硫代硫酸钠辅助磷掺杂生物炭活化过硫酸盐降解扑热息痛

近年来，个人药品和护理品等新兴污染物的去除技术备受关注.本研究选用硫代硫酸钠(TS)辅助磷掺杂生物炭活化过硫酸盐(PS)技术实现了常用解热镇痛药扑热息痛(PAT)的快速去除.结果表明，磷掺杂生物炭不能有效活化过硫酸盐，但TS的加入显著提高了PAT的去除效率，PS、TS和磷掺杂生物炭之间存在显著的协同效应.磷源对生物炭的效能存在显著影响，与磷酸氢二铵相比，磷酸氢二钠改性生物炭表现出更好的活化PS作用.在一定氯离子浓度(0～10 mmol·L^-1)和pH(4.0～10.0)范围内，PAT的降解去除率均达到80%以上.淬灭实验、电子顺磁共振(EPR)测定和离子分析表明，体系中自由基(SO₄^·-和·OH)和单线态氧均不是主要的活性物种，电子转移等非自由基路径可能是导致PAT降解的原因.这种新体系的发现为PAT的降解及高级氧化技术的发展提供了新思路.     

棉/ZIF-67衍生的复合材料用于处理含双酚A废水

以廉价的废弃棉(Cotton)为载体负载一种金属有机框架(MOFs)材料ZIF-67,通过高温煅烧制备出钴/棉碳(Cotton/ZIF-67-700)复合材料.采用X-射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X-射线光电子能谱等手段对材料进行表征.将Cotton/ZIF-67-700材料应用于催化活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的双酚A(BPA),评价其性能及各种影响因素.通过淬灭实验和电子顺磁共振(EPR)波谱识别催化反应体系中产生的活性氧(ROS)物种并推测反应机理.结果表明：Cotton/ZIF-67-700对BPA具有优异的吸附性能，理论最大吸附量达到227.1 mg/g; Cotton/ZIF-67-700可在宽的pH范围(3～11)高效活化PMS降解BPA,且能循环使用多次；淬灭实验和EPR波谱分析证实，硫酸根自由基(SO₄^·-)、羟基自由基(·OH)和单线态氧(¹O₂)为主要ROS参与BPA的氧化降解.本研究提供了一种廉价和规模化制备MOFs衍生金属/碳复合材料的通用策略，展示出该复...     

ZIF-8修饰同质异相结TiO2的光催化固氮性能研究

光照条件下合成了微量ZIF-8定向修饰同质异相结TiO₂的ZIF-8/TiO₂复合材料以提高TiO₂的光催化固氮能力.利用X射线衍射(XRD)、场发射电子扫描显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、UV-Vis漫反射谱、电化学阻抗谱等对合成材料的结构组成、形貌及光电性能等进行表征.结果表明,适量的ZIF-8修饰除了能显著增加TiO₂复合材料的比表面积和改善孔径分布范围之外,还能增强对可见光的吸收能力以及光生电荷的分离能力.光催化测试结果表明,ZIF-8/TiO₂-3复合材料的平均固氮速率达到了742μmol·L^-1·g^-1·h^-1,约为同质异相结TiO₂的3.78倍,ZIF-8的3.71倍.经5次光催化循环后其光催化性能几乎没有衰减,表现出较好的光催化固氮活性和高的稳定性.为光催化固氮材料的设计提供了参考.     

TiO_2光催化降解亚甲基蓝机理的研究

进行了亚甲基蓝光解、吸附及光催化对比实验,以及·OH清除剂叔丁醇、电子空穴对(e^-,h-,h⁺)结合抑制剂过氧化氢、空穴(h_(VB)+)结合抑制剂过氧化氢、空穴(h_(VB)⁺)清除剂碘化钾、单线态氧(+)清除剂碘化钾、单线态氧(¹O_2)清除剂叠氮钠、超氧自由基(O_21O_2)清除剂叠氮钠、超氧自由基(O_2^(·-))清除剂苯醌对TiO_2光催化降解亚甲基蓝降解率的影响实验,同时测定了光催化反应过程中H_2O_2的生成,证明了TiO_2光催化降解亚甲基蓝体系中主要活性氧形态为·OH,O_2(·-))清除剂苯醌对TiO_2光催化降解亚甲基蓝降解率的影响实验,同时测定了光催化反应过程中H_2O_2的生成,证明了TiO_2光催化降解亚甲基蓝体系中主要活性氧形态为·OH,O_2^(·-)和(·-)和¹O_2.     

不同生物质为原料的热解生物炭对Pb~(2+)的吸附作用

为了探讨生物质种类对制备热解生物炭吸附去除污染物性能的影响,以水曲柳、花生壳及牛粪为生物质原料,在400℃下热解4 h制备生物炭(FM-BC、PS-BC和CM-BC).对生物炭的产率、灰分、元素组成和表面官能团的变化进行了分析.结果表明,牛粪生物炭的产率最高(57.9%)、灰分最高(66.9%),同时碱性基团和酸性基团数量之比最大.用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)及场发射扫描电子显微镜(FESEM)进行了表征,结果表明,除牛粪生物炭外,其他两种生物炭生成了完全无定形的碳;观察生物炭的形貌,都呈现出多孔炭架结构,孔隙结构非常丰富,并且PS-BC的孔道轮廓更清晰完整.以Pb~(2+)为模型污染物,通过序批式吸附实验比较了不同生物炭的吸附性能,研究了其吸附热力学和动力学行为.在25℃及p H=5.5条件下,FM-BC、PS-BC和CM-BC对Pb~(2+)的饱和吸附量分别为11.99、31.9和197.99 mg·g~(-1),吸附能力由大到小的顺序为CMBCPS-BCFM-BC.吸附速率常数分别为0.001 37 g·mg-1·min~(-1),0.000 78 g·mg~(-1)·min~(-1)和0.068 g·mg~(-1)·min~(-1),吸附速率由大到小的顺序为CM-BCFM-BCPS-BC.研究证明,生物质的种类影响着生物炭对Pb~(2+)的吸附性能.     

C/Bi2 MoO6复合材料的合成及其可见光光催化性能研究

采取溶剂热法制备C/Bi_2MoO_6光催化复合材料,通过SEM、XRD和XPS等手段研究催化剂的形貌,晶相结构和元素组成等,并在可见光下进行RhB (罗丹明B, C_(28)H_(31)ClN_2O_3)以及BPA (双酚A,(CH_3)_2C(C_6H_4OH)_2)的降解试验.当C负载量为5%时,C/Bi_2MoO_6复合材料的光催化降解RhB具有最高的光催化活性,60 min内降解率达到93%,速率常数是纯Bi_2MoO_6的4.6倍.电阻抗和光致发光光谱结果表明,非金属C掺杂后的光催化剂促进了光生载流子的分离,有助于提高光催化性能.该催化剂经过5次循环实验之后,光催化活性损失较小,说明具有较高的稳定性.通过添加牺牲剂捕获不同的活性物质,证明了h~+为主要活性物种,并探索性地提出了相应的光催化机理.     

基于复合纳米光催化材料的隧道尾气降解研究

将复合光催化材料TiO_2-CeO_2应用于隧道钢渣沥青混合料中,研究复合光催化材料TiO_2-CeO_2对隧道内汽车尾气的降解效能.首先研发了一套能模拟隧道环境的尾气降解试验装置,然后研究了复合光催化材料TiO_2-CeO_2对隧道钢渣沥青混合料路用性能的影响,最后通过降解效能与降解速率的评价得出了复合光催化材料TiO_2-CeO_2在隧道钢渣沥青混合料中的最佳用量.结果表明:将复合纳米光催化材料应用于隧道钢渣沥青混合料中,在纳米TiO_2的掺量为50%、纳米CeO_2掺量为0.7%时会达到光催化效率、光催化效能的峰值,该掺量下对NO和HC的降解效率峰值高达89%和95%,30 min内降解速率分别高达626.3 mg/(m~3·min)和74.75 mg/(m~3·min),且隧道钢渣沥青混合料的路用性能符合要求.     

二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯复合材料光催化降解废水中有机物的研究

采用溶剂热法制备出二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯(TiO_2-CdS/rGO)三元复合光催化材料,研究其对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果.结果表明,TiO_2-CdS/rGO对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果优于TiO_2-CdS的,催化效率得到明显提高,降解时间大大缩短.在可见光照射下,以TiO_2-CdS/rGO为光催化剂,当光反应时间为40min时,亚甲基蓝、罗丹明B的降解率可达100%.     

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%.     

超声对水中双酚A的降解动力学及影响因素

采用800kHz频率的超声对双酚A(BPA)的降解效果和动力学规律进行研究.通过投加不同的物质(如叔丁醇、H2O2、腐殖酸)和向水中曝气等,考察不同因素对超声降解BPA的影响.结果表明,超声对BPA的降解过程符合准一级动力学,其降解速率随BPA初始浓度的增加而降低.投加叔丁醇明显抑制BPA的降解,证明BPA的降解途径主要是羟基自由基(.OH)氧化.当投加H2O2浓度为0.1mmol.L-1时,能将BPA的降解速率提高32%;随着H2O2投加量的进一步增加,与BPA的摩尔比>200时,降解速率不升反降.溶液中存在腐殖酸会同BPA竞争.OH,并随着腐殖酸浓度的增加,BPA的降解速率下降.额外曝气会干扰BPA分子靠近空化泡界面,阻碍与.OH的反应,不利于BPA的降解.     

pH对水热合成红磷晶体及其光催化性能的影响

以商业红磷（C-RP）为原料，NaOH溶液为调节剂，采用水热法处理C-RP获得HRP-pHx（x=5，7，9）光催化剂。选择罗丹明B （RhB）为降解对象考察HRP-pHx的光催化活性，其中HRP-pH7展现出最高的光催化活性，对RhB的降解速率常数为3.1×10^-2，是未调pH水热处理所得HRP的2.8倍。结果表明，调节pH增强RP光催化活性的主要机理是均匀的结构和较小的粒径使得HRP-pH7比HRP具有更多的活性位点。循环光降解实验结果发现HRP-pH7循环降解RhB五次后的降解率仍大于92%，体现了较好的稳定性。捕获剂实验发现光降解中起主要作用的是光生空穴和超氧基自由基。     

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.     

碳掺杂TiO2光催化剂的制备及其性能表征

在室温下,以钛酸丁酯为钛源、葡萄糖为碳源,用醇解法制备了C掺杂TiO2.以活性艳红X-3B作为目标降解物,评价了不同焙烧温度、投加量和反应液初始pH值等因素对样品光催化性能的影响.利用紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、X-射线粉末衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)、扫描电镜(SEM-EDS)等手段对样品进行理化性能表征.结果表明,C-TiO2具有典型的锐钛矿相结构,对活性艳红X-3B具有良好的可见光降解效果.在催化剂煅烧温度500℃、投加量1.5 g.L-1、pH值7~9、可见光光照2 h的条件下,对质量浓度为100 mg.L-1的活性艳红X-3B的脱色率可达70%以上.     

海藻酸钠负载Ru掺杂TiO2太阳光催化降解染料废水

采用溶胶-凝胶法制备钌掺杂型二氧化钛,并用海藻酸钠固定化制成凝胶微球.以甲基橙为模拟染料废水,太阳光作为能源,研究钌离子的掺杂量、催化剂用量、甲基橙初始浓度和光照时间对掺杂二氧化钛的光催化性能的影响.结果表明,掺杂钌能明显改善二氧化钛的可见光催化性质.钌掺杂质量分数为1.5%,催化剂用量为3.0 g/L,甲基橙初始浓度20.0 mg/L条件下,染料溶液的降解率达90%.     

In_2S_3-Ag/TiO_2三元纳米体系光催化降解2,4-D的实验研究

采用两步沉积法首次合成出新三元纳米材料-In2S3-Ag/TiO2纳米管阵列,并用电子扫描显微镜(SEM)、光致发光光谱仪(PL)等仪器对该三元催化剂进行形貌、元素、晶体结构的表征与光电性能的测试,并将该三元催化体系应用于2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)的光降解实验.结果表明,In2S3-Ag/TiO2三元纳米材料所特有的两步光激发体系使它的催化降解能力显著提高,在溶液pH为4.23时,140min内可实现对2,4-D 100%的去除;强酸和强碱的环境都不利于三元催化剂In2S3-Ag/TiO2对2,4-D的催化降解.最后对三元催化剂的光催化降解机理进行了探讨.     

低温水解制备TiO2/ACF复合光催化剂及其对茜素红S的降解应用

以四氯化钛为原料,利用低温直接水解法制备了纳米二氧化钛,同时将其负载于活性碳纤维表面得到TiO2/ACF复合光催化剂.SEM照片显示二氧化钛在ACF上以纳米团簇的形式均匀附着;XRD结果表明所得TiO2/ACF中TiO2的晶型为金红石相,微晶尺寸为7.02 nm,350℃下煅烧后金红石相TiO2结晶更好,微晶尺寸为9.88 nm; XPS分析表明Ti元素以Ti4+的形式存在.将350 ℃煅烧得到的TiO2/ACF复合光催化剂应用于对茜素红S的光催化降解,实验表明其光催化性能良好.     

BiOI-TiO2复合材料光催化降解双酚A的研究

采用 Triton X-100/正己醇/环己烷/水的微乳体系合成了一系列BiOITiO2的纳米材料，分析了其晶体结构、表面结构和光谱特征，探讨了可见光光催化降解双酚A废水的可行性.结果表明: BiOI-TiO2的分散性能好、比表面积大.光催化结果表明，复合材料中BiOI与TiO2的摩尔比对光催化性能影响很大且比值达到75%时效果最好，光催化降解机理符合一级动力学方程，反应速率常数（kobs）与催化剂投加量及初始pH值有关.催化剂重复多次使用的降解效果稳定.     

基于碳量子点的TiO2改性及降解污染物性能

采用溶胶-凝胶法合成掺入碳量子点(CQDs)的TiO₂纳米复合光催化剂,通过荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、X射线衍射、扫描电镜等进行表征,并在可见光下降解亚甲基蓝(MB)染料溶液以评价其光催化性能.研究表明,CQDs具备上转换荧光特性,掺入CQDs的TiO₂样品可见光响应明显提升.水热法180℃下反应6h制备的CQDs,其溶液加入量为10mL时TiO₂/CQDs样品光催化活性最高,115min后MB的降解率达80%.TiO₂/CQDs样品主要以锐钛矿相存在,颗粒呈球形,比表面积高达200m³·g^-1.     

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.     

磷钨酸钾光催化降解百菌清农药的研究

以氯化钾、磷钨酸为原料,浸渍法制备非水溶性磷钨酸钾光催化剂.以有机农药百菌清为模型反应物,评价了磷钨酸钾的光催化活性,考察了百菌清降解率的影响因素.结果表明:磷钨酸钾光催化剂0.1 g、百菌清质量浓度为5 mg/L、光降解时间240 min、溶液pH值5、功率100 W紫外灯照射,百菌清的降解率达到86.22%.催化剂重复使用4次后具有较高的催化活性及良好的稳定性,百菌清的降解率为60.40%.