金属掺杂对纳米管TiO_2光催化去除水中罗丹明B的影响

采用水热合成法,将Fe(NO3)3·9H2O、ZnCl2和AgNO3对纳米管TiO2进行掺杂,使用TEM、XRD、XPS、比表面积分析仪及UV-visDRS对掺杂后的纳米管TiO2进行表征并考察其光催化氧化去除罗丹明B的效果,从而优选最佳掺杂金属。结果表明,煅烧温度可影响纳米管TiO2锐钛矿相相对含量、比表面积及禁带宽度,进而影响其光催化活性。此外,掺杂金属离子的种类不同,纳米管TiO2的光催化活性也受到影响。500℃煅烧非掺杂纳米管TiO2的存在下,光催化氧化罗丹明B的去除率为98.72%。向纳米管TiO2中掺杂Fe3+、Zn2+及Ag+时,光催化氧化罗丹明B的效果得到提高。对以上三种掺杂金属离子而言,掺杂量为1.0%(原子百分含量)的催化剂的最佳煅烧温度为550℃。其中,Fe3+掺杂纳米管TiO2光催化活性最高,50min内光催化氧化罗丹明B的去除率可达99.0%。     

TiO2纳米管催化降解4，4’-二溴联苯的影响因素和动力学研究

利用TiO2纳米管催化降解水中的4，4’-二溴联苯，对催化降解过程和影响因素进行研究。结果表明，TiO2纳米管对其有较高的催化降解效率且降解过程符合Langmuir—Hinshelwood动力学模式。不同光源、4，4’-二溴联苯的初始浓度、纳米管添加量和pH值对催化降解过程都有较大影响，其中pH值的影响最为明显。反应液在中性状态下的降解率明显低于pH=1或11的情况。在pH=1时，4，4’一二溴联苯的降解率达86％。     

臭氧/TiO_2纳米管工艺处理水中2,4-二氯酚的效能研究

采用水热合成法制备TiO2纳米材料,用BET、XRD、TEM技术对样品进行表征,结果表明,制备出来的样品均为纳米管,随着煅烧温度的增加,晶型从锐钛矿变成金红石相。实验考察了体系参数对臭氧/TiO2纳米管工艺降解2,4-二氯酚废水影响,结果表明:随着臭氧投加量的增加,废水COD的去除效率随之增加,初始浓度的增加会抑制降解效率,中性或弱碱性水环境有利于反应的进行。另外,通过研究叔丁醇对反应体系的影响,表明实验反应遵循羟基自由基的反应机理。     

超高速瞬态测试系统软硬件构架设计研究

目的研究采样频率为2~10 MHz的64通道超高速同步瞬态测试系统的设计技术,实现两类典型超高速瞬态测试系统的硬件架构设计与软件架构设计。方法一类采用PXI-Express高带宽总线和高速RAID磁盘阵列架构构建持续流盘存储的连续高速测试系统,另一类是采用大容量板载数据缓存和PXI总线事后下载传输数据的架构构造高速测试系统。在高性能测试软件设计方面,主要应用生产者/消费者结构与有限状态机相结合的软件架构进行高性能测试系统软件设计。结果目前64通道下基于持续流盘架构的测试系统受数据记录的速度限制系统最高采样频率仅达2.5 MHz,而基于板载缓存数据与PXI总线事后下载数据架构的测试系统最高采样频率可达10 MHz,测试时长可达5 s。结论当前两类架构的测试系统均可满足超高速瞬态测试需求,设计时需根据需求的最高采样频率决定使用的架构形式。     

g-C3N4/TiO2纳米管阵列光阳极的制备及其光电催化降解邻氯硝基苯

采用阳极氧化-涂覆煅烧法成功制备了g-C₃N₄/TiO₂纳米管阵列（g-C₃N₄/TNAs）光阳极,并通过扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、紫外可见漫反射光谱仪、光致发光光谱仪和电化学工作站等表征分析了g-C₃N₄/TNAs光阳极的形貌、晶形结构、光学特性和光电化学性能.表征结果证实,g-C₃N₄的引入通过缩小禁带宽度扩宽了TNAs的可见光响应范围,提高了光电流密度和光生电子寿命,促进了光生电子和空穴的分离.g-C₃N₄/TNAs光阳极在光电催化体系内对邻氯硝基苯（o-CNB）的降解效率高于其在光催化和电催化体系中对o-CNB的降解效率,且具有良好的稳定性和可重复性.活性物质捕获实验、电子自旋共振测试和能带结构分析表明,g-C₃N₄/TNAs光阳极中TNAs和g-C₃N₄之间存在Z型异质结相互作用机制.在光电催化体系内降解o-CNB的主要活性物质是^?O₂^-、^?OH和光生空穴,而光生电子是次要的活性物质.     

利用皂土吸附和介电泳方法间接去除水中的Mn2+

水中重金属去除一直是水处理的技术难点.锰虽然是动物必需的微量元素之一,但是人和动物摄入过量的锰会对神经系统等产生毒害.利用皂土吸附水中的重金属Mn2+,在装有微电极阵列芯片的介电泳池研究装置中,通过调节外加交流电压,捕获悬浮液中的皂土从而间接去除Mn2+.吸附了微量重金属离子的皂土被捕获到电场强度较大的区域,发生了正介电泳.该研究为建立一种从废水中间接去除重金属离子的实际可行方法奠定了实验基础,不存在二次污染.     

适于工业应用的TiO2纳米管的阳极氧化法制备

通过阳极氧化法制备了适于工业应用的大尺寸二氧化钛纳米管阵列.考察了电极形状和面积、氧化电压、氧化时间、预处理等因素对阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列形貌的影响.结果显示,电极形状对纳米管的制备没有影响;阳极氧化前打磨与否对纳米管也没有影响;氧化电压、氧化时间和电极面积对纳米管的影响较大,只有在合适的电压和时间下才能制成纳米管阵列.电极面积影响电流密度,从而影响纳米管的形貌,试验中电极最大面积为360cm2.通过试验得出工业化制备二氧化钛纳米管阵列的最佳条件是电压20V,电解时间30min,反应前不用进行打磨.实验结果显示制成的纳米管阵列对强酸强碱的耐受力强,完全可以适应工业化废水的pH变化.     

高效液相色谱-二极管阵列检测器测定邻苯二甲酸酯色谱条件优化

采用高效液相色谱-二极管阵列检测器对6种PAEs类物质进行测定,并对梯度洗脱条件、流速、检测波长等影响化合物色谱响应的关键参数进行优化。综合考虑样品测试效率、分析精度、实际样品中存在杂质干扰等因素,确定以乙腈-水为流动相进行梯度洗脱,洗脱0~11 min流动相乙腈-水梯度比例为50∶50,11 min后流动相调整为100%乙腈,各化合物均能完全分离;色谱分析流速为0.8 m L/min;PAEs的最佳吸收波长为225 nm。在优化的色谱条件下,6种PAEs的线性良好,相关系数均大于0.999 8,仪器检出限为0.08~0.12 mg/L,保留时间、峰面积的相对标准偏差分别为0.02%~0.60%、0.13%~0.86%。方法灵敏度较高,适合土壤等邻苯二甲酸酯含量较高基质样品的快速分析。     

GR/TNT复合光催化剂的制备及其降解苯酚的性能研究

以P25为原料,采用碱热法制备二氧化钛纳米管(Ti O_2nanotubes,TNT),Hummers法制备氧化石墨(Graphite Oxide,GO),水热法生成石墨烯二氧化钛纳米管(GR/TNT)复合光催化剂。通过XRD、FTIR、SEM及UV-Vis光谱仪对材料进行表征,表明GR/TNT由化学键结合,且禁带宽度由3.2 e V减小到1.38 e V。掺杂GR可抑制TNT空穴和电子间的复合,且拓宽其光响应范围,光催化活性可延伸到可见光范围。通过GR/TNT降解苯酚,确定其最佳制备条件。180℃下水热反应3 h的2.5%GR/TNT光催化效果最佳,在紫外光(11 W)和可见光(500 W)条件下,10 mg/L的苯酚降解率分别可达95%和80%。GR/TNT降解苯酚满足一级反应动力学方程(R~2≥0.95),且具有较好的稳定性和重复使用性,循环5次利用率可达到初次的88%。     

高度有序的TiO2纳米管阵列光催化性能研究

采用恒压阳极氧化法在纯钛箔表面制备TiO2纳米管阵列,利用SEM和XRD对其进行了形貌和晶型的分析和表征,并通过TiO2纳米管阵列膜对甲基橙光催化降解,探讨光照时间、甲基橙溶液的初始浓度、溶液的初始pH值和H2O2加入浓度等因素对甲基橙的脱色率影响.结果表明,H2O2加入浓度为50mg·L-1,紫外光照射2h,溶液为中性时,在30 mg·L-1的甲基橙溶液(50mL)中,甲基橙溶液的脱色率达到100%.当H2O2加入浓度进一步增大到100 mg·L-1时,光催化的效率进一步提高,紫外光照射1h,甲基橙溶液的脱色率就已经达到了100%,并未出现抑制光催化的现象.同时还研究了TiO2纳米管阵列电极的稳定性.实验结果表明,随着TiO2纳米管阵列使用次数的增加,其光催化效果略有所下降.