BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2@石墨烯的简易制备及增强可见光催化性能研究

【目的】以BiCl_3和NaOH为原料,以石墨烯纳米片为模板,通过一步常温沉淀法制备得二维BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2@石墨烯纳米复合物。【方法】通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高倍透射电镜(HRTEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、BET-BJH等手段对样品进行了表征分析。【结果】BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2@石墨烯纳米复合物的可见光催化活性明显高于纯BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2纳米片。【结论】BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2@石墨烯纳米复合物表现出明显增强的可见光催化活性可以归因于可见光利用能力增强、比表面积和孔容增大、光生电子-空穴对分离能力提高等因素的协同作用。研究结果为制备新型BiOCl/Bi_(12)O_(17)Cl_2基可见光催化剂提供了一种新思路。     

K_2Ti_6O_(13)/石墨烯复合光催化氧化亚甲基蓝废水

采用KDC法制备K_2Ti_6O_(13),采用Hummers法制备氧化石墨烯,然后通过水热还原法制备了K_2Ti_6O_(13)/石墨烯复合光催化剂.采用单因素试验研究催化剂用量、紫外光照时间、亚甲基蓝溶液初始质量浓度和溶液pH值四个因素对降解效率的影响规律.结果表明,K_2Ti_6O_(13)投加量为7.5 g/L、光照时间为30 min、亚甲基蓝初始质量浓度为7 mg/L、溶液pH为6,亚甲基蓝溶液的脱色率为79.51%,K_2Ti_6O_(13)/石墨烯复合光催化剂投加量为2.5 g/L、光照时间为30 min、亚甲基蓝初始质量浓度为7mg/L、溶液pH为6,亚甲基蓝溶液的脱色率为95%以上.     

Bi_2MoO_6/g-C_3N_4Z型异质结的合成及其光催化性能的研究

本研究制备了Bi_2MoO_6/g-C_3N_4 Z型异质结光催化剂。通过XRD和紫外-可见漫反射光谱表征来测试样品的晶体结构和光吸收性能等性质。结果表明:掺杂Bi_2MoO_6形成异质结后,g-C_3N_4的禁带宽度变窄,增强了光催化活性。以罗丹明B为目标污染物,在可见光下研究了pH对Bi_2MoO_6/g-C_3N_4的光催化降解性能的影响,研究显示Bi_2MoO_6/g-C_3N_4光催化性能优于g-C_3N_4,在光照1 h内基本可将污染物100%完全降解。最后通过捕获实验验证在光催化过程中起主要作用的是O~-_2·自由基,并推测出可能的光催化机理。     

Yb_2O_3/g-C_3N_4复合光催化剂的制备及光催化性能研究

为了验证可见光下Yb_2O_3/g-C_3N_4光催化剂分别降解水体中的苯酚和盐酸四环素(TTCH)的光催化效果.本研究采用热解和超声混合方法制备Yb_2O_3/g-C_3N_4光催化剂,并用多种仪器进行性能表征.Yb_2O_3/g-C_3N_4在可见光下对20 mg/L苯酚和TTCH的降解率分别为80.83%和85.01%;Yb_2O_3/g-C_3N_4复合光催化剂的光催化性能明显提高,其降解苯酚的速率是g-C_3N_4的3.80倍,降解TTCH的速率g-C_3N_4的6.57倍.结果表明,Yb_2O_3/g-C_3N_4具有更加高效的可见光响应能力,且具备更好的光催化性能.     

Fe2O3/g-C3N4光催化降解罗丹明B性能研究

为了改善g-C_3N_4比表面积低等缺点,通过高温热聚合法制备了三维(3D)多孔g-C_3N_4,并通过与Fe_2O_3复合得到Fe_2O_3/g-C_3N_4催化剂,提高其可见光响应.Fe_2O_3/g-C_3N_4在g-C_3N_4含量为900 mg、罗丹明B(Rhodamine B,RhB)浓度为20 mg·L~(–1)、H_2O_2为15 mmol时脱色速率最快,30 min可达到100%.同时Fe_2O_3/g-C_3N_4对其他有机物也表现出较好的降解性能,在30 min内对甲基橙(Methyl orange,MO)、四环素(Tetracycline,TC)的降解率分别达到80%和90%.通过活性基团捕获实验探究Fe_2O_3/g-C_3N_4的光催化降解机制,实验结果表明h+和·OH在Fe_2O_3/g-C_3N_4光催化降解有机物过程中起到主要作用.     

Bi_2Ti_2O_7/TiO_2异质结对盐酸四环素的光催化降解效果评价

采用溶剂热法通过控制溶剂比获得3种不同形貌的Bi_2Ti_2O_7/TiO_2异质结(BT-0、BT-5、BT-10).采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、低温氮气吸附-脱附(BET)、Zeta电位仪和循环伏安实验等对催化剂的晶型结构、形貌和性能进行表征.研究了异质结对盐酸四环素(TC)的吸附和光催化降解性能,考察了溶液的初始p H、盐酸四环素的初始浓度和催化剂投加量对盐酸四环素光催化降解效率的影响.实验结果表明,橄榄球状Bi_2Ti_2O_7/TiO_2异质结具有更大的比表面积和较多孔型,对盐酸四环素的吸附去除率更大.在异质结加入量为0.1 g/L,250 W金卤灯下反应180 min,BT-0、BT-5和BT-10异质结对浓度为0.05 g/L初始pH为8.9的盐酸四环素去除率分别为92.4%、99.8%、97%.异质结对盐酸四环素的光降解反应符合拟一级动力学规律.     

铁碳微电解/H_2O_2耦合工艺预处理水中砷的研究

采用铁碳微电解/H_2O_2耦合工艺预处理水溶液中砷,研究了溶液初始p H、铁碳球投加量、曝气流量、H_2O_2投加量、反应温度和初始总砷(TAs)浓度等因素对砷去除效果的影响﹒结果表明,在铁碳微电解体系中加入H_2O_2能明显提高水溶液中TAs和三价砷(As(Ⅲ))去除率﹒当溶液初始TAs和As(Ⅲ)浓度分别为539 mg/L和368 mg/L,溶液初始pH为2.5,铁碳球投加量为530 g/L,曝气流量为60 m L/min,H_2O_2投加量为2 m L,在15℃下曝气反应1 h时,溶液中TAs和As(Ⅲ)去除率分别达到61.94%和55.06%;然而,未加H_2O_2,在同样条件下处理,TAs和As(Ⅲ)去除率分别为47.07%和41.97%﹒     

Zn掺杂g-C_3N_4的制备及其可见光催化性能研究

以三聚氰胺为前驱体,采用热聚合法在马弗炉中制取了类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)催化剂;然后以含有一定质量ZnCl2的三聚氰胺为前驱体,采用相同的方法制备了Zn/g-C_3N_4复合催化剂。采用X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电子扫描显微镜(SEM)对制备的样品进行了表征,通过可见光催化降解亚甲基蓝溶液(MB)实验研究了Zn掺杂浓度对光催化活性的影响。实验结果表明,掺杂量为0.5%的Zn/g-C_3N_4效果最好。同时探索了亚甲基蓝浓度、催化剂用量、反应温度等对复合催化剂光催化性能的影响。     

毛竹遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料对水中铬(Ⅵ)的吸附

以毛竹遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料为吸附剂,研究铬(Ⅵ)不同的初始浓度、溶液初始pH不同、吸附剂不同的投加量、不同粒径的条件下对吸附效果的影响。结果表明:Cr(Ⅵ)溶液初始p H对吸附效果的影响最为显著,其次是吸附剂用量。温度、振荡时间、投加量等因素对Cr(Ⅵ)吸附作用影响不大。优化工艺的组合为:Cr(Ⅵ)浓度为10 mg/L,溶液初始pH=1,温度为45℃,吸附剂粒径小于100目,吸附剂用量为0.5 mg/50 mL,吸附时间为5 h。     

铁掺杂氮化碳的制备及其光催化性能研究

采用硫酸亚铁和三聚氰胺为前驱体制备了不同铁掺杂量的石墨型氮化碳材料(Fe/g-C_3N_4)。采用X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、电子扫描显微镜(SEM)等分析测试手段对制备的催化剂进行了表征.结果表明,铁掺杂改变了石墨型氮化碳(g-C_3N_4)的光学性质。通过可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的反应,研究了不同Fe掺杂量对g-C_3N_4可见光催化性能的影响,结果表明,掺杂质量分数为0.5%的Fe/g-C_3N_4光催化性能最佳;210 min内MB的降解率为35%,速率常数为0.001 37 min~(-1),是纯石墨型氮化碳的1.8倍。     

Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4光催化降解罗丹明B

为了使g-C_3N_4光生电子和空穴容易复合,改善可见光响应低等缺点,该实验中采用溶胶-凝胶法将g-C_3N_4和α-Fe_2O_3进行复合形成g-C_3N_4异质结光催化剂,再采用光沉积法将Ag沉积在α-Fe_2O_3/g-C_3N_4上,构建Z型机制Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4催化剂材料,改善光生电荷的分离和传输能力及可见光响应,进一步增强其光催化降解污染物活性.最后通过XRD、FT-IR、XPS、SEM、TEM、紫外-可见漫反射光谱表征光催化剂结构和性能,并以染料罗丹明B溶液模拟废水,研究催化剂的降解动力学特性,通过活性基团捕获实验探究光催化机制.实验结果表明:(1)α-Fe_2O_3和g-C_3N_4复合形成异质结,当α-Fe_2O_3负载量为3%时,α-Fe_2O_3/g-C_3N_4光催化性能比纯的g-C_3N_4有了明显的提高,光催化性能降解罗丹明B达到79%.(2)Ag负载在α-Fe_2O_3/g-C_3N_4,当Ag的负载量为3%时,在可见光下3.5 h能够对罗丹明B达到95%以上的降解.(3)Ag/α-Fe_2O_3/g-C_3N_4增强的光催化剂性归因于α-Fe_2O_3和g-C_3N_4形成异质结以及Ag加入后形成Z型异质结结构.     

上转光剂掺杂钨酸铋复合物的制备及其光催化降解 罗丹明B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了上转光剂Er~(3+):Y_3Al_5O_(12),然后采用超声分散法将制备的Er~(3+):Y_3Al_5O_(12)与Bi_2WO_6复合得到光催化剂Er~(3+):Y_3Al_5O_(12)/Bi_2WO_6复合物,利用X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对催化剂进行了表征.在(发出可见光的)三基色灯照射下,对罗丹明B的降解效果进行了一系列研究,如Er~(3+):Y_3Al_5O_(12)/Bi_2WO_6的煅烧温度,煅烧时间以及用量,光照强度,光照时间对罗丹明B降解率的影响.同时也考察了Er~(3+):Y_3Al_5O_(12)/Bi_2WO_6催化降解不同染料以及不同染料浓度的催化活性,并与单一的Bi_2WO_6的催化活性进行了对比.实验结果表明,催化剂的量为1.00 g/L,染料的初始浓度为10.00 mg/L,煅烧温度为350℃,煅烧时间为120 min时,对罗丹明B染料的降解效果最佳.     

Mo掺杂C_3N_4的制备及其光降解罗丹明B性能研究

该文以三聚氰胺和乙酰丙酮钼(C10H14MoO6)为前驱体,通过简单的热缩聚法成功地制备出钼(Mo)掺杂石墨氮化碳(g-C_3N_4)催化剂(Mo/g-C_3N_4)。采用X-射线衍射光谱(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)等分析手段对催化剂的结构和光学特性进行表征,并通过可见光催化降解罗丹明B(RhB)实验来研究催化剂的光催化性能。研究结果表明,当Mo掺杂量为0.2%时,Mo/g-C_3N_4呈现出最佳的光催化降解效果,其降解速率为57.6%,是g-C_3N_4的2.5倍。Mo金属的掺杂扩大了g-C_3N_4可见光吸收范围,提高光生电子-空穴的分离效率,有利于光催化活性的提升。该研究对实际中工业有机污染物的治理提供一定的理论指导意义。     

EB/g-C_3N_4/Fe_3O_4复合光催化剂的制备及其在铬污染土壤中的应用

采用水热法将g-C_3N_4和Fe_3O_4负载在剥离膨润土(EB)载体上,制备出具有光催化活性的EB/g-C_3N_4/Fe_3O_4磁性复合材料,进一步将其用于还原土壤中的高价态铬离子,考察了不同土壤pH值、土壤初始Cr(Ⅵ)含量、催化剂剂量等因素对土壤中Cr(Ⅵ)光还原率的影响。实验结果表明:在500 g Cr(Ⅵ)含量为20 mg/kg,pH值为6.15的土壤中,投加Fe_3O_4含量为30%的EB/g-C_3N_4/Fe_3O_4(EB/g-C_3N_4/Fe_3O_4-30%)复合材料1.5 g,光照250 min时,土壤中Cr(Ⅵ)的光还原率可达97%。光还原土壤中Cr(VI)的动力学分析表明:Cr(Ⅵ)的光还原符合Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型,相关系数(R~2)为0.997。复合光催化剂材料EB/g-C_3N_4/Fe_3O_4-30%循环使用3次后,其光还原能力和磁回收率仍然保持较高水平。制备的催化剂复合材料EB/g-C_3N_4/Fe_3O_4具有用于铬污染土壤治理的应用前景。     

TiO_(2-x)N_x/硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光催化活性

以尿素为氮源,硅藻土为载体,用溶胶-凝胶法合成了硅藻土负载氮掺杂纳米TiO_2复合光催化剂。采用XRD,UV-vis对样品进行了表征;以罗丹明B为降解对象,考察了罗丹明B初始浓度、催化剂投加量、溶液初始pH值对降解率的影响,同时考察了样品在太阳光下的光催化活性。结果表明,掺氮TiO_2经450℃焙烧2 h后为锐钛矿型,N掺杂使催化剂的吸收边红移至550 nm左右,诱发TiO_2可见光催化活性;当催化剂用量为2 g/L,溶液初始pH值为6.5时,初始浓度为10 mg/L的罗丹明B在氙灯光照45 min后降解率为100%,太阳光照160 min后降解率为97.4%。     

方形花状Bi_2WO_6可见光催化降解制革废水

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和Na_2WO_3·2H_2O为原料,EDTA为络合剂,辅助水热法合成Bi_2WO_6光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、紫外—可见漫反射光谱(DRS)等测试手段对产品进行表征。同时,在Bi_2WO_6光催化降解制革废水反应中考察了催化剂投加量、空气通入量、溶液pH值、双氧水用量及光照强度对制革废水COD_(cr)去除率的影响。结果表明,Bi_2WO_6光催化剂的结晶度良好,具有Bi_2WO_6特征峰,为规则方形花状Bi_2WO_6,其带隙能为2.696eV。Bi_2WO_6能有效降解制革废水中的有机物质,废水的COD_(cr)去除率显著提高。通过正交实验确定了降解制革废水最佳工艺条件为:Bi_2WO_6光催化剂的投加量为2.0g/L,自然pH值,体积分数2%H_2O_2,空气通入量为中档,灯液光照距离为11cm,可见光照射3.0h。该条件下,制革废水的脱色率和COD_(cr)去除率分别达到91.5%和92.6%,达到了国家相关排放标准。Bi_2WO_6晶体的可见光催化降解制革废水过程符合一级反应速率动力学方程。     

硫掺杂TiO2光催化处理模拟废水Cr(Ⅵ)和2-萘酚

采用自制的S/TiO2作为光催化剂,在可见光下进行光催化降解2-萘酚和还原Cr(Ⅵ)的实验.考察了S/TiO2投加量、2-萘酚初始浓度和pH值对2-萘酚降解光催化性能的影响及Cr(Ⅵ)～2-萘酚混合体系光催化反应的研究.结果表明:S/TiO2投加量为2.0 g/L,2-萘酚溶液初始浓度18.75 mg/L,pH值为6～7时2-萘酚光催化降解效果最好;混合体系中的2-萘酚的降解率及Cr(Ⅵ)还原率均较相应的单一体系高,Cr(Ⅵ)的还原与2-萘酚的氧化之间产生了协同效应.Cr(Ⅵ)和2-萘酚的光催化反应均为拟一级反应动力学.     

硫掺杂TiO2光催化处理模拟废水Cr( VI)和2-萘酚

采用自制的S/Ti O2作为光催化剂,在可见光下进行光催化降解2-萘酚和还原Cr(VI)的实验。考察了S/Ti O2投加量、2-萘酚初始浓度和p H值对2-萘酚降解光催化性能的影响及Cr(VI)~2-萘酚混合体系光催化反应的研究。结果表明:S/Ti O2投加量为2.0 g/L,2-萘酚溶液初始浓度18.75 mg/L,p H值为6~7时2-萘酚光催化降解效果最好;混合体系中的2-萘酚的降解率及Cr(VI)还原率均较相应的单一体系高,Cr(VI)的还原与2-萘酚的氧化之间产生了协同效应。Cr(VI)和2-萘酚的光催化反应均为拟一级反应动力学。     

磁性Fe_3O_4纳米微球与H_2O_2类芬顿体系催化氧化罗丹明B

采用溶剂热法成功制备出磁性Fe_3O_4纳米微球,与H_2O_2构建类芬顿(类Fenton)体系,去除印染废水中一种典型的阳离子染料——罗丹明B(RhB).借助X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂进行表征,并探讨了H_2O_2用量、纳米粒子投加量、温度、pH值和RhB初始质量浓度等因素对RhB去除效果的影响。实验结果表明:当H_2O_2用量为140mmol/L,磁性Fe_3O_4纳米粒子投加量为1.2g/L,温度为30℃,pH值为3,RhB初始质量浓度为20mg/L时,反应30min即可去除90%,反应60min后已基本完全去除。     

改性粉煤灰去除废水中Pb(Ⅱ)的研究

通过NaOH处理粉煤灰制备了改性粉煤灰,研究了溶液pH值、改性粉煤灰投加量、Pb(Ⅱ)初始质量浓度和吸附时间对废水中Pb(Ⅱ)去除效果的影响。结果表明,改性粉煤灰对Pb(Ⅱ)的去除性能明显优于粉煤灰。在25℃,pH值为4.5,改性粉煤灰投加量10g/L,吸附30min时,对初始质量浓度为50~200mg/L的Pb(Ⅱ)去除率均可达99%以上。改性粉煤灰对Pb(Ⅱ)的吸附过程符合Langmuir吸附等温方程和准二级反应动力学特征,且是自发的吸热过程,高温有利于吸附过程的自发进行。