四氮杂卟啉铁(II)催化降解水中有机污染物

详细介绍了利用一种新的铁四氮杂卟啉作为催化剂活化氧降解水中染料如酸性品红、甲基橙、罗丹明 B( Rh B)和有毒有机分子对硝基苯甲酸 ( NBA)的初步研究结果 .用紫外可见光谱 ( U V- Vis)、高效液相色谱 ( HPL C)和红外光谱 ( FRIR)检测表明 :铁四氮杂卟啉 / H2 O2 体系有很好的氧化性 ,能使酸性品红、甲基橙褪色 ,但氧化效率下降较快 .发现了铁四氮杂卟啉 / O2 体系有很好的氧化性能且效率高 ,此体系能使有毒有机分子对硝基苯甲酸 NBA氧化开环 ,氧化率达 85 % ,在酸性、中性和碱性环境中都具有一定的氧化性 .7h内 ,在中性和酸性水中罗丹明 B降解近2 0 % ,尤其在碱性水中的降解达 5 2 % .     

活化分子氧降解水中有机污染物的CODCr值测定

用新型仿生催化剂--四氮杂卟啉铁[FePz(dtn)4]活化分子氧降解了水中难降解有机污染物:对-硝基苯甲酸(NBA)和罗丹明B(RhB).将该催化剂固载到离子交换树脂上,在含有高浓度生物难降解有机物的水溶液中鼓入氧气,在非均相水溶液中分子氧经催化活化有效氧化降解了有机物分子.用重铬酸钾法(CODcr)测定了水溶液中的降解产物的百分含量,并用相对COD值表示催化剂活化分子氧降解有机污染物的矿化率.实验表明催化氧化降解效率与鼓氧时间成正比.在没有光照情况下鼓氧24h后对-硝基苯甲酸的矿化率为12%,罗丹明B为11%.     

催化降解水中有机污染物生成CO2的测定

设计了一套简易的装置和改进的方法来检测催化降解有机污染物过程中最终矿化所产生二氧化碳的量.利用四氮杂卟啉铁(FePz(dtn)4)负载在离子交换树脂上来活化分子氧降解了水中难降解的有机污染物--对硝基苯甲酸(NBA).采用饱和的氢氧化钡溶液来吸收有机物降解反应中所产生的二氧化碳,同时用沉淀分离滴定法来测定生成二氧化碳的量,即可计算出有机污染物降解的矿化率,其方法误差为4.2%.实验表明:在可见光光照7h后,对硝基苯甲酸碱性溶液中的矿化率可达到11.3%.     

亚酞菁/二氧化钛纳米复合材料的制备及其光催化性能

采用溶胶凝胶法制备纳米TiO_2,以亚酞菁(SubPc)为光敏剂,利用化学修饰法合成系列不同质量配比的TiO_2-SubPc(Br)纳米复合材料,以提高TiO_2在可见光下的光催化性能。利用粉末X-射线衍射(PXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对催化剂进行表征。在可见光下研究TiO_2-SubPc(Br)光催化剂对酸性及碱性有机染料(甲基橙、亚甲基蓝、酸性品红和溴酚蓝)的降解效果。结果表明,加入敏化SubPc(Br)的TiO_2光催化剂对4种有机染料均有较好的降解效果,其中ω(TiO_2)∶ω(SubPc(Br))=25∶1的TiO_2-SubPc(Br)光催化剂降解效果最为显著,对酸性品红和溴酚蓝的降解率分别可达到97%和99%。     

Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2协同催化氧化降解甲基橙

考察pH值、温度、H2O2、Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅱ)添加量对Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2催化氧化降解甲基橙(MO)的影响。提出了羟基自由基降解甲基橙的机理,并通过数据处理得到了甲基橙的降解动力学模型。研究结果表明:Cu(Ⅱ)和Fe(II)对甲基橙的降解存在协同催化效应,处理200 mL质量浓度为1.5 g/L的甲基橙模拟废水的最佳催化氧化条件为:pH 3.0,温度60℃,过氧化氢(体积分数30%)10 g/L,硫酸铜4.0 g/L,硫酸亚铁0.1 g/L,反应速率常数0.943 min-1;Cu(Ⅱ)-Fe(Ⅱ)-H2O2催化体系对甲基橙的降解速率高,5 min即可实现对甲基橙的完全降解。     

四羟甲基四(1,4-二噻英)四氮杂卟啉锌的合成、表征与性能

采用模板法合成了四羟甲基四(1,4-二噻英)四氮杂卟啉锌ZnPz(CH_2OH-dtn)_4,结构经元素分析、UVVis、XPS和IR光谱的表征,通过循环伏安法测试了ZnPz(CH_2OH-dtn)_4的电化学性质.以罗丹明B(RhB)为降解模型分子,初步考察了ZnPz(CH_2OH-dtn)_4在温和条件下的光催化性能.研究表明:羟甲基四氮杂卟啉锌有较好的活化分子氧的能力.     

两种MOFs材料降解染料废水的光催化活性

以吡啶羧酸配体3-吡啶-4-苯甲酸(3,4-HPBC)为构筑块,过渡金属Ni(Ⅱ)和Co(Ⅱ)作为中心离子,合成了两种MOFs材料,[Ni(3,4-PBC)_2(H_2O)](1)和[Co(3,4-PBC)_2(H_2O)](2)。以酸性品红和甲基橙溶液为模型污染物,考察了两种MOFs材料和敏化TiO_2复合材料对这两种污染物的光催化降解性能。结果表明:两种MOFs材料和敏化TiO_2复合材料对两种污染物具有较好的光降解活性。     

甲基橙在聚吡咯/纳米SiO_2复合材料上的氧化性能

采用紫外-可见光谱法研究了甲基橙在聚吡咯/纳米Si O2复合材料(PPy/n-Si O2)上的氧化性能.结果表明:在弱酸性介质中,PPy/n-Si O2对甲基橙的氧化性能明显优于聚吡咯;反应5~40 min时,甲基橙氧化反应符合表观一级反应动力学;反应60 min时,甲基橙的降解率可达到94.7%;PPy/n-Si O2经二次回收再生后,反应60 min时甲基橙降解率为96.5%.     

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。     

四(4-磺基苯基)卟啉自组装催化剂的制备及其可见光光催化性能研究

本文以四(4-磺基苯基)卟啉(TPPS)与硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)为原料制备了卟啉自组装催化剂(Zn-TPPS-Zn),利用紫外可见光谱对其进行光化学表征.在可见光下(λ≥420nm)照射下,以光催化降解染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)为探针反应,探讨了Zn-TPPS-Zn光催化过程中活化O2对RhB的光催化降解活性.实验表明,RhB光催化降解的最佳条件为:pH 6.89、催化剂投加量0.33g/L.催化剂循环实验表明Zn-TPPS-Zn在可见光下对RhB的降解具有一定的稳定性,但还需进一步改善.通过跟踪测定Zn-TPPS-Zn/RhB/Vis光催化反应体系中氧化物种(H2O2和·OH)相对含量的变化,表明其光催化反应主要涉及羟基自由基(·OH)历程.     

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。     

铁氧化物/石墨烯复合光催化材料的制备及其光催化性能研究

采用水热合成技术和原位调控技术,以富含羟基组分的甘油物质丙三醇作为催化剂的结构导向剂,可控合成高可见光活性的α-Fe2O3纳米粒子,并进一步制备出形貌结构可控的α-Fe2O3/石墨烯可见光复合催化剂.利用TEM、XPS、XRD等对复合材料进行表征,考察其在可见光条件下降解水中甲基橙(MO)的效能,并对光催化氧化机制进行初步探讨.结果显示,随着催化反应时间的增加,甲基橙的降解率不断增大.在溶液p H值为2、催化剂投加量为0. 1 g时,甲基橙降解率最高;无机盐离子对降解过程存在抑制作用,Na3PO4的抑制效果最显著.     

Ba4In2O7纳米棒薄膜的制备与光催化性能

采用溶胶凝胶法在石英基体上制备Ba4（In0.95Cr0.05）2O7薄膜。通过X射线衍射，扫描电镜，紫外漫反射光谱，光照下水溶液中甲基橙降解实验表征材料性能。SEM结果表明薄膜由均匀纳米棒组成，紫外漫反射结果表明材料吸收边为450nm，具有较宽的光谱响应范围。光催化实验表明材料在2h内甲基橙降解率达到76％。由于该材料易于回收再利用，可重复使用，并且其光催化效率可通过材料和光催化反应体系的不断改性来继续提高，因而在光催化方面具有较理想的研究及应用前景。     

钨/钼/磷钨/磷钼酸铋盐的催化性能

利用水热和共沉淀法合成了钨酸铋、钼酸铋、磷钨酸铋和磷钼酸铋4种铋系催化剂,通过红外光谱(IR)、紫外光谱(UV-vis)、荧光光谱(FL)、X-ray粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对所合成样品的形貌和性质进行表征.从制备条件、焙烧温度、不同降解底物等方面对4种催化剂的催化降解性能进行探究和对比,发现当钨酸铋催化剂中W与Bi物质的量之比为1∶2的未焙烧的催化剂催化降解4mg/L的罗丹明B(RhB)的效果最佳,可达98.1%,并对甲基橙、亚甲基蓝等多种有机污染物有一定的催化降解效果;钨酸铋、钼酸铋催化剂也分别对RhB、甲基橙、亚甲基蓝等有良好的催化效果;而磷钼酸铋对上述污染物催化降解效果较差.     

BiOI/TiO_2异质结的制备及可见光催化性能

以四氯化钛为钛源,硝酸铋为铋源,采用简单易控低温水解的方法,合成了BiOI/TiO_2异质结,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等仪器对样品进行了表征.研究了BiOI/TiO_2异质结在可见光下对罗丹明B与甲基橙的催化降解性能.研究结果表明:BiOI/TiO_2 p-n结的形成,提高了可见光催化活性.100℃反应10h样品氙灯(300W,λ420nm)照射1h对罗丹明B降解率达98.6%,照射2h对甲基橙的降解率达84.3%.     

贵金属氧化物涂层电极催化降解苯胺

采用贵金属氧化物涂层电极对不同体系苯胺溶液进行了电化学催化氧化研究.结果表明:中性与碱性体系的降解过程类似,按苯胺—苯醌—马来酸的过程氧化降解,但由于碱性体系易于析氧而降低了降解效率;酸性体系生成聚苯胺物质增加了降解难度,降解效率最低.分析表明,苯胺在电化学催化氧化时最易形成对位和间位中间产物,而其对位和间位中间产物又难于降解,这是苯胺难于降解的根本原因.提出了在电解苯胺溶液过程中增加物理过滤步骤的新工艺.该工艺不仅能够有效地降解苯胺,化学需氧量(CODCr)去除率达到82%,且提高降解速度,降低能耗.     

氧化石墨烯和石墨烯对离子型染料不同吸附性能研究

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,将其采用水合肼还原获得石墨烯,以氧化石墨烯和石墨烯为吸附剂,分别采用透射电镜(TEM),傅里叶变换红外光谱(FT-IR),拉曼光谱(RS)和X射线衍射光谱(XPS)对阴阳离子的不同吸附性能进行了分析表征.结果表明:两吸附剂对罗丹明B的吸附能力较甲基橙强,最大吸附容量分别为551.2 mg/g和476.2 mg/g,各吸附体系中的吸附行为都符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学反应特征.     

金属离子掺杂对TiO2光催化性能影响分析

TiO2光催化剂可有效去除水中有机污染物。本文采用溶胶—凝胶法(Sol—gel)制备了掺杂不同含量金属离子的复合型TiO2光催化剂，光催化降解甲基橙溶液实验结果表明：掺杂Cr^3 的TiO2光催化活性明显高于单一TiO2和其他几种掺杂催化剂的光催化活性；当Cr^3 的掺入比例约为1．0％时，其光催化活性最高，紫外光照4h甲基橙的降解率达到90％以上，可见光照射6h甲基橙的降解率达85％以上。可望将掺杂金属离子的纳米TiO2作为一种有效的光催化剂，广泛应用于被污染水体的净化处理。     

商用纳米TiO2对罗丹明B溶液的光催化降解性能

本实验采用P25(商用纳米TiO2)为光催化剂,以罗丹明B溶液的降解为模型反应,讨论了降解体系pH值及外加氧化剂H2O2的用量对罗丹明B溶液降解效果的影响.实验结果表明,在250W汞灯的照射下,单独使用P25,140 min时罗丹明B的降解率低于5％,但增加体系的酸度或者加入一定量氧化剂H2O2时,P25对罗丹明B的降解率有明显改善.当pH值为3,加入1.5mLH2O2时,80 min时罗丹明B的降解率即可达到90％以上,而当pH值为6时,需加入5mL H2O2,120 min时罗丹明B的降解率才能达到90％以上.     

PW11Mn/有机陶瓷膜的制备及可见光催化性能

高级氧化法产生的具有强氧化性的·OH、·O2 -等可以把水体中有害的有机物大分子 氧化成CO2、H2O 等小分子物质。以甲基三甲氧基硅烷为有机陶瓷的前驱体，以Keggin 型锰取代杂 多阴离子PW11O39Mn（II）（H2O）5-［PW11Mn］为可见光活性组分，采用溶胶-凝胶法制备PW11Mn/有机 陶瓷膜光催化剂，并进行了IR、UV-Vis DRS 以及SEM 等表征。通过高级氧化法对罗丹明B（RhB） 的光降解反应来评估其光催化活性，同时探究了PW11Mn 负载量、煅烧温度对PW11Mn/有机陶瓷膜 光催化性能的影响。实验得出，100 ℃时煅烧的PW11Mn 负载量为2.0 g 的PW11Mn/有机陶瓷膜对罗 丹明B 降解效果最佳。