ZIF-8吸附罗丹明B模拟废水热力学和动力学研究

采用液相扩散法制备沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8吸附剂,并对其结构进行了表征.以罗丹明B溶液为模拟染料废水,考察了ZIF-8的用量、废水浓度、pH、吸附温度等因素对吸附效果的影响,并进一步研究了其吸附热力学和动力学特征.结果表明:在200 mL质量浓度为10 mg/L的罗丹明B溶液中,ZIF-8投加量为200 mg时,对其吸附率可达85%以上.该过程是一个自发吸热的物理吸附过程,符合准一级动力学模型.     

活性炭负载壳聚糖／纳米CdS复合粒子对甲基橙的脱色作用

用模拟生物矿化法制备了活性炭负载壳聚糖/纳米CdS复合粒子,并用于可见光光催化降解甲基橙染料模拟废水,研究了初始pH值、催化剂投加量、光照情况和催化剂重复使用等因素对甲基橙光解脱色率的影响.结果表明,当pH=2.0,催化剂投加量为1.0 g/L的条件下,对初始浓度为10 mg/L的甲基橙模拟废水进行可见光辐射处理60 min后,脱色率达到97.2%.溶液的pH值对脱色率有显著影响,酸性媒介比碱性媒介更有利于甲基橙染料光解脱色.处理前后的UV-Vis谱图分析表明,活性炭负载壳聚糖/纳米CdS复合粒子可见光辐射处理甲基橙过程中溶液出现脱色,是因为染料发生氧化光降作用.催化剂重复利用5次后,处理60 min对甲基橙的脱色率仍可达84.7%.     

有机胺改性对ZIF-8催化 Knoevenagel缩合反应活性的影响

采用不同结构的有机胺改性溶剂热法合成ZIF-8催化剂,探讨胺结构特性对ZIF-8催化Knoevenagel缩合反应活性的影响.结果表明,有机胺改性后ZIF-8保持菱形十二面体结构,形貌规则与未改性材料无明显差别,1,2丙二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺改性ZIF-8后的BET比表面积分别为1 893 m~2·g~(-1)、1 885 m~2·g~(-1)和1 861 m~2·g~(-1),较改性前下降约6.5%,这主要是由于接枝在ZIF-8表面的有机胺堵塞了其孔道;采用乙醇作溶剂,催化剂添加量(摩尔分数)为0.6%(相对于苯甲醛用量),反应温度80℃,210 min时,1,2丙二胺改性ZIF-8对Knoevenagel反应的催化活性最高,α-氰基肉桂酸乙酯的产率达97.8%,循环10次后,产率依旧保持90%以上,较未改性催化剂产率提高35.3%.对胺改性ZIF-8的催化机理研究表明:有机胺改性ZIF-8可增加其催化活性位点,而1,2丙二胺因链短,空间位阻小,其N活性位点更易与反应物接触,与ZIF-8上原有的咪唑N位点一起通过孤对电子与反应物苯甲醛的亚甲基上的-H配位,从而显著提高催化剂的活性.     

提高光解硫化氢制氢催化剂活性的研究

将载有RuO_2的半导体CdS催化剂粉末悬浮在Na_2S水溶液中,用可见光照射,光解产生H_2。研究了催化剂上RuO_2载量、焙烧温度以及浸渍次数等因素对催化剂活性的影响。进一步提高了RuO_2/CdS的催化活性。     

溶液共存阳离子对CdS光催化降解罗丹明B性能的影响

采用水热方法制备了纳米硫化镉光催化剂.借助粉末X-射线衍射(XRD),固体紫外可见漫反射光谱(DRS)对合成产物进行了表征.以纳米CdS和本体CdS作为可见光的光催化剂,用难降解的离子型染料罗丹明B为探针分子,讨论了溶液常见的共存金属离子种类、质量分数对CdS光催化降解罗丹明B的影响.结果表明:共存离子Cu2+对CdS光催化降解罗丹明B起抑制作用,Ag+对CdS光催化降解罗丹明B没有显著影响,而共存离子Fe3+ 和Pr3+ 能显著地提高纳米、本体CdS光催化剂降解罗丹明B的降解速率,最佳的离子质量分数分别为催化剂用量的0.5% 和10%.     

硅胶负载酞菁铁的制备及其催化降解结晶紫的研究

采用原位合成法将酞菁铁负载于二氧化硅载体上,用红外光谱和X-衍射进行了表征.以硅胶负载酞菁铁为催化剂,在过氧化氢存在下,降解模拟废水溶液中的结晶紫,考察了结晶紫的不同起始浓度、反应温度、催化剂量、过氧化氢量等对结晶紫降解速率的影响.结果表明,硅胶负载酞菁铁可以催化过氧化氢对模拟废水溶液中的结晶紫进行有效降解.     

ZIF-67和ZIF-8对酸性红151的吸附脱色性能研究

研究了具有SOD拓扑结构的ZIF-67和ZIF-8两种类沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIFs)对酸性红151(AR151)染料废水的吸附脱色作用,对影响实验因素的初始浓度和接触时间进行了探讨。结果表明:ZIF-67和ZIF-8吸附剂对AR151的吸附较好地符合Langmuir吸附等温线,并且两者对AR151的最大吸附容量分别为72.44mg/g和57.80mg/g。吸附过程的机理可能是由于不饱和骨架金属Co(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)与染料分子中-SO3-之间的静电引力所造成。     

废水中氯代酚液相光催化氧化的研究

采用光催化氧化的方法研究了废水中液相有机污染物氯代酚的降解过程。实验表明，光照时间、催化剂性能及用量、溶液pH值等都对其降解过程有较大影响，并探讨了不同光催化剂的催化活性。     

复合材料ZIF-8@MA用于硝基苯的荧光识别

硝基苯对人体健康和生态环境都会造成很严重的危害.为了检测硝基苯,以ZIF-8和马来酸酐为原料,利用水热法制备了复合材料ZIF-8@MA(MA：马来酸酐),并采用粉末X射线衍射(PXRD)、红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)等方法对其进行表征.该复合材料在一系列有机溶剂的荧光响应结果表明,硝基苯ZIF-8@MA有高效的荧光淬灭能力.进一步研究发现,180 mg·L－1硝基苯使ZIF-8@MA几乎完全淬灭.这些结果表明ZIF-8@MA是一种高选择性、高灵敏度的荧光传感器.     

Cu掺杂类沸石咪唑骨架(ZIF-8)纳米晶的机械化学法制备及其催化性能

采用液体辅助的机械研磨法成功将Cu离子掺杂到ZIF-8结构中,并且从液体的作用、金属前驱体的选择、金属与配体的比例对合成的影响等三方面系统优化了合成策略。以二甲基苯基硅烷与正丁醇为模型底物,对Cu掺杂ZIF-8纳米晶催化硅烷与醇脱氢偶联制备硅氧烷的反应进行了研究。结果表明,该催化剂有较好的反应活性、选择性及稳定性。该研究工作的合成策略可为多元金属ZIF材料的制备及性能研究提供借鉴。     

Cu-Mn-Ce/HTS-1催化剂的制备及其催化臭氧化降解布洛芬废水性能

本文采用共沉淀法,以钛硅分子筛(HTS-1)作载体,制备Cu-Mn-Ce/HTS-1负载型催化剂。构建臭氧- Cu-Mn-Ce/HTS-1催化臭氧化降解体系,考察对象为布洛芬模拟废水,在不同催化性能条件下用Cu-Mn-Ce/HTS-1对布洛芬废水进行处理以探究不同条件对处理效果的影响,并对催化剂进行XRD、TEM和BET表征。实验结果显示：在反应初始溶液pH=7、臭氧投加量为30mg/min、Cu-Mn-Ce负载量为20%及催化剂投加量为0.75g的条件下,布洛芬废水中TOC的去除率最高可达95.4%。Cu-Mn-Ce/HTS-1催化剂重复利用实验表明经使用3次后,废水中TOC的去除率仍然能达到79.1%,表明该催化剂的稳定性和较重复利用性都较好。     

铁铜复合催化混凝剂的制备及应用

 催化湿式氧化法处理COD为2.458 mg/L的印染废水,以废水COD去除率、脱色率、出水pH评价药剂对废水的处理效果。为了提高实验药剂的性能指标,对实验前期所筛选的Fe、Cu催化剂,研制了复合型药剂Fe1Cu1（即m(Fe ²⁺)∶m(Cu²⁺)=1∶1）,并对其降解印染废水的机理及应用进行研究。实验表明：Fe₁Cu₁起到了催化和混凝的双重作用;废水的处理效果随药剂量的增加及反应温度的升高而增强;实验确定适宜的Fe₁Cu₁投加量为150 mg/L,而反应温度为210 ℃。处理后废水的可生化性大幅度提高,BOD5/COD值由初始的0.016提高到0.420。     

负载零价铜的纳米多孔碳材料催化氧化罗丹明B的研究

以铜基MOF (HKUST-1, [Cu₃(BTC)₂], BTC为1,3,5-苯三甲酸)为模板, 利用一步碳化法制备负载零价铜的纳米多孔碳材料NPC@Cu。以此 NPC@Cu为催化剂, 活化过一硫酸氢钾(PMS), 在常温常压下异相催化氧化处理模拟的偶氮染料废水。采用电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂进行表征, 并研究反应过程中催化剂投加量、氧化剂投加量和初始pH值对降解效率的影响。实验结果表明, 在催化剂用量为0.1 g/L, PMS浓度为2.00 mmol/L, pH值为7的条件下, 反应进行45分钟后, 浓度为0.10 mmol/L的RhB降解率可达到 100%。通过自由基捕捉实验, 证明体系中存在SO₄^–·和·OH两种自由基,表明NPC@Cu是一种性能良好的催化材料。     

FeVO4-H2O2体系中酸性品红的降解性能研究

为提高印染废水的高效、快速降解,进行了FeVO₄催化降解酸性品红水溶液的研究,考察了双氧水的初始浓度、催化剂用量和反应温度对脱色率和反应速率常数的影响。结果表明:在使用FeVO₄作为非均相Fenton催化剂时,酸性品红的氧化降解反应可以使用假一级反应动力学模型进行描述。FeVO₄投加量的增加和温度的增大都可以显著提高酸性品红降解反应速率常数。在H₂O₂浓度为13.6 mmol·L^-1,FeVO₄投加量为1.0 g·L^-1,温度25 ℃条件下,60 min时FeVO₄对酸性品红水溶液的降解率达到94.5%。同时,根据不同温度下的反应速率常数,并结合Arrhenius方程计算出酸性品红降解过程的假一级反应的活化能Ea为60.24 kJ·mol^–1。为利用多相类Fenton催化剂方法处理含酸性品红的印染废水提供理论依据。     

泥炭对印染废水的脱色处理研究

研究了泥炭对模拟印染废水的脱色处理问题,探讨了各种因素对脱色效果的影响。实验结果表明：在较宽的pH值范围内,泥炭均表现出良好的脱色性能,在加入量分别为80mg／100mL和65mg／100mL时,泥炭对活性嫩黄K-6G和活性深蓝K—R模拟废水的脱色率分别达到84．6％和86％。其吸附行为符合Langmuir吸附等温式和Freundlich吸附等温式。     

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．     

量子点ZnS的制备及其光催化降解有毒有机污染物

分别以硫化钠(Na2S)和硫脲(CH3CSCH3)为硫源与醋酸锌(Zn(CH3COO)2.2 H2O)通过水热法反应制备了ZnS量子点,通过透射电子显微镜(TEM)及X-射线衍射(XRD)对ZnS进行了初步表征,结果表明:两类硫源制备的ZnS量子点均为颗粒状立方闪锌矿结构,量子尺寸分别为19.6 nm,25.1nm.在紫外光(λ≤387)照射下以有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)的光催化降解为探针反应,研究了介质pH条件和光催化剂ZnS用量对光催化反应的影响,表明pH=10、光催化剂用量为50 mg条件下以Na2S为硫源制得的ZnS活性较好,能使RhB在70 min内褪色完全,呈现出ZnS量子点的量子尺寸效应.同时,此实验条件下11 h对2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)的深度氧化矿化率为90%.用酶催化分光光度法和苯甲酸荧光光度法分别跟踪测定了催化反应过程中产生的H2O2和.OH,表明量子点ZnS对有毒有机物的光催化氧化过程涉及H2O2和.OH的氧化历程.     

二氧化氯/TiO2光催化氧化降解碱性品红模拟废水及反应机理

以硅胶为载体,采用浸渍-焙烧法制备了TiO2光催化剂,并将其用于二氧化氯/TiO2光催化氧化降解碱性品红模拟废水.经对比实验验证了ClO2/TiO2光催化剂/UV照射对碱性品红的氧化降解作用.50 mL质量浓度为150 mg.L-1的碱性品红模拟废水,在pH值为5.0,二氧化氯质量浓度6.14 mg.L-1和10 g.L-1光催化剂条件下,紫外照射距离20 cm,紫外照射时间13 min,碱性品红的去除率可达80%,远远高于二氧化氯化学氧化处理碱性品红的去除率46%.在废水处理过程中,采用紫外可见光谱和红外光谱分析降解产物,碱性品红被氧化降解为醌和羧酸,并进一步降解为二氧化碳和水,提出了二氧化氯/TiO2光催化氧化降解碱性品红废水的反应机理.     

WO_3/TiO_2（NT）/UV降解处理印染废水研究

以钨酸铵为钨源,介孔TiO2纳米管为载体,采用传统浸渍方法制备了WO3/TiO2纳米管复合材料。讨论了以WO3/TiO2纳米管为催化剂,影响印染废水光催化脱色的主要因素,实验结果表明：光催化降解印染废水符合一级反应动力学反应过程。以500℃焙烧的WO3/TiO2纳米管复合材料为光催化剂,当催化剂用量为500mg/L,UV光照2h,印染废水的脱色率达到97%以上。另外,催化剂具有较高的稳定性,失活后的催化剂可以通过简单的焙烧再生。     

锌镁铝类水滑石催化臭氧氧化降解吡啶废水的工艺研究

通过尿素水热共沉淀法制备了一种锌镁铝类水滑石（LDHs）,将其煅烧制得焙烧态锌镁铝类水滑石（LDOs）,使用鼓泡搅拌反应器,以吡啶降解率和出水化学需氧量（COD）为评价指标研究了LDOs在臭氧氧化降解吡啶中的催化潜力,并分析了其催化臭氧氧化动力学。结果表明,与单独臭氧氧化相比,LDOs催化臭氧氧化可显著提升对吡啶的降解效果。对于初始质量浓度为300 mg/L的吡啶废水,在反应时间为40 min、催化剂用量为0.6 g/L和初始pH为10的条件下,吡啶降解率和出水COD可分别达到96.9%和71.7 mg/L,并且初始吡啶的质量浓度越低,降解速率越快。此外,LDOs还表现出优异的催化稳定性。单独臭氧和催化臭氧氧化降解吡啶的过程都近似符合伪二级反应动力学模型,同时结果表明·OH是LDOs催化臭氧氧化降解吡啶的主要自由基。吡啶的主要降解产物可能为N-甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺有机物以及硝酸根离子、二氧化碳和水等小分子无机化合物。