酸法制羟基氧化铁催化降解甲基橙研究

采用酸法制备羟基氧化铁纳米粒子,以其为催化剂,以过氧化氢为氧化剂,进行甲基橙的催化降解反应并推断反应机理。研究催化剂加入量、氧化剂浓度、反应温度和反应p H等对甲基橙降解率的影响,并对催化剂的溶铁量进行测量。研究结果表明:当H2O2浓度为0.23 mmol/L,催化剂质量浓度为0.28 g/L,p H为2.54时,在60℃下反应30 min,质量浓度为9.41 mg/L的甲基橙的降解率为97.3%。在催化反应过程中发挥主要作用的OH?由均相催化反应和非均相的表面催化反应提供。由催化剂溶铁而进行的均相催化反应在甲基橙降解过程中可能发挥了重要作用。     

常温常压下Cu_xO催化湿式氧化甲基橙

采用沉淀法制备CuxO催化剂,以甲基橙溶液模拟纺织废水,研究CuxO催化剂在常温常压下催化湿式氧化甲基橙的性能,探讨了焙烧温度和焙烧时间对催化剂催化活性的影响,考察了工艺条件中甲基橙溶液的浓度和pH、催化剂用量以及反应温度对催化湿式氧化过程的影响,探讨了CuxO催化湿式氧化甲基橙的机制和动力学。结果表明:CuxO的最佳制备条件为500℃焙烧4 h;20℃下,催化湿式氧化体系中催化剂CuxO的用量为2 g/L,甲基橙溶液的质量浓度为0.000 5 g/L,pH为3时,催化反应效率最高,2 h后脱色率可达83.6%。     

微波法制备碳纳米管负载ZnCdS纳米粒子及其光催化性能

用微波法制备了碳纳米管负载ZnCdS纳米复合材料(ZnCdS/CNTs).通过扫描电子显微镜(SEM),透射电镜(TEM)和X-射线粉末衍射(XRD)测试表明:平均粒径为25 nm六方纤锌矿结构的ZnCdS纳米粒子均匀分散在碳纳米管表面.ZnCdS/CNTs纳米复合材料在可见光下光催化降解甲基橙和罗丹明溶液.结果表明:催化剂用量为0.02g/L条件下,对初始浓度均为100mg/L的甲基橙和罗丹明溶液进行可见光光照50min后,降解率分别达到97%和96.7%;催化剂重复使用3次后,光照50min后甲基橙和罗丹明的降解率仍可达到92%和91%.     

银掺杂多孔氧化钛光催化甲基橙降解反应条件的探究

利用溶胶-凝胶法结合光还原法制备Ag掺杂多孔TiO_2光催化剂,以甲基橙的降解效果为评价标准,考查了光照降解时间、光催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、溶液pH值对光催化剂催化降解甲基橙的影响。结果表明,本方法制备的光催化剂无论是在紫外光还是可见光下均具有优良的光催化性能:在浓度为10 mg/L的甲基橙溶液中,4 g/L光催化剂,紫外光照射80 min,甲基橙可实现100%完全降解;相同催化条件下,可见光照100 min,甲基橙完全降解;当反应溶液pH=2时,紫外光和可见光都可在20 min内实现甲基橙的完全降解。     

L-酪氨酸模板仿生合成MnO2及其催化性能的研究

以MnSO4和NaOH为原料,利用L-酪氨酸为模板仿生合成MnO2,SEM表征表明其形貌呈片状,XRD表征表明其为β-MnO2.研究MnO2催化甲基橙氧化降解性能,考察其对H2O2降解甲基橙模拟废水的催化能力,并利用SAS统计软件（SAS Institute Inc.,Cary,NC,USA,Version 8.0）对MnO2添加量、甲基橙溶液初始质量浓度和甲基橙溶液初始pH进行了优化.其优化后的试验结果为甲基橙溶液初始pH为4,甲基橙溶液初始质量浓度为9mg/L,MnO2添加量为0.42g/L.     

BaSnO3纳米粒子的合成、表征及其对甲基橙的光催化降解性能

以乙酸钡(Ba(CH3COO)2)和结晶四氯化锡(SnCl4.5H2O)为原料、有机碱四甲基氢氧化铵(N(CH3)4OH)为矿化剂,采用共沉淀法制备BaSnO3纳米粒子,采用XRD、TG-DSC和IR等分析手段对样品的晶相和结构进行表征,并研究了其对甲基橙废水溶液的光催化降解性能.结果表明:在500℃条件下煅烧1 h制备出纯的立方相BaSnO3纳米晶光催化剂,对甲基橙有良好的光催化性能,当催化剂质量浓度为40 mg/L,反应时间为100 min时,降解率可达90%以上.     

水热合成TiO2纳米棒及其光催化降解甲基橙研究

以锐钛矿TiO2粉末为原料,采用水热法合成了Ti02纳米棒,并利用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜TEM等手段对产品进行了表征.以甲基橙为模拟染料废水,TiO2纳米棒为催化剂,在紫外光照条件下考察TiO2纳米棒的投加量、甲基橙的初始浓度、光照时间、溶液pH值及重复使用次数对甲基橙光降解效率的影响。实验结果表明:TiO2纳米棒的投加质量浓度为0.2g/L,甲基橙初始浓度为10mg/L,pH为5～6;光催化反应3h后,甲基橙的降解率可达96.5%;TiO2纳米棒重复使用5次后,甲基橙的降解率仍然可达85.6%.     

超声-光催化氧化联合法降解甲基橙的研究

采用光催化氧化-超声分散联合法,以纳米微粉TiO2为光催化剂,对低浓度甲基橙溶液进行降解脱色研究。结果表明单一超声波反应对甲基橙的脱色效果不明显;加入超声波后,联合法与单一光催化相比使甲基橙溶液的脱色率提高了29.4%,这是由于在光催化反应中加入超声波后对催化剂粒子起着即时分散的作用,有效地阻止了体系中催化剂颗粒的团聚。光催化剂用量为0.20%,超声波发生仪的发生电流I=4.0A时,对初始质量浓度为25mg/L的甲基橙溶液有很好的脱色效果。     

SrSnO3纳米粒子的合成、表征及其对甲基橙的光降解性能

以硝酸锶(Sr(NO3)2)和结晶四氯化锡(SnCl4.5H2O)为原料,用共沉淀法制备钙钛矿型SrSnO3纳米粒子,并采用XRD、TG-DSC、IR等分析手段对样品的形成过程、物相和结构进行表征.以甲基橙溶液为目标降解物,研究了SrSnO3纳米粒子的光催化性能.结果表明:反应过程中存在着明显的晶型转化,反应温度是制备高纯SrSnO3纳米粒子的关键.反应温度为500℃时,SrSnO3纳米粒子极易形成;随着反应时间的延长,粒子尺寸不断增大.SrSnO3纳米粒子对甲基橙溶液有明显的光催化降解作用,当催化剂浓度为40 mg/L,反应时间为120 min时,降解率可达92.5%.     

溶胶-凝胶法制备TiO_2/MCM-41负载型光催化剂及其性能表征

以钛酸丁酯为钛源、MCM-41分子筛为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/MCM-41负载型光催化剂,并通过XRD、BET、TEM、XPS对最佳条件下制备的光催化剂进行表征。结果表明,所制光催化剂是一种具有均匀规则孔道结构的介孔材料,其粉体比表面积高达358.8m2/g;经700℃煅烧,催化剂主要晶相为锐钛矿相。光催化剂中的Ti以+4价存在,TiO2表面羟基氧所占比率为38.0%。以水中甲基橙为模拟污染物,TiO2/MCM-41光催化剂对浓度为25mg/L的甲基橙溶液降解0.5h后,其脱色率为93.7%。     

自制纳米TiO2光催化剂对水中甲基橙的降解

以硫酸氧钛(TiOSO4)为原料,制备了掺银的纳米TiO2光催化剂.将该催化剂用于甲基橙溶液的降解试验,考查了掺银量、催化剂加入量、溶液pH值、溶液浓度对降解率的影响.结果表明:在浓度为10 mg/L的甲基橙溶液(pH=3)中,投加6.0 g/L掺银量为5%的光催化剂时降解率为78.1%.表明用掺杂的纳米TiO2光催化剂处理水中的有机物是一条有效的途径.     

Fe/TiO_2-CeO_2催化剂室温高效催化降解甲基橙研究

采用溶胶-凝胶(sol-gel)和浸渍相结合的方法制备Fe/TiO2-CeO2催化剂,以X射线衍射(XRD)和N2物理吸附-脱附对催化剂结构进行了表征.结果表明,Ti的添加抑制CeO2晶粒长大,使TiO2-CeO2具有更小的晶粒尺寸和更高的比表面积.甲基橙催化降解的结果表明当催化剂中Fe,Ti,Ce摩尔比为1∶2∶6时催化剂活性最高,以H2O2为氧化剂对10.0 mg.L-1甲基橙溶液进行催化湿式氧化反应,在低温5~30℃范围内,催化剂均表现出高的催化活性.室温25℃时,当催化剂和氧化剂H2O2(30.0wt%)用量分别为0.07 g和0.04 mol.L-1时,50 min后甲基橙的降解率达96%,且6.0wt%Fe/10.0wt%TiO2-90.0wt%CeO2催化剂的催化性能是6.0wt%Fe/CeO2的1.5倍.同时,催化剂重复性实验结果表明6.0wt%Fe/10.0wt%TiO2-90.0wt%CeO2催化剂具有良好的稳定性.     

S2O82-/ZrO2-MxOy(M=Al,Fe,Cr,Mn,Ti)固体超强酸催化剂的研制

制备了一系列金属氧化物MxOy(M=Al,Fe,Cr,Mn,Ti）促进的S2O8^2-/ZrO2-MxOy固体超强酸催化剂，用乙酸和正丁醇的酯化反应研究了制备条件对催化剂活性的影响，实验结果表明，催化剂对酯化反应有很高的催化活性，添加不同的金属氧化物对催化剂的酯化反应催化活性有不同的影响，其中Cr含量为0.5%的催化剂S2O8^2-/ZrO2-Cr2O3对乙酸和正丁醇的酯化反应具有很高的催化活性，乙酸的转化率高达86.1%，而在相同条件下，不加催化剂时乙酸的转化率仅为26.9%，制备条件对催化剂活性影响很大，通过X射线衍射分析（XRD）证实，催化剂中ZrO2主要以四方晶相（Tetragonal phase）存在，少量以单斜晶相（Monoclinic phase）存在，T相和S2O8^2-是保证催化剂活性的关键因素。     

离子液体辅助制备粒度均匀的铁酸锌纳米粉体

以离子液体作为辅助反应介质,采用水热合成法制备了铁酸锌纳米粉体,并利用XRD和TEM研究了反应温度、压力和反应环境对铁酸锌晶相组成、粒度大小的影响.结果表明：制备的样品为纳米结构的单相铁酸锌,随着反应温度和反应环境的变化,半峰宽明显的不同;适当提高反应温度,能够明显地细化晶粒,促进晶粒形成;改变反应压力,对铁酸锌纳米晶粒形成有影响;在反应过程中添加适量的离子液体[EMIM]PF6,能够加速晶粒细化,有效促进铁酸锌纳米晶粒形成.     

固体超强酸S_2O_8~(2-)/TiO_2-ZrO_2催化合成三氟甲基硝基苯

以固体超强酸S2O82-/TiO2-ZrO2为催化剂,浓硝酸为硝化剂对三氟甲苯进行硝化,考察催化剂的制备条件对催化活性的影响,以及反应时间、催化剂用量等因素对硝化反应的影响.结果表明:将TiO2-ZrO2用0.75 mol/L(NH4)2S2O8溶液浸泡12 h,并在600℃条件下焙烧3 h,可得到较高的催化活性;当固体超强酸催化剂S2O82-/TiO2-ZrO2用量为三氟甲苯质量的15%,反应4 h,三氟甲苯的转化率可达68.7%以上;催化剂具有较好的重复使用性能.     

新型纳米复合光催化剂的研究

采用水解法与柠檬酸法结合制备TiO2-ZnFe2O4复合光催化剂纳米粉，利用X射线衍射及透射电镜对其进行表征，通过复合光催化剂对甲基橙的降解试验研究其光催化性能及其催化作用机理．制备得新型的复合光催化剂，其中含1％铁酸锌的复合催化剂平均粒径为15nm，颗粒粒径分布较为均匀，在紫外灯光源及太阳光光源下均表现出较好的光催化能力。     

铁柱撑蒙脱石非均相UV/Fenton反应对橙黄G染料的脱色机理研究

以高活性铁柱撑蒙脱石（Fe-Mt）为催化剂,采用非均相UV/Fenton反应体系对含橙黄G（OG）染料废水进行氧化脱色处理研究.实验结果表明,当温度30℃ 和OG浓度50 mg/L确定后,pH 3.0、H2O2浓度20.0 mmol/L和Fe-Mt用量1.0 g/L为最佳脱色条件,180 min后OG的脱色率为99.7%.上述反应条件下,非均相Fe-Mt催化光助-Fenton体系对橙黄G的脱色反应遵循两阶段准一级反应动力学.     

Enhanced photocatalytic activity of sponge-like ZnFe2O4 synthesized by solution combustion method

A kind of cubic ZnFe2O4 with spinel structure was synthesized by an improved solution combustion method via a facile and environmentally friendly pathway and their photocatalytic activity under visible light radiation was investigated. The particle synthesized under the ignition temperature of 573 K has a pure phase. While a small amount impurities, a-Fe2O3 and ZnO, were formed in the sample during the combustion process at higher ignition temperature of 623 K. The synthesized ZnFe2O4 has a sponge-like porous structure and wide absorption in the visible-light region. The impurities a-Fe2O3 and ZnO formed in the sample probably enhance the reduction and oxidation ability and promote the separation of photo-generated electrons and holes. Comparing with ZnFe2O4 synthesized by the conventional solid state reaction, the ZnFe2O4 derived by solution combustion method showed the better photocatalytic activity under visible light radiation.     

微波催化剂MgFe_2O_4-Fe_2O_3微波催化氧化降解结晶紫废水

提出一种新型的、无需添加氧化剂处理结晶紫废水的方法.通过共沉淀晶化法制备微波催化剂MgFe_2O_4-Fe_2O_3,在微波辐照下降解结晶紫废水,考察了催化剂用量、微波功率、辐照时间对结晶紫去除率的影响.结果表明:在一定条件下,去除率随着催化剂用量的增加、微波功率的增大、微波辐照时间的延长而增加.当微波功率为800 W,辐照时间5min,催化剂用量1g/L时,处理200mg/L的结晶紫废水,去除率可达99.3%.本文还对微波催化氧化机理进行了探究,通过添加不同氧化基团清除剂的实验发现,氧化基团清除剂的添加降低了结晶紫的去除率,并提出了该反应的微观机理:微波催化剂吸收电磁波发生光电效应,产生电子和空穴对,与水等作用产生·OH,·OH再氧化降解废水中的有机物.     

非均相Fenton反应催化剂Fe2O3/γ-Al2O3的制备及其性能

采用等体积浸渍法制备非均相Fenton反应催化剂Fe2O3/γ-Al2O3,以对羟基苯丙酸为降解目标物,考察了γ-Al2O3粒径的大小、浸渍时间、焙烧温度、焙烧时间、负载量等因素对催化剂催化活性的影响.通过热重、XRD、电镜扫描对催化剂形貌和特征的分析以及催化反应的结果分析可知,在γ-Al2O3上负载了催化剂Fe2O3,但Fe2O3并不均匀,在γ-Al2O3为100~120目,负载量为11.7%,浸渍10,h,焙烧温度为550,℃,焙烧4,h,与60,mg/L的对羟基苯丙酸反应60,min的条件下,催化剂的活性最好,对羟基苯丙酸的去除率可达到70.26%.重复实验说明催化剂的稳定性较好.