La/Fe共掺杂TiO2纳米管阵列光催化降解制糖废水

利用阳极氧化法在0.5％(质量分数)HF电解液中20V电压下,对抛光处理过的钛片进行阳极氧化20 min,制得有序的TiO2纳米管阵列.同时,以甲基橙为目标降解物,20 W紫外灯(λ=253.7 nm)为光源,探讨了制备La/Fe掺杂TiO2纳米管阵列的最优工艺条件,并利用SEM、XRD对La/Fe掺杂前后TiO2纳米...     

不同材料负载Ani/TiO2光降解印染废水

使用常见的工业材料:玻璃、铝片和镍网为载体,苯胺(Ani)作为氮掺杂剂,通过溶胶-凝胶法,制备了不同材料负载Ani/TiO2,并研究其在降解以酸性品红模拟的印染废水的光催化氧化性能。结果表明,玻璃、铝片和镍网负载Ani/TiO2最佳N/Ti值分别为0.250、0.040和0.040,并验证了N掺杂TiO2在日光利用方面的优势,提高了光催化剂的实际应用性;最佳pH值均为6～8;最佳处理初始浓度分别为10、12和12 mg/L;其光催化活性都会随着溶液深度的增加而降低;氧化剂硝酸铁的最佳投加浓度均为0.5×10-5到1.0×10-5mol/L;综合来看,玻璃负载Ani/TiO2的活性最高,铝片负载Ani/TiO2次之,镍网负载Ani/TiO2最差。     

Visible-light-driven heterostructured g-C3N4/Bi-TiO2 floating photocatalyst with enhanced charge carrier separation for photocatalytic inactivation of Microcystis aeruginosa

• Bi doping in TiO₂ enhanced the separation of photo-generated electron-hole. • The performance of photocatalytic degradation of MC-LR was improved. • Coexisting substances have no influence on algal removal performance. • The key reactive oxygen species were h⁺ and ^•OH in the photocatalytic process. The increase in occurrence and severity of cyanobacteria blooms is causing increasing concern; moreover, human and animal health is affected by the toxic effects of Microcystin-LR released into the water. In this paper, a floating photocatalyst for the photocatalytic inactivation of the harmful algae Microcystis aeruginosa (M. aeruginosa) was prepared using a simple sol-gel method, i.e., coating g-C₃N₄ coupled with Bi-doped TiO₂ on Al₂O₃-modified expanded perlite (CBTA for short). The impact of different molar ratios of Bi/Ti on CBTA was considered. The results indicated that Bi doping in TiO₂ inhibited photogenerated electron-hole pair recombination. With 6 h of visible light illumination, 75.9% of M. aeruginosa (initial concentration= 2.7 × 10⁶ cells/L) and 83.7% of Microcystin-LR (initial concentration= 100 μg/L) could be removed with the addition of 2 g/L CBTA-1% (i.e., Bi/Ti molar ratio= 1%). The key reactive oxygen species (ROSs) in the photocatalytic inactivation process are h⁺ and ^•OH. The induction of the Bi⁴⁺/Bi³⁺ species by the incorporation of Bi could narrow the bandgap of TiO₂, trap electrons, and enhance the stability of CBTA-1% in the solutions with coexisting environmental substances.     

Sm2(Zr1-xTix)2O7陶瓷材料的结构及热物理性能

目的研究氧化物TiO_2 B位掺杂对Sm_2Zr2O_7陶瓷材料的结构及热物理性能的影响。方法以Sm_2O_3、ZrO_2、TiO_2为原料,通过高温固相合成法制备用过渡金属氧化物TiO_2掺杂Sm_2Zr2O_7的Sm_2(Zr_(1-x)Ti_x)_2O_7(x=0,0.2,0.4,x为摩尔分数)陶瓷材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究陶瓷材料的物相结构以及显微形貌,利用阿基米德原理测定陶瓷材料的体积密度。根据Neumann-Kopp定律计算材料热容,采用高温热膨胀仪及激光导热仪对材料的热膨胀性能和热导率进行表征。结果 Sm_2(Zr_(1-x)Ti_x)_2O_7体系陶瓷材料为立方烧绿石结构,显微结构致密,晶界清晰。Sm_2Zr2O_7掺杂小离子半径Ti~(4+)使其热膨胀系数有所提高,热扩散系数降低,并在高温下表现出类似于玻璃的超低热导率。800℃时,Sm_2Zr_(1.6)Ti_(0.4)O_7的热导率为1.29 W/(m·K),平均热膨胀系数达到10.6×10~(-6) K~(-1)。结论由于基质原子与取代原子之间的原子量差随Ti掺杂量的增加而逐渐降低,其热导率随Ti掺杂量增加而升高。     

N掺杂TiO2可见光催化降解有机物机理研究

实验研究了掺杂N的TiO2光催化剂在可见光下对有机物的降解机理,研究方法有:加入自由基俘获剂探索对反应速率的影响、有机物降解过程TOC与脱色比较,化学探针法测定了实验中存在的HO.。结果表明,有机物在脱色的同时苯环也在断裂,说明有机物的降解是受无选择性的氧化剂攻击而完成;除亚甲基蓝以外,加入自由基俘获剂对可见光反应速率均有抑制现象,证明自由基的攻击是有机物可见光催化降解的主要途径。分别以二甲基亚砜和水杨酸为分子探针,实验结果证明了光催化反应系统中存在HO.物种,前者与HO.反应形成特定的偶氮结构有机物在425 nm处有吸收,后者与HO.反应生成2,3-二羟基苯甲酸和2,5-二羟基苯甲酸。亚甲基蓝、苯酚和水杨酸经5 h的可见光催化降解后,其TOC分别降低了62.8%、78.9%和96.0%,说明掺杂N的TiO2有较强的可见光催化降解有机物能力。     

纳米片自组装原位N掺杂(BiO)2CO3分级微球的可控合成及其优异可见光催化性能

以二氰二胺和柠檬酸铋为原料,采用一步水热法合成原位N掺杂(BiO)2CO3纳米片自组装分等级微球结构。采用XRD、SEM、XPS、FT-IR、UV-Vis DRS和PL等对合成的材料进行表征,结果表明,不同二氰二胺加入量会对(BiO)2CO3的形貌结构、禁带宽度以及电子-空穴复合率产生显著影响。二氰二胺在水热过程水解柠檬酸铋,同时N原子原位掺杂进入(BiO)2CO3晶格。N掺杂使(BiO)2CO3的光响应范围大幅拓展至可见光,通过价带XPS获得了掺杂N元素减小(BiO)2CO3禁带宽度的证据。在可见光照射下,原位N掺杂(BiO)2CO3分等级微球结构表现出对液相罗丹明B和气相NO优异的可见光催化降解活性,高于N掺杂TiO2和C掺杂TiO2。研究结果对拓展N掺杂作用向非TiO2体系的转变具有重要意义。     

一步法制备磁性多孔碳及高效吸附卡马西平

为了资源化利用废弃农林生物质并有效去除水体中卡马西平(CBZ).受"发酵"策略的启发,以KHCO3为活化剂,FeCl3·6H2O为磁性前驱体,通过简便的一步法将杨木屑转化为具有发达孔结构的磁性多孔碳(MPC).通过调整原料配比得到了最佳产物MPC-2-0.3,其比表面积为1002.48m2/g,对50mg/L的CBZ吸...     

改性生物质材料对地表水中残余草甘膦异丙胺盐的吸附

有效处理农药残留引起的水环境污染问题是提升河湖水质的关键.采用浸渍法将Fe和Al双金属复合至花生壳粉末,成功制备改性生物质材料（Fe-Al-PS）,用于吸附水环境中残留的草甘膦异丙胺盐除草剂.Fe-Al-PS对10 mg·L^-1的草甘膦异丙胺盐在吸附剂用量和吸附时间分别为0.14 g和10 min时达到吸附平衡,去除率分别稳定在99.9 %和99.6 %.吸附过程遵循伪二级动力学和Freundlich吸附等温模型,属于多分子层化学吸附.Fe-Al-PS在较宽的pH（2~11）范围内对草甘膦异丙胺盐的去除率均大于95 %.热力学结果表明吸附是自发的放热过程.Fe-Al-PS材料易得、合成简便且能耗低,具有较高的抗干扰能力和可重复利用性,不仅可用于实际水体中草甘膦异丙胺盐除草剂的有效去除,还可用于无机磷的去除.     

Ag - BiVO4催化剂的制备及其可见光催化活性

以Bi2O3和V2O5为原料,通过高温固相反应合成BiVO4;并采用浸渍法对BiVO4进行Ag掺杂,制备具有较好可见光催化活性的Ag - BiVO4.采用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度仪、比表面分析仪对所制得的AgBiVO4进行了表征.实验结果表明:Ag掺杂不会引起BiVO4的晶型变化,可提高其对可见光的吸光性能;在...     

球形压力容器中甲烷-氢气-空气爆炸过程数值模拟及实验研究

为研究受限空间内甲烷-氢气-空气混合气体爆炸特性参数分布规律,在20 L球形压力容器装置内开展甲烷-氢气-空气混合气体爆炸实验,探究掺氢比变化对当量比为1的甲烷-氢气-空气混合气体爆炸过程的影响;运用Fluent数值模拟软件,采用标准k-ε湍流模型,结合层流有限速率燃烧模型,探究混合气体爆炸过程中燃烧特性(爆炸温度、压力、密度等)与反应时间的变化规律。研究结果表明：爆炸过程中,添加一定氢气时爆炸压力峰值、爆炸压力上升速率峰值增大,而到达峰值时间缩短;反应初期,中心点火处密度下降,反应釜各处密度持续上升;距离点火点越远,密度变化越大,反应釜中压力分布基本相同。研究结果可为甲烷-氢气-空气混合燃料的安全使用提供相关参考。