多维异质结光催化剂g-C3N4/WO3的制备及应用

采用原位热聚合法和溶剂热法分别合成了片状和球状两种g-C₃N₄/WO₃异质结,运用XRD、SEM和UV-Vis DRS等手段进行了表征,并考察了两种异质结对盐酸四环素(TC-HCl)的光催化降解效果。表征结果显示,二维(2D)g-C₃N₄/WO₃呈现堆叠或卷曲的不规则纳米片状,三维(3D)g-C₃N₄/WO₃由大量直径为1～5μm的纳米微球组成。实验结果表明：2D g-C₃N₄/WO₃比3D g-C₃N₄/WO₃具有更强的光催化活性,在TC-HCl质量浓度10 mg/L、光催化剂加入量200 mg/L的条件下,暗反应60 min后,再转用氙灯(500 mW/cm²)照射60 min,2D g-C₃N₄     

Cu2O-g-C3N4异质结催化剂光催化降解甲基橙

采用水热还原法和高温煅烧法将Cu₂O生长到石墨型氮化碳（g-C₃N₄）表面,制得Cu₂O-g-C₃N₄异质结复合光催化剂。通过XRD、XPS、SEM、TEM、DRS、PL、BET等技术对催化剂进行了表征,研究了Cu₂O-g-C₃N₄降解甲基橙的光催化性能及主要活性物种。实验和表征结果表明： Cu₂O与g-C₃N₄面面接触,两相间化学作用强烈;Cu₂O-g-C₃N₄催化剂能有效利用太阳光,电子-空穴得到有效分离;当n（Cu₂O）∶n（g-C₃N₄）=5∶1时,Cu₂O-g-C₃N₄催化剂的活性最佳,在可见光下反应30 min时,甲基橙降解率达84.1%;Cu₂O-g-C₃N₄具有较好的活性稳定性,重复使用6次,甲基橙降解率降至64.7%;电子-空穴是Cu₂O-g-C₃N₄光催化降解甲基橙的主要活性物种。     

WO3/γ-Bi2MoO6异质结的制备及其光催化性能

采用微波溶剂热法—浸渍法制备了WO₃/γ-Bi₂MoO₆纳米异质结复合可见光催化剂（简称光催化剂）,用XRD、SEM、XPS和UV-Vis分光光度法对其进行了表征。以甲基橙为目标降解物,考察了光催化剂的催化性能。表征结果显示：WO₃分散在γ-Bi₂MoO₆晶体表面,未进入晶格内部;与WO₃和γ-Bi₂MoO₆相比,WO₃/γ-Bi₂MoO₆在紫外和可见光区的吸收强度均有所提高,且对光的吸收发生了明显的红移,禁带宽度变窄;二者形成的p-n型异质结能及时有效地促进光生电子-空穴对的分离,提高催化活性。实验结果表明：WO₃/γ-Bi₂MoO₆的催化活性优于WO₃和γ-Bi₂MoO₆;在甲基橙溶液初始质量浓度为10 mg/L、光催化剂WO₃（1.0%）/γ-Bi₂MoO₆加入量为1 g/L时,反应3 h时甲基橙的降解率最高（达97.48%）,甲基橙溶液中TOC的去除率也最高（为92.0%）。     

水热处理温度对TiO2/Al2O3膜催化剂光催化性能的影响

采用阳极氧化—水热处理法制备了TiO₂/Al₂O₃膜催化剂，研究了水热处理温度对该催化剂膜层TiO₂晶相转变和形貌特征的影响，并以甲基橙溶液为模拟染料废水，考察了TiO₂/Al₂O₃膜催化剂的光催化性能。表征结果显示：该催化剂的膜层具有规整的孔径分布；经水热处理后，该催化剂的比表面积明显增大，当处理温度高于300℃时，膜层出现结焦封孔现象。实验结果表明：采用TiO₂/Al₂O₃膜光催化降解甲基橙，在反应时间为120 min、反应温度为35℃、TiO₂/Al₂O₃用量为8.8 g/L、甲基橙溶液质量浓度为200 mg/L的条件下，甲基橙降解率为85.3%;TiO₂/Al₂O₃重复使用7次后，甲基橙降解率为74.2%，表现出良好的光催化性能。     

ZnO/α-Fe2O3复合材料对偶氮染料的降解

采用水热法制备了ZnO/α-Fe₂O₃复合光催化剂，并用XRD、SEM、UV-Vis和FTIR等多种手段进行了表征，考察了该催化剂对溶液中橙Ⅱ和甲基橙的光催化降解性能。表征结果显示，负载ZnO后，ZnO/α-Fe₂O₃催化剂的吸光范围变宽，禁带宽度变窄，催化活性增强。实验结果表明：在ZnO/α-Fe₂O₃中ZnO的质量分数为30%、ZnO/α-Fe₂O₃催化剂加入量为1.0 g/L、甲基橙或橙Ⅱ质量浓度为5 mg/L、暗反应时间为30 min、光反应时间为120 min的条件下，该催化剂对甲基橙和橙Ⅱ的催化降解效果最好，甲基橙和橙Ⅱ的去除率分别为62.2%和64.7%；该催化剂连续使用5次后，对甲基橙的去除率从62.2%缓慢下降到54.9%，表现出较好的稳定性和重复使用性能。     

活性炭负载Fe3O4催化降解盐酸四环素

以活性炭作载体、Fe₃O₄为活性组分,用共沉淀法制得Fe₃O₄/活性炭催化剂,采用XRD、SEM、VSM等技术对其进行了表征,并考察了Fe₃O₄/活性炭催化光助类Fenton反应降解四环素的主要影响因素和反应机理。表征结果表明,Fe₃O₄/活性炭催化剂很好地保留了活性炭的多孔结构,Fe₃O₄在活性炭表面分布均匀,粒径尺寸为8.26～18.32 nm。Fe₃O₄/活性炭催化光助类Fenton反应降解四环素的最佳实验条件为：pH 5～7,四环素初始质量浓度 50 mg/L,H₂O₂投加量 10 mmol/L,催化剂投加量 0.5 g/L。在该条件下反应60 min后,水溶液中四环素降解率大于99%。在光助类Fenton降解四环素的反应体系中,·OH是引发反应的主要自由基,HO_2...     

泡沫镍负载La3+-TiO2催化剂对苯的可见光降解

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂La³⁺的TiO₂（La³⁺-TiO₂）,并负载于泡沫镍上,制得泡沫镍负载La³⁺-TiO₂催化剂。采用XRD、DSC、荧光发射光谱以及SEM方法进行了表征分析。研究了泡沫镍负载La³⁺-TiO₂催化剂在可见光下对苯的降解效果,并对苯的光催化降解动力学特性进行了分析。实验结果表明：在最佳焙烧温度和焙烧时间分别为400 ℃和1 h的条件下,La³⁺-TiO₂的晶相主要为锐钛矿型;负载后,La³⁺-TiO₂颗粒填充于泡沫镍的空洞中,比表面积增加,光催化活性得以提高;在不同初始苯质量浓度和催化剂使用次数条件下,苯的降解率不同,最高可达92.9 %;光催化降解过程遵循拟一级动力学规律。     

g-C3N4-Bi2O3/Al2O3复合材料光催化还原水中U(Ⅵ)

采用热聚合法制备了氮化碳-氧化铋-氧化铝(g-C₃N₄-Bi₂O₃/Al₂O₃)光催化剂,并通过XRD、SEM、XPS等多种手段进行了表征,考察了该催化剂对模拟含铀废水中U(Ⅵ) 的光催化还原性能和重复利用性能,探讨了其光催化还原U(Ⅵ)的机理。结果表明,在g-C₃N₄-Bi₂O₃/Al₂O₃投加量为0.5 g/L、废水初始pH为5、U(Ⅵ)质量浓度为10 mg/L的条件下,经暗反应30 min、光反应60 min后,废水中U(Ⅵ)去除率达到98%。g-C₃N₄-Bi₂O₃/Al₂O₃重复使用5次后对U(Ⅵ)的去除率仍可达85%,表现出良好的稳定性和重复利用性能。g-C₃N<...     

Ag-Fe2O3活化过一硫酸盐降解水中磺胺甲唑

采用沉淀—煅烧法制备了Ag掺加α-Fe₂O₃催化剂Ag-Fe₂O₃,通过TEM、XRD和XPS等手段进行了表征,并将该催化剂用于活化过一硫酸盐(PMS)降解水中磺胺甲唑(SMX),考察了不同因素对SMX去除率的影响,探讨了Ag-Fe₂O₃+PMS体系降解SMX的机理。实验结果表明,Ag-Fe₂O₃催化剂呈均匀针状;在Ag-Fe₂O₃投加量为0.10 g/L、PMS浓度为0.10 mmol/L、初始pH为7.0、反应温度为25℃的条件下,反应20 min后,SMX的去除率为83.8%;该体系中催化降解SMX的主要活性物种为O₂^-·、¹O₂和SO₄^-·。     

α-Fe2O3/γ-Fe2O3/Cu2O的制备及其对橙黄G的催化降解性能

通过对常规CuFeO₂进行修饰,合成了复合催化剂α-Fe₂O₃/γ-Fe₂O₃/Cu₂O(CuFe-13),采用XRD、FTIR、SEM、VSM等技术进行了表征,考察了CuFe-13-过一硫酸盐(PMS)体系对橙黄G (OG)的催化降解性能,分析了催化剂加入量、PMS浓度和反应p H对OG降解性能的影响。实验结果表明：在Cu Fe-13加入量为0.20 g/L、PMS浓度为1.0 mmol/L、pH为7.0的条件下,CuFe-13-PMS体系的催化降解性能最佳,反应30 min后OG的去除率为100%,反应120 min后TOC的去除率为73.4%;在CuFe-13-PMS体系中,起主要作用的活性物种为¹O₂、SO₄^-·和·OH。     

磁性分子筛负载TiO2复合光催化剂的制备及性能

采用超声辅助水热法合成了磁性分子筛Fe₃O₄/SSZ-13,然后通过溶胶-凝胶法对其继续负载TiO₂制得复合光催化剂TiO₂-Fe₃O₄/SSZ-13。借助XRD,FTIR,SEM,TEM,VSM,UV-Vis,PL对其形貌、结构及性能进行了表征,并考察了其光催化性能。表征结果表明,Fe₃O₄的加入不会改变分子筛的原有结构,复合材料的光响应范围扩大,电荷分离效率提高。降解实验结果表明,光照40 min时活性艳红的去除率可达89.7%,光照60 min时活性艳红去除率可达最大（93.6%）,较TiO₂提高了5.7%。此外,这种材料还具有较强的磁性,饱和磁化强度为17.80 （A·m²）/kg,可通过外加磁场回收。     

氮掺杂碳负载Fe3O4活化过硫酸盐降解苯酚

以氮掺杂碳(NC)为前驱体，采用反向共沉淀法制备了Fe₃O₄/NC复合催化剂，通过SEM、TEM、FTIR等技术手段进行了表征，考察了该催化剂活化过二硫酸盐(PDS)降解苯酚的效果和影响因素。表征结果显示纳米Fe₃O₄成功负载至NC上。实验结果表明：Fe₃O₄/NC-PDS体系对苯酚具有良好的氧化降解效果，在苯酚溶液初始质量浓度20 mg/L、Fe₃O₄/NC加入量1.0 g/L、PDS加入量2.0 g/L、pH 7、反应温度25℃的条件下，反应120 min后，苯酚去除率达100%;Fe₃O₄/NC-PDS体系降解苯酚的途径包括自由基途径和非自由基途径两种方式，主要活性物种为¹O₂；在Fe₃O₄/NC-PDS降解苯酚过程中，苯酚的C—H键首先发生断裂，经过反位取代生成苯二酚，苯二酚...     

O3-H2O2氧化法处理印染废水

采用O₃-H₂O₂氧化法对印染废水进行氧化处理,比较了O₃氧化法和O₃-H₂O₂氧化法对印染废水的处理效果,考察了初始废水pH、H₂O₂加入量、O₃流量和反应时间对废水的色度去除率和COD去除率的影响。实验结果表明：O₃-H₂O₂氧化法对废水的COD和色度的去除效果比O₃氧化法更好;在初始废水pH为11、H₂O₂加入量为13mmol/L、O₃流量为6g/h、反应时间为60min的最佳工艺条件下,处理后废水COD为61.50mg/L,COD去除率为95.73%,废水色度为5倍,色度去除率为99.75%,TOC为37.84mg/L,TOC去除率为85.10%,BOD₅为22.76mg/L,BOD₅去除率为90.20%,BOD₅/COD为0.37。     

FN-3T型NH3-SCR脱硝催化剂的开发及应用

以TiO₂为载体、V₂O₅为活性组分,通过掺杂WO₃和纳米分子筛调控酸性,采用直接挤出成型法制备了FN-3T型脱硝催化剂。采用固定床反应器考察了催化剂的脱硝性能,并进行了工业应用。实验结果表明,WO₃的负载和分子筛改性,增大了催化剂的比表面积,增强了催化剂的表面酸性,提高了催化剂的脱硝性能和抗水蒸气性能。工业标定结果表明,采用FN-3T脱硝催化剂进行烟气脱硝,出口烟气中NO_x平均质量浓度为34 mg/m³,满足NO_x超低排放要求。     

ZnIn2S4/CeO2复合材料的制备及对尾矿废水中黄药的高效降解

采用水热-煅烧法合成针状氧化铈,再以溶剂热法合成一系列不同负载率的ZnIn₂S₄/CeO₂复合材料。通过光催化降解乙基黄药来评价其光催化性能,同时采用XRD、SEM、FTIR等分析手段考查复合材料的形貌结构及光学性能。结果表明：与CeO₂相比,ZnIn₂S₄/CeO₂复合材料具有更高的光催化活性,且摩尔比是0.7∶1的ZnIn₂S₄/CeO₂复合材料光催化速率是CeO₂的18倍。     

g-C3N4/MnO2@PANI光催化阴极的产电性能及其对废水中铜的回收效果

以石墨相氮化碳(g-C₃N₄)、二氧化锰(MnO₂)及苯胺(An)为原料,通过溶液沉积法及化学氧化聚合法制得g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极,将其应用于光催化微生物燃料电池(PMFC),考察其产电性能并回收含铜废水中的铜。表征结果显示,制备的电极层状结构上有球形和棒状小突起,材料致密。实验结果表明：g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极产电最大功率密度为48.4 mW/m²,内阻仅有475.2 Ω,其产电性能较佳;g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极的铜回收率达97.6%,重复使用4次后铜回收率均大于90%;回收的铜结晶性良好。     

助剂Ga对V2O5-MoO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

对V₂O₅-MoO₃/TiO₂脱硝催化剂进行Ga改性处理,制备了一系列不同Ga₂O₃质量分数的V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂脱硝催化剂。采用XRD、N₂-吸附脱附、H₂-TPR、UV-vis、拉曼光谱、NH₃-TPD等手段对催化剂进行表征。结果显示：Ga的添加对催化剂上MoO_x物种的影响不大,但降低了催化剂上VO_x物种的聚合度,从而提升催化剂的还原性能,同时Ga的添加还减少了催化剂的酸性位。当Ga₂O₃质量分数为0.2%时,V₂O₅-MoO₃-Ga₂O₃/TiO₂催化剂的脱硝性能最佳。     

TiO2载体对Mn-Ce/TiO2催化剂脱硝活性的影响

以TiO₂为载体,选取过渡金属元素Mn为活性组分,稀土金属元素Ce为活性助剂,采用分步共混法制备了Mn-Ce/TiO₂催化剂（活性组分负载量16%）,系统研究了TiO₂载体的晶型和晶粒尺寸对催化剂脱硝活性的影响。实验结果表明：分别以锐钛矿型和金红石型TiO₂为载体制备的催化剂,其低温脱硝活性相差不大,活性组分均以无定型态高度分散于载体中,以金红石型TiO₂为载体制备的催化剂中部分TiO₂转变为锐钛矿型;以不同晶粒尺寸TiO₂载体制备的催化剂的低温脱硝活性相差较大,比表面积较大、晶粒尺寸较小的TiO₂载体制备的催化剂,其脱硝活性低于晶粒尺寸较大的TiO₂载体制备的催化剂。     

γ-Al2O3负载多金属复合催化剂选择性催化还原烟气脱硝

以γ-Al₂O₃作为载体,先后负载CeO₂,MnC₂O₄,Fe（NO₃）₃,CrO₃,Ni（NO₃）₂,NH₄VO₃等多种金属组分制备γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂,并用于模拟烟气的选择性催化还原脱硝。通过SEM和XRD技术对催化剂进行了表征。表征结果显示：Fe,Mn,Cr的添加能增加催化剂的低温催化活性、提高催化剂的N₂选择性;γ-Al₂O₃对活性金属氧化物的负载效果良好。实验结果表明：各金属化合物的最佳加入量为 w（MnC₂O₄·2H₂O）=20%,w（Fe（NO₃）₃·9H₂O）=15%,w（CrO₃）=10%,w（Ni（NO₃）₂·6H₂O）=5%,w（NH₄VO₃）=10%,w（CeO₂）=5%,w（γ-Al₂O₃）=35%;以在最佳正交实验条件下制得的γ-Al₂O₃负载多金属复合物为催化剂,在脱硝反应温度为205 ℃的条件下,NO转化率为96.7%;γ-Al₂O₃负载多金属复合催化剂经5次重复使用,NO转化率仍可稳定在94%左右。     

TiO2/AC复合催化剂光催化降解布洛芬

以钛酸丁酯为钛源、粉末活性炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备了活性炭负载型二氧化钛（TiO₂/AC）复合催化剂,并运用XRD和FE-SEM技术对其进行了表征。在紫外光条件下,研究了TiO₂/AC光催化降解布洛芬的影响因素。研究结果表明：布洛芬质量浓度为40 mg/L时,在室温、焙烧温度500 ℃、TiO₂/AC催化剂加入量2.0 g/L、溶液pH 3.0的最佳条件下,光催化降解180 min时布洛芬的降解率达85.6%;阴离子Cl^-和NO₃^-对布洛芬的降解有强烈的抑制作用;阳离子Fe²⁺和Cu²⁺及氧化性物种H₂O₂对布洛芬的降解均呈现两面性,随物种浓度的增加,布洛芬的降解率先增大后减小;该催化剂具有良好的稳定性,可多次重复使用而不失活。