NiO/SrBi2O4可见光催化杀菌的研究

采用共沉淀法制备SrBi2O4,利用浸渍法将NiO负载到SrBi2O4表面上,制得可见光催化杀菌剂.紫外可见漫反射光谱的测定显示催化剂在400-650nm波长有吸收.表明NiO/SrBi2O4在可见光(λ＞420 nm)照射下对革蓝氏阴性菌大肠杆菌(E.coli)有很高的杀菌活性.通过TEM观察和ICP测定反应过程中钾离子的浓度变化,证实细菌细胞壁和细胞膜均遭到破坏.     

焙烧温度对N掺杂TiO2催化剂催化性能的影响

以Ti（SO4）2为钛源、碳酸氢铵为氮源,采用均匀沉淀法制得水合沉淀物,在N2保护下对水合沉淀物进行程序升温处理,制得了不同焙烧温度的N掺杂TiO2可见光响应催化剂.以三硝基间苯二酚为目标降解物,研究了所制备微粒在可见光区及紫外光区的光催化活性.对所制备的催化剂采用X射线衍射、热重-差热分析、傅立叶变换红外光谱和紫外-可见漫反射光谱对催化剂进行表征,研究改性催化剂的晶相结构、热稳定性、表面结构和光谱特征.结果表明：N-掺杂TiO2的可见光催化活性显著提高,焙烧温度为300℃时可见光催化活性最为优异,在不降低紫外段催化能力的同时,催化剂的吸收带边红移至468nm.     

钼酸铋光催化剂的制备及其光催化活性

以表面活性剂聚乙二醇(PEG6000)为模板剂,调节其用量(0、10、20、30、40 g·L-1)通过水热法制备得到Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6纳米光催化剂,分别命名为(BMO-0、BMO-1、BMO-2、BMO-3,BMO-4).采用X-射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),紫外可见漫反射(DRS UV-Vis)和比表面仪(BET)对其进行表征,结果表明,制备得到的钼酸铋为立方相Bi3.64Mo0.36O6.55和单斜相Bi2MoO6的混合物,形貌为纳米片和纳米颗粒的混合体.在可见光(≥420 nm)照射下,研究了Bi3.64Mo0.36O6.55/Bi2MoO6光催化降解罗丹明B(Rhodamine B,RhB)和苯酚(phenol)的催化特性,探讨了在光催化剂制备过程中PEG6000用量对其可见光活性的影响,发现当PEG6000用量为20g·L-1时其光催化活性最好.可见光下照射2.5 h即可使RhB(1.37×10-5mol·L-1)100%脱色,光照12 h后对苯酚(1.48×10-3mol·L-1)的降解率达到35.15%.采用DPD分光光度法测定了体系中产生的双氧水(H2O2),并结合外加叔丁醇(t-butanol)、碘化钾(KI)等捕获剂试验,推测其催化机理主要为空穴氧化和超氧自由基(O·-2)协同氧化历程.     

水热法制备N掺杂纳米TiO2及其光催化活性研究

以钛酸四丁酯和氨水为前驱物,采用水热法制备N掺杂TiO2纳米微粒,利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等技术对不同条件下制备的产物进行了表征.探讨了不同体积比的前驱物、水热温度、水热时间及煅烧温度对水热产物的影响;考察了N掺杂催化剂在紫外线和可见光下光催化降解甲基橙和苯酚的催化性能.     

串珠状InNbO4光催化剂可见光下降解盐酸达克罗宁

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了串珠状InNbO4光催化剂,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)和比表面积测定仪(BET)等手段对样品进行了表征.以盐酸达克罗宁为模型污染物考察了样品的可见光催化活性.结果表明,合成的串珠状InNbO4为单斜相结构,禁带宽度约为2.91 eV,比表面积为74.1 m2·g-1.串珠状InNbO4具有较高的光催化活性,在可见光下,pH值为7.35,催化剂用量为0.5 g·L-1时,能够有效地降解起始浓度为25 mg·L-1的盐酸达克罗宁溶液,并且降解速率可用一级动力学方程来描述.     

Bi（25）FeO40-g-C3N4磁性催化剂的制备及其可见光催化性能

采用水热法制备了铁酸铋(Bi25FeO40),将其与类石墨相氮化碳(g-C3N4)复合得到Bi25FeO40-g-C3N4磁性光催化剂,用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积分析、UV-Vis光谱和磁滞回线对该磁性光催化剂进行了表征.考察了Bi25FeO40-g-C3N4复合催化剂对亚甲基蓝的可见光催化降解效果.结果表明,Bi25FeO40-g-C3N4复合催化剂对亚甲基蓝的可见光催化降解效率远高于Bi25FeO40.此外,Bi25FeO40-g-C3N4表现出顺磁性,可通过磁选分离并回收.     

负载型TiO2-xNx的制备表征及可见光催化降解亚甲基蓝

以溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,负载于玻璃微珠表面,在NH3气流中直接进行热处理,制备负载型掺氮纳米TiO2薄膜催化剂.选取亚甲基蓝为处理对象,结合对催化剂表面结构、晶型和紫外可见吸收的表征,对制备的催化剂进行评价.结果表明,450℃下焙烧3 h所制备的负载型催化剂为锐态矿相;可见光的范围拓展到700 nm左右;负载均...     

钴负载MCM-41分子筛催化臭氧氧化水中氯代苯甲酸

通过水热法合成介孔分子筛MCM-41,采用等体积浸渍法制备了Co负载MCM-41分子筛催化剂(Co/MCM-41).小角X-射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、N2吸附-脱附等温线及透射电镜(TEM)等对催化剂的成分、结构的表征结果显示,Co/MCM-41保持了纯硅MCM-41有序的介孔结构,钴元素以钴氧化物形式存在,比表面达到772 m.2g-1.将Co/MCM-41分子筛用于催化臭氧氧化水中对氯苯甲酸(p-CBA)的研究,结果表明,在优化条件下(2%负载量和25℃反应温度),催化剂的加入显著改善了TOC去除率,达到84.6%,是单独臭氧氧化的1.6倍.     

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.     

CuxZn1-xS/RGO复合材料的制备及其光催化降解环丙沙星性能研究

通过一步水热法制备了光催化剂Cu_xZn_(1-x)S/RGO,实现了Cu_xZn_(1-x)S纳米颗粒的可控生长和氧化石墨烯(GO)还原的同步进行,并将所制备的Cu_xZn_(1-x)S/RGO用于环丙沙星(CIP)的催化降解研究.采用X-射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体-原子发射光谱仪(ICP-AES)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)、电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对复合物的组成形貌进行表征.结果表明,球状的Cu_xZn_(1-x)S颗粒成功负载在石墨烯表面.Cu~(2+)的掺杂增强了Cu_xZn_(1-x)S/RGO光催化剂在可见光范围的响应,石墨烯的引入抑制了Cu_xZn_(1-x)S纳米颗粒的团聚,提高了光催化性能.此外,Cu_(0.1)Zn_(0.9)S/RGO_(10)对CIP的降解速率分别是ZnS、Cu_(0.1)Zn_(0.9)S的8倍和4.4倍.     

TiO2纳米管光催化还原Cr（Ⅵ）的研究

以水热法制备TiO2纳米管,采用X射线衍射仪(XRD),高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和紫外可见漫反射光谱对其结构和性质进行了表征.研究了光催化还原溶液中Cr(Ⅵ)的反应活性,分别考察了煅烧温度、反应溶液的pH、助催化剂对TiO2纳米管光催化还原的影响.实验结果表明,TiO2-550光催化活性最优;酸性条件有利于Cr(Ⅵ)的还原;NiO和Co2O3复合的TiO2-550光催化活性明显提高.     

g-C_3N_4光催化降解2,4-DCP的活性及机理

以三聚氰胺(Melamine)为原料,在高温条件下采用热缩合反应合成了石墨型氮化碳(g-C_3N_4)光催化剂.通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、衰减全反射红外光谱(ATR-IR)等技术对其物理结构及性质进行了表征,结果表明实验制备的g-C_3N_4为片层状结构,比表面积为15.34 m~2·g~(-1).在可见光(λ420 nm)照射下,用g-C_3N_4降解有机小分子污染物2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP),该过程反应符合一级动力学,反应速率常数为0.0113 min~(-1),以0.67 g·L~(-1)的用量反应250 min后2,4-DCP矿化率达到60%;2,4-DCP在弱酸性条件下(p H=5.4)的降解效率最高;通过捕获实验及电子自旋共振(ESR)实验表明,超氧自由基(O·-2)是g-C_3N_4光催化降解2,4-DCP过程中的主要活性物种.2,4-DCP的降解路径主要涉及脱氯、苯环开环和碳链断裂等反应历程.     

FeVO_4/BiVO_4光-Fenton复合催化剂的制备与催化性能

采用一步水热法制备了FeVO_4/BiVO_4光-Fenton复合催化剂,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射(UV-Vis)对样品进行了表征,并以氙灯为照射光源,亚甲基蓝为目标污染物,对该催化剂的催化活性进行了评价.结果表明,与纯FeVO_4和纯BiVO_4比较,FeVO_4/BiVO_4光吸收峰明显向可见光区扩展,光催化活性显著提高.同时作为类Fenton固相催化剂也显现出较高的催化活性,在氙灯照射和H2O2下,亚甲基蓝在p H 3—9范围内均可降解,在p H 3.0时,反应40 min降解率达到90%以上.     

花状BiOBr催化剂制备及对废水底物降解的光催化特性

以Bi(NO_3)3·5H_2O为铋源,KBr为溴源,采用水热法调节不同前驱液pH值制备花状BiOBr光催化剂,并用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和紫外-可见光漫反射光谱(UV-vis)对产品进行结构表征。同时,在花状BiOBr光催化降解甘蔗糖蜜酒精废水反应中考察了催化剂用量、溶液pH值、通氧量、电子捕获剂用量及光照强度对糖蜜酒精废水脱色率的影响,并进行正交试验优化。结果表明,水热产品均属于四方晶系的BiOBr,其带隙能为2.57~2.65eV。花状BiOBr能有效降解甘蔗糖蜜酒精废水中的有机物质,废水脱色率显著提高。在400W金属卤化物灯照射下反应180min、添加3.0g·L-1BiOBr光催化剂、通氧量为120L·h-1(M档)、废水pH值为0.11、电子捕获剂KBrO3添加量为3.0g·L-1、离液面9cm高度条件下,花状BiOBr光催化降解经30倍稀释的甘蔗糖蜜酒精废水的脱色率为98.5%,CODCr去除率为51.8%。四方晶系花状BiOBr晶体的可见光催化糖蜜酒精废水过程符合一级动力学反应。     

Ag@AgCl催化剂的制备及可见光降解三聚氰胺

在超声波辅助作用下制备了Ag@AgCl可见光催化剂,采用紫外可见分光光度计、扫描电镜(SEM)对该催化剂进行了表征,该催化剂在可见光区有较强的吸收,粒径在微米级.以三聚氰胺为模型化合物测试其可见光催化性能.研究发现,该催化剂在可见光照下,不仅可以使三聚氰胺发生脱氨基反应,而且能使其环结构破坏,但却不能催化氰脲酸降解.通过除氧实验、空穴捕获、顺磁共振等实验测试,对其可能的催化降解机理进行了探讨.     

Ce-MCM-41分子筛用于臭氧氧化对氯苯甲酸的活性评价

通过水热法合成了铈掺杂MCM-41(Ce-MCM-41)介孔分子筛,并将其用于臭氧氧化水中对氯苯甲酸(p-CBA).小角X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附(BET)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、透射电镜(TEM)表征结果表明,铈成功进入MCM-41分子筛骨架,以正四面体形式存在,且Ce-MCM-41保持了纯硅MCM-41有序的介孔结构,具有较高的比表面积;铈的掺杂显著提高MCM-41催化臭氧氧化对氯苯甲酸的活性,反应60 min后,TOC去除率由MCM-41的63%提高到86%(Si/Ce=60),而单独臭氧氧化仅为52%;铈的溶出仅为0.085 mg.L-1,较同样负载量的铈负载Ce/MCM-41的溶出(0.44 mg.L-1)有较大减少.催化剂重复使用3次后仍保持较高的活性,这表明Ce-MCM-41具有较好的活性和稳定性,是一种有前景的臭氧氧化催化剂.     

基于水热法制备的TiO_2/MoS_2复合光催化剂及其光催化制氢活性

采用水热法制备出了TiO_2/MoS_2复合光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(DRS)、X射线光电子能谱分析(XPS)和光致发光光谱(PL)方法对TiO_2/MoS_2进行表征.研究了MoS_2负载量、复合催化剂TiO_2/MoS_2表面担载的贵金属种类(Pt、Pd、Ru)及其担载量、空穴牺牲剂种类对光催化反应制氢活性的影响,并考察了催化剂的稳定性.研究结果表明,硫化钼和二氧化钛复合能显著提高光催化产氢性能,硫化钼的最佳负载量为5 wt%,比产氢速率为776.99μmol·h~(-1)·g~(-1),其产氢活性是纯TiO_2的4.92倍,商业P25的3.67倍;复合催化剂TiO_2/5 wt%MoS_2表面担载的贵金属种类及其质量分数对产氢性能有一定的影响,其中0.5 wt%的Pd对产氢性能的影响最大,能明显提高复合催化剂的产氢性能,比产氢速率可提高至2599μmol·h~(-1)·g~(-1);该催化剂可利用不同有机物作为牺牲剂产氢,如甲醇、乙醇和乳酸,三者产氢量的次序为:甲醇乳酸乙醇;经过5次循环实验,复合催化剂Pd/(TiO_2/MoS_2)仍能保持90%的活性.另外,对复合催化剂光催化产氢机理也进行了分析.     

化学老化后稻壳生物炭理化性质的改变及微观结构表征

为研究化学老化对生物炭理化性质与微观结构的影响,本研究采用H_2O_2、HNO_3老化不同温度(350℃和550℃)下制备的稻壳生物炭,并利用元素分析、扫描电镜、漫反射红外光谱、X射线光电子能谱等测定比较生物炭老化前后表面理化性质及微观结构的变化.结果表明,经两种氧化剂老化后两种生物炭中O元素含量及O/C原子比均增加.与老化前生物炭相比,老化后两种生物炭中羟基、羧基、酮羰基、脂肪醚、酯基等含氧官能团的含量均发生不同程度的变化.通过漫反射红外与X射线光电子能谱分析相结合,发现两种稻壳生物炭经H_2O_2、HNO_3老化后均生成了羟基、羧基等含氧官能团,从而使得生物炭极性增加.此外,经HNO_3老化后稻壳炭表面生成硝基、硝酸盐等含氮基团,N元素含量亦显著增加.但氧化剂对两种温度下制备的生物炭中炭元素含量影响存在差异:经H_2O_2、HNO_3氧化后550℃制备的生物炭(R550)中C元素含量与芳香性降低;而经H_2O_2氧化后,350℃制备的生物炭(R350)中C元素含量与芳香性均上升.     

腐殖酸负载对萘和1-萘酚在生物炭上吸附动力学的影响

进入环境的生物炭对有机污染物的吸附过程受到普遍共存的溶解性有机质的影响.本研究将两种腐殖酸组分负载在以玉米秸秆为原料、不同炭化温度下(200、400、600℃)制得的生物炭上,考察极性和非极性有机污染物萘和1-萘酚在原始和腐殖酸负载生物炭上的吸附动力学,分别应用拟一级、拟二级和双室一级3种动力学模型对实验数据进行拟合.结果表明,拟二级和双室一级动力学模型均能较好地描述动力学吸附过程.腐殖酸负载对生物炭上萘和1-萘酚的吸附动力学有显著影响,使得平衡吸附量(Q_e)下降,而表观吸附速率提高.致密的芳香碳组分和纳米级孔隙主要对萘和1-萘酚在生物炭上的慢吸附单元起作用,腐殖酸负载降低了生物炭的芳香化程度和孔隙度,慢吸附对总吸附的贡献(f_(slow))降低.生物炭内部有机碳的致密性降低,使得萘和1-萘酚分子容易扩散进入生物炭颗粒内部,加之表面积和孔隙度减少,缩短吸附平衡时间,两种化合物的慢吸附速率常数(k_(slow))均提高.负载腐殖酸后,两种化合物的快吸附速率常数(k_(fast))的变化却不同.腐殖酸负载向生物炭表面引入含氧极性官能团,阻碍萘分子向表面疏水吸附位点扩散,使得萘的k_(fast)下降;而由于1-萘酚是极性有机物,除了疏水作用,其结构中的—OH能通过氢键与生物炭表面相互作用,其k_(fast)反而升高.     

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...