TiO_2晶体的微波水热法制备及光催化性能研究

以TiSO4和尿素为主要原料,EDTA为控制剂,采用微波水热法制备纳米TiO2光催化剂,并分析了纳米TiO2晶粒的最佳形成条件。利用XRD、TEM等技术对制备产物进行表征。结果表明,TiSO4和尿素混合物在微波水热条件下晶化150 min后,产物为锐钛矿型TiO2,且产物粒径小、大小均匀。在紫外光照射下,以自制的锐钛矿型纳米TiO2为催化剂,酸性橙为降解目标物,进一步研究了其光催化性能。结果表明,该TiO2在紫外光照射下表现出稳定的光催化活性。     

溴掺杂TiO_2光催化剂的制备与性能研究

以KBr和Ti(SO4)2为原料,通过水热法制备了高催化活性的溴掺杂纳米TiO2(Br-TiO2)光催化剂,利用XRD、XPS、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征。通过苯酚降解实验评价了Br-TiO2的光催化活性。结果表明,700℃焙烧、溴与钛的摩尔比为0.35∶1时,Br-TiO2具有最佳光催化活性。该催化剂为晶体发育完整的锐钛矿相TiO2,粒径平均大小为50 nm,比表面积为16.81 m2/g,在紫外区的吸收得到加强,光催化能力优于Degussa P-25。确定了降解苯酚的最佳条件:催化剂投加量为0.5 g/L,苯酚初始浓度为10 mg/L,pH值为6.0。     

Bi2WO6催化剂的合成和表征及其光催化活性

以Bi（NO3）3和Na2WO4为原料,采用水热法合成了可见光催化剂Bi2WO6,并采用X射线衍射仪和BET法对其进行了表征。考察了合成温度、Bi2WO6加入量、邻氯苯酚（2-CP）浓度、溶液pH等对2-CP光催化降解效果的影响。实验结果表明：在加入140℃下合成的Bi2WO6催化剂1g／L、原始pH（pH=5．85）、可见光光照210min的条件下,对质量浓度为20mg／L的2-CP溶液进行处理,2-CP去除率最高为97．2％;添加少量H2O2对2-CP的降解有促进作用。     

用废旧锌锰电池制备锰锌铁氧体的研究

用水热法以废旧锌锰电池为原料对制备锰锌铁氧体进行了研究。探索了制备过程的影响因素,如水热反应的pH值、水热温度及水热时间等。结果表明,在溶液的pH值为10,水热温度为210℃,水热时间为2～24h时,均能有效制备无杂相的锰锌铁氧体;提高反应温度和延长反应时间,均有利于锰锌铁氧体的晶化过程。研究还发现,加入铁粉是一个既能高效除汞,又能制备高性能锰锌铁氧体的关键所在。      

TiO2/PPY/Fe3O4的水热法制备及其光催化与磁回收性能

以化学氧化法制备的聚吡咯(PPY)包覆Fe3O4复合材料为磁核,用水热反应法(170℃, pH=7±0.2)在其表面负载了纳米Ti02,制成壳/壳/核结构的磁载二氧化钛光催化剂.并用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)、Zeta电位仪对催化剂的物相组成、形貌、表面性质、磁学性质以及磁核的表面电位进行了表征分析.以初始浓度为25mg/L的苯酚溶液为模拟污染物, 对其进行光催化降解以考察其催化活性;并以自制的磁回收装置考察其磁回收率.结果表明,所制备的Ti02粒径在4~7nm,具有混晶结构,其中锐钛矿占95.2%,金红石占4.8%;PPY对Ti02在磁核表面的负载具有促进作用,TiO2在PPY/Fe3O4表面负载牢固;催化剂TPF(nTiO2:n PPY:nFe3O4 =30:2.1:1)具有良好的壳/壳/核结构,其磁感应强度为40emu/g,具有超顺磁性;所制备的催化剂光催化降解苯酚符合假一级反应动力学方程,其中纯TiO2、P25、TPF反应速率常数K值分别为0.0279、0.0264、0.0252,TPF循环使用5次后K值为0.020,催化活性略有降低,循环使用平均回收率可达到90.35%. 该法制备的磁载Ti02光催化剂具有优良的催化活性和磁回收性能,具有良好的应用前景.     

石墨烯/二氧化钛降解亚甲基蓝的研究

以钛酸丁酯和氧化石墨烯为前驱物,通过水热法制备石墨烯/二氧化钛(GR/TiO2)复合光催化剂。采用XRD、TEM和FT-IR等技术手段对GR/TiO2粉体的结构和形貌进行了表征。利用对亚甲基蓝光催化降解,考察了GR/TiO2的光催化降解能力,并研究了H2O2用量和p H等因素对光催化降解速率的影响。结果表明:复合催化剂中,TiO2为锐钛型晶体,粒径为25 nm左右,分散在薄纱状的石墨烯上;复合催化剂通过紫外光下光催化性能有所提高,对可见光产生响应,具有良好的稳定性;加入适量H2O2能提高反应速率,碱性条件下,对亚甲基蓝的降解效率更高。     

Cu/Fe掺杂Silicalite-1合成及其Fenton氧化含酚废水的试验研究

采用水热法合成了Cu,Fe掺杂的Silicalite-1分子筛,并用X衍射光谱(XRD),扫描电镜(SEM),X射线能谱(EDS),傅里叶红外光谱(FT-IR),N_2吸附/脱附以及原子吸收光谱(AAS)进行了表征。结果表明,合成的Cu,Fe掺杂Silicalite-1分子筛晶型完整,呈六方柱形,颗粒大小在1.5~3.5μm之间,Cu,Fe在Silicalite-1上呈高度分散状态。模拟苯酚废水的Fenton氧化实验表明,Cu,Fe能显著提高Silicalite-1对苯酚废水的催化反应活性,其中,2%-(Cu,Fe)-S-1效果最优。在p H为6.8,H_2O_2/Cat.=50∶1及环境温度条件下,经过3.0 h的反应后,2%-(Cu,Fe)-S-1对苯酚和COD的去除率分别可达93.2%和72.5%。当反应温度升高到308 K时,在相同的条件下,2%-(Cu,Fe)-S-1对苯酚和COD的去除率分别可达100%和94%,且Cu,Fe的溶出率较低。此外,Cu,Fe共掺杂的Silicalite-1比单掺杂时具有更好的反应活性,表明Cu和Fe对苯酚废水的降解具有协同作用。     

熔融-水热法合成粉煤灰沸石及其吸附性能研究

以粉煤灰为原料，研究了在熔融温度分别为300℃、400℃、500℃，熔融时间分别为1h、2h、3h，水热温度分别为45℃、65℃、85℃，水热时间分别为6h、8h、10h，对合成粉煤灰沸石（FZ）吸附性能的影响。结果表明熔融温度为300℃，熔融保温时间为1h，水热温度为65℃，水热保温时间为6h，产物中有类沸石生成。熔融-水热合成Fz对Cd^2＋吸附率为99．82％，吸附量为0．19964mg／g，略高于活性炭（吸附率99．69％）优于天然沸石（吸附率97．94％）。     

N-TiO_2/RGO催化剂的制备及其光催化性能的研究

以三乙胺为氮源,HF为形貌控制剂,采用水热法一步合成了N掺杂(001)面锐钛矿TiO_2纳米片/还原氧化石墨烯(N-Ti O2/RGO)复合催化剂,通过XRD、FTIR、SEM、TEM和Raman对样品的组成结构和形貌进行表征。以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,研究了不同掺N量和氧化石墨烯加入量下制备的复合材料的光催化性能。实验结果表明:当n(N)∶n(Ti)为0.5,氧化石墨烯加入量为15 m L时,N-TiO)2/RGO复合材料的光催化性能最好。在催化剂用量为0.5 g/L,罗丹明B溶液初始浓度为20 mg/L时,紫外光催化反应30 min后,罗丹明B的降解率可达94.02%。     

水热法合成δ-MnO2及其对重金属Pb2+的吸附作用

用水热法合成δ-MnO2,研究其对重金属Pb2 的吸附性能,以及溶液的pH值、盐浓度对吸附效果的影响,并与无定型二氧化锰对比.研究结果表明水热法可以成功合成δ-MnO2,且具有颗粒微小,无杂质等优点.δ-MnO2对Pb2 的等温吸附结果用多种等温吸附式拟合,结果显示Temkin方程的拟合效果最好.相同条件下,δ-MnO2对Pb2 的吸附量远大于无定型二氧化锰.同一种吸附剂,对Pb2 吸附率随着溶液pH值的增大而增大,随着盐浓度的增加先增加后稳定再减少.