微波诱导催化降解水中孔雀石绿研究

以纳米级铁酸锌(ZnFe_2O_4)粉体为微波诱导催化剂,构建了微波-ZnFe_2O_4催化反应体系.微波-ZnFe_2O_4反应体系下孔雀石绿(MG)的降解结果表明:20mg·L~(-1)的目标化合物在2 min内基本上被完全去除.利用LC/MS与GC/MS鉴定了孔雀石绿的主要降解产物,并推断其降解途径:逐步脱甲基、共轭生色团的破坏、开环和矿化.对比研究了添加H_2O_2进入微波-ZnFe_2O_4催化反应体系前后降解产物的变化,结果表明:H_2O_2等的加入能大幅提高孔雀石绿降解效率,有助于共轭生色团的破坏,这归因于H_2O_2与催化剂之间发生了Fenton反应.研究为三苯甲烷染料类废水处理提供了新的有效方法.     

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%.     

反相乳液合成阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂及其表征

以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,采用反相乳液聚合法制备了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM),并对其结构进行了表征.以高岭土悬浊液模拟废水进行沉降实验,考察了单体用量及其配比等工艺条件对产物粘均分子量(M_η)和絮凝率(S_P)的影响.结果表明:合成CPAM的最佳搅拌速率为540～960 r/min,单体质量分数为65%,n(AM)∶n(DMDAAC)=10∶1,V(CYH)∶V(H_2O)=1.2,m(司盘80+吐温80)∶m(AM+DMDAAC)=0.1,m(span80)∶m(tween80)=3,n(H_2O_2)∶n(AM)=0.033,反应时间为5 h,温度为40℃,在此条件下,M_η可达5.92×10~6,其S_P最高达到99.24%.     

纤维素酶降解结合超滤后处理制备低聚壳聚糖

纤维素酶降解与超滤结合制备壳聚糖,工艺简单可行,产品平均分子量小而分布窄,收率高。试验确定纤维素酶对壳聚糖降解的最佳反应条件为:温度(T)=50℃,时间(t)=3.5~4.0 h,纤维素酶用量与壳聚糖比值(n)=0.1,pH=4.6。降解产品经过超滤处理后可以获得平均分子量在5 000左右的优质壳聚糖产品。     

H4SiW12O40／SiO2高效催化一锅法合成2-（1-苯胺基）苯甲基-环己酮

目的合成2-(1-苯胺基)苯甲基-环己酮。方法在室温条件下,采用溶胶凝胶法合成H_4SiW_(12)O_(40)/SiO_2催化剂,高效催化环己酮、苯甲醛和苯胺的Mannich反应合成2-(1-苯胺基)苯甲基-环己酮。结果在n(苯甲醛):n(环己酮):n(苯胺)=1.0∶1.8∶1.8,反应温度为20℃,催化剂的用量占反应物料总质量的10%,反应时间为23h的最佳条件下,2-(1-苯胺基)苯甲基-环己酮的收率可达77.5%。结论 H_4SiW_(12)O_(40)/SiO_2是合成2-(1-苯胺基)苯甲基-环己酮的优良催化剂,整个反应体系具有条件温和、操作简单、对环境友好和催化剂可重复回收利用等优点。     

微波条件下制备水溶性壳聚糖的研究

利用微波辐射,用过氧化氢作氧化剂,在酸性条件下,非均相降解高分子壳聚糖,制备了水溶性壳聚糖.设计了正交试验,得到的最优化条件为5%过氧化氢,4%氯化氢,微波功率约为320w,辐射3min,所得水溶性壳聚糖分子量为1.7×104,收率可达40%.     

硫化锰微晶简易可控合成与表征①

以氯化锰(MnCl_2·4H_2O)和硫化钠(Na_2S·9H_2O)为原料,采用水热法在不同的反应温度下成功得到了硫化锰微晶。产物经X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和激光共聚焦显微拉曼光谱仪测试表征后表明,水热反应温度对MnS的晶型影响很大,随着水热反应温度的升高,产物将从γ-MnS向α-MnS转变。200℃条件下通过水热法合成了形貌均一的八面体α-MnS。     

Fenton氧化降解苯胺及机制研究

以苯胺(C_6H_7N)废水为处理对象进行Fenton氧化降解试验,考察pH、H_2O_2投加量、n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))比值以及苯胺初始浓度对Fenton降解苯胺的影响,并分析其降解途径.结果表明:苯胺初始浓度为50~200mg·L~(-1),pH=2~4,n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))=10,n(H_2O_2)/n(C_6H_7N)=10~15,反应60min苯胺去除率达75.4%~87.4%;若苯胺浓度大于600mg·L~(-1),所需反应时间延长且降解率降低.检测发现苯胺降解需经过羟基化、取代、脱氢、开环产酸阶段,其中丁烯二酸为苯胺降解过程中产酸阶段重要的中间产物,且可生化性高,易降解.因此,认为在Fenton预处理苯胺过程中,可将苯胺降解到控制丁烯二酸阶段,以丁烯二酸作为后续生化处理目标污染物的处理方法有利于苯胺的完全矿化.     

吡啶酰胺配体杂化的Keggin型多酸基化合物的制备及光催化性质

水热条件下以一种吡啶酰胺(pa)为有机配体,合成了一种新的Keggin型多酸阴离子[PMo_(12)O_(40)]~(3-)基有机-无机杂化材料H_3[(pa)_2(PMo_(12)O_(40))]·2H_2O,利用X-射线单晶衍射技术确定了此化合物的晶体结构.测试结果表明此化合物分子式为C_(22)H_(25)Mo_(12)N_6O_(44)P,三斜晶系,P 1空间群,a=1.1084(5)nm,b=1.1229(5)nm,c=1.2322(5)nm,α=64.085(5)°,β=74.947(5)°,γ=69.487(5)°,V=1.2816(10)nm3,Z=1,Mr=2259.73,F(000)=1070,μ=2.983 mm~(-1),D_c=2.928 g/cm~3,S=1.028,R=0.0349,wR=0.0891.结构解析证明,此化合物是由有机吡啶酰胺配体和无机Keggin型多酸阴离子构筑的一种二维超分子结构的无机-有机杂化材料,其中吡啶酰胺配体与[PMo_(12)O_(40)]~(3-)多酸阴离子间存在的氢键起到了重要的作用.此外,对标题化合物在紫外光和太阳光下光催化降解亚甲基蓝的性能进行了测试.     

Fe3O4@ZIF-8/CA电极制备及其对罗丹明B废水降解研究

采用水热法制备出Fe_3O_4@ZIF-8核壳催化剂及碳气凝胶(CA)载体,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N_2吸附-脱附曲线等方法对催化剂及载体的性能进行表征,测出材料的形貌、内部结构及比表面积.采用Fe_3O_4@ZIF-8/CA作为电芬顿体系阴极,碳棒作为阳极,探究不同条件下罗丹明B的降解效果.结果表明,降解罗丹明B废水的最适条件是pH为7、电流密度为6 mA·cm~(-2)、催化剂负载量为200 mg、催化剂焙烧温度为750℃,在最适条件下,罗丹明B的降解率在60 min内即可达到95.6%.电极的稳定性测试实验表明,Fe_3O_4@ZIF-8/CA电极具有很好的稳定性,循环使用3次后,罗丹明B的降解率仍可达到91%.采用6 mA·cm~(-2)的最佳降解电流密度对碳气凝胶的H_2O_2产量进行测定,发现最高产量可达到84.14 mg/L,同时在降解过程的溶液中检测到·OH,由此对罗丹明B的降解机理进行了初步探讨.     

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。     

含锡钨硅酸盐异构体的形成、结构和化学性质

合成了一种未见报道的β-型含锡钨硅酸盐K_5SiSnW_(11)O_(30)(OH)·12H_2O。经x射线粉末衍射并指标化,结果表明,该晶体属于正交晶系,a=19.1605,b=16.5783,c=12.5652,α=β=γ=90.00°,V=3991.33~3,D_(obs)=5.31g/cm~3,D_(calc)=5.36g/cm~3,Z=4,与β-K_4SiW_(12)O_(40)·9H_2O同形。经IR、UV、DTA、TG表征,证实它跟属于六方晶系的α-K_5SiSnW_(11)O_(39)(OH)·17H_2O有区别,是一种β-Kenggin型几何异构体。     

溶剂热制备纳米Fe_3O_4及其高效Fenton降解4-氯苯酚

以Fe(NO_3)3·9H_2O为铁源,乙二醇为溶剂和还原剂,采用溶剂热法制备了Fe_3O_4磁性纳米颗粒.利用XRD、FT-IR和TEM对其进行了物相和形貌的表征,以4-氯苯酚(4-CP)为目标污染物,评价了其活化H_2O_2的性能.结果表明:制备的Fe_3O_4纳米颗粒近似呈球形,平均粒径约15 nm,能够有效地活化H_2O_2产生·OH并高效降解4-CP.在25℃,Fe_3O_4用量0.3 g·L~(-1),H_2O_2浓度1.6 mmol·L~(-1),初始pH=5.7时,所建立Fe_3O_4-H_2O_2氧化体系能在15 min内完全降解去除0.4 mmol·L~(-1) 4-CP,较相同条件下超声辅助反相共沉淀法制备的Fe_3O_4效果更好.Fe_3O_4活化H_2O_2降解4-CP的机理主要是因为新的溶剂热法可导致Fe_3O_4磁性纳米颗粒表面的富羟基化和配位作用.     

一种基于吡啶-吡嗪酰胺配体的Keggin型多酸基化合物的组装及光催化性能

设计合成一种新的吡啶-吡嗪酰胺配体(pdya=N-(吡啶-3-基)吡嗪酰胺),并将其与Keggin型多酸H_3(PMo_(12)O_(40))·6H_2O在水热条件下反应合成了一种新的多酸基化合物杂化材料{H[(Hpdya)_2(PMo_(12)O_(40))]}_n,并通过元素分析、红外光谱、热重和单晶X-射线衍射对化合物的结构进行了表征.标题化合物分子式是C_(20)H_(19)PMo_(12)N_8O_(42),三斜晶系,P 21/n空间群,Mr=2225.68,V=2.6536(2)nm~3,a=1.23920(6)nm,b=1.53750(7)nm,c=1.40440(7)nm,β=97.3830(10)°,Z=2,Dc=2.784 g/cm~3,μ=2.877 mm~(-1),F(000)=2098,Rint=0.0401,R=0.0749,wR=0.2187.标题化合物的结构单元中包含游离的质子化的有机吡啶-吡嗪酰胺配体Hpdya和无机Keggin型[PMo_(12)O_(40)]3-多阴离子,并通过吡啶-吡嗪酰胺配体和[PMo_(12)O_(40)]3-多酸阴离子间存在的氢键作用拓展成一维超分子链结构.标题化合物作为一种新的无机-有机杂化材料不仅有较好的热稳定性,而且其在紫外光照射下可以有效的催化降解有机染料分子.     

ZnFe_2O_4/Ag_3PO_4的制备及其可见光催化降解性能的研究

通过微波水热法合成了ZnFe_2O_4/Ag_3PO_4复合材料,进行了XRD、红外及紫外-可见漫反射表征。并用含10%ZnFe_2O_4的复合材料对50 ppm的罗丹明B(Rhodamine B)、甲基橙(Methyl Orange)、亚甲基蓝(Methylene Blue)染料在模拟太阳光的条件下进行光催化降解。实验结果表明:在降解甲基橙(阴离子型染料) 2 h后降解率仅达20%,降解亚甲基蓝(阳离子型染料) 2 h后降解率达83%,降解罗丹明B (中性分子染料) 2 h后的降解率达到了90%以上,表明这一复合材料是非阴离子型光降解催化剂,对中性染料降解效率大于其它离子型染料;而在5%、10%的复合材料对罗丹明B光催化降解中,10%的复合材料2 h的降解率超过90%,5%的复合材料2 h的降解率接近100%.而且复合材料具有良好的磁性能,有利于回收利用。     

超细焦锑酸钠的制备及粒度调控

以Sb_2O_3为原料,采用配合氧化法制备超细焦锑酸钠。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和激光粒度分析对焦锑酸钠的结构、形貌和粒度进行表征,并对焦锑酸钠成分进行分析。研究搅拌速度、酒石酸(C_4H_6O_6)和氯化钠(Na Cl)用量以及浆化反应时间对焦锑酸钠粒度的影响。研究结果表明:在浆化阶段加入酒石酸将Sb_2O_3溶解生成配合物,再在碱性条件氧化可显著抑制焦锑酸钠颗粒的长大速度,颗粒粒度从39.62μm降至2.61μm,形貌由四方转变为球形颗粒。焦锑酸钠晶体生长存在沉淀-溶解动态平衡。在搅拌速度为400 r/min,物质的量比即n(C_4H_6O_6):n(Na Cl):n(Sb_2O_3)=5:12:1,浆化反应时间为120 min的条件下,可得到平均粒度为2μm左右,晶形完整的焦锑酸钠产品,锑质量分数为49.02%,纯度大于99%。     

磷—钒—钼杂多酸的降解过程及其降解产物的合成

研究了H_mPV_nMo_(12-n)(n=0～2)的降解过程,结果表明:随钒取代数n的增大,其降解产物愈趋稳定。对于钒取代数小的杂多酸。在降解过程中会自动转化成更稳定的钒取代数较大的降解产物。合成了H_5PV_2Mo_(10)O_(40)的降解产物(NH_4)_7H_2PV_2Mo_9O_(39)·15H_2O。利用紫外、红外、热重—差热、x射线粉末衍射等对所合成的产物进行了初步研究。     

H_3PW_(12)O_(40)/GO复合材料的制备及光催化性能研究

以磷钨酸(H_3PW_(12)O_(40))和氧化石墨烯(GO)为原料,采用水热方法通过改变反应温度制备H_3PW_(12)O_(40)/GO复合材料。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)对合成的材料进行表征及形貌分析,以H_3PW_(12)O_(40)/GO复合材料作为光催化剂催化降解甲基橙、结晶紫、刚果红染料溶液,结果表明:H_3PW_(12)O_(40)/GO复合材料降解甲基橙溶液脱色率达到85.62%,降解结晶紫溶液脱色率达到89.78%,降解刚果红溶液脱色率达到82.62%。     

β-FeOOH/盐酸羟胺/H_2O_2非均相Fenton降解酸性橙Ⅱ

利用水热法合成棒状β-FeOOH,研究了在β-FeOOH/H_2O_2组成的非均相Fenton体系中加入低浓度的盐酸羟胺(HH)对酸性橙Ⅱ(AOⅡ)的去除效果,同时考察了pH值、H_2O_2浓度、HH浓度对其去除率的影响.结果表明:反应体系pH值、H_2O_2浓度、HH浓度对AOⅡ去除效果有较大影响,当反应体系pH值为3.0、c(H_2O_2)和c(HH)分别为2.5,0.5 mmol·L~(-1)时,β-FeOOH对AOⅡ的去除率较高,达到97.82%.该体系由均相和非均相Fenton反应体系共同组成,自由基捕获实验结果表明该体系的活性物为·OH.洗脱实验证明吸附阶段去除的AOII在催化阶段被降解.经4次循环使用之后β-FeOOH仍有较高的催化活性.     

多酸基MOFs光催化降解染料性质的研究

采用水热法合成了金属有机骨架材料(MOFs)HKUST-1(化合物1),多酸基MOFs材料[Cu_2(BTC)_(4/3)(H_2O)_2]_6[HPMo_(12)O_(40)]·(C_4H_(12)N)_2·xH_2O(化合物2)和[Cu_2(BTC)_(4/3)(H_2O)_2]_6[HPW_(12)O_(40)]·(C_4H_(12)N)_2·xH_2O(化合物3).使用X-射线粉末衍射(XRD)仪对样品的纯度进行了表征.选择了尺寸不同、所带电荷不同的亚甲基蓝、罗丹明B和甲基橙三种染料分子进行光催化降解实验.研究结果表明,化合物2和化合物3对亚甲基蓝和罗丹明B都表现出很好的光催化降解效果,在染料废水处理方面存在着潜在的应用前景.