Dawson结构磷钨酸的电化学及光催化性能研究

制备了Dawson结构磷钨酸(H6P2W18O62.13H2O),通过UV-Vis及电化学方法分别对其结构和电化学性能进行了表征.以甲基橙溶液(MO)为模拟工业染料废水,研究Dawson结构磷钨酸在紫外光照射下催化剂的光催化性能.研究结果表明,在pH值2时,催化剂表现出较强的氧化还原能力;在优化条件下,即催化剂用量为1.5 g/L、甲基橙初始浓度为10 mg/L、紫外光照时间为120 min时,甲基橙降解率为93.83%.     

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。     

BrO_3~-离子对TiO_2光催化性能影响的研究

TiO_2因其活性高、价格低廉、性质稳定等特点已成为环境净化开发应用方面最有价值的光催化材料之一。但由于TiO_2光谱响应范围窄,只能利用紫外光,对太阳能的有效利用率低。因此,需要改变反应条件以拓宽光响应范围和增强其光催化性能。论文以甲基橙为目标降解物,研究在紫外光和可见光下的反应体系中,添加Br O3-的阴离子对TiO_2光催化性能的影响。结果表明:在紫外光和可见光下,当溶液初始p H为3、TiO_2投加量为2.0g/L,添加Br O3-浓度为6mmol/L时,对TiO_2光催化降解甲基橙都有促进效果,反应速率增大,反应时间缩短。且在可见光下,未添加Br O3-时TiO_2光催化降解甲基橙的降解率仅为20%;添加Br O3-后降解速率提高50倍以上,反应进行至35min时甲基橙可以完全降解。     

TiO2/竹炭复合材料对甲基橙的吸附和光催化降解动力学

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/竹炭复合材料,并研究其对甲基橙的暗态吸附规律和光降解性能。结果表明:复合材料对甲基橙的吸附是物理吸附,吸附规律较好地符合Freundlich吸附等温模型;复合材料对甲基橙溶液的降解率随pH值升高而降低。在pH≈3时,紫外光辐照90 min条件下,复合材料投加量为16g/L时,对3.0×10-5mol/L的甲基橙溶液的降解率可达到90.68%;复合材料对甲基橙光催化反应可用一级反应动力学方程进行描述。     

Cu_2O光催化氧化处理甲基橙废水的效能分析

在太阳光下采用Cu2O光催化剂处理不同质量浓度的甲基橙废水.实验结果表明,Cu2O光催化可以高效降解甲基橙.在反应6 h后,COD质量浓度为392.05 mg/L的甲基橙废水COD降至17mg/L以下,去除率高达95.7%;随着质量浓度的升高,COD去除率略有下降,当COD质量浓度为1264.2 mg/L时,COD去除率降至87%.Cu2O降解甲基橙的最佳投加量为0.6 g Cu2O/g甲基橙.     

聚吡咯-碳酸银复合物的制备及光催化降解甲基橙的研究

在超声波作用下以硝酸银和碳酸钠制备超细碳酸银粉末,在冰浴条件下采用吡咯的原位聚合法,以过硫酸铵为氧化剂,制备聚吡咯-碳酸银复合材料,并以IR及激光粒度仪对复合材料进行了表征。将复合材料作为催化剂,模拟自然光照射下降解甲基橙水溶液,当复合材料用量为0.4 g,甲基橙溶液的p H为6.0,温度为40℃,甲基橙初始浓度为10 mg/L,降解时间为2.5 h时,甲基橙的降解率最高可达98.43%。     

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。     

聚吡咯-氧化亚铜复合物可见光催化降解甲基橙的研究

在超声条件下以葡萄糖和硫酸铜为原料制备氧化亚铜,并以三氯化铁为氧化剂,使吡咯在氧化亚铜表面进行原位聚合法制备聚吡咯-氧化亚铜复合物。在可见光照射下,以制备的复合物为催化剂降解甲基橙水溶液,研究了复合物用量、甲基橙初始浓度、光照时间及溶液p H值等因素对降解率的影响。研究结果表明,当复合物用量为0.10 g、甲基橙初始浓度为20 mg/L、光照时间为2 h、溶液p H值为9¹0时,甲基橙的降解率达到95.23%。复合材料的IR图谱在3 433.36、3 319.55、3 00310时,甲基橙的降解率达到95.23%。复合材料的IR图谱在3 433.36、3 319.55、3 003³ 077及1 655.15 cm-1出现了吡咯的特征吸收,与文献报道结果一致。     

BiOI/ZrO2光催化降解甲基橙性能研究

采用沉淀-浸渍法制备了不同BiOI负载量的BiOI/ZrO_2催化剂,并考察了不同BiOI负载量对BiOI/ZrO_2催化剂光催化降解甲基橙性能的影响.结果表明,随BiOI负载量的增加,BiOI/ZrO2催化剂吸附甲基橙和降解甲基橙的能力都先升高后降低.当BiOI与ZrO_2物质的量比为0.5时,催化剂吸附甲基橙的能力和光催化降解甲基橙的能力都达到最佳,甲基橙吸附率达到了69.7%,甲基橙降解率达到了94.9%.在BiOI负载量相同和制备方法相同情况下,BiOI与ZrO_2物质的量比为0.5的催化剂吸附和降解甲基橙能力都比纯BiOI的强.甲基橙在不同BiOI负载量的BiOI/ZrO_2催化剂上降解反应为一级反应,BiOI与ZrO_2物质的量比为0.5的催化剂上速率常数最大(0.024 min~(-1)).     

纳米磁性膨润土复合材料表征及降解甲基橙研究

以纯化膨润土为原料,通过铁盐与膨润土浆液反应制备非均相纳米磁改性Fe3O4/膨润土复合材料,研究其对甲基橙的降解性能。结果表明,纳米磁性颗粒以Fe3O4附载于膨润土上形成磁性集合体,其对甲基橙废水等温吸附符合Langmuir等温吸附模型。在pH为7、温度为25℃、纳米磁性膨润土投加量为1g/L、H2O2投加量为2.5mmol/L、降解时间为120min条件下,对模拟甲基橙废水降解率达96%,CODCr去除率为94.7%,色度去除率为88.8%。     

PW12/PANI/TiO2复合纳米材料的制备、表征及光催化性能研究

以(NH4)2S2O8为氧化剂,用化学氧化法在纳米TiO2颗粒表面包覆聚苯胺薄膜, 通过静电自组装方法简单、快捷地制备了一种新型的复合光催化剂PW12/PANI/TiO2,并通过红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、X-射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等对光催化剂进行了表征. 同时,利用甲基橙的降解实验对催化剂的性能进行了评价. 结果表明, 该光催化剂具有很高的催化活性, 90 min 时甲基橙的脱色率达到98%以上,降解反应符合一级动力学方程和Langmuir-Hinshelwood动力学模型.     

高压放电降解甲基橙废水的研究

通过对放电电压、甲基橙浓度、降解时间和溶液电导率等因素的考察,研究了高压放电降解甲基橙废水工艺.研究表明:在输入电压为11.2 kV,高压放电时间为10 min时,甲基橙的降解率能达到99%以上;甲基橙在高压放电下的降解反应属于假一级反应,随着初始浓度的增加,降解速率增加,降解后溶液呈酸性;甲基橙废水的电导率影响甲基橙的降解,随废水电导率增加,甲基橙降解率下降.甲基橙废水经高压放电后,废水的COD降解了87%,降解后水体澄清透明.     

纤维素/二氧化钛复合材料的光催化性研究

通过控制尿素分解速率来改变体系pH的方法,将钛酸丁酯水解的胶体二氧化钛吸附到天然高分子纤维素上,得到纤维素/二氧化钛复合材料.分别以紫外光或太阳光为光源,研究纤维素/二氧化钛复合材料对甲基橙水溶液的催化降解性能.用傅里叶红外光谱仪表征了复合材料的结构.结果表明:二氧化钛与纤维素形成的氢键等分子间作用力使二氧化钛被吸附到纤维素上,复合材料出现787cm 1的O Ti O键的吸收峰.纤维素与钛酸丁酯的较佳比例为20g与4.3mL.在紫外光照射100min下,复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解率为100%;在太阳光照射150 min,复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解率为81%;复合材料可反复降解甲基橙水溶液5次.本实验合成的纤维素/二氧化钛复合材料具有可完全生物降解、能利用太阳光、反复催化降解甲基橙水溶液的特性,可应用于处理甲基橙等染料废水.     

自由基降解甲基橙溶液试验

针对含有偶氮类难降解有机物的染料废水具有色度大,生物可降解性低,难于处理等特点,模拟了有典型偶氮结构的甲基橙染料废水,对强电离放电产生的自由基溶液降解甲基橙进行了研究,讨论了pH值、甲基橙溶液初始质量浓度、自由基溶液质量浓度、温度以及反应时间等因素对甲基橙溶液降解性能的影响.结果表明,酸性条件有利于甲基橙溶液的降解,pH=1.5时,自由基氧化降解200 mg/L的甲基橙溶液3 min后,其COD的去除率和脱色率最大值分别达到86.87%和88.53%.对比甲基橙溶液处理前后紫外-可见光谱图的变化,发现经自由基降解后,偶氮键及苯环都受到破坏,大部分甲基橙分子已经氧化分解.     

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。     

TiO_2/甲壳素光催化降解甲基橙的性能

以钛酸四丁酯为钛原料,通过升高温度使尿素逐渐分解的方法制备胶体TiO2,将胶体TiO2固定到甲壳素上得到TiO2/甲壳素。以甲基橙水溶液为光催化降解模型,用分光光度计法测定TiO2/甲壳素的光催化性能。结果表明:在100 min的紫外光下,TiO2/甲壳素对甲基橙的催化降解率达到75.6%;经150 min太阳光照射,TiO2/甲壳素对甲基橙的降解率达到52.3%。TiO2/甲壳素对甲基橙10次的降解率在45.1%到73.9%之间。TiO2/甲壳素的红外光谱图有O-Ti-O键的特征吸收峰952.8 cm-1。本工作制备的TiO2/甲壳素具有良好的光催化降解甲基橙的能力。     

TiO2/浮珠负载型光催化剂的制备及其光催化性能

为提高光催化降解印染废水的效率,以空心结构微珠(浮珠)为载体,将TiO2溶胶-凝胶负载于表面,制备一系列不同焙烧温度、不同负载次数、具有高催化性能的负载型光催化剂.通过对甲基橙溶液光催化降解实验,研究了焙烧温度、负载次数、甲基橙溶液的初始质量浓度对光催化性能的影响.实验结果表明:500℃焙烧、负载4次时制得的负载型光催化剂催化活性最高,光照反应120 min5、mg/L的甲基橙溶液降解率为69%;降低甲基橙溶液初始质量浓度,其降解速率明显提高.     

软模板法合成纳米Cu_2O及其光催化研究

采用不同分子量的聚乙二醇(PEG)形成不同大小的胶束为模板,在室温下碱性沉淀制备出多孔性的氧化亚铜纳米粒子。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对合成产物的晶体结构和微观形貌进行表征,以甲基橙和刚果红的光催化降解为模型,评价了不同分子量聚乙二醇所制备氧化亚铜的光催化性能。结果表明,添加分子量35000的Cu2O对30 mg/L甲基橙催化降解效果最好,40 min达91.49%;添加分子量为200的Cu2O降解30 mg/L的刚果红30 min暗反应后,吸附降解率达95.11%;添加分子量3 5000的Cu2O循环使用4次降解率保持在94%以上。     

软模板法合成纳米Cu2O及其光催化研究

采用不同分子量的聚乙二醇（PEG）形成不同大小的胶束为模板,在室温下碱性沉淀制备出多孔性的氧化亚铜纳米粒子。利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对合成产物的晶体结构和微观形貌进行表征,以甲基橙和刚果红的光催化降解为模型,评价了不同分子量聚乙二醇所制备氧化亚铜的光催化性能。结果表明,添加分子量35000的Cu2O对30 mg/L甲基橙催化降解效果最好,40 min达91.49%;添加分子量为200的Cu2O降解30 mg/L的刚果红30 min暗反应后,吸附降解率达95.11%;添加分子量35000的Cu2O循环使用4次降解率保持在94%以上。     

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.