纳米TiO2/CuO复合材料仿生合成及其光催化特性

以钛酸四丁酯为钛源,甘氨酸为模板剂,水热法合成纳米TiO2/CuO复合材料,采用XRD、SEM、FT-IR、XPS、UV-VIS DRS等分析手段对TiO2/CuO复合材料的晶型结构、形貌、粒径及组成进行表征.结果表明,XRD、SEM证实TiO2/CuO复合材料由锐钛矿型TiO2和CuO组成,形貌呈花瓣薄片状纳米花球,花瓣厚约15 nm;FT-IR、XPS表明其含有Ti-O键和Cu-O键,且Ti呈+4价、Cu呈+2价;UV-VIS DR显示其在紫外-可见光区具有显著的光吸收能力.相比P25型TiO2,TiO2/CuO复合材料具有较好的光催化性能,光催化降解亚甲基蓝(MB)的效率高达85％.这可能由于TiO2/CuO复合材料具有宽的可见光区域和窄的带隙,以及CuO对电子的捕获,促进了光生电子和空穴有效分离.     

CuO NPs短期暴露对SBR水处理效果的影响

研究了不同浓度氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)对序批式活性污泥工艺(SBR)中化学需氧量、氨氮、总磷、硝态氮和亚硝态氮去除率的影响。实验结果表明,当环境中浓度为1 mg/L和10 mg/L的CuO NPs短期暴露时(1 d),其对活性污泥生存能力和周期内有机物去除、脱氮除磷都没有造成急性影响。经过20 d的短期运行,对SBR系统出水COD、氨氮、总磷、硝态氮和亚硝态氮也没有造成明显的影响。活性污泥呼吸抑制实验结果显示,CuO NPs对活性污泥的呼吸抑制作用与浓度呈正相关性,浓度越高呼吸抑制现象越明显,低浓度CuO NPs对活性污泥活性并没有明显的抑制作用。     

纳米腐植酸基复合树脂的制备及其对Ni~(2+)和Cd~(2+)的吸附

采用水溶液聚合法,以丙烯酸、丙烯酰胺及改性蒙脱土为原料,纳米腐植酸为基体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过二硫酸钾为引发剂,制备了丙烯酸-蒙脱土-丙烯酰胺/纳米腐植酸复合树脂(简称复合树脂)。考察了溶液pH、吸附时间、吸附温度、初始离子浓度等因素对复合树脂分别吸附Ni~(2+)和Cd~(2+)的影响。实验结果表明:在吸附温度35℃、吸附时间90 min、溶液pH为7、初始Ni~(2+)和Cd~(2+)的浓度分别为0.02 mol/L、复合树脂加入量16.7 g/L的条件下,Ni~(2+)和Cd~(2+)的吸附量分别为383.02 mg/g和359.27 mg/g;复合树脂吸附Ni~(2+)和Cd~(2+)的吸附等温线均满足Langmuir等温吸附方程;吸附过程均符合准二级动力学方程;复合树脂重复使用6次,其对Ni~(2+)和Cd~(2+)的吸附量分别降低了17.1%和9.3%。     

纳米零价铁/玉米淀粉的制备及其对Pb2+的吸附

以玉米淀粉为载体,采用液相还原法制备纳米零价铁/玉米淀粉,并用于溶液中Pb2+的去除。采用SEM技术对吸附材料进行了表征。考察了溶液pH、纳米零价铁/玉米淀粉加入量、初始Pb2+质量浓度、反应时间等因素对Pb2+吸附效果的影响。表征结果显示,纳米零价铁/玉米淀粉球体间主要呈链状连接,不仅保持了纳米零价铁的特性,且颗粒的团聚现象明显减少。实验结果表明,在溶液pH 7.0、纳米零价铁/玉米淀粉加入量0.8 g/L、初始Pb2+质量浓度50 mg/L、反应时间60 min的条件下,纳米零价铁/玉米淀粉对Pb2+具有较好的吸附效果,Pb2+去除率为93.17%、吸附量为47.27 mg/g。     

纳米聚硅酸铝锌絮凝剂的制备及表征简

在SiO₂含量为3%,pH为3,活化时间为85 min,（Al+Zn ）/Si摩尔比为1.5,Al/Zn摩尔比为2,表面活性剂硬脂酸钠加入量为0.1%,超声频率为40 Hz,超声时间为60 min的最佳制备条件下制备出液体PSAZS絮凝剂,用超声法制成纳米级Nano-PSAZS,用环境扫描电子显微镜（ESEM）和智能型傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等仪器进行分析。结果表明,硅有助于絮凝剂分子链的延伸,有助于生成更大分子的聚合物;铝盐和锌盐的加入到聚硅酸中,并不是简单的混合,而是发生了缩聚和配位反应,有助于生成链网状结构,能更好地发挥吸附架桥和网捕卷扫作用。同时Nano-PSAZS陈化时间为24 h时的结构有利于絮凝效果的发挥。     

磁性膨润土的制备、表征及类Fenton催化降解橙黄Ⅱ

以铝柱撑膨润土和铁盐为原料,采用共沉淀法制备纳米Fe3O4负载的磁性膨润土复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面孔隙分析(BET)对样品进行表征,研究了磁性膨润土对橙黄Ⅱ的类Fenton催化降解性能,并考察了催化剂用量、温度和初始pH、H2O2初始浓度等因素对降解效果的影响。结果表明,Fe3O4均匀负载在膨润土表面,未发生明显团聚,并且改善了膨润土的孔隙结构,增加了其比表面积。在磁性膨润土用量为0.6 g/L,温度为40℃,pH为3.0,H2O2初始浓度为21 mmol/L的条件下,0.5 mmol/L橙黄Ⅱ溶液在180 min内色度去除率和UV254去除率分别达到100%和97%,且催化剂重复使用4次效果稳定。     

网络版论文摘要

掺钇纳米TiO2催化活性的研究;污泥与煤混合成浆特性初探;UV／Fenton法处理化纤废水反应条件的优化研究;改性高岭土复合光催化剂降解亚甲基蓝的研究.     

纳米SiO2在含阴离子表面活性剂低浊水处理中的应用

在含有阴离子表面活性剂-十二烷基硫酸钠(SDS)的6 NTU高岭土悬浊液中,改变SDS的浓度,投加纳米SiO2与聚合铝PAC进行动态混凝实验与静沉实验,借助图像分析技术与分形理论,探讨了纳米SiO2与PAC处理含SDS低浊水的作用机理、絮凝效果与形态学特征.结果表明:①纳米SiO2与SDS使高岭土粒子表面负电性增强.纳米SiO2的絮凝机理以吸附架桥为主.②纳米SiO2对SDS的去除效果优于PAC.SDS浓度越高,去除效果越显著.但纳米SiO2对无机高岭土粒子的处理能力不如PAC,PAC絮凝后的上清液浊度低.当SDS浓度增至10 mg/L时,纳米SiO2对SDS的去除率高,而PAC对SDS的絮凝能力弱,PAC对无机颗粒的去除效果也下降.③助凝剂纳米SiO2较强的吸附活性能加快PAC絮体成长为结构密实的RLCA构型,分维值高,絮凝效果好.     

热处理温度对TiO2的微结构及催化性能的影响研究

采用溶胶一凝胶法制得稳定的TiO2透明溶胶,凝胶经焙烧制备了纳米TiO2粉体,利用,TG、DSC和XRD方法对其进行了结构和形貌表征,考察了其对茜索红的光催化活性.结果表明,热处理温度对样品的微结构以及光催化活性有很大的影响.采用溶胶一凝胶法制备的TiO2最佳焙烧温度为550℃,晶型组成为44.32%的锐钛矿和45.68%的金红石态,在降解茜索红的实验中具有最佳的处理效果.