Fe/TiO2光催化降解水溶液中的4-氯苯酚

以TiO2-P25及FeC2O4为前驱物制备了Fe3 掺杂TiO2光催化剂--Fe/TiO2.X射线衍射结果表明,500 ℃煅烧温度下的Fe/TiO2主要是锐态矿晶型,当掺Fe3 量为0.5%(质量分数,下同)时,Fe3 以取代掺杂形式进入TiO2晶格,而当掺Fe3 量达5.0%时,则出现α-Fe2O3的特征衍射峰;900 ℃煅烧温度下的Fe/TiO2则均为金红石晶型,掺Fe3 量达2.0%～5.0%时,出现Fe2TiO5的特征衍射峰.4-氯苯酚的光催化实验结果表明,煅烧温度及Fe3 掺杂量对Fe/TiO2的光催化活性有显著影响,以煅烧温度500 ℃及掺Fe3 量0.5%的Fe/TiO2为光催化剂,反应80 min,4-氯苯酚的降解率达100%,总有机碳去除率约95%.     

Fe~(3+)掺杂TiO_2/凹凸棒复合材料的光催化性能

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe3+掺杂TiO2/凹凸棒(Fe3+-TiO2/ATP)复合光催化剂材料。在可见光条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解反应,评价了样品的光催化性能,研究了TiO2负载量、Fe3+掺杂量和焙烧温度对复合材料光催化性能的影响。在单因素实验的基础上,采用正交实验设计(L25(53))优化了催化剂的制备条件。光催化实验结果表明,MB在复合材料上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型。正交实验结果表明,当TiO2负载量为15%、Fe3+掺杂量为0.5%和焙烧温度为550℃时,得到的复合材料对MB的光催化降解效率最佳,测得表观反应速率常数kapp为6.09×10-3min-1,反应4 h后MB的降解率(Dt)可达75.88%,相同实验条件下与P25(1.51×10-3min-1)相比较,反应速率提高了4.03倍,降解率提高了45.05%。另外,复合材料的沉降性能优于P25,易于分离,是一类有应用前景的复合光催化剂。     

Fe_3O_4@SiO_2/TiO_2核壳结构纳米颗粒降解TNT溶液

针对TNT炸药废水具有成分复杂、排放量大、有毒等特点,立足于炸药废水在排放前的降解处理,研究开发一种基于核壳结构Fe3O4@SiO2/TiO2纳米颗粒的高效、可控回收、无二次污染且成本低的光催化降解方法。利用高温碳还原法和溶胶凝胶法制备了具有核壳结构的Fe3O4@SiO2/TiO2纳米颗粒。XRD分析表明,内核Fe3O4呈现磁铁矿特征,表面覆盖的纳米TiO2为锐钛矿型。磁滞回线测试结果显示,复合颗粒的饱和磁化强度为46.5 emu/g,N2吸附-解吸分析结果表明,该颗粒具有典型的介孔结构。使用Fe3O4@SiO2/TiO2纳米颗粒在紫外光下对含TNT废水进行降解,降解率达到81.9%,且颗粒的回收率达到88.4%,为实现高效、可控回收、无二次污染光催化-吸附降解TNT奠定了基础。     

La2O3/ZnO/TiO2光催化降解活性艳红K-2BP的研究

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3/ZnO/TiO2复合光催化剂,以紫外灯为光源,活性艳红K-2BP为模型降解物,研究了La2O3/ZnO/TiO2的光催化性能.结果表明:当锌和镧的掺杂量w(zno)=20%,w(La2O3)=0.5%,煅烧温度为500℃时,La2O3/ZnO/TiO2复合光催化剂的光催化活件最高;当催化荆投加量4 g/L,通气量800 mL/min,初始pH值3.12时,La2O3/ZnO/TiO2对活性艳红K-2BP的降解效果最好.实验证明.La2O3/ZnO/TiO2对活性艳红K-2BP的降解遵从Lang-muir-Hinshelwood动力学模型,测得其反应速率常数k=11.5 mg/(L·min);吸附常数K=2.88×10-2L/mg.     

Fenton试剂协同TiO_2光催化降解三氯乙酸及协同机理

为了研究Fenton试剂协同TiO2光催化降解三氯乙酸(TCAA)的反应及其协同机理,在自制的光催化反应装置中分别考察了Fenton、UV/TiO2及Fenton/UV/TiO23个反应对TCAA的降解情况。研究结果表明,在TCAA初始浓度为2.0 mg/L,TiO2用量为1.0 g/L,紫外辐射光源为15 W(λmain=254 nm)的实验条件下,Fenton试剂协同TiO2光催化降解TCAA反应在pH 3~7范围内均有较高的降解率;TCAA在Fenton、UV/TiO2及Fenton/UV/TiO23个反应中的一级反应速率常数分别为0.0009、0.0131和0.0456 min-1;Fenton试剂与TiO2光催化反应间存在较明显的协同效应,其协同机理主要体现在两个方面:一是紫外光激发Fe(OH)2+和H2O2分解产生更多的·OH,二是Fenton试剂中部分被氧化成的Fe3+可与TiO2表面的光生电子结合被还原为Fe2+,抑制了光生电子与空穴的复合,从而提高了TiO2光催化降解TCAA的效率。     

负载TiO2/Fe3+的玻璃纤维反应器光催化苯酚

以玻璃纤维为载体,将TiO2负载到其表面形成了空间玻璃纤维反应器,引入Fe3+作为掺杂改性离子,形成了负载TiO2/Fe3+的空间玻璃纤维光催化反应器,并以高压汞灯为光源进行了光催化降解水中苯酚的实验研究,考察了影响苯酚光催化降解的因素,确定了在UV365～250 W光源照射下,pH为3～5,O2通入量1.0 L/(min.L),反应器内上升流速为0.7 m/min等实验条件下,初始浓度为30 mg/L的苯酚废水经120 min光催化反应后,降解率可达到85%,矿化率可达80%。     

Vis/Co-TiO_2/KHSO_5体系Fenton-光催化协同降解苯酚

通过溶胶-凝胶法制备了同时具有可见光(Vis)光催化和Fenton催化双重活性的Co-TiO2催化剂。通过对比Vis/Co-TiO2/KHSO5、Co-TiO2/KHSO5和Vis/Co-TiO23种体系对苯酚的降解效果,Vis/Co-TiO2/KHSO5表现出明显的Fenton-光催化协同作用。进一步研究pH值、KHSO5与苯酚摩尔比(nKHSO5∶nC6H6O)和Co-TiO2投加量(mCo-TiO2)对Fenton-光催化协同降解苯酚效果的影响。结果表明,pH=6.9、nKHSO5∶nC6H6O=10∶1、mCo-TiO2=1.0 g/L时,降解率达100%。最后,结合XRD、XPS和UV-DRS等手段和催化活性实验数据分析了Vis/Co-TiO2/KHSO5体系的催化机理。     

TiO_2/NiFe_2O_4磁性纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究

先用水热法制备了纳米级NiFe2O4磁核,然后采用均匀沉淀法在NiFe2O4磁核表面包覆TiO2,制备了一种新型磁性纳米光催化剂TiO2/NiFe2O4。通过实验确定了制备TiO2/NiFe2O4的最佳Ti/Ni(摩尔比)为30/1,用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外—可见(UV—Vis)漫反射、热重—差示扫描量热分析(TG—DSC)、磁力学测试等手段对其进行了表征。以甲基橙的水溶液为模拟污染物,评价了TiO2/NiFe2O4的光催化性能,在光照2h后,甲基橙的脱色率可达98.5%。研究结果表明,TiO2/NiFe2O4是一种可重复使用的高效光催化剂。     

负载TiO2/Fe^3＋的玻璃纤维反应器光催化苯酚

以玻璃纤维为载体,将TiO2负载到其表面形成了空间玻璃纤维反应器,引入Fe3＋作为掺杂改性离子,形成了负载TiO2/Fe^3＋的空间玻璃纤维光催化反应器,并以高压汞灯为光源进行了光催化降解水中苯酚的实验研究,考察了影响苯酚光催化降解的因素,确定了在UV365-250 W光源照射下,pH为3-5,O2通入量1.0 L/（min.L）,反应器内上升流速为0.7 m/min等实验条件下,初始浓度为30 mg/L的苯酚废水经120 min光催化反应后,降解率可达到85%,矿化率可达80%。     

Pd/N共掺杂TiO_2的制备及其光催化降解苯酚的研究

将纳米管钛酸浸入含尿素和金属(Pd)硝酸盐的乙醇溶液中,乙醇超声挥发后所得样品先在空气气氛、600℃下煅烧,再在H2气氛、400℃下热还原制备得到Pd/N共掺杂TiO2光催化剂(Pd/N-TiO2)。利用光电子能谱(XPS)仪研究了催化剂表面N、Pd元素的化学态。结果表明,N元素以Ti—O—N形式存在,Pd元素以单质金属状态存在。考察了Pd/N-TiO2的紫外光光催化降解苯酚的活性,与单纯TiO2光催化剂和N掺杂TiO2光催化剂相比,Pd/N-TiO2活性明显提高。研究了催化剂用量、苯酚初始浓度和pH、O2流量以及外加双氧水等条件对紫外光光催化降解苯酚的活性的影响,得到光催化降解苯酚的最佳工艺条件:苯酚初始质量浓度为120mg/L,催化剂用量为0.10g/L,苯酚溶液初始pH为8,O2流量为80mL/min,加入适量双氧水。     

UV/H2O2/Fe-FeOxH2x-3和UV/H2O2工艺降解水中富里酸的研究

采用硼氢化钠还原法制备核-壳结构的Fe-FeO_xH_2x-3复合材料，研究了富里酸在UV/H₂O₂和UV/H₂O₂/Fe-FeO_xH_2x-3两种不同反应体系下的降解情况。结果表明，核-壳结构Fe-FeO_xH_2x-3的存在，提高了UV/H₂O₂降解富里酸的反应速率，TOC去除达到84%。采用XAD树脂吸附法对反应前后的富里酸进行化学分级表征，结果表明，富里酸经反应后憎水酸（HoA）、弱憎水酸（WHoA）和憎水中性物质（HoN）都有所减少，进而转化为亲水性物质（HiM）；用超滤膜法对富里酸进行物理分级表征，考察了富里酸在反应前后分子量分布的变化情况。同时，富里酸经过反应后生成的中间产物降低了三氯甲烷生成趋势。     

Toxicity of TiO2, ZrO2, Fe,Fe2O3, and Mn2O3 nanoparticles to the yeast, Saccharomyces cerevisiae

The growing application of engineered nanomaterials is leading to an increased occurrence of nanoparticles (NPs) in the environment. Thus, there is a need to better understand their potential impact on the environment. This study evaluated the toxicity of nanosized TiO₂, ZrO₂, Fe⁰, Fe₂O₃, and Mn₂O₃ towards the yeast Saccharomyces cerevisiae based on O₂ consumption and cell membrane integrity. In addition, the state of dispersion of the nanoparticles in the bioassay medium was characterized.     

Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂的结构和脱硝性能

研究以纳米TiO2为载体,浸渍负载过渡金属氧化物,以CO为还原剂的脱硝催化剂的脱硝性能。实验中以计算量的Ni(NO3)2和Fe(NO3)3混合溶液浸渍纳米TiO2粉末,室温下搅拌30 min至混合均匀,放入旋转蒸发器中,70℃下至水分蒸干为止;所得粉末在550℃下、空气气氛中焙烧4 h即得所需催化剂。用以上方法分别制备2%Fe2O3-10%Cr2O3/TiO2、4%Fe2O3-8%Cr2O3/TiO2、6%Fe2O3-6%Cr2O3/TiO2、8%Fe2O3-4%Cr2O3/TiO2与10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2等5种催化剂样品。实验结果表明,制备的催化剂具有较好的结构,分散较为均匀。对于CO+NO反应,Fe2O3-Cr2O3/TiO2系列催化剂具有较好的催化活性,NO的转化率都达到了100%。其中,10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2样品具有最好的低温活性,H2-TPR结果表明,这是由于10%Fe2O3-2%Cr2O3/TiO2催化剂更易于被CO预还原。     

H2O和SO2对V2O5-WO3/TiO2催化剂催化氧化NO的影响

研究了在120℃的反应温度下,H2O和SO2对V2O5-WO3TiO2催化剂选择性催化氧化(SCO)NO的影响.结果表明,在H2O和SO2存在的情况下催化剂失活很快,停止通入H2O和SO2后活性不能恢复,但在加热到250℃后催化活性基本恢复.FT-IR分析表明,催化剂表面形成了金属硝酸盐和Ti的硫酸盐,对催化活性有一定...     

Ca_5(AsO_4)_3OH的溶解度与稳定性研究

通过在不同pH值,温度等条件下Ca5(AsO4)3OH的溶解,确定其稳定存在的pH值范围,得出它的溶度积和生成的自由能(ΔG0f)。结果表明,Ca5(AsO4)3OH在水中的溶解度和稳定范围与pH和温度有关,在酸性条件下(初始pH=2)它的溶解度较大,而且在水中的溶解度随着温度的升高而降低。利用PHREEQC程序计算确定Ca5(AsO4)3OH的溶度积为10-40.86,生成自由能ΔG0f为-5 063.53 kJ/mol。利用JADE5软件计算得到其晶格参数a=b=9.696,c=6.967和晶胞体积为567.304 3。     

Stomatal uptake of O3 in aspen and aspen-birch forests under free-air CO2 and O3 enrichment

Rising atmospheric carbon dioxide (CO₂) may alleviate the toxicological impacts of concurrently rising tropospheric ozone (O₃) during the present century if higher CO₂ is accompanied by lower stomatal conductance (g_s), as assumed by many models. We investigated how elevated concentrations of CO₂ and O₃, alone and in combination, affected the accumulated stomatal flux of O₃ (AFst) by canopies and sun leaves in closed aspen and aspen-birch forests in the free-air CO₂-O₃ enrichment experiment near Rhinelander, Wisconsin. Stomatal conductance for O₃ was derived from sap flux data and AFst was estimated either neglecting or accounting for the potential influence of non-stomatal leaf surface O₃ deposition. Leaf-level AFst (AFst_l) was not reduced by elevated CO₂. Instead, there was a significant CO₂ × O₃ interaction on AFst_l, as a consequence of lower values of g_s in control plots and the combination treatment than in the two single-gas treatments. In addition, aspen leaves had higher AFst_l than birch leaves, and estimates of AFst_l were not very sensitive to non-stomatal leaf surface O₃ deposition. Our results suggest that model projections of large CO₂-induced reductions in g_s alleviating the adverse effect of rising tropospheric O₃ may not be reasonable for northern hardwood forests.     

纳米Bi2O3/TiO2复合光催化剂的制备及性能研究

以光催化效果为评价标准,采用超声波作用下水解法制备Bi₂O₃/TiO₂复合光催化剂,考察了水解条件和Bi₂O₃掺入量等制备条件对复合光催化剂性能的影响。结果表明,与传统制备方法相比,该方法操作简单、快速;当水和乙醇的比例为4∶1时所得样品的光催化活性最好;Bi₂O₃的掺入拓宽了TiO₂对光的吸收范围,提高了TiO₂的光催化活性,掺入量(Bi₂O₃)为0.25%复合光催化剂催化活性最高;复合光催化剂对多种水溶性染料均具有较好的处理效果。     

O3/H2O2法去除浮选药剂丁基黄药

采用O3/H2O2法去除水中丁基黄药,考察了H2O2/O3摩尔比、pH值、丁基黄药初始浓度、温度和自由基抑制剂对丁基黄药的去除效果的影响。结果表明,在相同O3投加量下,H2O2量越大,丁基黄药去除率越高。pH值为7～9,温度在293～303 K的范围内,O3/H2O2对丁基黄药都有很高的去除率。碳酸氢根和叔丁醇能在一定程度上降低丁基黄药的降解效率。研究还发现,在O3和H2O2投加量相同的条件下,H2O2多次投加对水中丁基黄药的处理效果明显优于一次性投加。GC/MS分析表明,O3/H2O2氧化丁基黄药氧化产物为羧酸类物质。     

Degradation of paracetamol by advance oxidation processes using modified reticulated vitreous carbon electrodes with TiO2 and CuO/TiO2/Al2O3

The degradation of paracetamol in aqueous solutions in the presence of hydrogen peroxide was carried out by photochemistry, electrolysis and photoelectrolysis using modified 100 pores per inch reticulated vitreous carbon electrodes. The electrodes were coated with catalysts such as TiO₂ and CuO/TiO₂/Al₂O₃ by electrophoresis followed by heat treatment. The results of the electrolysis with bare reticulated vitreous carbon electrodes show that 90% paracetamol degradation occurs in 4 h at 1.3 V vs. SCE, forming intermediates such as benzoquinone and carboxylic acids followed by their complete mineralisation. When the electrolysis was carried out with the modified electrodes such as TiO₂/RVC, 90% degradation was achieved in 2 h while with CuO/TiO₂/Al₂O₃/RVC, 98% degradation took only 1 h. The degradation was also carried out in the presence of UV reaching 95% degradation with TiO₂/RVC/UV and 99% with CuO/TiO₂/Al₂O₃/RVC/UV in 1 h. The reactions were followed by spectroscopy UV-Vis, HPLC and total organic carbon analysis. These studies show that the degradation of paracetamol follows a pseudo-first order reaction kinetics.     

粗MnSO4溶液中MnS2O6的去除条件研究

用软锰矿吸收SO₂生成MnSO₄时会伴随有副产物MnS₂O₆生成。产品中MnS₂O₆的存在会降低硫酸锰产品质量,同时会缓慢释放出SO₂气体污染环境。本文用单因素实验方法研究了粗MnSO₄溶液中MnS₂O₆的最优去除条件。研究结果显示,软锰矿用量为12.2 g,硫酸加入量为20 mL、反应温度100℃、反应时间3 h、搅拌速度500 r/min,MnS₂O₆的去除率可达91%以上。其最终产品能达到GB1622-1986一级品标准。