焙烧温度对ZnSn水滑石结构及光催化性能的影响

采用共沉淀和热处理法合成了一系列ZnSn-LDHs/MMO光催化剂,利用X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外（FTIR）、紫外漫反射（UV-Vis-DRS）、光致发光光谱（PL）和电化学阻抗（EIS）等技术对其进行表征,并以甲基橙（MO）为降解物,考察其光催化性能.结果表明,ZnSn-LDHs在焙烧温度为200℃时,羟基和CO₃^2-开始脱除,600℃时主要产物为ZnO和SnO₂的复合氧化物,800℃时形成Zn₂SnO₄的尖晶石结构.热处理步骤可通过结构重组改善催化剂的织构性能,保留其表面部分羟基,降低其禁带宽度,延长电子空穴对寿命.其中,600℃焙烧生成的ZnSn-MMO-600具有最佳的光催化性能,在pH为7、催化剂投加量为2 g·L^-1、紫外光照为90 min条件下,MO的降解率在95%以上,反应符合一级动力学模型,5次循环后,MO的降解率仍近90%.光催化反应中·OH是主要的氧化性自由基.     

Cu/γ-Al2O3的制备及对活性艳红X-3B的脱色性能研究

为实现活性染料X-3B废水在常温常压下高效地脱色,以过渡金属为活性组分、活性氧化铝(γ-Al_2O_3)为载体,采用等体积浸渍法制备了一系列M/γ-Al_2O_3(M=Cu2+、Fe3+、Zn2+、Mn2+)负载型催化剂,并考察其对活性艳红X-3B模拟染料废水的脱色性能,同时考察了活性组分、焙烧温度、负载量、催化剂投加量、氧化剂用量及pH值等因素对活性艳红X-3B脱色性能的影响规律。结果表明,常温常压下,以Cu2+为活性组分,焙烧温度为350℃、负载量为4%(质量分数)、氧化剂H_2O_2浓度为58 mmol/L、催化剂投加量为1.2 g/L、pH值为5~7、反应50 min时,催化剂对活性艳红X-3B废水的脱色效果最佳,脱色率可达95%以上。平行试验表明,Cu2+的存在可增加载体表面的吸附中心,H_2O_2可分解产生HO·,当两者共存时,活性艳红X-3B在催化剂表面主要发生化学吸附与催化氧化两种反应过程,且染料在Cu/γ-Al_2O_3上发生的吸附作用明显大于H_2O_2分解产生HO·而引发的催化氧化作用。动力学试验表明,活性艳红X-3B反应过程动力学模型与初始质量浓度有关,大于等于200 mg/L时,符合准一级动力学方程。