球壳型复合光催化材料Fe_3O_4·TiO_2·Bi_2WO_6的制备及其光催化性能研究

以磁性材料Fe_3O_4为内核,采用水热合成技术成功制备出球壳型结构的复合光催化材料Fe_3O_4·TiO_2·Bi_2WO_6,并使用XRD、SEM和PL光谱等技术手段对样品进行了详细的研究. Fe_3O_4·TiO_2·Bi_2WO_6具有高的光生载流子分离效率,表现出良好的可见光光催化活性和化学稳定性.     

Co、Ni共掺杂TiO_2纳米颗粒的制备及室温铁磁性

利用溶胶-凝胶法制备钴、镍共掺杂TiO_2纳米颗粒。实验中陈化、退火时间以及退火温度和掺杂物总量(4 mol%)保持不变,通过改变掺杂物,使掺杂物质不同(4 mol%Co,2 mol%Co+2mol%Ni,4mol%Ni),对制备的纳米晶体结构和磁性进行分析,探究掺杂物对结构和磁性的影响。形貌结构通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)进行表征。结果表明,TiO_2纳米颗粒成功掺杂,颗粒大小稍有变化,结构无变化。磁滞回线由VSM磁强计进行表征。结果显示,Co掺杂TiO_2纳米颗粒磁性最强,TiO_2晶格中Ti元素为+4价;由于掺入Co~(2+)比Ni~(3+)产生的氧空位要多,导致Ti_(1-x)Co_xO_2室温铁磁性更强;当同时掺入Co~(2+)和Ni~(3+),Ti_(1-x-y)Co_xNi_yO_2没有室温铁磁性,可能是Co~(2+)和Ni~(3+)互补作用降低氧空位浓度造成的。     

超声辅助Stber法制备单分散SiO_2/Fe_3O_4复合磁性微球

以超顺磁Fe_3O_4纳米团簇为磁核,在传统Stber法的基础上引入超声辅助制备具有核-壳结构的单分散SiO_2/Fe_3O_4复合磁性微球,并使用XRD、TEM、VSM等测试方法,着重研究了超声功率对SiO_2/Fe_3O_4复合磁性微球分散性、形貌、结构、磁性能的影响。研究结果表明:引入超声可极大改善磁性微球的分散性,随着超声功率的增加,复合微球团聚逐渐变少、SiO_2包覆层变薄、空白球减少,但功率过大时,无核-壳结构的SiO_2/Fe_3O_4微球出现;当超声功率为20%P时,SiO_2/Fe_3O_4复合磁性微球各项性能(分散性、磁性能)最优。     

磁性纳米粒子负载没食子酸去除制革废水中的Cr~(3+)

针对制革废水中的三价铬污染问题,以没食子酸(GA)作为负载物,采用一步法合成了Fe_3O_4@GA纳米粒子,并考察了该纳米粒子对三价铬的吸附特性。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积分析仪(BET)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、振动样品磁强计(VSM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对纳米材料的微观特性进行了表征。结果表明,GA能够有效负载到Fe_3O_4纳米粒子上,负载量为4.9%(质量分数),修饰过程不会改变Fe_3O_4纳米粒子的晶相结构。负载后的Fe_3O_4@GA的比表面积为83.52 m~2·g~(-1),粒径为10~15 nm,饱和磁强度为51.12 emu·g-1,有很好的分离特性。吸附实验表明,Cr~(3+)的去除率随pH值和吸附剂投加量的增大而增高。吸附动力学符合拟二级模型,最大吸附容量为12.19 mg·g~(-1),吸附等温模型符合Freundlich模型。Fe_3O_4@GA可以有效去除制革废水中的Cr~(3+)。     

AAO/Ag NPs/TiO2对有机物降解特性研究

为解决污水、废水中有机物高效降解问题,采用物理气相沉积法与浸泡法制备AAO/Ag NPs/TiO_2复合材料并通过扫描电子显微镜对材料形貌与结构进行表征.通过紫外可见分光光度计测试不同条件样品对染料罗丹明B的降解特性,分析产生高效降解特性的物理机制.测试与分析结果表明,当反应时间为160min时,相同浓度TiO_2对罗丹明B的降解率为63%,而制备的AAO/Ag NPs/TiO_2复合材料光催化降解率达到93%以上,热催化与吸附各占29.8%和10.3%,降解速率比TiO_2快2～4倍.AAO/Ag NPs/TiO_2复合材料显著提高TiO_2降解能力且循环使用后依旧表现优异降解效果,在降解废水有机物领域呈现出良好的发展景况.     

Bi2WO6纳米片的熔盐法合成及其可见光光催化性能

该研究采用低温熔盐法快速合成Bi_2WO_6纳米片,并对不同加料顺序制备的Bi_2WO_6的形貌、结构以及光催化性能进行研究.利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积(BET)、荧光光谱(PL)等手段对Bi_2WO_6光催化剂的结构、形貌及荧光性质进行了表征,并测定了Bi_2WO_6光催化剂在可见光条件下对罗丹明B溶液的降解性能.结果表明:先将KNO_3和Bi(NO_3)_3·5H_2O混合研磨之后,再加Na_2WO_4·2H_2O的加料顺序制备的Bi_2WO_6纳米片光催化性能最好,光照60min后降解率高达98.09%.     

磁性氧化石墨烯对水中Pb~(2+)吸附性能的研究

以氧化石墨烯为载体,以Fe~(3+)和Fe~(2+)发生化学共沉淀形成的具有磁性的铁氧化物纳米粒子为磁性源,采用化学方法制备了Fe_3O_4/GO二元复合材料,并利用TEM、XRD、FTIR等手段对Fe_3O_4/GO二元复合材料进行了物理表征,结果表明成功合成了磁性氧化石墨烯。研究了此二元复合材料的吸附动力学、吸附等温线及初始pH值对吸附的影响,考察了Fe_3O_4/GO对水中Pb~(2+)的去除效果。结果表明,pH在7.0时复合材料的吸附效果最好,吸附时间在210 min左右时达到吸附平衡,最大吸附量为135.7 mg·g~(-1)。     

N,P-CQDs/TiO_2复合材料的制备及光催化降解罗丹明B

以钛酸丁酯为原料,采用溶剂热法合成了颗粒纳米二氧化钛,以玉米秸秆、磷酸盐、尿素分别为碳源、磷源和氮源合成了氮磷掺杂碳量子点(N,P-CQDs),然后通过浸渍法合成了N,P-CQDs/TiO_2复合材料.通过SEM,TEM,FT-IR,PL等分析方法对催化剂进行了表征.以罗丹明B为目标污染物考察了光催化剂的光催化性能,当罗丹明B质量浓度为15 mg/L,溶液p H值为9,催化剂用量为30 mg时,具有最高的光催化性能.在可见光的照射下,120 min内对罗丹明B的降解率可达89%.     

微波辅助合成ZnO与多模式光催化性能研究

在微波辅助作用下制备了不同浓度的Zn O纳米材料.通过X-射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis/DRS)、扫描电镜(SEM)等测试手段对其组成、结构和形貌等进行了表征.结果表明,产物合成过程中辅以微波后,Zn O纤锌矿晶型结构未发生明显变化,且形貌呈现较为规则的纳米棒状.在紫外光、可见光及微波辅射多模式光催化降解罗丹明B的实验中,所制备的不同浓度Zn O纳米材料均具有较好的光催化活性,其中,0.2 M Zn O的光催化活性最好.     

磁性卤氧化铋耦合过硫酸盐催化光降解AO7

采用溶剂热-沉积法制备了新型可见光催化磁性纳米Bi OI/Fe3O4复合材料,通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)对其进行表征。首次提出了BiOI/Fe_3O_4耦合过硫酸盐(PS)催化光降解工艺,并以偶氮染料AO7模拟天然水体,考察了黄腐酸(FAs)以及水中常见的阴离子HCO_3~-和Cl~-等因素对AO7降解的影响。结果表明,持续可见光照射60 min,AO7在Bi OI/Fe_3O_4耦合PS体系中的降解率为98.3%;但加入HCO_3~-、黄腐酸(FAs)和Cl~-后,由于·OH和SO_4~-·被淬灭捕获,AO7的降解受到明显抑制,而Cl-的抑制作用小于前两者。经过3次材料重复回收利用,AO7降解率均能达到90%以上,表明材料具有良好的稳定性。     

纳米Fe_3O_4强化混凝沉淀处理含油废水

本文采用共沉淀法制备纳米Fe_3O_4,将其和混凝剂PAC协同处理工业含油废水。试验结果表明:纳米Fe_3O_4对PAC处理含油废水的效果有着明显的增强作用;当废水温度为35℃,加入PAC为3.0 g/L,纳米Fe_3O_4为2.5 g/L、pH=8.0、反应时间为25 min时,COD_(cr)去除率可达86.25%     

多孔纳米球NiFe2O4的制备、表征和性质研究

用简单的水热法合成多孔纳米球NiFe_2O_4,采用SEM、EDS和XRD等方法对该材料的表面形貌和结构进行表征.利用多孔纳米球NiFe_2O_4作为光催化剂,在紫外光照射下对亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)三种有机染料进行降解,并对其光催化反应机理进行了研究.此外,对多孔纳米球NiFe_2O_4的电化学性能进行了研究,当工作电极的电流密度为0.6A·g~(-1)时,比电容为309F·g~(-1).且多孔纳米球NiFe_2O_4在1500次充放电循环之后,其比电容为初始比电容的85%,表明其具有优异的电化学性能.     

阳离子表面活性剂(CTAB)修饰TiO2的光催化性能研究

采用阳离子表面活性剂-十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对TiO2(Degussa P25)进行了表面修饰,考察了体系pH值和CTAB用量对包覆效果及光催化性能的影响。利用表面光电压谱(SPS)揭示了CTAB表面修饰的作用机制。光催化降解罗丹明B实验结果表明,在pH=10,CTAB包覆量为10%时制备的催化剂活性达到最佳值,分析认为这是表面吸附和光催化降解共同作用的结果。     

Ag掺杂对CoPt纳米颗粒结构和磁性的影响

通过溶胶—凝胶法制备了L10相的CoPt和Ag掺杂CoPt磁性纳米颗粒,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对所制备的样品进行了结构和磁性表征.XRD和TEM分析表明,700℃所制备的CoPt磁性纳米颗粒为面心四方(FCT)结构,而Ag掺杂CoPt磁性纳米颗粒的结构为面心立方(FCC)结构,说明Ag掺杂抑制了面心四方CoPt磁性纳米粒子的形成.磁性测试结果表明,L10相的CoPt纳米颗粒室温下具有铁磁性,其矫顽力为2954 Oe,而Ag掺杂CoPt磁性纳米颗粒的矫顽力只有1632 Oe.     

活性炭微球/TiO_2复合光催化剂制备及其降解阳离子红研究

以钛酸丁酯为钛源,活性炭微球(ACMB)为载体,用蒸汽热法制备出ACMB/TiO_2复合光催化剂.用X射线衍射(XRD)、扫面电镜(SEM)对复合光催化剂进行表征.结果表明:复合光催化剂保持了炭微球的球形形貌和孔隙结构,颗粒直径约为3μm,表面明显分布有微米级TiO_2颗粒.XRD表明复合光催化剂中的TiO_2以锐钛矿晶型存在.以阳离子红(X-GTL)模拟废水为目标,研究了各种变量对阳离子红降解效果的影响,得出在光催化剂投加量为0.4g/L、pH为4、初始浓度为50mg/L的最佳条件下阳离子红废水的去除率能够达到98.65%.此外利用紫外-可见光谱(UV-Vis)、离子色谱、液相色谱等多种分析测试手段对X-GTL的降解产物进行了分析鉴定,推导出X-GTL降解路径.结合自由基捕获实验分析了ACMB/TiO_2复合材料的催化机制.结果表明:X-GTL在光催化降解过程中,先是助色基团断裂,然后是显色基团NN键断裂,最后是苯环开环生成各种小分子有机酸,最终产物为Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、CO_2和H_2O,超氧自由基是X-GTL的光催化降解的关键物质.     

纳米金的制备及在Fe_3O_4/SiO_2纳米粒子上的负载

以水为分散介质,氯金酸为金源,柠檬酸钠为还原剂制备了纳米金粒子,然后将其与表面有氨基修饰的Fe3O4/SiO2磁性纳米粒子进行自组装,制备Au/Fe3O4/SiO2磁性纳米复合粒子.采用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征.结果表明...     

可见光活性的磁性Ce/Ti-SiO2-Fe3O4纳米材料的合成与其催化性能研究

将Ti4 /Ce3 包覆组装在磁性二氧化硅纳米粒子上,制备了磁性复合Ce/Ti-SiO2-Fe3O4纳米粒子,用XRD、TEM、UV-Vis和IR等手段对样品进行了表征,以苯酚的光降解反应表征了其催化性能.研究发现复合纳米粒子磁响应性好,可见光区表现出很强的MMCT吸收,在阳光下照射9h,苯酚降解率达到91.4%.     

自组装FeOOH纳米膜的制备及光催化活性研究

以二氧化硅(SiO_2)为基底,在其上组装磺酸根(SO3H)为外侧功能团的自组装单层。以此为模板,先后采用Fe(NO_3)_3—HNO_3和TiCl_4—HCl、Fe(NO_3)_3—HNO_3液相反应体系诱导制备了FeOOH薄膜及FeOOH/TiO_2复合薄膜,并通过SEM,XRD和TEM分析它们分别属于锐钛矿和针铁矿结构。紫外—可见漫反射光谱显示,FeOOH/TiO_2复合薄膜比单一的FeOOH薄膜更好的响应可见光。以五氯酚(PCP)为目标物,研究两种纳米薄膜的光催化性能。实验结果表明,可见光下,FeOOH/TiO_2复合薄膜光催化性能优于FeOOH薄膜,证明FeOOH与TiO_2存在耦合作用。通过红外光谱的测试探究反应机理,证明五氯酚被降解为芳酮类化合物等中间产物进而生成H_2O、CO_2、HCl等小分子物质。     

NiTe/TiO_2复合材料的制备与多模式光催化降解染料

以硝酸镍、碲粉和异丙氧基钛(TTIP)为原料,采用程序升温水热法结合高温煅烧,通过控制Ni∶Ti摩尔比制备一系列NiTe/TiO_2复合材料.结果表明,所制备的NiTe/TiO_2复合材料为六方相NiTe和锐钛矿相TiO_2的混合晶相,且在可见光区具有较强的光吸收能力.通过紫外光、可见光和模拟日光等多模式光催化降解孔雀石绿(MG)考察NiTe/TiO_2复合材料的光催化性能.结果表明,当摩尔比为1∶7时,复合材料的光催化活性最佳.该复合材料对不同结构的有机污染物降解具有一定的广泛性.     

羟基氧化铁纳米颗粒的合成及聚3,4-乙烯二氧噻吩包覆研究

以PEG-2000为表面活性剂,与FeCl_3·6H_2O、尿素以水热法在140℃下加热18h制备β-FeOOH纳米棒。再以Na_2S_2O_8为氧化剂在溶液中进行EDOT与β-FeOOH纳米棒的包覆制备β-FeOOH@PEDOT纳米复合材料,并利用粉末X射线衍射、透射电子显微镜和红外光谱等手段对β-FeOOH@PEDOT纳米复合材料进行表征。