FeVO4可见光光催化降解有毒有机污染物

采用液相沉淀法制备了FeVO4光催化剂,以X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)对其进行了表征.在可见光(λ≥420 nm)照射下,研究了FeVO4活化H2O2降解染料OrangeⅡ及无色小分子2,4-二氯苯酚(DCP)的光催化活性.同时优化了光催化剂FeVO4的制备条件、探讨了光催化降解OrangeⅡ体系中H2O2浓度、FeVO4用量及pH对其降解作用的影响.结果表明,在可见光照射下,H2O2浓度为1.50×10-3 mol.L-1,FeVO4量为0.17 g.L-1,pH值为6.4时,FeVO4对OrangeⅡ光催化降解活性最好,14 h后对OrangeⅡ的矿化率达到51.6%.在光催化反应条件下,12 h后对DCP的降解率达到64.3%,表明FeVO4具有可见光催化特性.运用ESR技术跟踪测定光催化降解过程中氧化物种的变化,发现FeVO4活化H2O2产生羟基自由基(.OH),表明FeVO4的光催化降解过程主要涉及.OH的氧化历程.     

CeO_2/g-C_3N_4光催化剂的制备及性能

通过液相沉积法制备了CeO_2/g-C_3N_4复合光催化剂,利用X射线衍射、氮气吸脱附、紫外可见漫反射等方法对其进行了表征,考察了CeO_2/g-C_3N_4复合光催化剂在可见光下降解罗丹明B的光催化活性,并对光催化反应机理进行了初步探讨.结果表明,复合光催化剂中g-C_3N_4和CeO_2分别为石墨相和萤石相,其中存在堆积介孔结构,随着CeO_2掺杂量的增加,CeO_2/g-C_3N_4复合光催化剂的比表面积逐渐增大.CeO_2掺杂提高了光生电子—空穴对的分离效率,使得CeO_2/g-C_3N_4复合光催化剂的活性比单纯g-C_3N_4有所提升,其中CeO_2掺杂量为6%的复合光催化剂活性最高,在可见光照射150 min后对罗丹明B染料的降解率可达94%.在复合光催化剂对罗丹明B的降解过程中,光生空穴是主要的活性物种.     

Ce掺杂TiO2固相光催化降解塑料薄膜

采用溶胶凝胶法合成了纯TiO2和掺杂Ce原子比例(Ce/Ti)为1.2%的TiO2粉末(Ce1.2%-TiO2)光催化剂,分别制备了纯聚乙烯薄膜、添加纯TiO2和Ce1.2%-TiO2粉末的复合聚乙烯薄膜,并于紫外、可见光照下进行了薄膜光催化降解实验;采用X射线衍射、紫外-可见漫反射分析表征了光催化剂的晶体结构及紫外可见光吸收性能;通过激光扫描共焦显微镜和傅立叶红外光谱对薄膜光催化降解过程进行测试.实验结果表明,添加光催化剂可有效降解聚乙烯薄膜,其中Ce掺杂TiO2的活性明显优于纯TiO2;在紫外光照下的降解效果优于在可见光照下的降解效果,且随着光催化剂投加量的增大,光催化效果越来越好,当添加量为5.0 %(质量分数)的Ce1.2%-TiO2时复合薄膜经紫外光照300 h后,光催化降解失重率达到33%(质量分数).     

AgI/TiO2催化剂的焙烧处理及其可见光催化活性

常温下以TIO2为载体,使用沉积-沉淀法合成了具有不同AgI负载量的AgI/TiO2合光催化剂,并研究了焙烧处理对AgI/TiO2在可见光下(λ＞420nm)催化降解甲基橙(MO)的影响.结果表明,焙烧处理有效提高了AgI/TiO2的光催化性能,当焙烧温度高于200℃时,AgI/TiO2的光催化活性接近并达到最大值.当负载的AgI与TiO2的物质的量之比为0.15时,AgI%TiO2光催化降解MO的效率最高.XRD和UV-Vis测试表明焙烧处理提高了光敏组分AgI混晶中的γ相含量,拓宽了AgI/TiO2在可见光区的吸收范围,提高了光催化活性.     

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.     

ZnO/g-C_3N_4复合型光催化剂的制备及其光催化性能

以三聚氰胺(C_3H_6N_6)为前驱体,采用热解法合成类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),再将其与乙酸锌[Zn(CH3COO)2·2H2O]以不同质量比复合煅烧法合成光催化剂Zn O/g-C_3N_4,并用SEM、XRD和DRS等对其进行了表征分析.以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,考察了Zn O/g-C_3N_4光催化剂的可见光催化性能;探究了添加不同活性物种捕获剂后对可见光催化性能的影响,进而推测了MB的降解机理.结果表明,与单纯的Zn O和g-C_3N_4相比,Zn O/g-C_3N_4复合型光催化剂的光催化性能有所提高,其中Zn O的含量为0.05wt%时光催化性能最佳,降解率能达到80%;羟基自由基(·OH)、光生空穴(h+)和超氧自由基(·O-2)是使MB有效降解的活性物种.     

N、S共掺TiO_2光催化剂的合成及其在废水处理中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了N、S共掺TiO2光催化剂,借助X-射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等测试手段对样品进行表征,并以罗丹明B为模型污染物考察了样品光催化活性.XRD物相鉴定表明,所得TiO2催化剂为锐钛矿和金红石矿的混合型,金红石型的含量在15.2%—10.6%之间,N和S掺杂可有效抑制金红石相的生成;光催化降解实验结果表明,N、S共掺光催化剂具有良好的可见光催化活性,自然光照射10h,N、S共掺催化剂(1.0%N-0.25%S-TiO)对工业废水COD的去除率高达97.2%.     

“光催化铁循环”作用对自组装TiO_2-FeOOH复合膜活性的影响

通过分子自组装法,制备了改性钠基蒙脱石基负载不同层序TiO_2-Fe OOH纳米复合膜,以甲砜霉素溶液为目标污染物,研究自然光下复合膜的光催化活性.采用透射电镜(TEM)、紫外—可见光吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对实验样品进行表征.结果表明,由锐钛矿和针铁矿纳米晶构成的复合膜将材料光谱响应范围扩展至可见光区.铁在外层时,复合膜具有更高的光降解效率.在光降解甲砜霉素过程中,以菲啰嗪作为分子探针,测定溶液中Fe~(2+)的相对含量;用X射线光电子能谱(XPS)测定固体表面铁和其他元素的化学态及其相应含量的变化.研究铁的反应动力学发现,与其他光催化剂不同,含铁催化剂在光催化过程中于固液界面上发生了一种"光催化铁循环"作用.即单层膜和复合膜,在固液界面上都存在由光催化引发的,铁的多重氧化还原反应协同作用循环驱动的动态过程,且铁循环反应加速了目标污染物的光催化降解.分析光催化反应前后Ti 2p、O 1s XPS谱图,发现反应后复合膜的表面未产生低价态钛离子,仅含高活性Ti~(4+),表明"光催化铁循环"作用有利于维持催化剂的光催化活性.这为今后设计高效光催化剂提供了新的思路.     

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.     

ZnFe_2O_4/TiO_2复合材料的制备及其在模拟太阳光下光催化降解吲哚美辛的动力学和机理研究

本文制备了ZnFe_2O_4/TiO_2光催化剂,利用紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、电子透射显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对ZnFe_2O_4/TiO_2的形貌、结构和光谱特征进行表征.同时,研究了不同条件下复合材料对吲哚美辛(IDM)的光催化降解规律.结果表明,二氧化钛与铁酸锌能够很好地粘附在一起,使得吸收波长发生了红移,扩大了吸收光谱的范围.当ZnFe_2O_4和TiO_2的质量比为3%时,在模拟太阳光的条件下该光催化剂对IDM的降解效果最好,降解率达到95%.此外,IDM的光催化降解反应符合准一级动力学规律,在p H=5、催化剂投加量为0.2 g·L-1时,光催化剂的降解速率常数是纯TiO_2时的2.15倍.随着光催化剂投加量的增大,IDM的降解速率随之增加.p H=5时最有利于光催化剂对IDM的降解.经过5次循环实验后,催化剂对IDM的光催化降解率仍在92%以上,展现了该光催化剂的稳定性.猝灭实验揭示了光生空穴(h+)和超氧自由基在ZnFe_2O_4/TiO_2光催化体系中对IDM的降解贡献率最大,其中光生空穴(h+)的贡献率为78.2%.     

磁性Bi_4VO_8Cl可见光催化剂的制备及对喹诺酮类抗生素的降解

本文以Fe3O4为磁基体,采用水热合成法制备了易于固液分离的磁性Bi4VO8Cl复合可见光催化剂.利用XRD、UV-Vis DRS、TEM、HRTEM对其进行表征.以模拟可见光作为驱动光源,以难降解染料甲基橙为目标降解物评价了不同磁性含量光催化剂的活性,发现当Fe3O4占Bi4VO8Cl质量的15%时,复合催化剂表现出良好的磁性与催化活性,对甲基橙的降解率达到85%.在此条件下考察了其在模拟可见光下对4种喹诺酮类抗生素的降解和矿化情况,并以甲磺酸培氟沙星为例考察各种因素对降解性能的影响.结果表明,磁性Bi4VO8Cl对以上抗生素均表现出良好的光催化活性,在最佳条件下对甲磺酸培氟沙星的降解率达94%,矿化率为87%.用外加磁铁直接回收催化剂,循环使用5次后仍保持88%的降解率及94%的催化剂回收率.     

Nd-Er/ZnO-TiO_2光催化剂制备及对酸性品红的光催化降解效应

本研究采用溶胶凝胶法,以钛酸丁酯[Ti(OC_4H_9)_4]和六水合硝酸锌[Zn(NO_3)_2·6H_2O]为前躯体,六水合硝酸钕[Nd(NO_3)_3·6H_2O]与五水合硝酸铒[Er(NO_3)_3·5H_2O]为掺杂改性材料制备出稀土共掺杂的Nd-Er/ZnO-TiO_2光催化剂。以有机染料酸性品红为目标降解物,分别比较加入助催剂H_2O_2与未加助催剂H_2O_2在可见光下同Nd-Er/ZnO-TiO_2光催化剂一起对光催化活性的影响。降解实验表明,在可见光照射下,样品1%Nd-1%Er/5%ZnO-TiO_2具有较高的催化活性,其最佳煅烧时间和煅烧温度分别为2 h和550℃;H_2O_2在整个光催化反应体系中充当助催剂,与光催化剂产生协同效应,提高光催化降解酸性品红反应速度。本研究还利用X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)、红外光谱仪(ATI-IR)对所制得的光催化材料进行表征。结果表明经稀土共掺杂改性后的ZnO-TiO_2光催化剂不仅粒径更小,比表面积也更大。     

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.     

TiO2固定薄膜光催化剂的制备与表征

以钛板为基材,制备TiO2固定薄膜光催化剂.X射线衍射法表征结果表明,TiO2半导体光催化剂主要呈锐钛矿晶型,平均晶粒尺度为35.7nm.电子扫描显微镜法表征结果显示,光催化剂表面形态均匀、致密,TiO2与Ti板结合紧密、牢固.电化学法表征结果显示,光催化剂为n型半导体,外加电场将极大地促进光生电子和空穴的分离,有利于光催化氧化技术效率的提高.苯甲酰胺降解试验表明,外加电场对光催化氧化技术具有较强的辅助作用,电助光催化氧化技术的处理效率远远高于光催化氧化技术,当施加的电极电位为-0.05V(SCE)时,苯甲酰胺在120min时的去除率可达95%.     

新型多金属氧酸盐K_7BiW_(11)O_(39)Sn·11H_2O制备及光催化降解模拟染料废水

本文采用水热合成法首次制备了一种新型多金属氧酸盐,采用扫描电镜(SEM)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DSC)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR),电感耦合等离子体发射光谱(ICP)等技术对其进行了表征,结果表明,所制备的化合物具有Keggin结构,为非晶体化合物,其分子式为K_7BiW_(11)O_(39)Sn·11H_2O(BiW_(11)Sn).以酸性红299(AR299)为目标降解污染物,研究了自然日光辐照下BiW_(11)Sn均相光催化AR299水溶液脱色降解活性.结果表明,BiW_(11)Sn能有效的光催化AR299脱色降解.AR299溶液的初使pH值、初始浓度、催化剂投加量、光解时间对AR299光催化降解效果均有影响.20 mL,4 mg·L~(-1),初始pH值为5.4的AR299水溶液(溶液中BiW_(11)Sn浓度为0.5 g·L~(-1)),阳光下辐照3 h,其脱色率达到93.1%;其光催化降解反应遵循LangmuirHinshelwood准一级动力学方程;超氧负离子自由基为光催化降解过程中的重要活性物种.     

CdS/CdMoO_4空心微球复合材料的化学沉淀法制备及光催化性能

采用化学沉淀法制备了CdS/CdMoO_4空心微球复合材料,通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、荧光光谱(PL)等对该复合材料的结构、形貌及其光学和可见光光催化性能进行了表征.结果表明,所制备的CdS/CdMoO_4复合材料具有明显的空心微球结构,且其直径在1μm左右,表现出优异的吸附性能.此外,CdMoO_4良好的光生电子转移性能使得CdS/CdMoO_4空心微球复合材料亦表现出良好的催化性能和光稳定性.该复合材料在60 min内对亚甲基蓝光降解率达到了98.7%,且3次光催化实验重复性好.     

贵金属负载氧化石墨烯二氧化钛光催化消除甲硫醇三甲胺性能探究

利用沉积法将Ag、Pt、Pd等3种贵金属负载GO/TiO₂,利用X射线衍射、扫描电镜和X射线光电子能谱等对催化剂的结构、组成、形貌进行表征.将催化剂用于光催化动态和静态实验降解甲硫醇、三甲胺气体,考察不同贵金属的负载对催化效果的影响.结果表明,贵金属均匀沉积在GO/TiO₂上,减少了光生电子空穴对复合,与GO/TiO₂相比光催化效率得到显著提升.催化效果顺序为：Pd/GO/TiO₂>Pt/GO/TiO₂>Ag/GO/TiO₂>GO/TiO₂.     

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.     

不同光波长对类石墨相氮化碳催化降解莫西沙星的机理探究

使用一种简单煅烧三聚氰胺的方法制备了类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),研究了不同光波长对g-C_3N_4催化降解盐酸莫西沙星的影响.通过高分辨透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对材料的形貌、晶型、元素组成进行表征,证实了g-C_3N_4的成功合成.此外,通过XPS-价带谱和紫外可见漫反射(UV-DRS)图谱得到所合成g-C_3N_4的带隙(E_g=2.81 eV)和价带(E_(VB)=2.49 eV).通过不同光波长(包括365、385、420、450、485、520、595、630 nm及可见光)下g-C_3N_4对莫西沙星的降解速率来评估光催化性能.结果表明,g-C_3N_4的光催化活性依赖于辐照波长,也即速率常数(k_1)随光波长的增大而降低.活性氧(ROS)淬灭实验表明,超氧自由基(·O~-_2)在莫西沙星的光催化降解中起主导作用.     

可见光照射下α-FeOOH光催化降解有机污染物的研究

以α-FeOOH为光催化剂,酸性桃红(SRB)为目标化合物,研究了可见光照射下光催化剂对SRB的降解,结果表明:在可见光(λ＞420nm)照射下, SRB 浓度为1.2×10-5 mol·l-1,H2O2浓度为1.5×10-3 mol·l-1,α-FeOOH 为0.16 g·l-1,pH=7.05时,SRB的降解效果最好,红外光谱分析表明,SRB降解产物为羧酸及胺类化合物.另外,采用苯甲酸荧光分析法间接测定体系中自由基的含量,表明此光催化降解过程主要涉及·OH历程.