N掺杂TiO_2光催化剂的制备及其H_2O_2改性的研究

以钛酸四丁酯为前驱物,采用水解沉淀法制备了N掺杂TiO_2光催化剂和H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂.实验表明,H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂的最佳制备条件为:氨水(质量分数28%)加入量20 mL,焙烧温度500 ℃,H_2O_2(质量分数30%)加入量2.0 mL.日光下,N掺杂TiO_2光催化剂及H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂在反应90 min时的活性红紫去除率达99%,它们对活性红紫的去除率远高于P_(25)TiO_2光催化剂.H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂中N质量分数比改性前明显提高,制备的两种催化剂中不仅含有N元素,同时还含有C和H元素.     

Mo-N-TiO_2光催化剂的制备、表征及其活性提高机制

以钼酸铵和氨水分别为钼源和氮源,采用溶胶-凝胶法制备了Mo-N-TiO2光催化剂,并对其进行了XRD、XPS和UV-visDRS表征。XRD结果表明,Mo、N共掺杂有效抑制了TiO2晶粒的生长,提高了TiO2由锐钛矿向金红石相的转变温度。UV-vis表明,Mo-N-TiO2光催化剂可见光吸收能力增强,吸收带边明显＂红移＂,且钼酸铵添加量（相对TiO2）为0.5%的样品＂红移＂程度最大,最大吸收带边为550 nm。XPS分析结果表明,Mo取代了TiO2晶格中的部分Ti4＋,以Mo6＋形式存在的,而N以Ti—N及N—Ti—O形式存在。以罗丹明B为模型污染物,重点考察了钼酸铵添加量与焙烧温度对Mo-N-TiO2光催剂性能的影响。结果表明,400℃焙烧下、钼酸铵添加量为0.5%的样品催化活性最好。模拟太阳光下光照120min对罗丹明B的降解率达到96.8%,是纯TiO2的2.42倍。     

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%。     

Mo-N-TiO2光催化剂的制备、表征及其活性提高机制

以钼酸铵和氨水分别为钼源和氮源,采用溶胶-凝胶法制备了Mo-N-TiO2光催化剂,并对其进行了XRD、XPS和UV-visDRS表征。XRD结果表明,Mo、N共掺杂有效抑制了TiO2晶粒的生长,提高了TiO2由锐钛矿向金红石相的转变温度。UV-vis表明,Mo-N-TiO2光催化剂可见光吸收能力增强,吸收带边明显"红移",且钼酸铵添加量(相对TiO2)为0.5%的样品"红移"程度最大,最大吸收带边为550 nm。XPS分析结果表明,Mo取代了TiO2晶格中的部分Ti4+,以Mo6+形式存在的,而N以Ti—N及N—Ti—O形式存在。以罗丹明B为模型污染物,重点考察了钼酸铵添加量与焙烧温度对Mo-N-TiO2光催剂性能的影响。结果表明,400℃焙烧下、钼酸铵添加量为0.5%的样品催化活性最好。模拟太阳光下光照120min对罗丹明B的降解率达到96.8%,是纯TiO2的2.42倍。     

氮掺杂TiO2可见光光催化剂的制备及性能

以尿素和钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法低温下制备了高可见光催化活性的氮掺杂TiO2(NDT)光催化剂,采用XRD、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征,并在自制光催化反应器中降解甲基橙评价了样品的光催化活性。结果表明,当氮与钛的摩尔比为0.5∶1时,350℃焙烧的样品(NDT350)具有最佳的可见光光谱吸收和光催化活性,该催化剂为锐钛矿晶相,平均粒径为21 nm,比表面积为89.13 m2/g。可见光辐照下,NDT350降解甲基橙的表观反应速率常数为1.381×10-2min-1,是商业P25催化剂的16.85倍。NDT350优良的可见光催化活性与其大的比表面积和强烈的可见光光谱吸收有关。     

碘掺杂Ti02可见光光催化性能研究

在低于100℃温度条件下,采用溶胶一凝胶法以钛酸正丁酯为钛源,碘酸钾为碘源,制备了I掺杂纳米TiO2催化剂（I-TiO2）,运用x-射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）及x-射线光电子能谱（XPS）等对催化剂进行表征,结果表明,TiO2及I-TiO2催化剂均为锐钛矿,I吸附并包裹在TiO2表面或以间隙进入的形式存在,并未进入TiO2晶格。通过在可见光照射下（A〉420nm）以罗丹明B（RhodamineB,RhB）的光催化降解为探针反应研究了在不同条件下制备催化剂的催化性能,结果表明,掺杂比为n1：n^ti=0．05：l,焙烧温度为400℃,降解介质条件pH=7时,l-TiO2光催化活性明显优于未掺杂的TiO2。光催化降解过程通过红外光谱（IR）,总有机碳（TOC）跟踪测定,比较了TiO2掺杂前后降解RhB和对氯苯酚（4-CP）的光催化特性差异;同时采用苯甲酸荧光光度法跟踪测定体系中的氧化物种,表明在可见光下,I-TiO2光催化体系中产生·OH高活性氧化物种从而氧化降解目标化合物。     

非金属掺杂活性碳纤维电化学处理模拟印染废水

分别采用磷酸、硼酸、尿素掺杂改性活性碳纤维毡(ACF)(记为PACF、BACF和NACF),研究了改性前后ACF电极的表观结构及电化学性能。结果表明,PACF的孔隙率和比表面积增大,O—P等含氧基团增多,出现更多活性位点,电催化活性增强。以PACF为阴极,采用电化学法处理含活性红X-3B的模拟印染废水。在废水pH=3.0、Na₂SO₄投加量为50 mmol/L、Fe²⁺投加量为0.60 mmol/L、电流密度为20 mA/cm²的条件下,反应180 min后,废水脱色率达100%,UV₂₅₄和COD去除率分别为97.13%和99.02%。重复使用5次后,PACF的性能仍好于ACF。     

锰铈复合氧化物形貌对其NH3-SCR性能的影响

采用水热一锅法制备了锰铈复合氧化物催化剂，优化了Mn与Ce的摩尔比，在此基础上通过改变碱用量或水热温度得到不同形貌的催化剂，考察了其NH₃-SCR性能。催化剂中Mn与Ce的摩尔比以25∶75为最佳。催化剂的形貌显著影响其NH₃-SCR性能，纳米棒形貌的催化剂具有最佳的催化性能，优先暴露{110}晶面有利于提高催化性能。纳米棒和纳米多面体形貌的催化剂的抗水性能优于纳米立方体。Mn与Ce的摩尔比为25∶75的纳米棒催化剂具有最大的平均孔径和总孔体积，较多的弱酸和中强酸位，丰富的表面化学吸附氧和Mn⁴⁺物种，以及强氧化还原性能，这些特点使其具有最佳的NH₃-SCR性能。     

废弃硅藻土制备多孔氮掺杂碳材料及其电化学性能研究

啤酒在生产过程中产生的硅藻土废渣会占用大面积企业用地,并对环境造成严重污染。硅藻土残渣中含有燕麦残渣等多糖类化合物和丰富的孔洞结构,经热处理和去模板过程,可将硅藻土过滤的残渣转化成多孔碳材料。该文利用啤酒厂废弃物硅藻土作为模板剂和碳源,以双氰胺为氮源、升华硫为硫源,经高温煅烧、热熔融后,制备得到氮掺杂多孔碳/硫基复合材料,并将其作为锂硫电池正极材料。表征结果显示,碳材料的孔径约为10 nm,活性硫均匀地沉积在多孔碳基体上,复合材料中硫的含量为76%。组装成锂硫电池,测试其电化学性能,结果表明:复合材料在0.2 C电流密度下,首次放电比容量达到1 022.6 mAh/g,200次充放电循环后的容量保持为687 mAh/g,库伦效率维持在99%以上。     

新型纳米结构铈锰复合氧化物的磷吸附行为与机制研究

采用共沉淀法制备了一种新型铈锰复合氧化物吸附剂,对其进行了表征,并对磷吸附行为与机制进行了研究.表征结果分析表明,此氧化物由纳米级颗粒组成;铈锰复合氧化物中的铈氧化物有类似水合氧化铈的无定形结构;BET比表面积为157 m2·g-1,等电点为6.5.吸附实验结果表明,Langmuir吸附等温线模型可以更好地拟合铈锰复合氧化物对磷的吸附,最大吸附量为28.6 mg·g-1(p H=7.0);铈锰复合氧化物对磷具有较高的吸附速率,更符合准二级动力学模型;溶液p H对铈锰复合氧化物吸附磷的影响较为明显,随p H升高,吸附量降低;离子强度则影响不大;共存阴离子对吸附影响的大小顺序为Si O2-3CO2-3Cl-≥SO2-4.通过对铈锰复合氧化物吸附磷前后Zeta电位和红外谱图(FTIR)分析,可以推断磷在铈锰复合氧化物表面发生了特性吸附,磷酸根主要通过取代复合氧化物表面的金属羟基而被吸附去除.