西瓜皮基碳气凝胶的制备及其吸附性能

以西瓜皮为碳源,通过水热处理结合冷冻干燥法制备了碳气凝胶。采用FTIR、拉曼光谱、XPS和SEM等技术对碳气凝胶的表面基团、形貌和结构进行了表征。考察了碳气凝胶对罗丹明B和孔雀石绿模拟染料废水的吸附性能。表征结果显示,碳气凝胶呈现典型的三维无序网状多孔结构,其表面存在大量的羟基、羰基、羧基等官能团。实验结果表明,在罗丹明B或孔雀石绿初始质量浓度为10 mg/L、碳气凝胶加入量为0.5 g/L、吸附温度为常温、初始废水p H为染料废水自然酸碱度、吸附时间为1 h的条件下,碳气凝胶对孔雀石绿的去除率为92.7%,对罗丹明B的去除率为67.2%;循环使用4次到6次,罗丹明B和孔雀石绿的去除率略有降低。     

复合光催化材料Ag-AgCl/石墨烯的制备及性能

以原位化学沉淀;光还原法制备了Ag-AgCl/石墨烯复合光催化材料。以罗丹明B为模型降解物,研究了其可见光催化性能。实验结果表明：石墨烯的引入使Ag-AgCl/石墨烯催化剂催化活性提高;当初始罗丹明B质量浓度为5 mg/L时,可见光照射60 min后罗丹明B的降解率可达99%;降解率随初始罗丹明B质量浓度的增加而减小。Ag-AgCl/石墨烯具有很高的可见光催化活性和稳定性。     

纳米二氧化钛可见光催化的研究进展

TiO2纳米材料是目前研究最为广泛的光催化纳米材料之一。但TiO2通常只在紫外光下具有光催化活性,严重影响了它的实际应用范围。光敏化作用以及配合物-金属电子转移等途径可将TiO2的光响应范围拓展到可见光区域,成为TiO2光催化领域的研究热点。综述了近年来光敏化作用和配合物-金属电子转移等方法在TiO2可见光催化领域的研究进展,旨在为今后进一步扩大TiO2的实际应用提出新的研究方向。     

类氧化硅气凝胶吸附材料的制备及其吸附性能

以有机硅高沸物和Na₂SiO₃·9H₂O为原料,采用溶胶-凝胶法制备出疏水性的类氧化硅气凝胶吸附材料。采用透射电子显微镜、傅里叶变换红外分析仪和比表面与空隙度分析仪对该吸附材料的结构进行表征。表征结果显示,该吸附材料呈海绵状多孔结构,比表面积为294.48 m²/g,孔径分布较宽（为2 ~140 nm）,平均孔径为8.95 nm。实验结果表明：采用该吸附材料常温下静态吸附处理质量浓度为10 mg/L的罗丹明B（RhB）溶液,在类氧化硅气凝胶吸附材料加入量50 g/L、静态吸附时间5 h的最佳静态吸附工艺条件下,RhB去除率为98.8%,吸附后RhB质量浓度为0.124 mg/L;采用该吸附材料常温下动态吸附处理质量浓度为15 mg/L的RhB溶液,吸附4 h后开始穿透,吸附7 h后完全穿透。穿透时间较长,表明该吸附材料具有较大的吸附容量。     

纳米TiO2-石墨烯光催化剂的水热合成及其光催化性能

以钛酸四正丁酯和石墨为原料,通过水热法制备了锐钛矿型为主的纳米TiO2复合光催化剂（纳米TiO2-石墨烯）,并采用XRD,FTIR,FESEM,TEM技术对其进行了表征。通过紫外光照射降解溶液中的罗丹明B（RhB）研究了TiO2-石墨烯的光催化活性,分析了初始罗丹明B质量浓度、催化剂加入量、溶液pH和催化剂使用次数等影响降解效果的因素。实验结果表明：在初始RhB质量浓度为20 mg/L、溶液pH为7.10、催化剂加入量为1.000 g/L的条件下,紫外光照射30 min时,纳米TiO2-石墨烯对RhB的降解率高达98.69%,明显高于纳米TiO2的44.69%;纳米TiO2-石墨烯稳定性较强,可多次重复使用。     

离子液体辅助合成Nd掺杂TiO_2的可见光催化性能

在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼([C4MIM]BF4)的辅助下,采用溶胶-凝胶法制备了Nd掺杂Ti O2光催化剂(Nd-Ti O2(IL))。实验结果表明:在加入[C4MIM]BF4、n(Nd)∶n(Ti O2)=2.5%的条件下制得的Nd-Ti O2(IL)(记作2.5%Nd-Ti O2(IL))的光催化性能最好;在初始亚甲基蓝质量浓度10 mg/L、2.5%Nd-Ti O2(IL)加入量1 g/L的条件下,光催化反应180 min,亚甲基蓝降解率为84%,2.5%Nd-Ti O2(IL)光催化降解亚甲基蓝的表观速率常数为0.010 9 min-1。表征结果显示:Nd的掺杂抑制了Ti O2晶粒长大,增大了Ti O2的比表面积,2.5%Nd-Ti O2(IL)的比表面积为80.77 m2/g;[C4MIM]BF4的加入提高了Ti O2的晶化度;Nd以Nd3+的形式,通过晶格取代方式进入Ti O2晶格。     

可见光下氮掺杂罗丹明B分子印迹TiO_2的选择性光催化性能

采用溶胶-凝胶法和分子印迹技术,以尿素为氮源、罗丹明B为模板分子制备了氮掺杂罗丹明B分子印迹TiO_2粉末(N-TiO_2-RhB),并对样品进行了XRD、UV-Vis DRS和BET表征。表征结果显示:氮掺杂和分子印迹一定程度改善了样品的孔隙结构和孔径分布,N-TiO_2-RhB的比表面积和孔体积分别为TiO_2的1.9倍和1.5倍;氮掺杂使TiO_2的光吸收带边发生红移,而分子印迹不能改变催化剂的光吸收带边。N-TiO_2-RhB具有最佳的可见光活性和选择性,对罗丹明B的降解率高达92.7%。对罗丹明B、罗丹明6G、甲基紫和甲基绿的降解过程均符合一级反应动力学方程。     

超声辅助沉淀法制备γ-Bi_2MoO_6及其光催化性能

以Bi(NO3)3·5H2O和(NH4)6Mo7O24·4H2O为原料,采用超声辅助沉淀法制备了纳米可见光催化剂γ-Bi2Mo O6,用XRD,SEM,UV-Vis技术对其进行了表征,并以罗丹明B为目标降解物,考察了γ-Bi2Mo O6的可见光催化性能。表征结果显示,产物为高纯度正交结构的纳米γ-Bi2Mo O6,分散性良好。光催化实验结果表明:超声辅助沉淀法制备的γ-Bi2Mo O6的可见光催化活性优于普通沉淀法制备的产品;以超声辅助沉淀法制备的γ-Bi2Mo O6为光催化剂,在初始罗丹明B质量浓度为10 mg/L、初始溶液p H为7.2、γ-Bi2Mo O6加入量为10 g/L的最优条件下,反应180 min时的罗丹明B降解率达到97.48%。     

La_2O_3-TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3-Ti O2光催化剂;运用XRD,UV-Vis DRS,BET技术对光催化剂进行了表征;并以太阳光为光源,研究了不同制备条件及光反应条件下La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解效果。实验结果表明:最佳制备条件为镧掺杂量(硝酸镧与钛酸丁酯的质量比)0.9%、焙烧温度500℃、焙烧时间2 h;该条件下制备的光催化剂为中孔结构(平均孔径3.867 nm),禁带宽度小(2.07 e V),Ti O2为锐钛矿相;在光催化剂投加量为2 g/L、溶液p H为3的最佳光反应条件下反应4 h,La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解率达99.7%,远高于N-Ti O2的42.0%;重复使用5次的La2O3-Ti O2光催化剂仍对罗丹明B保持较高的降解率(98.5%)。     

氨基改性二氧化硅气凝胶的制备及其对镍离子的吸附性能

以正硅酸乙酯为硅源、3-氨丙基三乙氧基硅烷为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备了氨基改性二氧化硅气凝胶,采用FTIR、SEM、TEM和BET技术对其进行了表征,并将其用于对水中镍离子的吸附。表征结果显示,改性前后的气凝胶均具有三维多孔网络结构,比表面积分别为877.35 m²/g和357.76 m²/g,平均孔径分别为10 nm和12 nm。实验结果表明：溶液pH为4~7时改性气凝胶对镍离子均保持较高的吸附量,溶液pH为6左右时吸附量最高;Langmuir等温吸附模型能更好地描述镍离子在改性气凝胶上的吸附行为,其饱和吸附量为70.03 mg/g,改性前仅为29.05 mg/g;改性气凝胶重复使用5次后,仍保持较高的镍离子去除率,重复使用性能良好。     

WO_3/Ag_3VO_4复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

采用超声辅助沉淀法—浸渍法制备了WO3/Ag3VO4复合光催化剂,对其进行了表征,考察了其在可见光条件下对罗丹明B的催化降解性能,并对催化机理进行了探讨。表征结果显示:WO3紧密包覆在Ag3VO4颗粒的表面,并未改变Ag3VO4的晶体结构;与Ag3VO4和WO3相比,WO3/Ag3VO4的吸收带边发生了红移。实验结果表明:w(WO3)为3.5%时,WO3/Ag3VO4对罗丹明B的可见光催化降解效果最好;在光催化剂加入量0.8 g/L、初始罗丹明B质量浓度10 mg/L的条件下,于室温下光照180 min时的罗丹明B去除率达95.76%,TOC去除率达96.5%;WO3与Ag3VO4在能带间的耦合作用下形成异质结结构,很好地抑制了光生电子-空穴对的复合。     

MoS_2/Bi_2S_3异质结光催化剂的制备及其光催化性能

以五水硝酸铋为铋源、钼酸钠为钼源、硫脲为硫源,采用简单的一步水热法合成了MoS_2/Bi_2S_3异质结光催化剂,采用XRD,SEM,TEM,BET,UV-Vis DRS技术对其进行了表征。表征结果显示,MoS_2纳米片在Bi_2S_3微棒表面生长,增加了比表面积和活性位点,并形成异质结构,促进了光生载流子的迁移,抑制了电子-空穴对的再复合。实验结果表明:钼酸钠与五水硝酸铋的质量比为1∶2时制备的复合光催化剂性能最好,反应180min时对亚甲基蓝的去除率可达96.4%,明显高于MoS_2和Bi_2S_3,且具有较高的稳定性;该催化剂对罗丹明B、甲基橙和4-硝基苯酚的去除率分别为97.1%、93.1%和90.5%,表明其对污染物具有普适性。     

微波诱导水解法制备纳米TiO_2及光催化降解盐酸四环素

采用微波诱导水解法快速制备了纳米TiO_2光催化剂,通过XRD、TEM、SEM、BET和EDS技术对其进行了表征。该方法可在10 min内制备出平均粒径约7.5 nm的锐钛矿相纳米TiO_2。采用该催化剂(加入量0.5 g/L)对盐酸四环素(TC,100 mg/L)进行紫外光催化降解,40 min时降解率高达92.9%,60 min时TOC去除率为81.7%,明显优于市售P25纳米TiO_2。这主要归功于所制备纳米TiO_2表面残留的有机物提高了光生电子-空穴对的分离能力,以及纳米粒子的小尺寸效应和较大的比表面积。溶液p H为9时TC的降解率更高。该催化剂具有较好的光催化稳定性。活性基团捕获实验表明,纳米TiO_2光催化降解TC过程中空穴起主要作用。     

单宁为模板制备纳米二氧化钛 及其对钍的吸附性能

以杨梅单宁(BT)为模板,水热法合成纳米二氧化钛(BT-NTO)。采用XRD、FTIR、SEM和TEM技术对BT-NTO的结构及形貌进行了表征。将BT-NTO用于吸附溶液中的Th~(4+),在溶液pH为3.5、温度为25℃、Th~(4+)初始浓度为0.5 mmol/L的条件下,BT-NTO对Th~(4+)的吸附量为0.905 8 mmol/g;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程;溶液中共存的Zn~(2+)、Ni~(2+)、Co~(2+)、Sr~(2+)、Yb~(3+)、Nd~(3+)、Sm~(3+)、Gd~(3+)、La~(3+)、Cl-、ClO4-离子对Th~(4+)吸附量影响较小;BT-NTO的重复使用性能较好。     

PANI/Bi_2MoO_6复合光催化剂的制备、表征及其可见光催化性能

采用原位氧化聚合法制备了PANI/Bi_2MoO_6复合光催化剂,采用XRD、SEM、PL和UV-Vis DRS等技术对其进行了表征,并将其用于罗丹明B(Rh B)的可见光催化降解。表征结果显示:聚苯胺(PANI)包覆于Bi_2MoO_6微球表面,促进了光生载流子的迁移,抑制了光生电子-空穴对的复合,拓宽了催化剂的可见光响应范围。实验结果表明:PANI/Bi_2MoO_6复合光催化剂具有较高的可见光催化活性和良好的稳定性,当w(PANI)为36%、光照90 min时Rh B去除率达90.4%,明显优于纯Bi_2MoO_6;该体系中,空穴和·O2-在污染物的降解过程中起主要作用;PANI和Bi_2MoO_6之间形成了异质结结构,使光生电子-空穴对有效分离。     

CeO2/TiO2纳米管催化剂脱硝性能研究

利用废气中本身含有的CO催化还原烟气中的NO_x,可以实现以废治废。采用TiO₂纳米管负载CeO₂,制备CeO₂/TiO₂纳米管催化剂,并对其进行了SEM表征及影响因素实验。实验结果表明：在n（Ce）∶n（Ti）=3∶7、焙烧温度500 ℃、焙烧时间3 h时制备的CeO₂/TiO₂纳米管催化剂形貌较好,表面颗粒分布相对均匀;反应温度400~600 ℃时NO脱除率达98%;该催化剂具有一定的抗氧性能;当n（SO₂）∶n（NO）=（1∶2）~（2∶1）时,NO脱除率仍然在95%以上。     

棱形十二面体Ag_3PO_4微晶的辅助合成及其可见光催化性能

以六次甲基四胺(HMTA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为混合辅助剂,采用沉淀法合成了立方晶相棱形十二面体Ag3PO4微晶,对其进行了表征,并通过降解罗丹明B考察了其可见光催化活性。实验结果表明:以0.10g(25 g/mol(以Ag NO3计))HMTA和0.10 g PVP为混合辅助剂合成的棱形十二面体Ag3PO4微晶,其禁带宽度为2.17e V,对罗丹明B有较好的可见光催化活性;在8 mg/L罗丹明B溶液中加入0.4 g/L Ag3PO4,可见光照射12 min时,未添加辅助剂以及分别添加0.10 g PVP、0.10 g HMTA、0.10 g HMTA和0.10 g PVP混合辅助剂制备的Ag3PO4对罗丹明B的降解率分别为67.59%,76.25%,91.88%,99.64%;棱形十二面体Ag3PO4微晶重复使用4次后,罗丹明B的降解率仍达91.59%,说明该光催化剂具有较好的重复使用性能。     

Ti/MnO2/PbO2电极的制备及电催化降解罗丹明B

采用电沉积法制备了Ti／MnO2／PbO2电极,并用其对质量浓度为20mg／L的罗丹明B模拟废水进行了电催化降解实验。实验结果表明：原水pH为4．95,无须调节废水的pH;最佳电解实验条件为：支持电解质NazSO4浓度0．09mol／L,电解电流密度40mA／cm^2,处理时间40min,在此条件下罗丹明B的去除率接近100％。     

Cu2O/PTCDI复合材料的制备及其光催化活性

] 以p型半导体氧化亚铜（Cu₂O）与n型半导体苝二酰亚胺（PTCDI）为原料,通过原位还原的方法制备了Cu₂O/PTCDI复合材料,并考察了其对亚甲基蓝的光催化降解活性。实验结果表明：与纯Cu₂O及PTCDI自组装体相比,Cu₂O/PTCDI复合材料的光催化活性与稳定性都有所提升; PTCDI自组装体质量分数为90%的Cu₂O/PTCDI复合材料对亚甲基蓝的降解率可达70%。Cu₂O和PTCDI自组装体的有效复合降低了光生电子和空穴的复合率,同时改善了Cu₂O和PTCDI自组装体的光催化活性。