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.     

TiO_2/CuO/Cu_2O(SeO_3)光催化去除水中腐殖酸

以Cu2Se为原料,用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)合成了TiO2/CuO/Cu2O(SeO3)光催化剂,用XRD、FTIR和EDAX等方法进行了表征.探讨了催化剂制备过程中焙烧温度对催化剂组成、晶型结构和光催化去除水中腐殖酸性能的影响.当Cu2Se/TiO2焙烧温度为450℃,焙烧2h时,Cu2Se转化为CuO和Cu2O(SeO3).室温下当TiO2/CuO/Cu2O(SeO3)催化剂投加量为1.5g·l-1,溶液pH7.0时,水中腐殖酸的去除率可达到63.6%。     

掺Fe^3＋A-TiO2粉末的水热法制备及其光催化降解甲基橙

以硫酸钛为原料用水热法制备了掺Fe^3＋TiO2粉末,用SEM和XRD测定了样品的形貌和晶型,研究了以自制的掺Fe^3＋A-TiO2对甲基橙溶液的光催化降解作用。结果表明：所制备的TiO2为锐钛矿型TiO2即A-TiO2。365nm紫外光照射下,用自制的掺Fe^3＋A-TiO2降解甲基橙溶液的最佳条件是：10mg·L^-1的甲基橙溶液中加入0.050g掺5%Fe^3＋（物质的量比）A-TiO2粉末,用HNO3调节溶液成酸性后,18℃恒温反应4h,降解率达到57.8%。     

氯化四(4-磺酸钠苯基)卟啉铁(Ⅲ)催化过氧化氢氧化降解2,4,6-三氯苯酚的动力学研究

用紫外-可见分光光度法研究了水溶性金属卟啉Fe(TPPS)Cl催化H2O2氧化降解2,4,6-三氯苯酚(TCP)的动力学(TPPS为四(4-磺酸钠苯基)卟啉),探讨了反应体系酸度、H2O2/Fe(TPPS)Cl物质的量之比、温度对氧化降解速率的影响,提出了反应机理,建立了反应动力学数学模型.研究结果表明,TCP初始浓度为3.8×10-4 mol.L-1、Fe(TPPS)Cl浓度为4.0×10-5 mol.L-1、H2O2浓度为1.8×10-3mol.L-1、温度为25℃、pH值为6.8、反应时间为90 min时,TCP的降解率可达到99%,其表观活化能为10.96 kJ.mol-1.因此,Fe(TPPS)Cl作为模拟过氧化物酶在催化降解TCP过程中是一种有效的催化剂.     

改性TiO2光催化膜的制备及其光催化降解2,4-DCP的研究

利用活性炭粉末对TiO2光催化剂进行改性,并对2,4-二氯苯酚进行光催化降解.结果表明,改性后TiO2光催化剂的光催化活性较之改性前有很大的提高.在pH=10,活性炭粉末掺杂量为10mg·ml-1时,300W高压汞灯下光催化降解120min,2,4DCP的去除率可达96.75%.     

TiO2对水溶液中4-氯酚电子束辐照降解和矿化的影响

以电子加速器为辐照手段,在4-氯酚水溶液中添加TiO2纳米粒子,通过对溶液辐照前后4-氯酚浓度、GC/MS、总有机碳(TOC)、氯离子浓度、辐照前后的紫外-可见光谱过程和溶液pH值的测定分析,研究4-氯酚水溶液在TiO2纳米粒子存在下的辐照降解和矿化特性.结果表明,TiO2纳米粒子的加入对4-氯酚的辐照降解效果没有明显影响,但改变了4-氯酚的降解途径并可以较大地提高4-氯酚的矿化.     

MoO3/TiO2纳米管的制备及其光催化降解多环芳烃的机制

本研究将热分解法制备的MoO_3与水热法制备的TiO_2纳米管复合,得到具有高太阳光催化活性的MoO_3/TiO_2纳米管异质结催化剂.研究中以芘为模型多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs),探究了MoO_3/TiO_2纳米管模拟在太阳光下催化降解PAHs的效果及效率提升的机制.结果表明,MoO_3和TiO_2纳米管间形成的p-n异质结结构,降低了材料的能带间隙而获得更高的可见光利用效率,并有效促进了电子和空穴的分离,从而提高了复合材料的光催化活性.1%MoO_3/TiO_2纳米管催化降解芘速率(k)较MoO_3和TiO_2(锐钛矿)分别提升了5.3倍和1.5倍.催化体系中产生的·OH和光生空穴在芘的降解中起主要作用.     

TiO_2纳米管的制备和光催化降解有毒有机污染物

采用水热法制备TiO2纳米管,利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对TiO2纳米管进行表征.并以有机染料罗丹明B(RhB)和2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)进行光催化反应,结果表明,TiO2纳米管催化剂对RhB和2,4-DCP有很好的降解效果.通过紫外-可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)分析和总有机碳(TOC)测定,发现TiO2纳米管/UV体系能使RhB和2,4-DCP发生有效的降解,反应12h后,RhB和2,4-DCP的矿化率分别达到100%和97.12%.同时,采用辣根过氧化物酶(POD)、N,N-二乙基对苯二胺(DPD)分光光度法和苯甲酸荧光光度法分别测定了降解过程中H202和羟基自由基(·OH)的变化,表明TiO2纳米管光催化机理涉及到·OH历程.     

水热法制备PbMoO4微晶体及其光催化降解灭幼脲

以水热法合成的PbMoO4微晶体为催化剂,考察了反应溶液pH、污染物初始浓度和催化剂用量对光催化降解灭幼脲的影响,研究了光催化降解过程的反应动力学和作用机理.结果表明,最佳反应溶液pH 6.0、污染物初始浓度20 mg.L-1、催化剂用量0.4 g.L-1.反应4 h灭幼脲降解率达99.96%,矿化率达66.4%,降解反应符合一级动力学.通过加入自由基清除剂对比实验发现,PbMoO4微晶体主要通过空穴和.OH的氧化作用使灭幼脲降解,其中空穴起主要作用.     

碳酸钾改性SiO2-Al2O3复合气凝胶制备及脱碳特性

本文对碳酸钾改性SiO2-Al2O3复合气凝胶的制备、K2CO3碳酸化特性及再生循环脱碳特性进行了研究,采用固定床反应器研究负载率对CO2吸附的影响,结合SEM、BET对样品微观结构进行分析.结果 表明,Na2CO3碱熔烧结过程中,Si—O—Si、Si—O—Al键断裂,晶相结构被破坏,莫来石的共价键转化为霞石的离子键;经正交试验以气凝胶比表面积为衡量指标确定最佳煅烧条件为:900℃、反应60 min、Na2CO3添加比例0.5;K2CO3负载量越多,载体表面相应活性位点越少,且负载量为30％时,CO2吸附量最大为2.86 mmol·g-1;过量K2CO3会堵塞孔结构,破坏CO2扩散,降低扩散和利用效率;介孔孔体积百分比由94.21％下降至89.32％,说明活性组分K2CO3主要填充在介孔;经过10次循环-再生试验,吸附剂的CO2吸附量下降幅度为10.49％,吸附剂孔隙结构稳定,脱碳性能优良.     

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.     

Preparation and characterization of a new TiO2/SiO2 composite catalyst for photocatalytic degradation of indigo carmin

The TiO₂/SiO₂ composite was prepared by means of the SiO₂-particle-entrapment method. The FTIR data showed the presence of Si–O–Ti stretching vibration band at 970 cm⁻¹ in the TiO₂/SiO₂ composite, suggesting a reaction between TiO₂ and silica on the TiO₂ particle surface during the silicagel formation around the TiO₂ particles. The photocatalytic efficiency of TiO₂ immobilized in silicagel was compared with that of the conventional TiO₂ Degussa P25 catalyst. For this purpose, the degradation of indigo carmin (IC) dye was used as model molecule in the tests. The effect of operational parameters such as catalyst loading and dye concentration on the photocatalytic degradation of the model dye was investigated. The rate of degradation increased with increasing catalyst loading, and when the concentration of the dye decreases.     

V2O5/AC催化剂对氨还原NO的研究

考察了V2O5/AC催化剂对NH3选择催化还原NO的影响，结果表明，以浓硝酸预氧化处理的活性焦为载体对催化剂活性有很大提高，这是由于浓硝酸预氧化后，活性焦表面产生了较多的含氧官能团可能吸附更多的NH3,并且提高了活性组分V2O5的含量，反应气氛中加入SO2后，二都活性都增加，但差异消失，这是由于SO2存在时，反应生成的SO4^2-离子的酸性强于浓硝酸预氧化产生的含氧官能团的酸性，催化剂在使用前经过煅烧和氧化对催化剂活性有很大改善。SO2存在时，V2O5含量为1wt%的催化剂活性提高。     

磁性Fe3O4@Mg(OH)2去除水中络合态三价铬

本实验采用一步水热法合成了Fe_3O_4@Mg(OH)_2材料,并将其用于吸附水中络合态的Cr(Ⅲ)-EDTA,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、比表面积(BET)、扫描电镜(SEM)、热重(TGA)和X射线光电子能谱(XPS)等来表征材料的结构和表面特性.结果表明,Mg(OH)_2已经成功的负载到了Fe_3O_4的表面,对水中络合态Cr(Ⅲ)-EDTA有较好的吸附能力,最大吸附量为15.52 mg·g~(-1),吸附等温线符合Langmuir等温线,吸附动力学可用拟二级动力学拟合,随着pH的增加吸附量不断减少,水中高浓度的阳离子对吸附产生促进作用,并且脱附实验证明材料有很好的可循环利用能力.     

Characterization and performance of V2O5/CeO2 for NH3-SCR of NO at low temperatures

A series of CeO₂ supported V₂O₅ catalysts with various loadings were prepared with different calcination temperatures by the incipient impregnation. The catalysts were evaluated for low temperature selective catalytic reduction (SCR) of NO with ammonia (NH₃). The effects of O₂ and SO₂ on catalytic activity were also studied. The catalysts were characterized by specific surface areas (S_BET) and X-ray diffraction (XRD) methods. The experimental results showed that NO conversion changed significantly with the different V₂O₅ loading and calcination temperature. With the V₂O₅ loading increasing from 0 to 10 wt%, NO conversion increased significantly, but decreased at higher loading. The optimum calcination temperature was 400°C. The best catalyst yielded above 80% NO conversion in the reaction temperature range of 160°C–300°C. The formation of CeVO₄ on the surface of catalysts caused the decrease of redox ability.     

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.