纳米Fe2O3@硅藻土异相芬顿体系的光催化性能

采用水热法,以FeCl_3·6H_2O为原料,硅藻土为载体,成功制备了Fe_2O_3纳米粉体负载硅藻土催化剂(记为Fe_2O_3@D)。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和粒度分析仪对样品的物相、形貌及尺寸进行了表征,测试了Fe_2O_3@D在异相芬顿体系中对罗丹明B(RhB)的降解率,并对催化剂的稳定性及光催化机理进行了探究。结果表明,Fe_2O_3@D复合催化剂比纯相α-Fe_2O_3纳米粉体对RhB降解效果显著,30 min即可将RhB降解完全;5次重复使用Fe_2O_3@D催化剂降解RhB,降解率仍可达90%以上;在光催化反应过程中,·OH是主要活性物质。     

磁性Fe_3O_4/α-Fe_2O_3核壳材料降解水中亚甲基蓝

以Fe_3O_4为核,以α-Fe_2O_3为壳层,合成出一种核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米复合材料.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)等表征手段对核壳材料的形貌、组成及结构等进行了表征,并将其应用于亚甲基蓝溶液的降解.结果表明:核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子粒径约为50~80nm.当H_2O_2用量为0.23mol/L,Fe_3O_4/α-Fe_2O_3投加量为5g/L,pH值为2,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为5.0mg/L,60min内亚甲基蓝的降解可达98.7%.Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子经过3次循环使用后,对亚甲基蓝仍具有较好的降解能力.     

磁性石墨烯基负载CeO2(magG/CeO2)应用于废水中亚甲基蓝的去除研究

首先通过溶剂热法制备Fe_3O_4,再通过离子强度调控法将Fe_3O_4负载到二维氧化石墨烯(GO)片层结构上,形成Fe_3O_4/GO复合纳米材料(magG),再以共沉淀法制备Fe_3O_4/GO/CeO_(2 )(magG/CeO_2)复合纳米材料,并将其作为纳米吸附剂应用于亚甲基蓝的吸附去除研究。该magG/CeO_2复合纳米材料具有Fe_3O_4磁核、GO二维片状结构及CeO_2功能材料赋于其方便磁分离性能、提供更多的吸附位点,对亚甲基蓝表现出良好的吸附性能。magG/CeO_2多功能复合纳米材料通过红外光谱(FT-IR)技术表征,并优化该magG/CeO_2吸附剂的用量、溶液初始pH、震荡时间、解吸剂H_2O_2的用量等条件,进一步考察该纳米吸附剂对亚甲基蓝的再循环次数及最大吸附量。实验结果表明,在最佳条件下,对亚甲基蓝的吸附去除率达97%以上;经过5次吸附-解吸-再吸附循环过程,对亚甲基蓝的吸附率仍保持在85%以上;最大吸附容量q_(max)=12.75 mg/g, magG/CeO_2复合纳米材料是一种新型的、性能优良的纳米吸附剂材料,对亚甲基蓝具有高效吸附去除的效果。     

Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列的制备及其可见光催化性能研究

在氟化铵-乙二醇体系中,采用阳极氧化法在铁基体上制备Fe_2O_3纳米管阵列,然后以氟钛酸铵为钛源,利用水热法在Fe_2O_3纳米管阵列上负载TiO_2纳米片,制得Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列,利用SEM、EDS、XRD、TEM、UV-Vis等手段,对所制Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的表面形貌、物相结构及光催化性能进行表征,并分析Fe_2O_3/TiO_2纳米结构对亚甲基蓝的可见光降解能力。结果表明,Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列具有良好的可见光响应;NH_4F浓度为0.4%、水热反应3h制备的Fe_2O_3/TiO_2复合结构具有最佳的光催化性能,对亚甲基蓝的降解率可达90%。     

海藻酸辅助制备CeO_2/γ-Al_2O_3颗粒及其催化臭氧化亚甲基蓝

通过海藻酸辅助法制备了质量CeO_2/γ-Al_2O_3催化剂,探讨了浸渍与共混负载方式对催化臭氧化降解亚甲基蓝(MB)效果的影响.通过改变亚甲基蓝质量浓度与操作pH值,以及连续使用和重复使用实验,表明共混负载催化剂的COD去除率及操作稳定性均高于浸渍负载催化剂;XRD、NH_3-TPD、红外、N_2吸附-脱附与SEM测试结果表明共混负载制备的催化剂中CeO_2的晶相相对较高、催化剂表面酸性强,羟基多且催化剂比表面积相对较大,这些特性有利于提高共混负载催化剂的催化能力与操作稳定性.     

Fe_2O_3/SnO_2催化剂的制备及其光催化降解亚甲基蓝

采用溶胶-凝胶法制备不同Fe_2O_3含量的Fe_2O_3/SnO_2复合催化剂,分析其组成和性质,以亚甲基蓝溶液为染料模型,研究催化剂的光催化降解性能及最佳降解条件。结果表明,Fe_2O_3和SnO_2得到良好的复合,当Fe_2O_3含量为10%时,Fe_2O_3/SnO_2具有良好的催化活性,且降解的最佳条件为添加0.3 mL/L H2O2,pH为7,催化剂用量为15 mg,染料浓度为5 mg/l时,用300 W汞灯照射2 h,亚甲基蓝的降解率最大。     

γ-Al_2O_3球和蜂窝陶瓷负载Fe_2O_3臭氧氧化降解丙烯酸废水的研究

以γ-Al_2O_3颗粒和蜂窝陶瓷为载体,采用硝酸盐浸渍法制备了负载Fe_2O_3的两种催化剂,Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂.分别测试了蜂窝陶瓷、Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化剂和γ-Al_2O_3、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的比表面积;以丙烯酸废水中的丙烯酸作为目标污染物,分别对比了单独臭氧氧化、Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂和Fe_2O_3/蜂窝陶瓷催化对丙烯酸的降解效果.结果表明,Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的COD的去除率分别为93.4%和83.1%,比单独臭氧氧化时的COD去除率69.9%有大幅度的提高;Fe_2O_3/蜂窝陶瓷和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂对丙烯酸的TOC的去除率分别为82.7%和75.2%,与单独臭氧氧化时TOC去除率相比,分别提高了31%和24%.     

磁性吸附剂Fe_3O_4/CS/ATP的合成及对亚甲基蓝的吸附特性

以壳聚糖(CS)和三聚磷酸钠为载体,以活化凹凸棒土(ATP)和四氧化三铁磁性纳米粒子(Fe_3O_4)为目标包裹物,采用离子凝聚法制备了一系列的Fe_3O_4/CS/ATP磁性复合材料.利用透射电子显微镜(TEM)对其材料结构和形貌进行了表征,并考察了复合材料对亚甲基蓝(MB)的吸附性能.结果表明:壳聚糖薄膜和四氧化三铁纳米颗粒成功包裹在凹凸棒土表面;在pH=2,吸附剂为0.02g,时间为45min,亚甲基蓝浓度为50mg/L,吸附容量可达66.32mg/g.Fe_3O_4/CS/ATP磁性复合材料亚甲基蓝(MB)的吸附符合Langmuir等温模型,吸附动力学符合准二级动力学模型,计算热力学参数的值可确定此吸附过程是可以自发进行的吸热过程.     

Fe_3O_4@NiSiO_3催化剂制备及其催化芬顿氧化降解染料性能

通过溶剂热法和溶胶凝胶法制备Fe_3O_4@NiSiO_3纳米催化剂,并利用TEM、XRD、VSM、BET进行表征。构建非均相芬顿氧化体系,由单因素实验得出最佳降解条件为,pH为5.5、催化剂投加量为1.00 g·L~(-1)、H_2O_2投加量为2.5%时,罗丹明B的降解率达95%以上。利用磁性分离催化剂并重复利用5次,罗丹明B降解率无明显降低,证明Fe_3O_4@NiSiO_3纳米催化剂重复利用性能良好。同时,考察了该催化剂对其他4种染料:酸性大红3R、孔雀石绿、甲基橙、亚甲基蓝的催化芬顿氧化降解性能。结果表明,孔雀石绿、罗丹明B、亚甲基蓝的降解率均达95%,但偶氮类染料降解率较低。通过对比实验进一步研究表明,Ni元素对芬顿反应起促进作用。     

无机盐类染整助剂对类Fenton体系处理印染废水的影响

目的研究常见的无机盐类染整助剂,对Fe_3O_4-MnO_2-PAC-H_2O_2类Fenton体系,处理以亚甲基蓝为主要成分的模拟印染废水的影响.方法制备Fe_3O_4-MnO_2复合材料并将其负载到PAC表面,使其与H_2O_2组成类Fenton体系;以亚甲基蓝为主要原料制模拟印染废水,向其内投加定量的NaCl、Na_2CO_3、Na_2S和Na_2SO_4等无机盐染类整助剂,经类Fenton体系处理后测其COD及亚甲基蓝的质量浓度的变化.结果废水中Cl~-、CO_3~(2-)、S~(2-)3种离子的存在会抑制该类Fenton体系对亚甲基蓝印染废水的处理效果;废水中SO_4~(2-)的存在对该类Fenton体系处理亚甲基蓝印染废水没有显著的影响.结论 NaCl、Na_2CO_3和Na_2S对类Fenton体处理印染废水有抑制作用,且抑制作用的效果Na_2SNaCl Na_2CO_3,在实际处理时应先减少其存在;废水中Na_2SO_4的存在对类Fenton体系处理印染废水几乎没有抑制作用,在实际处理时即使存在也影响不大.     

Fe3O4@SiO2@CeO2应用于废水中亚甲基蓝的吸附研究

首先通过溶剂热法制备Fe_3O_4磁核作为种子,然后通过St9ber法在种子外包覆SiO_2层,再在SiO_2层上通过均匀沉淀法使CeO_2沉积在表面,得到Fe_3O_4@SiO_2@CeO_2磁性纳米材料,并将其作为纳米吸附剂应用于废水中亚甲基蓝的吸附研究。通过优化该吸附剂的用量、溶液初始pH、震荡时间、解吸剂H_2O_2的用量等条件,进一步考察该纳米吸附剂对亚甲基蓝的再循环次数及最大吸附量。实验结果表明,在最佳条件下,该纳米吸附剂对亚甲基蓝的吸附率达82%以上,经过吸附-脱附-再吸附5次循环过程,其对亚甲基蓝的吸附率仍保持在80%以上,且最大吸附容量q_(max)=60.96 mg/g。一方面利用Fe_3O_4磁核方便磁分离功能,另一方面CeO_2层对亚甲基蓝表现出高效吸附性能,该多功能Fe_3O_4@SiO_2@CeO_2磁性纳米材料作为一种纳米吸附剂,可以潜在地应用于环境废水中亚甲基蓝染料的吸附及去除研究。     

Fe_2O_3/ZnO纳米复合结构的制备及其光催化性能研究

通过阳极氧化法在纯铁片基底上生长Fe_2O_3纳米管阵列薄膜,然后采用水热法在Fe_2O_3纳米管阵列薄膜上负载ZnO纳米棒,制得Fe_2O_3/ZnO复合纳米结构。借助FE-SEM、XRD、TEM、UV-Vis等手段,对不同反应时间下制得的Fe_2O_3/ZnO复合材料的形貌、结构、物相组成及光催化性能进行表征,重点考察了复合结构的亚甲基蓝可见光降解能力。结果表明,在外加电压为55V的条件下阳极氧化450s,所制备的Fe_2O_3纳米管阵列具有高度有序、分布均匀及垂直取向的结构特点,管径约为80nm;在90℃的碱性锌酸盐溶液中,水热反应1.5h后,制得的Fe_2O_3/ZnO复合材料具有最佳的光催化性能,该样品对亚甲基蓝的降解率可达85%。     

水热法制备纳米CuFe_2O_4/Ac及其微波高效降解罗丹明B

在Na OH溶液中,以Fe(NO_3)_3·9H_2O和Cu(NO_3)_2·3H_2O为前驱体,采用水热法制备了负载型的纳米Cu Fe_2O_4/Ac,采用XRD和TEM对所得样品的结构和形貌进行了表征.分别考察了催化剂类型、用量,微波辐射时间、微波辐射功率对Rh B降解效果的影响.结果表明:Cu Fe_2O_4/Ac纳米颗粒能够有效促进罗丹明B(Rh B)的微波降解,对于38.3 mg/L的Rh B,微波辐射时间1 min,微波功率400 W,催化剂Cu Fe_2O_4/Ac用量为0.5 g时,罗丹明B的降解率可达到99%,TOC去除率为89%.     

腐殖酸包覆Fe_3O_4纳米粒子类Fenton催化降解亚甲基蓝

采用共沉淀法制备腐殖酸包覆的磁性四氧化三铁纳米粒子(HA@Fe_3O_4)并将其用于类Fenton体系催化降解亚甲基蓝(MB).通过透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对样品的形貌、结构及成分进行表征.比较HA包覆前后Fe_3O_4纳米粒子的催化效果,考察HA@Fe_3O_4催化剂用量、H_2O_2浓度等因素对降解效率的影响.结果表明HA的包覆可以显著提高MB的降解效率.     

活性炭负载N掺杂TiO_2光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以尿素为N源、以钛酸四丁酯和乙醇为原料,采用溶胶凝胶法制备N掺杂TiO2,并用浸渍法将TiO2负载于粒状活性炭上,通过烧结制成N-TiO2/AC光催化剂.并利用TG-DTA、XRD、BET对催化剂的结构、尺寸等特征进行分析和表征,同时考察了亚甲基蓝溶液初始浓度、催化剂用量、亚甲基蓝溶液pH值、催化剂负载次数对N-TiO2/AC光催化剂在可见光下降解亚甲基蓝的影响.其结果表明负载于活性炭上的N-TiO2平均粒径约为9.3 nm,晶型为锐钛矿型,其比表面积为746.9 m2/g.最佳条件下在亚甲基蓝溶液初始浓度为100 mg/L、制备催化剂用量为0.4 g,亚甲基蓝溶液pH值为1.0时,经100 W钨灯5 h照射后,亚甲基蓝的去除率为91.43%,相同条件下比N-TiO2和纯TiO2催化剂活性分别提高了2.580倍和65.31倍.     

中空碳纳米棒负载Fe_3O_4的制备及催化性能研究

以商用Fe_2O_3纳米棒为前驱体,利用溶胶凝胶法一步完成了二氧化硅和间苯二酚-甲醛树脂壳层的包覆,在5%氢气气氛下,同时实现了三氧化二铁的还原和树脂的碳化,最终以NaOH溶液刻蚀掉二氧化硅,成功制备了中空碳纳米棒负载Fe_3O_4材料(Fe_3O_4@h-C)。结果表明,所制备的Fe_3O_4@h-C结构完整,Fe_3O_4的负载量较高,为62.6%,其比饱和磁化强度高达58.5 emu/g,易于回收再利用。该材料在H_2O_2氧化亚甲基蓝的实验中表现出良好的催化活性和重复使用性。通过对比实验可以证明,中空结构对催化性能的提升起到了重要作用。     

RGO/TiO_2/Fe_3O_4复合纳米材料的制备及其对甲基橙废水的脱色效果

通过水热法制备Fe_3O_4磁性纳米微球,以此为核包覆TiO_2,并将核壳结构的TiO_2/Fe_3O_4附着在还原氧化石墨烯(RGO)片层结构上;利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、X射线衍射仪(XRD)、震动样品磁强计(VSM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了RGO/TiO_2/Fe_3O_4磁性复合纳米材料的形态结构、包覆情况、磁性和元素种类,同时考察了该催化剂在紫外光照射下催化脱色甲基橙的效果。实验结果表明,TiO_2均匀地包覆在Fe_3O_4表面,RGO/TiO_2/Fe_3O_4磁性复合纳米材料的比饱和磁化强度为19.0emu/g。以甲基橙的水溶液为模拟污染物,紫外光照射90min后RGO/TiO_2/Fe_3O_4复合纳米材料对甲基橙的脱色率达到91%。     

G/TiO_2/CoFe_2O_4磁性复合光催化材料的制备及光催化降解亚甲基蓝

以天然鳞片石墨为原料,用改进的Hummers法氧化制备氧化石墨烯;以Fe Cl2,Fe Cl3为原料,用共沉淀法合成Co Fe_2O_4;再用一步水热合成法制备G/TiO_2/Co Fe_2O_4三元纳米复合材料.用FT-IR、XRD、AFM、TEM对氧化石墨烯和G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料进行表征,并在紫外光照下对比G/TiO_2,TiO_2/Co Fe_2O_4,G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料对亚甲基蓝的降解效果.结果表明,在紫外光照射下,G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料光催化降解亚甲基蓝的催化效率明显大于单纯G/TiO_2,TiO_2/Co Fe_2O_4,光催化40 min后,脱色率达90%.G/TiO_2/Co Fe_2O_4复合材料不失为一种有潜力的光催化降解染料废水催化材料.     

聚乙二醇修饰的Fe3O4催化水合肼还原硝基苯

以聚乙二醇(PEG)为修饰剂,采用共沉淀法制备了磁性Fe_3O_4/PEG。用X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对Fe_3O_4/PEG进行表征。粒子中的Fe_3O_4为立方晶系,加入PEG6000和PEG20000能有效分散Fe_3O_4,避免颗粒团聚。考察了Fe_3O_4/PEG对水合肼还原硝基苯制备苯胺的催化活性,加入PEG6000和PEG20000作为分散剂制备的Fe_3O_4/PEG具有较高的活性和较好的重复性。1.23 g(10 mmol)硝基苯,0.1 g Fe_3O_4/PEG6000(或Fe_3O_4/PEG20000)催化剂,2.0 g水合肼在乙醇中回流反应1 h,苯胺收率接近100%,催化剂重复使用9次活性基本不变。     

Bi_2Fe_4O_9纳米颗粒的水热制备及其对染料模拟太阳光光催化降解

采用水热法制备出Bi_2Fe_4O_9纳米光催化剂.利用X射线衍射技术(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光漫反射光谱(DRS)对样品进行系统研究.结果表明:产物呈现出类球形特征,表面光洁,其粒径分布在300~500nm之间,带隙约为2.27eV.模拟太阳光辐照下对亚甲基蓝的光催化降解实验发现Bi_2Fe_4O_9纳米颗粒具有良好的光催化性能.