负载Pt对锐钛矿-板钛矿双相TiO_2光催化性能的影响

采用水热法合成了板钛矿-锐钛矿双相TiO_2,通过浸渍和氢还原法将贵金属Pt负载在双相TiO_2表面制成Pt/双相TiO_2催化剂。TEM表征结果显示:Pt/双相TiO_2催化剂中Pt的晶粒尺寸很小,晶粒尺寸分布较窄;低负载量(质量分数0.2%和2.0%)时,Pt晶粒在TiO_2表面分布非常均匀,Pt负载量达到4.0%时,Pt晶粒在TiO_2表面的分散性变差。光催化活性实验结果表明:负载Pt能显著提高双相TiO_2催化剂的甲基橙降解率;2.0%Pt/双相TiO_2催化剂的光降解性能最佳。光催化活性提高的主要原因是由于Pt颗粒的电子贮存能力促进了光生电子-空穴对的分离。     

磷钨酸季铵盐-β-环糊精包合物光催化降解甲基橙

制备了磷钨酸季铵盐-β-环糊精包合物,并进行了初步表征,用正交实验优化了包合物的制备条件。在光催化反应仪中,以紫外灯为光源,以包合物为光催化剂,研究了其对模拟染料废水甲基橙溶液的光催化降解脱色的影响。讨论了影响光催化降解效果的溶液初始酸度、催化剂投加量和甲基橙的初始浓度等几个重要因素。     

含羧甲基淀粉复合絮凝剂的絮凝性能

以酸性铝盐和碱式铝盐为基本原料,引入羧甲基淀粉,制备新型无机-有机复合高分子絮凝剂(PASC).分别对硅藻土悬浮液和染料溶液进行絮凝实验,并与传统絮凝剂聚合氯化铝(PAC)进行对比实验.对于不同初始浊度的硅藻土悬浮液,当剩余浊度达1 NTU时,PASC加入量较PAC分别减少57.56%～75.31%.PASC加入量为12 mg/L时,分散橙染料溶液色度去除率达98.14%;PASC加入量为18 mg/L时,活性红染料溶液色度去除率达81.18%.     

羟基磷灰石炭化稻谷壳吸附Cu(Ⅱ)性能研究

为了提高稻谷壳生物炭对重金属离子的吸附性能,在制备的稻谷壳炭上负载纳米羟基磷灰石进行复合改性,开发出羟基磷灰石炭化稻谷壳(HAP@BC)。构建了Cu(Ⅱ)吸附实验,分析了改性材料的吸附性能,探索了最佳使用条件。基于吸附动力学、吸附等温模型及吸附热力学,分析了吸附过程的作用机理。结果表明：在35℃、初始pH为5.0条件下,采用1.0 g/L HAP@BC吸附初始浓度为50 mg/L的Cu(Ⅱ)模拟废水,Cu(Ⅱ)残余浓度和去除率分别达到1.60 mg/L和96.80%。吸附过程符合伪二级吸附动力学模型和Langumuir等温模型,为自发吸热的过程且偏向于化学吸附作用控制。     

改性沸石对镉(Ⅱ)的交换性能研究

在静态条件下,从p H、温度、浓度等方面考察了改性红辉沸石对Cd2+离子交换能力的影响以及Cd2+离子与其他重金属阳离子共存的影响,同时也考察了改性沸石对模拟废水的重金属去除效果。结果表明,改性红辉沸石对Cd2+的去除率达到99%以上,且同时也能使Pb2+,Zn2+,Cu2+离子达到国家标准排放。     

SO4^2-/TiO2/NCF复合催化剂对甲基橙的光催化脱色研究

采用sol-gel法合成的TiO2粉体制备了复合催化剂SO4^2-/TiO2/NCF。利用太阳光和250W自镇流荧光高压汞灯作为光源,采用悬浆体系,通过对照实验,研究了复合催化剂SO4^2-/TiO2/NCF与纯TiO2、SO4^2-／TiO2和TiO2／NCF对甲基橙水溶液的光催化脱色效果,初步考察了复合催化剂投加量的影响。在实验条件下,太阳光激发的2g／L的复合催化剂的脱色速率最高,达0.1112min^-1,其次为250W自镇流荧光高压汞灯激发的4g／L的复合催化剂的脱色速率,达0.04547min^-1。     

掺杂镧硼TiO_2光催化剂的制备及可见光活性研究

采用溶胶一凝胶法,制备新型La3+/B/TiO2光催化剂,使用氙灯为光源研究了催化剂光降解甲基橙溶液的催化活性。结果表明,当掺杂0.05%La3+,2.0%B,在500℃下焙烧2 h时,所得催化剂对甲基橙具有最高的光催化活性,与单一的TiO2和单独La3+或者B掺杂的光催化剂比较,La3+/B/TiO2具有相对较高的催化活性。     

酸性矿山废水中铜在含铬施氏矿物上的吸附及其对矿物溶解与相转变的影响

施氏矿物对水体中的重金属具有较强的吸附和固载能力,但随着环境条件的改变,施氏矿物可能会溶解并发生相转变,引起重金属的释放.利用化学合成的含Cr施氏矿物,探究其在不同Cu(Ⅱ)浓度与pH条件下含Cr施氏矿物的溶解和相转变.研究结果表明,在pH~3时,含Cr施氏矿物对Cu(Ⅱ)的吸附量较少,Cu(Ⅱ)对矿物溶解的影响不明显;在该pH条件下,含Cr施氏矿物会发生相转变生成部分针铁矿,但是随着溶液中初始Cu(Ⅱ)浓度的升高,矿物的相转变得到抑制.当pH升高至pH~5时,含铬施氏矿物对Cu(Ⅱ)的吸附量显著增加,Cu(Ⅱ)主要以Cu(OH)+与Cu2_(OH)_2~(2+)的形态吸附在含Cr施氏矿物表面,而高浓度Cu(Ⅱ)存在时也会生成部分Cu(OH)_2固体直接沉淀在矿物表面,覆盖矿物的反应位点从而阻碍SO_4~(2-)和CrO_4~(2-)的释放,而且随着Cu(Ⅱ)浓度的升高,这种抑制作用显著增强.在不同pH条件下,Cu(Ⅱ)的存在能够有效促进含Cr施氏矿物的稳定性,促进矿物对重金属Cr的固载能力,这些结果对酸性矿山废水环境中施氏矿物的稳定性和重金属污染控制具有重要意义.     

分子筛固载Fe2+-Fenton法降解水中甲基橙的研究

单因素实验考察了不同Fe2+负载量、甲基橙溶液初始浓度、温度、催化剂用量、pH值以及H2O2浓度对降解率的影响。正交实验优化了降解反应条件,得出各因素影响显著性的先后顺序为:pH值、温度、反应时间、催化剂用量、H2O2浓度。结果表明:在常压、温度为35℃,起始pH值为3.00、H2O2浓度为0.552mmol/L、催化剂浓度为0.83g/L、反应时间为80min的最佳条件下,甲基橙降解率可达98.15%。对催化剂进行了紫外照射处理回收再生,功率100W条件下,照射3h后再生催化剂活性可达原来的80.64%。     

碱热-酸热法合成二氧化钛-钛酸纳米管复合纳米材料对Cd(Ⅱ)和苯酚的同步去除

以P25型Ti O2为原料,经碱热和酸热反应合成了Ti O2/TNTs复合纳米材料,该材料皆具钛酸纳米管(TNTs)和Ti O2晶相.Cd(Ⅱ)在Ti O2/TNTs上的吸附动力学过程很快,30 min即可达到吸附平衡,此外,Langmuir等温模型拟合所得最大吸附量达120.34 mg·g-1,其主要吸附机制为Cd2+与复合材料中TNTs层间Na+/H+的离子交换.Ti O2/TNTs对苯酚的吸附量较低(0.36 mg·g-1),因此光催化反应以实现苯酚的降解是必需的.构建的吸附-光催化系统可实现Cd(Ⅱ)和苯酚的同步有效去除,180 min时二者的去除率分别可达到99.6%和99.7%.Cd(Ⅱ)的去除源于暗室下复合材料中TNTs相的吸附,而苯酚的去除在于后续复合材料中Ti O2相的光催化.Cd(Ⅱ)的共存可提高苯酚的光催化降解效率,原因在于Cd(Ⅱ)吸附进入材料层间后有助于材料光催化性能的提升.共存Na+对Cd(Ⅱ)和苯酚在Ti O2/TNTs上的同步去除影响极小;而共存Ca2+由于竞争吸附和促进材料团聚的原因,会轻微抑制Cd(Ⅱ)在Ti O2/TNTs上的吸附,但对苯酚的光催化降解影响较小.此外,Ti O2/TNTs可有效循环利用,经HNO3解吸和Na OH再生后,3次循环后材料对Cd(Ⅱ)和苯酚的去除率依然可达91.7%和98.1%.该研究提供了一种合成皆具吸附和光催化性能的钛系材料的方法,对于应用纳米材料实现水体环境中重金属和有机物的同时去除具有一定的借鉴意义.