WO3/g-C3N4异质结光催化剂的制备和光催化活性探究

采用水热合成和煅烧法制备高催化活性的WO₃/g-C₃N₄材料,并用于酸性橙G废水的降解.同时,采用X射线衍射、漫反射光谱、傅立叶变换红外光谱、扫描电镜和氮吸附-脱附测试、X光子能谱和光致发光光谱方法对复合材料进行了表征.降解实验表明,复合材料的光催化性能比单一WO₃和g-C₃N₄高,且Z型光催化剂WO₃/g-C₃N₄在WO₃与g-C₃N₄质量比为3∶10时具有最高的光催化活性,在105 min内对20 mg·L^-1酸性橙G的光降解效率达98%,反应速率是单一g-C₃N₄的5倍.采用自由基捕获剂分别对体系中的·OH、·O₂^-和h⁺进行捕获实验,结果表明,·OH、·O₂^-和h⁺共同参与了光催化降解反应,其中,h⁺是Z型WO₃/g-C₃N₄光催化的主要活性物质.复合催化剂具有良好的重复利用性,在3次循环试验后光降解效率仍达90%.     

掺杂型二氧化钛纳米管光催化降解甲基橙研究

利用本实验室制备的N-F原子掺杂二氧化钛纳米管作催化剂,在可见光区对甲基橙(MO)进行光催化降解实验。在催化剂用量固定为3cm2时考察了不同初始浓度、pH值、溶解氧(DO)等对降解率的影响。结果表明,在可见光区该催化剂具有较高的光催化活性;当溶液DO为19.2mg/L、pH值为3、初始浓度为10mg/L、反应时间300min时,降解率可达82.3%。     

Citrobacter sp. LW-3对偶氮染料甲基橙的降解脱色特性研究

从长期受染料污染的土壤中分离出一株能对甲基橙高效降解脱色的柠檬酸盐杆菌Citrobacter sp.LW-3.菌株LW-3在添加了0.5%(g/100 mL)葡萄糖的MSM-1培养基中,16 h使100 mg·L-1甲基橙降解掉90.56%.该菌株对甲基橙降解脱色可在完全好氧条件下,脱色与木质素过氧化物酶、NADH-DCIP原酶、核黄素还原酶有关.菌株LW-3降解甲基橙的适宜温度较广,20~40℃24 h均能使超过80%的甲基橙降解脱色,适宜pH范围为6.0~8.0.通气量对菌株LW-3影响较小,24 h各装液量组(25~200 mL)甲基橙均能降解近90%.同时,菌株LW-3具有较广的染料降解谱,3 d内可使20 mg·L-1另3种偶氮染料、两种三苯甲烷类染料和一种蒽醌类染料很好脱色.菌株LW-3在染料废水的生物处理方面有较强的实际应用价值.     

可见光下 H2La2Ti3O10/TiO2光催化降解有机染料的研究

通过固相反应、离子交换、粒子插入等一系列反应合成一种层状纳米光催化复合材料H2La2Ti3O10/TiO2.可见光照射下,对选定的染料模型--甲基橙溶液(20 mg/L)、汽巴克隆黄(100mg/L)、依利尼尔红(100 mg/L)溶液做光降解实验.结果表明,在可见光照射下,H2La2Ti3O10/TiO2均能对溶液中甲基橙、汽巴克隆黄、依利尼尔红有效降解,光照30min后,其对溶液中甲基橙、汽巴克隆黄、依利尼尔红的降解率分别可达60.4%、60.7%和72.0%,而标准TiO2(P-25)仅为6.2%、10.6%和12.3%.     

天然斜发沸石负载TiO2的光催化性能

为了研究以天然斜发沸石负载TiO₂制备光催化剂,以对甲基橙溶液的光催化降解为光催化功能检验,太阳光为光源,对催化剂的合成条件及其催化活性的影响因素进行了探讨用脱色率及COD去除率对催化剂进行了性能评价,以XRD、IR及比表面积对样品进行了表征研究结果表明:由钛酸四丁酯与斜发沸石复合制备的催化剂在120℃下干燥6h后经200℃焙烧具有最大的光催化活性;甲基橙溶液的降解率随着TiO₂/沸石、外加氧化剂H₂O₂的增多而增大,但过量的H₂O₂也会抑制沸石载TiO₂的光催化活性;甲基橙溶液的pH值为2～5时具有最大的降解性.     

改性橘子皮对水中高氯酸盐及共存阴离子的竞争吸附研究

模拟多种阴离子共存的水体环境,采用氨基改性处理后的橘子皮作为吸附剂,研究其在不同离子共存条件下对高氯酸盐的竞争吸附.分析在不同pH条件下,竞争性阴离子对高氯酸盐吸附的影响;探讨单、双组分体系下的热力学、动力学吸附机理;采用红外光谱分析(FTIR)表征不同竞争吸附条件下吸附剂材料的结构特征.结果表明,不同pH范围内,3种阴离子与Cl O-4发生竞争吸附,其影响顺序不同:pH3时,其影响顺序为SO2-4NO-3PO3-4;3pH10时,其影响顺序为SO2-4PO3-4NO-3;pH10时,3种阴离子对Cl O-4吸附的影响趋于相同.单组分吸附下,改性橘子皮对Cl O-4、NO-3、SO2-4、PO3-4的最大吸附量分别为217.72、134.97、89.9、65.79 mg·g-1;竞争条件下,共存阴离子对Cl O-4吸附的影响顺序为PO3-4SO2-4NO-3,并且改性橘子皮对Cl O-4的吸附符合Freundlich等温线模型及准二级动力学模型,表明化学吸附为吸附的主要速率控制步骤.红外光谱分析结果证明了NO-3、SO2-4、PO3-4均在改性橘子皮吸附Cl O-4的过程中发生了竞争吸附.     

Fe(II)EDTA/H_2O_2电催化降解甲基橙模拟废水的研究

在无隔膜电解槽中,采用SPR(Ru-Ir-TiO_2)为阳极,石墨为阴极,考察了Fe(II)EDTA/H_2O_2电催化降解甲基橙(methyl orange)模拟废水的影响,发现EDTA很大程度上促进了类电Fenton试剂对甲基橙模拟废水的降解.实验研究表明,在外加电压为5.0v,EDTA:Fe~(2+) =2:1(摩尔比,Fe~(2+) =40 mmol/L),H_2O_2=48 mmol/L,电解质Na_2SO_4=40 mmol/L,废水pH值为(6.5±0.1)的条件下,降解260 mg/L的甲基橙模拟废水90 min,EDTA的加入可以使甲基橙模拟废水的脱色率由29.5%上升到78.4%,COD由571.429 mg/L降至80 mg/L,COD的降解率为86%,EDTA在此过程中既是催化剂又是反应物,可有效避免EDTA带来二次环境污染的可能性.     

甲基橙溶液多相光催化降解研究

利用中压汞灯作为光源,在ＴｉＯ２粉末悬浆体系内,以甲基橙溶液光降解脱色速率为例,探讨间歇式电光源圆柱形光化学反应器的运行情况及影响因素．分别考察了使用３００Ｗ和５００Ｗ中压汞灯、石英和玻璃冷阱、甲基橙溶液温度在２０℃或５０℃、不同ＴｉＯ２催化剂以及不同催化剂投加量对甲基橙溶液脱色速率的影响．从而得出在现有电光源圆柱形反应器的最佳运行条件下,２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液光照１０ｍｉｎ,脱色率达９７．４％．     

氮掺杂TiO_2光催化降解甲基橙染料废水的试验研究

采用溶胶-凝胶法以尿素为氮源制备了氮掺杂锐钛矿型纳米TiO2光催化剂(TEM像图显示制备的样品的平均粒径在20 nm左右,UV-vis漫反射分析表明氮掺杂使催化剂的吸收带边红移至550 nm的可见光区域),以氙灯为辐照光源,用自制光催化反应器降解甲基橙染料溶液,研究了催化剂用量、染料初始浓度和环境pH值变化对甲基橙降解率的影响,同时考察了催化剂在太阳光下的光催化活性,结果表明:当催化剂用量为2 g/L、溶液pH值为2.74时,初始浓度为10 mg/L的甲基橙在氙灯光照45 min后降解率达100%;自然光照120 min后降解率为95.4%。     

AgCl/ZnO/GO光催化降解甲基橙的性能研究

为了提高ZnO对偶氮染料污染物的光催化降解效率,以AgCl和GO（氧化石墨烯）作为改性剂,通过水热法和化学沉积法制备了AgCl/ZnO/GO光催化材料,采用XRD、SEM、XPS、UV-Vis方法对材料的物相组成、微观形貌及光学特性进行表征;以MO（甲基橙）为目标污染物,探究其在可见光下的催化降解性能,考察AgCl含量、催化剂投加量、pH对其可见光催化活性的影响.结果表明:①AgCl的沉积和GO的负载增强了ZnO对可见光的响应能力,提高了光生电子-空穴产生、分离效率,同时增加了材料的分散性及其对MO的吸附率,因此AgCl/ZnO/GO光催化材料对MO有良好的可见光催化降解效率.②AgCl/ZnO/GO对MO的催化降解效率随着AgCl含量的增加而增加,随着催化剂投加量的增加呈先增后降的趋势,溶液pH对其降解效果有一定影响,但不显著.③当AgCl/ZnO（二者物质的量的比）为2:1、AgCl/ZnO/GO投加量为70 mg、pH为7、室温下经过可见光照射50 min后,AgCl/ZnO/GO对质量浓度为10 mg/L的MO的降解率可达98.93%;此外,该催化剂重复使用4次对MO仍具有88%的去除率,显示出良好的稳定性.因此,AgCl/ZnO/GO是一种高效、稳定的可见光光催化剂,在废水净化方面具有良好的应用前景.