活性碳纤维负载纳米TiO_2光催化材料的制备

采用浸渍液中添加环氧树脂黏结剂并高温热处理的方法,制备出活性碳纤维(ACF)负载纳米TiO2光催化材料。对光催化材料的表面形貌和TiO2晶相进行了表征,发现所制备的光催化材料很好地保持了m(锐钛矿型)∶m(金红石型)为79∶21的混晶结构。评价了光催化材料对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能。结果表明,当浸渍液中黏结剂质量浓度为5g/L时,ACF负载纳米TiO2光催化材料失重率较低,表明TiO2的负载强度较高。浸渍液中黏结剂质量浓度为15g/L时,ACF上TiO2负载率最高,为65%。当浸渍液中黏结剂质量浓度为25g/L时,ACF负载纳米TiO2光催化材料对亚甲基蓝的降解率最高,反应120min时,亚甲基蓝降解率均接近100%。     

多金属氧酸盐非均相光催化降解处理有机废水的研究进展

非均相光催化氧化是一种催化剂易于回收利用且研究广泛的高级氧化技术。本文综述了多金属氧酸盐(POMs)非均相光催化降解废水中有机污染物的研究现状。该类非均相光催化剂主要包括负载型POMs(载体主要有半导体氧化物、离子交换树脂和分子筛)、POMs复合膜材料、不溶性盐和多元复合物。讨论了其制备方法、降解效果、反应机理和重复使用性。最后,指出了该领域未来可能的研究方向,为该领域的进一步研究提供参考。     

H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2/空心微珠光催化降解联苯胺

采用复合型光催化剂H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2/空心微珠(cenospheres)光催化降解联苯胺,考察了联苯胺降解效果的影响因素,并运用FTIR和GS-MS技术分析了联苯胺光催化降解过程的主要中间产物,探讨了联苯胺可能的降解路径。实验结果表明:以125 W中压汞灯为光源,在溶液pH为6.3,初始联苯胺质量浓度为10 mg/L的条件下光反应240 min,联苯胺降解率达78%,比Ti_O2/空心微珠提高了24百分点;H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2/空心微珠光催化降解联苯胺符合表观一级动力学特征,且反应速率常数随初始联苯胺质量浓度的增加而减小;H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2/空心微珠具有较好的稳定性,易于分离,可重复利用;联苯胺光催化降解过程的主要中间产物为4-氨基联苯、4-氨基苯酚、对苯二酚和1,4-苯醌。     

二氧化钛对活性艳红X-3B的光催化降解研究

以TiO2作为光催化剂,研究了TiO2对活性艳红X-3B的光催化氧化降解行为。结果表明,以锐钛矿为主的混晶型Ti02的催化活性最好;X-3B的光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood动力学模式,并求出其动力学参数女(表观反应速率常数)为0．5921,KA(吸附平衡常数)为0．1725;温度对X-3B的降解影响很小,其活化能仅为6．04kJ／mol;溶液中盐度的增加会不断降低TiO2对X-3B的光催化降解速率。     

纳米TiO2在有机废水处理方面的研究进展

综述了光催化材料纳米TiO2的制备、光催化降解水中有机污染物的机理、动力学规律及其研究现状和发展方向。     

氧基氯化铁催化降解水中污染物的研究进展

氧基氯化铁(FeOCl)具有二维层状晶体结构且表面有丰富的活性位点,可作为一种新型的非均相Fenton催化剂.本文阐述了FeOCl催化降解水中污染物的机理和FeOCl的改性方法;综述了FeOCl材料催化降解水中污染物(染料、抗生素以及内分泌干扰物等)的研究进展;最后总结了该领域存在的问题并对今后的研究方向进行了展望.指...     

纳米级TiO2光催化氧化机理及其在污染治理中的应用

纳米级TiO2因其活性高、稳定性好而在污染物治理领域被广泛用做光催化剂.通过纳米TiO2半导体的光催化效应,在材料内部由吸收光激发电子,产生电子-空穴对,即光生载流子,并迅速迁移到材料表面,激活材料表面吸附氧和水分,产生活性羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(·O2-),从而转化为一种具有安全化学能的活性物质,起到矿化降解环境污染物和抑菌杀菌的作用.主要阐述了TiO2的光催化机理,论述了TiO2光催化剂在有机废水和VOCs处理等方面的应用.提出了TiO2光催化氧化同时脱硫脱氮技术研究的设想.     

环境中VOCs的污染现状及处理技术研究进展

综述了近十年来大气环境中挥发性有机物(VOcs)的污染现状及其主要处理技术的研究进展.介绍了目前大气环境中VOCs的主要处理技术(包括吸附、冷凝及膜分离等回收技术和燃烧、等离子体、光催化降解和生物降解等销毁技术)的适用条件、经济性、可操作性和净化效率.提出要对VOCs的吸收和生物降解的反应动力学模型、催化机制、材料的性能及微生物活性进行深入研究的建议.     

薄膜负载型TiO_2光催化降解乙酸

利用TiCl_4水解法在玻璃表面制备纳米TiO_2光催化膜,考察了TiO_2光催化膜对乙酸光催化降解过程的影响因素.实验结果表明:使用活化温度为460℃、镀膜4次、表面积168 cm~2的TiO_2光催化膜处理500 mL0.667 mmoL/L的乙酸350 min时,乙酸降解率为80.0%,与等量TiO_2粉末相比光催化膜活性显著增加;当乙酸初始浓度c_0小于0.667 mmoL/L时,光催化降解过程可用Langmuir-Hinshelwood动力学方程来描述;TiO_2膜连续使用5次(30 h)时的光催化活性基本不变;用质量分数为5%的HCl溶液浸泡失去活性的光催化膜1 h,TiO_2光催化膜的活性可完全恢复.     

太阳光催化降解阿特拉津的研究

利用太阳光作光源,用含在颗粒活性炭中的TiO2(TiO2／GAC)作光催化剂,在流动循环系统中考察了阿特拉津的光催化降解效果。在阿特拉津初始质量浓度27．18mg／L、液体循环流量6L／h、液体总体积400mL、平均辐照度2．64mW／cm^2、液体温度40℃、TiO2／GAC质量浓度7g／L、3％H2o2用量240μL,光催化反应时间1．65h的条件下,阿特拉津去除率达92．8％,TOC去除率接近70％。通过测定光催化降解过程中TOC的变化、紫外吸收光谱吸收峰的变化和质谱图对阿特拉津的降解途径和降解程度进行了分析。     

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%。     

超声-紫外光协同催化体系降解水中菲

以纳米TiO_2为催化剂,采用超声-紫外光协同催化体系降解水中菲,并考察了菲降解率的影响因素。实验结果表明:不同类型TiO_2对菲降解率的大小顺序为锐钛矿型TiO_2P25型TiO_2金红石型TiO_2;超声-紫外光协同催化体系对菲的降解率大于单独超声体系或紫外光催化体系,且均遵从一级反应动力学规律;在超声频率为60k Hz、声强为0.233 W/cm2、TiO_2投加量为0.06 g/L、pH为4.0、H_2O_2浓度为19.59 mmol/L的条件下降解75 min后,超声-紫外光协同催化体系对初始质量浓度为0.96 mg/L的菲的降解率可达76.78%。     

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。     

机械力化学活化HPW-TiO_2/膨润土光催化降解甲基橙

采用溶胶-凝胶法制备了磷钨酸(HPW)改性TiO_2,并固载于膨润土上,再经机械力化学活化,得到机械力化学活化HPW-TiO_2/膨润土(MCA-HPW-TiO_2/膨润土)复合光催化剂。采用XRD,SEM,EDS技术对复合光催化剂进行了表征,并将其用于甲基橙的紫外光催化降解。表征结果显示:活性组分TiO_2和HPW成功固载于膨润土上;在机械力化学活化作用下,膨润土层间结构遭到破坏,TiO_2的XRD特征峰形呈弥散状态。实验结果表明:机械力化学活化作用对HPW-TiO_2/膨润土的光催化性能提升效果显著;在酸性及近中性条件下MCA-HPWTiO_2/膨润土均具有较高的催化活性;在溶液p H 6.2、初始甲基橙质量浓度10 mg/L、反应时间180 min、MCAHPW-TiO_2/膨润土投加量1 g/L的条件下,甲基橙去除率达88.27%;该光催化降解过程符合一级动力学模型。     

复合磁性光催化剂Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6的制备及其光催化性能

以Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4为磁基体,制备了Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6复合磁性光催化剂。分别采用XRD、SEM、EDS和PL光谱技术对光催化剂进行了表征。利用氙灯为光源,以环丙沙星为目标污染物,考察了光催化剂对环丙沙星的降解性能。表征结果显示:复合磁性光催化剂中Bi_2WO_6晶相含量高,且结晶度大;Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4与Bi_2WO_6的质量比为1∶8时,Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4磁基体与Bi_2WO_6基本复合(该复合磁性光催化剂以Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6(Ⅱ)表示);Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6复合光催化剂光生空穴和电子复合几率低,具有较好的光催化性能。实验结果表明,Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6(Ⅱ)具有较高的光催化活性,光催化反应140 min后对环丙沙星的降解率达82.39%,且具有良好的磁性能,易实现固液分离,便于回收再利用。     

纳米FeVO_4的制备及其可见光下降解甲苯的性能

以Fe(NO3)3或FeCl3作为铁源,采用水热法制备了纳米FeVO4光催化剂,通过XRD、SEM、DRS等手段表征了所合成FeVO4的物相、表面形貌及光学性质,研究了其可见光下光催化降解甲苯的性能。表征结果显示:FeVO4平均晶粒尺寸约为75 nm,为棒状;FeVO4在可见光区域(λ400 nm)表现出较高的吸光性,其吸光区域可红移至约600 nm;以FeCl3为铁源,水热反应3 h制备的FeVO4的禁带宽度为2.1 e V;以Fe(NO3)3为铁源制备的FeVO4的比表面积(74.70 m2/g)大于以FeCl3为铁源制备的FeVO4的比表面积(67.72 m2/g)。在初始甲苯质量浓度为494 mg/L、FeVO4为光催化剂、反应4 h的条件下,甲苯降解率达62%。甲苯降解最终产物为CO2和H2O。     

二氧化钛/石墨烯气凝胶的制备及其可见光催化性能

以不同m（氧化石墨）∶V（钛酸四丁酯）的氧化石墨和钛酸四丁酯为原料,采用一步水热还原法制备4种TiO₂/石墨烯气凝胶。采用XRD谱图、FESEM照片、拉曼光谱谱图和能谱谱图对样品的结构、形貌、组成元素进行了表征分析。以溶液中罗丹明B的降解率作为评价指标,考察了4种TiO₂/石墨烯气凝胶的可见光催化性能。实验结果表明：随着氧化石墨含量的增加,石墨烯对TiO₂的包覆变好,石墨烯与TiO₂ 成功复合形成三维气凝胶;罗丹明B在TiO₂/石墨烯气凝胶体系中的光催化降解反应属于一级反应,4种TiO₂/石墨烯气凝胶对罗丹明B的最高降解率和反应速率分别是纯TiO₂体系的4.5倍和9.9倍,实现了TiO₂的可见光催化。     

BiPO_4-BiVO_4复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用水热法制备了BiPO_4-BiVO_4复合光催化剂,运用XRD,SEM,UV-Vis DRS技术对其进行了表征,并以亚甲基蓝为目标降解物考察了复合光催化剂在模拟太阳光下的光催化性能。实验结果表明:当BiPO_4与BiVO_4的摩尔比(磷钒比)为2∶8时BiPO_4-BiVO_4的光催化性能最优,光照180 min时对亚甲基蓝(初始质量浓度5mg/L)的降解率达96.20%,反应速率常数为0.018 1 min-1,明显优于单纯BiPO_4和BiVO_4。表征结果显示:单斜相的BiPO_4与BiVO_4晶粒实现了复合生长,BiPO_4-BiVO_4(磷钒比2∶8)的晶粒粒径比单纯BiPO_4和BiVO_4小;复合光催化剂在紫外光和可见光区均具有较好的光响应,且其禁带宽度较BiPO_4明显减小。     

g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6复合光催化剂的制备及其光催化活性

通过水热合成法和液相沉积法制备g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6复合光催化剂,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、氮气吸脱附、紫外-可见漫反射等技术对其进行表征。研究了可见光下g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6催化降解罗丹明B(Rh B)的影响因素,并对其光催化反应机理进行初步探讨。实验结果表明:g-C_3N_4掺杂量为60%(w)时g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6的光催化活性最高;在60%g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6的投加量为1.00 g/L、初始Rh B质量浓度为2.50 mg/L、可见光照射150 min的条件下,Rh B的降解率达到97.90%;在g-C_3N_4/C@Bi_2MoO_6光催化降解体系中,h~+和·O_2~-是主要活性物种。     

草酸浸取废SCR催化剂制备光催化剂

采用草酸浸取废SCR催化剂,得到钛钨粉,制备Bi₂WO₆/钛钨粉复合光催化剂,考察了其对罗丹明B的光催化降解性能。制备光催化剂的优化工艺条件为：采用聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,n（Bi₂WO₆）∶n（钛钨粉）=2∶1,前驱液pH为5,水热反应时间为18 h。在此条件下制备的光催化剂在可见光下降解罗丹明B,反应 60 min,罗丹明B降解率达94.30%。表征结果显示：钛钨粉小颗粒散落在Bi₂WO₆片表面,为光催化反应提供了更多的活性位点;Bi₂WO₆和钛钨粉两者结合可提高光生电子和空穴的分离效率,进而提高催化剂的光催化活性。Bi₂WO₆/钛钨粉光催化剂对罗丹明 B 的降解符合一级反应动力学规律。