCl3改性火山石的磷吸附特征及其生物膜对底泥的氮磷控制作用

低碳背景下,既具备高效磷吸附能力、又能固定化脱氮微生物菌群的环保材料在缓流水体富营养化治理中具有良好的应用前景.以火山石为原料,筛选预处理方法,比较分析氯化铁改性、煅烧改性、复合改性后的磷吸附效果;采用SEM、BET、XRD、FTIR表征技术,结合等温吸附曲线和吸附动力学曲线,探索FeCl₃改性火山石的磷吸附机制;通过底泥培养试验,评价FeCl₃改性火山石生物膜对底泥氮磷释放的控制效果.结果表明5%HCl预处理可提高火山石的总磷(TP)吸附率30%左右,FeCl₃改性和FeCl₃联合焙烧改性可使火山石的TP吸附效率达到95%以上.FeCl₃改性后,火山石比表面积增加,微孔体积减小,平均吸附孔径增大.Fe2O3颗粒负载于火山石表面,—OH活性增加,生成的多羟基产物促进磷絮凝沉降,提高吸附效率. Langmuir和Freundlich方程拟合系数(R²)均大于0.9,最大吸附量为7.30 mg/g,表明FeCl₃改性火山石的磷吸附过程既存...     

含氧水溶液中δ-MnO2对非晶态Cr（OH）3的化学氧化：影响因素和作用机理

对六价铬污染水体和土壤修复常采用化学还原方法,但是当前研究对还原产物非晶态Cr（OH）₃的再氧化过程以及环境酸碱性、有机质等因素对该过程的影响仍有较多分歧.本研究通过批试验,观测了含氧水溶液体系中非晶态Cr（OH）₃的长期稳定性及pH和溶解性有机质（Dissolved organic matter,DOM）对δ-MnO₂氧化非晶态Cr（OH）₃的影响.研究结果表明,在含氧水溶液中,Cr（OH）₃具有较好的长期稳定性;δ-MnO₂会显著增大Cr（OH）₃的氧化量,Cr（Ⅵ）生成量从0.03mg·L^-1增大为0.83 mg·L^-1.环境酸碱性可显著影响δ-MnO₂对Cr（OH）₃的氧化行为,碱性条件下Cr（Ⅵ）生成量更大.当pH=8,反应365 d时,总Cr（Ⅵ）浓度可达0.83 mg·L^-1; pH=6时,反应365 d时,总C...