四(4-磺基苯基)卟啉自组装催化剂的制备及其可见光光催化性能研究

本文以四(4-磺基苯基)卟啉(TPPS)与硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)为原料制备了卟啉自组装催化剂(Zn-TPPS-Zn),利用紫外可见光谱对其进行光化学表征.在可见光下(λ≥420nm)照射下,以光催化降解染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)为探针反应,探讨了Zn-TPPS-Zn光催化过程中活化O2对RhB的光催化降解活性.实验表明,RhB光催化降解的最佳条件为:pH 6.89、催化剂投加量0.33g/L.催化剂循环实验表明Zn-TPPS-Zn在可见光下对RhB的降解具有一定的稳定性,但还需进一步改善.通过跟踪测定Zn-TPPS-Zn/RhB/Vis光催化反应体系中氧化物种(H2O2和·OH)相对含量的变化,表明其光催化反应主要涉及羟基自由基(·OH)历程.     

不同树脂负载铁(Ⅲ)活化H_2O_2降解有毒有机污染物

将不同类型树脂(大孔强碱性阴离子交换树脂D201、螯合树脂D401、大孔强酸性苯乙烯阳离子交换树脂D001)负载铁(Ⅲ)作为光催化剂,在可见光(≥420nm)照射下,通过外加H2O2光催化降解罗丹明B(Rhodamine B,RhB).结果表明,在可见光和pH=6.2条件下,螯合树脂D401负载铁(Ⅲ)光催化剂具有最好的光催化活性.该催化剂对RhB降解的最佳条件为:催化剂用量400mg/L,H2O2浓度7.49×10-4 mol/L.并且,该催化剂在可见光条件下对无色小分子二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)也具有良好的光催化降解活性,表明其具有可见光催化活性.同时,跟踪测定了螯合树脂D401负载铁(Ⅲ)光催化剂在RhB降解过程中羟基自由基(·OH)的变化,结果表明光催化机理涉及·OH氧化历程.     

正丁醇溶剂热法制备Bi2O2CO3及可见光光催化降解有毒有机污染物

分别以乙醇、异丙醇和正丁醇为溶剂介质,在水热条件下制备得到Bi2O2CO3,考察了不同溶剂介质、水热反应温度和反应时间等因素对制备Bi2O2CO3粉体及其光催化活性的影响,优化了Bi2O2CO3光催化剂的制备条件,结果表明：水热温度为200℃,时间为14h时,以正丁醇为溶剂介质条件下制备的Bi2O2CO3具有高的催化活性,可制得具有较高光催化活性的Bi2O2CO3催化剂．运用XRD、SEM手段对Bi2O2CO3进行了初步表征．在可见光照射（λ≥420nm）条件下,研究光催化降解染料罗丹明B（RhodamineB,RhB）和无色小分子水杨酸（Salicylicacid,SA）溶液在pH-7．0条件下的反应特性,结果显示照射时间180rain对RhB的脱色完全和210min对SA的降解率可达80％以上,同时对RhB矿化率可达80％,表明所建立的光催化体系可有效降解有毒有机污染物．     

氯取代金属酞菁的制备及疏水异相光催化性能研究

以尿素-苯酐法固相反应合成两种疏水性金属十六氯酞菁MPcCl16（M—Cull,Zn）,在可见光（A≥420nm）的照射下以有机染料罗丹明B（RhodamineB,RhB）和2,4一二氯苯酚（2,4-DCP）的光催化降解为探针反应,研究了催化剂对有机污染物的光催化降解活性．结果表明,ZnPcCl16和CuPcCl-e均能活化分子氧（O2）使RhB发生有效降解．二者在可见光下最佳降解条件皆为：pH=3．0,催化剂用量为0．64g／L．通过紫外可见光谱（UV—Vis）的测定分析,可见光照300min后,CuPcCl16和ZnPcCl16使RhB降解率分别达到84％和89％;光照540min后,使无色有毒小分子2,4-DCP降解率分别达到72％和40％．同时,这两种催化剂测循环稳定性较好．     

PEG模板条件下BiOBr的制备及其光催化性能的研究

以表面活性剂聚乙二醇(PEG-6000)为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了溴氧化铋(BiOBr-PEG)光催化剂,运用XRD、SEM、BET和DRS对其结构及光化学特性进行了初步表征.在可见光(λ≥420nm)照射下,以有机污染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)和无色小分子水杨酸(Salicylic acid,SA)为目标化合物,研究了其光催化降解反应特性.结果表明:BiOBr-PEG具有优越的光催化活性,对RhB和SA都具有较好的降解效果,可见光照射40min和12h后,RhB和SA降解率分别达到98%和41%.同时,BiOBr-PEG催化剂稳定性良好,循环使用5次光催化活性基本稳定.光催化降解过程中涉及·OH和O·-2的氧化机理.     

类光-芬顿体系PW_(11)O_(39)Fe(Ⅲ)(H_2O)~(4-)/H_2O_2可见光催化降解罗丹明B

以Keggin型铁取代杂多阴离子PW11O39Fe(Ⅲ)(H_2O)4-(PW11Fe)为可见光活性组分构建了一个类光-芬顿体系(PW11Fe/H2O2),并用于模型污染物罗丹明B(Rh B)的可见光催化降解,同时考察了H2O2浓度、PW11Fe浓度、Rh B初始浓度及溶液p H值对Rh B可见光催化降解速率的影响,讨论了Rh B光催化降解的动力学性质。实验结果表明,当溶液p H=4.5时,由0.6 mmol·L-1PW11Fe和4 mmol·L-1H2O2构成的体系对Rh B的光催化降解效果最佳,0.01 mmol·L-1的Rh B在250 W金卤灯照射下反应60 min,其降解率达到100%,反应240 min,总有机碳(TOC)去除率约48%。羟基自由基猝灭和电子顺磁共振(EPR)实验表明,PW11Fe/H2O2体系在可见光照射下产生羟基自由基,从而导致Rh B的快速降解,降解反应的表观速率常数k为(6.2±2)×10-2mmol·L-1·min-1。     

（光）助电-Fenton降解有机染料罗丹明B

以高纯石墨电极为阴极,铁片为阳极,Na2SO4溶液为支持电解质,通过阳极氧化提供Fe^2＋/Fe^3＋和阴极还原溶解氧转化为H2O2而形成Fenton体系,以降解有机染料罗丹明B（RhodamineB,RhB）为探针反应,研究了外加电压、铁电极面积（电荷密度）、极间距、电解质溶液浓度及外加紫外光照射（300 nm〈λ〈380n m）等因素对RhB降解反应的影响.结果表明：外加电压为7 V,铁片面积为3 cm^2（电荷密度为0.045 A/cm^2）,电极之间距离为4 cm,Na2SO4质量浓度为10 g/L时,反应100 min后RhB褪色完全.采用过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法分别跟踪测定RhB降解反应过程中H2O2和羟基自由基（·OH）,表明RhB降解过程涉及·OH历程.通过分析测定RhB降解过程TOC变化和红外光谱分析,表明染料降解反应不仅仅为简单褪色而且深度氧化,180 min矿化率为73.0%.     

CdSQDs/TiO2复合材料的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了一种CdS 量子点（QDs）与TiO2的复合材料（CdSQDs/TiO2）。该 材料具有较高的光催化活性和稳定性,在250 W 金卤灯（波长> 420 nm）照射下催化降解初始浓度 为10 μmol/L 的模型污染物罗丹明B（RhB）,反应120 min,RhB 的降解率达到97%;反应240 min, RhB 的TOC 去除率约34%;经过8 次循环使用,其光催化活性几乎没有损失。5,5-二甲基1-吡咯 啉N-氧化物（DMPO）捕获自由基的电子顺磁共振（ESR）实验证明,光催化过程产生了·O2 -和·OH 自由基,正是这些活性氧物质导致了RhB 的降解。根据实验事实提出的光催化反应机理表明, CdSQDs 和TiO2之间产生了协同作用,促进了光电子的转移,降低了光电子与空穴复合的几率,从而 提高了光催化效率。     

BiOCl负载纳米Bi2MoO6的制备及光催化性能研究

Bi2MoO6是一种利用可见光辐照的n型窄禁带半导体,是一种很好的光催化剂,BiOCl是一种具有良好催化活性的铋系卤氧化物,在本探究实验中,以Bi(NO3)3·5H2O、Na2MoO4·2H2O、SnCl2为原料,通过水热法制备不同BiOCl负载量的BiOCl/Bi2MoO6.在可见光下照射污染物RhB,研究光催化降解...     

纳米ZnO光催化降解有毒有机污染物

分别以硝酸锌,醋酸锌,氯化锌和硫酸锌为锌源采用水热法制备了纳米ZnO,通过X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对ZnO进行了表征,结果表明：四类锌源制备的ZnO均为六方晶系的纤锌矿结构,尺寸在23.9～62.6 nm.在紫外光照射下以罗丹明B（Rhodamine B,RhB）和2,4-二氯苯酚（2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP）的光催化降解为探针反应,研究了介质pH条件和催化剂用量等对光催化反应的影响,表明pH=6.2和催化剂用量为0.4 g.L-1条件下以硝酸锌为锌源制备的ZnO活性最好,60 min内RhB褪色完全,120 min内2,4-DCP降解率达到97%.通过总有机碳（TOC）的测定,发现6 h内RhB矿化率达到95.2%.采用辣根过氧化物酶（POD）法和苯甲酸荧光光度法分别测定了体系中H2O2和羟基自由基（.OH）的变化,表明其光催化反应机理涉及.OH历程.     

热解法制备g-C_3N_4及其可见光降解有机污染物

在580℃下热解单氰胺的方法合成石墨型碳氮化合物g-C_3N_4,并采用X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),紫外可见漫反射(UV-Vis DRS),红外光谱(FT-IR),光致发光光谱(PL)对该催化剂进行了表征.通过对罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及水杨酸(Salicylic acid,SA)的降解来研究其催化活性,同时探讨了光催化降解RhB体系中g-C_3N_4的用量和溶液pH对RhB降解的影响.结果表明,在可见光(λ≥420nm)照射下,g-C_3N_4为1.2g/L,pH 5.35时,g-C_3N_4对RhB的光降解活性最好,150min后可使RhB褪色完全.在光催化反应条件下降解SA,45h时降解率达到35.09%.采用外加异丙醇、苯醌、EDTA等捕获剂试验,推测其催化机理主要为超氧自由基(O2·-)氧化历程.     

WO3纳米片的制备表征及其可见光下降解罗丹明B的研究

通过水热合成法制备氧化钨（WO₃）纳米片,采用扫描电子显微镜（SEM）、固体紫外漫反射（UV-vis）和X 射线光电子能谱（SEM-EDX）对WO₃纳米片进行表征,并通过实验研究了可见光下WO₃对溶液中罗丹明B（RhB）染料废水的光催化降解性能。实验结果表明：WO₃投加量为0.10g时,在150W氙灯模拟可见光照射4h条件下,对质量浓度为10mg/L,体积为100mL罗丹明B染料废水的光催化降解率达到88.3%。此结果说明制备的WO₃催化剂对罗丹明B染料废水具有良好的光催化活性。     

Fenton光催化降解草甘膦生产废水研究

以Fenton（Fe^3＋／H2O2）光催化降解草甘膦废水,跟踪体系化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）,研究了不同条件下（光源、试剂浓度和酸度等）废水光催化氧化特性及光催化反应条件．探讨了在太阳光及紫外光照射条件下Fenton试剂组分Fe^3＋与H2O2不同投料比、投料量、介质酸度对光催化降解废水的影响．结果表明,利用太阳光、紫外光能显著提高废水降解速率;太阳光照射条件下,Fe^3＋/H2O2为1：10投量比,pH=3时,对废水COD降解效果最佳,COD去除率达82％．     

Bi2O3/Bi2WO6复合物的制备及其光催化活性

以Na2WO4·2H2O和Bi（NO3）3·5H2O为原料,采用机械球磨和煅烧两步法制备Bi2O3/Bi2WO6复合物。通过XRD和DRS对产物进行表征,研究制备条件（如球磨时间、煅烧时间）对复合物组成结构的影响。在可见光的照射下,以Bi2O3/Bi2WO6催化剂光催化降解罗丹明B溶液,结果表明,光照2 h后Bi2O3/Bi2WO6对罗丹明B的降解率达到98%。     

Nb_2O_5/CdS纳米粒子的制备及其光催化性能研究

通过简单的沉淀法合成了Nb2O5/Cd S纳米粒子,利用XRD、TEM、XPS对其进行了表征,采用制备的Nb2O5/Cd S纳米粒子在可见光照射下对罗丹明B进行了降解实验.结果表明:负载在Nb2O5表面上的Cd S粒径大小较均一,约为35 nm,在可见光照射下,Cd S质量比为20%的Nb2O5/Cd S纳米粒子光催化活性最佳,可见光照射下3 h对罗丹明B降解率为98%,经过3次循环利用,发现其具有良好的光催化稳定性.     

CdS修饰ZnO可见光光催化降解有机污染物

采用直接沉淀法将硫化镉(CdS)沉积在氧化锌(ZnO)表面得到CdS/ZnO.运用SEM,XRD和UV-Vis DRS对催化剂进行表征.以罗丹明B(Rhodamine B,RhB)为目标化合物,研究了在可见光激发下(λ≥420nm)CdS/ZnO对目标污染物的光催化降解特性.结果表明:CdS/ZnO为棒状结构,最佳负载量在nCdS∶nZnO=20%条件下,其禁带宽度约为2.4eV,通过红外光谱(FT-IR)和总有机碳(TOC)的测定,发现该催化剂在可见光激发条件下能很好的降解RhB和水杨酸(salicylate,SA),在5h后对RhB脱色率达到90%以上,30h后对RhB的矿化率约为45%,对SA的降解率为67.6%.同时采用辣根过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法跟踪分析测定RhB降解过程中H2O2和羟基自由基(·OH)的变化量,表明RhB降解机理涉及·OH历程.     

光谱法研究敏化的TiO2纳米粒子光催化降解罗丹明B的途径

采用sol-gel法制备了纳米氧化钛(TiO2),并用邻苯二甲酸(o-PTA)对TiO2进行敏化修饰,得到了邻苯二甲酸敏化纳米氧化钛(o-PTA/TiO2)催化剂.用傅里叶变化红外光谱(FT-IR)对其进行表征,发现邻苯二甲酸已经成功连接到TiO2的表面,并对其光催化性能进行了研究.以罗丹明B(RhB)为催化降解目标物,采用紫外/可见光谱(UV-Vis)法和荧光光谱(FL)法对催化降解RhB的产物进行研究,结果显示,在可见光下TiO2催化降解RhB时,是直接矿化RhB;同条件下o-PTA/TiO2催化降解RhB时,是分步降解.对两种光催化路径的探究,可以为光催化降解以RhB为代表的一系列染料提供理论基础.研究表明,无论采用紫外/可见光谱法还是采用荧光光谱法对RhB的降解产物进行表征,都可以得到一致的结果,方法简便易操作.     

简捷微波化学制备BiOBr纳米片及可见光催化性能

以Bi（NO3）3·5H2O和NaBr为原料,水为溶剂,通过一步微波加热过程制得了BiOBr纳米片.粉体的XRD分析为纯的四方相BiOBr,结晶性好;FESEM照片显示样品为单分散的四边形纳米片,边长为200～300nm、厚度约为25nm;固体紫外可见吸收光谱（UV-Vis DRS）测试表明粉体的吸收带边延伸到可见光区,计算其能隙带宽为2.63eV.可见光催化降解有机染料罗丹明B（RhB）的实验表明：在LED可见光辐照下,100mg催化剂在45min内可将100mL、10mg/mL的RhB溶液完全降解.     

复合空心TiO2@SiO2纳米微球光催化性能研究

通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解,得到了单分散空心SiO2纳米微球,经溶胶-凝胶法与纳米TiO2复合制备得到了TiO2@SiO2纳米球.利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2@SiO2纳米球进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了SiO2纳米微球的复合对TiO2粒径大小、比表面积、形貌、晶型转变以及光催化活性的影响.在可见光照射下,利用有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解为探针反应,研究了TiO2@SiO2纳米球的光催化活性及适应的pH范围.结果表明,SiO2纳米球的复合能明显提高光催化剂的比表面积及其对RhB的吸附量.同时能明显提高TiO2在可见光下的光催化活性,可见光下照射120min后RhB完全褪色,同时16h后的矿化率达到60%.TiO2@SiO2纳米球在pH 3～9范围内均表现出较高的催化性能.     

杂多酸盐在可见光照射下对染料的催化降解

将杂多酸(PW9Fe3)负载到阴离子交换树脂(Resin)上,得到PW9Fe3/Resin(PWFR)固相光催化剂,在可见光的照射下,可以有效地活化H2O2降解染料.以罗丹明B(Rhodamine B,RhB)为模型化合物,研究了不同条件下RhB 的降解动力学,以及降解过程中其UV-vis光谱及体系的总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)变化情况,结果表明RhB的共轭芳环结构被破坏.催化剂的循环实验表明,PWFR 固相光催化剂易于分离,并且具有良好的稳定性,可以重复利用.