可见光响应PANI/TiO_2和PoPD/TiO_2纳米材料的氧化机制及协同-光敏化作用

利用原位氧化聚合法制备pdyaniline(PANI)/TiO_2和poly-o-phenylenediamine(PoPD)/TiO_2纳米材料,通过XRD、元素分析、UV-Vis DRS和循环伏安曲线等方式进行表征,以亚甲基蓝为模拟污染物,考察p H值以及导电聚合物/TiO_2浓度对光催化效果的影响,通过捕捉实验判定不同活性物种在光催化过程中的贡献.结果表明,PANI和Po PD没有改变TiO_2的粒径和物相,PANI/TiO_2、Po PD/TiO_2和TiO_2的禁带宽度分别为2.82 e V、2.89 e V和3.09 e V;溶液p H值越高,导电聚合物/TiO_2纳米材料的光催化活性越高;PANI/TiO_2和Po PD/TiO_2纳米材料浓度在光催化降解过程中存在的最佳值分别为1 g·L-1和1.5 g·L-1,PANI/TiO_2和Po PD/TiO_2纳米材料光催化过程中活性氧物种的贡献顺序分别为·OHh+·O-2,·OH≈h+·O-2.重复利用实验结果表明制备的PANI/TiO_2和Po PD/TiO_2纳米材料具有良好的光催化稳定性.导电聚合物和TiO_2之间的协同-光敏化作用是CPs/TiO_2纳米材料光催化活性得到提高的主要原因.     

四环素在光催化剂TiO_2上的吸附研究

选取四环素作为代表抗生素,考察了溶液的pH值、离子强度（二价阳离子Ca2＋和Mg2＋）、腐殖酸3种环境因子对四环素在光催化剂二氧化钛（TiO2）上吸附的影响.结果表明,在3个不同pH（pH3、6和9）条件下的吸附等温线均符合Langmuir吸附等温方程,拟合的相关系数R2均大于0.999;四环素在TiO2上的吸附量在p...     

TiO_2纳米管电极光电催化降解四环素

采用电化学阳极氧化的方法,分别以HF酸水溶液和含NH_4F的丙三醇溶液为电解液,制备出高度有序的TiO_2纳米管电极.扫描电镜结果表明,TiO_2纳米管生长形貌良好,其中有机电解质溶液中制备的TiO_2纳米管管长为3μm,而水溶液中制备的TiO_2纳米管长度仅为300 nm.TiO_2纳米管电极经450℃热处理后,表现出明显的锐钛型结构.两种TiO_2纳米管电极均具有较好的光电催化活性,在偏压为4 V时,光电流分别为1.37 m A·cm~(-2)和0.83 m A·cm-2,其中管长3μm电极在180 min内对50 mg·L~(-1)四环素TOC的去除效果约为93%.该电极具有较高的稳定性,重复使用5次,光电催化过程对四环素废水均具有较高的降解效果.在180 min内,四环素的降解率均保持在92%±1%,可重复使用.     

多孔TiO_2光催化降解罗丹明B水溶液

以SiO2为模板剂,采用溶胶-凝胶-碱洗的方法制备多孔TiO2催化剂。经TEM和BET分析表明,多孔TiO2粒径约为10 nm,且颗粒大小分布均匀,其比表面积较大,约为167.572 m2/g。通过罗丹明B水溶液的光催化降解实验,考察了多孔TiO2的光催化活性。实验结果表明,初始pH=6,初始浓度30 mg/L的罗丹明...     

小皱蝽抗菌物质的诱导及抗菌肽AMP-2的分离纯化和特性

针刺小皱蝽成虫腹部,诱导免疫防御反应,小皱蝽成虫组织经过浸提、浸提液TFA酸化、超速离心、超滤、固相萃取等分离步骤,平板生长抑制试验检测抗菌活性.在C18Sep-Pak固相萃取柱上,40?N洗脱组分为初样品,经RP-HPLC、GPC-HPLC及填料孔径更小的反相色谱柱纯化,得到0.452mgAMP2样品.琼脂孔扩散法检测AMP2抗菌活性,回收率为4.04%.抗菌肽AMP2在SuperdexPeptide凝胶过滤柱上测得分子量(Mr)为3.2×103,茚三酮反应紫色.AMP2具有一定热稳定性,在pH3～8的乙酸铵缓冲液中抗菌活性强,对检测的动植物病原菌具有广谱抗菌活性,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌D22、枯草芽孢杆菌的MIC值为2.5μg/mL,对四联球菌的MIC值为5.0μg/mL,AMP2可能为富含脯氨酸的小分子抗菌肽.图3表2参11     

土壤中TNT的TiO_2光催化降解动力学研究

为了高效修复受TNT污染的军事训练场地土壤,利用纳米TiO_2光催化降解土壤中的TNT污染物,并采用高效液相色谱法测定降解后剩余的TNT含量.研究了光催化降解TNT的影响因素(如初始TNT浓度、p H、TiO_2用量、土层厚度等)及其动力学规律.研究结果表明,加入TiO_2催化剂后能将土壤中浓度为500 mg·kg-1的TNT的去除率从36%显著提高到95%以上;另外,在土层厚度8mm、TiO_2用量为0.5wt%—3wt%的条件下,TNT的光催化降解符合拟一级动力学规律,且可用L-H模型描述;当催化剂用量为0.1wt%时,此时为零级反应.通过正交实验可知土层厚度大小对TNT的光催化降解影响最大.     

纳米TiO_2光催化降解水溶性染料溶液的研究

研究了纳米ＴｉＯ２光催化剂对活性黄Ｘ６Ｇ、活性红Ｘ３Ｂ、活性蓝ＸＢＲ、碱性绿、碱性紫５ＢＮ、碱性品红等６种染料溶液的光解脱色效果。结果表明,在ｐＨ２的酸性溶液中,对浓度为６０ｍｇ／Ｌ的６种染料溶液的脱色率均超过９３．３％;即使对浓度达２００ｍｇ／Ｌ的活性蓝溶液,其脱色率仍可达７８．８％。染料溶液的ｐＨ值对纳米ＴｉＯ２光催化脱色效果影响较大     

基于CeO_2/TiO_2催化H_2O_2氧化低温脱硝的实验研究

以H_2O_2为氧化剂对NO进行低温氧化脱硝,考察了非催化和纳米TiO_2催化作用下的H_2O_2氧化低温脱硝性能;并以纳米TiO_2为载体,采用等体积浸渍法掺杂过渡金属氧化物CeO_2进行改性,制备了一系列CeO_2/TiO_2催化剂,探究了其催化作用下H_2O_2的氧化脱硝性能,并筛选获得了催化剂的最佳CeO_2负载量;进一步针对最优催化剂,考察了不同烟气工况对催化剂活性的影响,并进行了XRD、H2-TPR以及XPS等表征分析.表征结果显示,CeO_2的负载量会影响催化剂中晶格氧的含量,晶格氧相对含量的增加有利于氧化还原反应中的电子传递,这是促进H_2O_2活化分解的关键.实验结果表明,CeO_2/TiO_2催化剂能有效促进H_2O_2的活化分解实现低温脱硝,且CeO_2负载量为3%wt时,催化活性最高;在烟温为160℃、[H_2O_2]/[NO]物质的量比为2以及空速为30000 h-1时,NO转化率最高可达76%.     

纳米TiO_2及ZnO悬浮液中·OH的生成

采用气相色谱法间接测定了光照下纳米及常规TiO2、ZnO悬浮液中.OH的产生情况.结果表明,光照下常规TiO2及ZnO悬浮液中没有检测到.OH,而纳米TiO2及ZnO悬浮液在日光灯及紫外灯照射下的.OH生成量与时间之间具有较好的线性关系,120h内溶液中.OH含量随纳米颗粒浓度(200mg.l-1)的升高而逐渐升高;但当纳米颗粒浓度高于200mg.l-1时,.OH含量不再随纳米颗粒浓度升高而增加.本实验中不同光照条件下纳米颗粒悬浮液中.OH产生速率各不相同,其中普通日光灯照射下.OH产生速率最慢、紫外光(254nm)其次、太阳光最快,而避光条件下没有检测到.OH.同时,.OH的产生与纳米颗粒化学组成十分相关,在日光灯照射下纳米TiO2的.OH产生速率为纳米ZnO的2—4倍(200mg.l-1的纳米TiO2、ZnO在日光灯照射下的.OH生成速率分别为0.0239mmol.l-.1h-1、0.010mmo.ll-1.h-1).由于.OH是活性氧簇(ROS)中毒性最强的自由基之一,所以金属纳米氧化物颗粒在不同条件下产生的ROS应作为纳米材料水生态毒理学研究的主要因素之一.     

染料化合物在改性介孔TiO_2上的吸附

以聚乙烯醇-碘复合物修饰的介孔TiO2纳米材料为吸附剂,研究了介孔TiO2对亚甲基蓝、甲基橙、茜素红和二甲酚橙染料化合物的吸附作用.考察了4种染料初始浓度和初始pH值对吸附的影响.实验结果表明,染料化合物的结构和性质影响介孔TiO2对它们的吸附平衡时间和吸附量.二甲酚橙、甲基橙、茜素红和亚甲基蓝有最佳吸附去除率的初始pH值分别为2.0、2.0、3.0和8.0;平衡吸附时间分别为100 min、10 min、100 min和60 min.介孔TiO2对亚甲基蓝、茜素红、二甲酚橙的饱和吸附量分别为80.32 mg·g-1、78.72 mg·g-1、71.64 mg·g-1,甲基橙的饱和吸附量超过200 mg·g-1.改性介孔TiO2对亚甲基蓝、茜素红、二甲酚橙的吸附符合二级动力学方程.     

纳米TiO_2对耕作红壤土壤微生物活性的影响

作为最为常用的纳米材料,纳米TiO2潜在的生态环境负面效应已日渐引起重视。土壤微生物活性是土壤微生物群落生长状况的整体表现,是反映土壤污染、表征土壤质量、衡量土壤生态系统管理措施和扰动变化的敏感指标。本研究将纳米TiO2均匀混合于耕作土壤,以土壤—纳米TiO2—微生物体系为研究对象,通过对耕作红壤的现场实验,综合土壤微生物菌落数、呼吸强度和蛋白酶活性等参数,较为真实的反映了纳米TiO2对土壤微生物活性的影响。数据表明,在整个90 d的试验周期内,空白对照土样土壤微生物菌落数变化范围是3.59~3.92 CPU(107·g-1)、土壤呼吸强度变化范围是0.49~0.61(mg·g-1)、土壤蛋白酶活性变化范围是0.068~0.081(mg·g-1)。耕作红壤掺杂不同剂量(0.1、0.2、0.5、1、3 mg·g-1)纳米TiO2后,土壤微生物菌落数、呼吸强度和蛋白酶活性等参数均低于空白对照土样,说明土壤微生物活性受纳米TiO2抑制,且纳米TiO2剂量越大,抑制作用越明显。研究结果对综合评判人工纳米材料的生态环境效应可提供数据支撑。     

不同形貌的TiO_2材料对五氯苯的热降解

采用溶剂热法、均匀共沉淀法和溶胶-水热法分别制备出3种不同形貌的二氧化钛催化剂.采用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDX)和场发射扫描电子显微镜(SEM)对催化剂的晶型结构和微观形貌进行分析.以五氯苯为模型污染物,分别在300℃、350℃、400℃条件下对3种不同形貌材料的催化活性进行评价.结果表明,3种材料的活性强弱顺序为:均匀共沉淀法所制TiO_2溶胶-水热法所制TiO_2溶剂热法所制TiO_2.均匀共沉淀法所制TiO_2在反应温度350℃、反应时间60 min的条件下对五氯苯的降解效率已经达到99.8%.通过GC-MS对五氯苯的降解产物进行分析,检测到有四氯苯、三氯苯和二氯苯等生成,表明降解反应有加氢脱氯过程发生.五氯苯加氢脱氯降解路径为:Pe CB→1,2,4,5/1,2,3,5/1,2,3,4-Te CB→1,2,4/1,2,3-TrCB→DCB.     

基于水热法制备的TiO_2/MoS_2复合光催化剂及其光催化制氢活性

采用水热法制备出了TiO_2/MoS_2复合光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(DRS)、X射线光电子能谱分析(XPS)和光致发光光谱(PL)方法对TiO_2/MoS_2进行表征.研究了MoS_2负载量、复合催化剂TiO_2/MoS_2表面担载的贵金属种类(Pt、Pd、Ru)及其担载量、空穴牺牲剂种类对光催化反应制氢活性的影响,并考察了催化剂的稳定性.研究结果表明,硫化钼和二氧化钛复合能显著提高光催化产氢性能,硫化钼的最佳负载量为5 wt%,比产氢速率为776.99μmol·h~(-1)·g~(-1),其产氢活性是纯TiO_2的4.92倍,商业P25的3.67倍;复合催化剂TiO_2/5 wt%MoS_2表面担载的贵金属种类及其质量分数对产氢性能有一定的影响,其中0.5 wt%的Pd对产氢性能的影响最大,能明显提高复合催化剂的产氢性能,比产氢速率可提高至2599μmol·h~(-1)·g~(-1);该催化剂可利用不同有机物作为牺牲剂产氢,如甲醇、乙醇和乳酸,三者产氢量的次序为:甲醇乳酸乙醇;经过5次循环实验,复合催化剂Pd/(TiO_2/MoS_2)仍能保持90%的活性.另外,对复合催化剂光催化产氢机理也进行了分析.     

可光－生降解聚乙烯薄膜的降解性能试验

用自然光照法、模拟光照法和堆肥法进行了可光一生降解聚乙烯薄顺和普通聚乙烯薄膜的光降解和微生物降解对比试验。结果表明，前者的光降解和微生物降解性能都明显优于后者。     

可光—生降解聚乙烯薄膜的降解性能试验

用自然光照法、模拟光照法和堆肥进行了可光一生降解聚乙烯薄膜和普通聚乙烯薄膜的光孜和微生物降解对比试验，结果表明，前者的光降解和微生物降解性能都明显优于后者。     

V_2O_5/TiO_2基催化剂催化转化1,2-二氯苯

实验研究了溶胶凝胶法制备催化剂过程中钒元素的初始价态(V~(4+)或V~(5+))对焙烧后催化剂特性的影响,并考察了催化剂在150—350℃温度范围内对1,2-二氯苯(1,2-DCBz)的催化转化效果.通过低温氮气吸附、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、氢气程序升温还原(H2Temperature programmed reduction,H2-TPR)、以及色散光谱(Energy dispersive spectroscopy,EDS)来获取催化剂的基本特性.结果表明,在催化剂制备过程中,将偏钒酸铵中的V~(5+)还原至V~(4+)可以有效改善焙烧后催化剂V_2O_5/TiO_2理化特性,提高1,2-二氯苯的催化转化效率.150℃时,1,2-二氯苯转化率由43%增加至62%,而在220—350℃范围内,转化效率提升仍大于10%.这与催化剂吸附能力和氧化能力的共同增强有关.根据催化剂表征结果可知,与未还原处理的V_2O_5/TiO_2相比,还原处理后催化剂的比表面积和总孔容分别增加了22 m~2·g~(-1)和0.09 cm~3·g~(-1),且孔径尺寸在2—3 nm的孔容积增大.这些特性都有助于催化剂吸附能力的提升.此外,还原处理后催化剂中V的平均化合价和表面吸附氧浓度增大.V的平均化合价由4.64增大至4.72,表面吸附氧浓度由11%增大至13%,表明催化剂氧化能力增强.然而该方法对V_2O_5/TiO_2-CNTs催化剂的催化活性影响较小.     

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.     

钾盐沉积V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂的制备及再生

采用浸渍法制备钾盐沉积V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂,利用BET、FESEM、XRD和激光拉曼对催化剂进行表征.通过分析催化剂活性与理化性质,来考察钾盐沉积对V_2O_5-WO_3/TiO_2SCR催化剂脱硝活性的影响.考察了中毒前后、不同的再生方法和测试时间对氨气选择性催化还原NO的影响.结果表明,钾盐沉积的V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂随着钾盐溶液浓度的增加中毒能力越强.不同的再生方法使得钾盐沉积V_2O_5-WO_3/TiO_2催化剂的脱硝活性均有不同程度的提高.整体来说,水洗酸洗加钒的再生催化剂脱硝效率可以恢复到98%、99%左右.     

长寿命Ti/TiO_2/SbO_2-SnO_2/SnO_2-Sb-CeO_2制备及电催化废水性能

使用电镀法制备了含SbO2-SnO2中间层的TiO2/SbO2-SnO2/SnO2-Sb-CeO2电极.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站等分析仪器研究了中间层对电极表面结构、组分和电化学性能的影响.在大电流密度下测定了电极的强化使用寿命,并以酸性黑10B为模拟污染物研究了电极的电催化性能.研究结果表明,SbO2-SnO2中间层可有效改善电极表面结构,从而影响电极的寿命和催化性能.相比不含中间层的TiO2/SnO2-Sb-CeO2电极,加入SbO2-SnO2中间层后,电极表面的活性层更加致密和平整,寿命增加了10倍,对酸性黑10B的降解速率提高了一倍.     

不同老化时间的TiO_2纳米颗粒对玉米生长的影响

为探讨老化时间对TiO_2纳米颗粒(nanoparticles,NPs)生物有效性的影响,研究了不同老化时间的Ti O_2NPs(0~120 d)对玉米幼苗生长的影响、在玉米体内的吸收及其在植株不同部位的存在位点等。研究发现,不同浓度的TiO_2NPs(1 000 mg·kg~(-1)和2 000 mg·kg~(-1))加入到土壤中,对玉米幼苗干鲜重没有明显的影响,但老化时间小于60 d时,对玉米幼苗株高有一定的抑制效应,老化60 d之后,随着老化时间的继续延长,毒性逐渐降低,最后趋于稳定。老化60 d时,TiO_2NPs处理的玉米幼苗根冠增大,玉米幼苗体内产生H2O_2的累积。在Ti O_2老化土壤中生长的玉米幼苗根系和地上部均有Ti的累积,1 000 mg·kg~(-1)的TiO_2NPs在玉米幼苗根部的生物累积系数达到35.4%,在地上部为13.6%,在玉米植株体内的转运系数为0.38;通过TEM观察,TiO_2NPs可以进入到玉米幼苗体内,并存在于根细胞的细胞质和叶绿体膜上,在叶片细胞的液泡和细胞核中也发现有TiO_2NPs的存在。上述研究结果为客观评价TiO_2NPs的生态风险提供了有用信息。