还原氧化石墨烯/磷酸银光催化剂制备及其对卡马西平的降解

为进一步增强Ag_3PO_4的催化应用性能,采用水热还原法制备还原氧化石墨烯/磷酸银(rGO/Ag3PO4)复合光催化剂并对其进行表征;考察了氧化石墨烯(GO)掺量、溶液pH、光源对其光催化降解卡马西平效果的影响;通过对催化降解过程中活性物种的确定,初步推断其降解机理。结果表明,复合改性有助于提高Ag_3PO_4颗粒分散性,增强其光响应能力和光催化活性。当GO掺量为0.7%,初始pH为5～9时,全波段辐射处理初始浓度200μg·L~(-1),卡马西平在6 min内基本可实现对其完全降解。催化降解过程中光生空穴是主要的活性物质,其与羟基自由基、水合电子共同作用实现卡马西平的降解。     

Bi_2MoO_6/MIL-100(Fe)复合光催化剂的可见光催化性能研究

采用"水热法"制备了Bi_2MoO_6/MIL-100(Fe)复合光催化剂,并对其结晶结构、形貌特征、比表面积、光学特性等进行了分析。研究结果表明,以MIL-100(Fe)为支撑体,Bi_2MoO_6纳米粒子为表面生长的复合光催化剂能够被成功制备,其可见光利用率和光催化性能显著提高。以罗丹明B(Rh B)为目标污染物的降解研究结果表明,当MIL-100(Fe)的质量分数为9%时,复合光催化剂的活性最强,Rh B的降解率能够达到88.46%,光降解速率是纯Bi_2MoO_6的2.46倍。     

混合基质3D打印可见光催化系统对病毒气溶胶的去除

利用3D打印灵活可控的特点和复合材料混合打印的优势，将可见光响应的ZnO/g-C₃N₄催化剂掺入ABS塑料，利用3D打印制成催化剂均匀稳定分布的光催化系统，使用流体动力学仿真模拟对反应器结构进行优化设计，用于处理相对密闭的室内空间中的病毒气溶胶.结果表明，病毒气溶胶比细菌气溶胶具有更强的抗逆性，添加螺旋导流板可以显著提升反应器传质性能并有效改善系统光催化效果，以提高对病毒气溶胶的去除率.以商业LED灯为光源的螺旋式反应器对高浓度病毒气溶胶（MS2、PhiX174噬菌体）和细菌气溶胶（大肠杆菌）具有高效去除效果，在3.75min停留时间可以实现对气溶胶的完全去除.     

CeO_2-TiO_2复合纳米纤维光催化降解醛酮类污染物的研究

采用同轴静电纺丝法制备了CeO2-TiO2复合纳米纤维,并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、程序升温脱附仪和紫外-可见光谱能谱(UVVis)仪表征了CeO2-TiO2纳米纤维的相组成和微观形貌,分析了CeO2-TiO2纳米纤维对醛酮的吸附强度与光电化学特性.同时,研究了CeO2配比量、光源条件和重复使用性对降解甲醛污染物的影响规律.结果表明,CeO2质量配比为50%的CeO2-TiO2催化剂对甲醛降解效率最高;在无光和可见光条件下,CeO2-TiO2催化剂对甲醛的降解效率分别为13.5%和25.3%,在紫外光下CeO2-TiO2催化剂对甲醛的降解效率为92.5%;随着光催化循环次数的增加,可见光下CeO2-TiO2催化剂对甲醛的降解效率逐渐增高,紫外光下CeO2-TiO2催化剂对甲醛的降解效率维持在92.5%左右.利用催化剂样品CT50对柴油机尾气中醛酮类排放污染物进行光催化降解的应用发现,CeO2-TiO2催化剂对醛类污染物的降解效率为85.4%,酮类污染物的降解效率为81.3%,苯甲醛和甲基苯甲醛的降解效率分别为80.4%和80.3%.表明CeO2-TiO2催化剂具有较强的光催化降解醛酮类污染物的能力.     

生物制备β-FeOOH光催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)的研究

Cr(Ⅵ)不同于Cr(Ⅲ),它具有明显的毒性、致癌性、致突变性,且在水体和土壤中迁移性强,因此,将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)继而以Cr(OH)3沉淀形式去除,是治理Cr(Ⅵ)污染的重要措施之一.本文研究了生物制备β-Fe OOH光催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)的效率及影响因素.结果表明:在生物合成的β-Fe OOH存在条件下,光催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)的效率大幅提高,是没有β-Fe OOH对照处理的4.35倍.β-Fe OOH存在下光催化酒石酸还原Cr(Ⅵ)受p H、β-Fe OOH浓度和酒石酸浓度的影响.在p H 2.0~5.0实验范围内,p H越低,还原率越高.当p H=5.0时,Cr(Ⅵ)还原率只有45%,p H=2.0时,Cr(Ⅵ)还原率可达到90%.β-Fe OOH浓度为0.6 g·L-1时,Cr(Ⅵ)还原率达到最高.酒石酸浓度的增加有利于Cr(Ⅵ)的光催化还原.在β-Fe OOH浓度为0.6 g·L-1,酒石酸浓度为200μmol·L-1,溶液p H=2.0的最佳条件下,溶液中Cr(Ⅵ)可在80min内100%光催化还原成Cr(Ⅲ).本研究为生物制备β-Fe OOH的应用和Cr(Ⅵ)污染治理提供了新的选择.     

制氢驰放气中CO2的捕集与分离

介绍了溶剂吸收法、膜分离法和变压吸附法3种常见的气体分离方法,并分析现有CO_2回收工艺存在的问题。以某炼油厂制氢驰放气碳捕集为例,从工艺流程、操作条件、运行费用等方面对3种分离方法进行了筛选。溶剂吸收法因投资、运行、维护成本均较高,膜分离法产品浓度不能稳定达到要求而不适用,变压吸附法由于投资较高,但操作简单,维护费用低,且产品气浓度满足要求。所以变压吸附法是适合制氢驰放气碳捕集的最优方法。     

In_2TiO_5纳米带的静电纺丝法制备及光催化性能

以酞酸丁酯(Ti(OC_4H_9)_4)、硝酸铟(In(NO3)3)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为原料,采用静电纺丝技术制备了In_2TiO_5纳米带.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和氮气吸附-脱附等温线(BET)等技术对样品进行了表征.考察了In_2TiO_5纳米带在光催化降解罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)和左氧氟沙星(LEV)过程中的应用性能,研究了不同离子型物质、溶液的pH和MB起始浓度对In_2TiO_5纳米带光催化活性的影响.结果表明:In_2TiO_5纳米带具有正交晶系结构,禁带宽度为3.47 eV,比表面积为20.71 m~2·g~(-1),可应用于4种不同离子型物质的光催化降解,发现光催化效果与被降解物质的表面带电性质有关.在紫外光照射下,90 min,对MB的降解率达98.1%,其降解过程服从一级动力学模型.     

载钛活性炭纤维的制备及其对水中罗丹明B的光催化降解

通过溶胶凝胶法制备载钛活性炭纤维(TiO2-ACF)复合材料,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收(UV-Vis)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)对TiO2-ACF进行了表征,并研究了TiO2-ACF对水中罗丹明B的光催化性能.结果表明,煅烧温度为400—600℃时,负载在ACF上的TiO2为锐钛矿型,当煅烧温度上升到700℃时,TiO2开始出现金红石型,600℃时煅烧制备的TiO2-ACF对水中罗丹明B的降解效果最佳;TiO2-ACF对罗丹明B的吸附能力比ACF低;但是在紫外光条件下,60 min后TiO2-ACF对罗丹明B的降解率比ACF、TiO2对罗丹明B的降解率分别高8.6%和16.2%,TiO2-ACF表现出较高的光催化活性.     

核壳结构β-NaYF_4:Yb~(3+),Tm~(3+)/TiO_2的制备及光催化性能

核壳结构纳米复合材料β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+/Ti O2的制备分为2个步骤:首先通过高温热分解法制备由上转换发光材料β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+组成的核;再由钛酸四丁酯(TBOT)在表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮K-30(PVP)作用下水解而成的壳。测试表明,β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+/Ti O2是由β型六方相结构Na YF4纳米粒子和无定形结构的Ti O2组成。这种核壳结构纳米复合材料可以吸收近红外光(NIR),其中β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+可以吸收近红外光,而后通过上行转换发出紫外光,通过激发Ti O2产生活性基团,达到催化降解有机污染物的目的。为了验证其光催化活性,在980 nm激光照射下将其用于罗丹明B(Rh B)的降解,结果证明该复合材料可以达到一定的降解效果。因此,核壳结构纳米复合材料β-Na YF4∶Yb3+,Tm3+/Ti O2是一种新型的近红外光催化剂,其能有效地扩展光催化剂对太阳能光谱的响应区域,提高太阳光的利用率,在未来Ti O2的光催化或者能源利用领域有着广阔的应用前景。     

TiO_2@FeOOH/(PVDF/SMA)复合材料的制备及其光催化性能

本文采用高压静电纺丝方法,制备聚偏氟乙烯(PVDF)与苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物(SMA)纤维,并于纤维表面先后分别制备FeOOH、TiO2,得到TiO2@FeOOH异质结/(PVDF/SMA)纤维复合材料。利用SEM、TEM、XRD、XPS、UV-VIS、TGA对复合材料进行了表征。讨论了氙灯模拟太阳光条件下,复合材料催化降解甲基橙的光催化性能,结果表明,同等条件下,TiO2@FeOOH/(PVDF/SMA)复合材料的光催化效率明显优于TiO2@FeOOH、DegussaP25TiO2粉体;光照2 h时,复合材料作为催化剂,甲基橙的残留率仅为2.04%。