MnO_2-CuO-CeO_2复合催化剂的制备及处理化工集装罐清洗废水的应用

针对非均相贵重金属催化剂成本高,非均相过渡金属催化剂性能良好、成本低,但使用寿命短、易流失的特点,研制高效复合MnO2-Cu O-CeO2非均相过渡金属催化剂.采用正交实验对催化剂制备过程中的n(Cu)∶n(Mn)、Ce的摩尔分数、焙烧温度、焙烧时间进行探讨,确定最佳制备条件,并对其结构和组成通过扫描电镜分析、X射线衍射分析及热重分析进行表征.用该催化剂催化氧化模拟苯酚废水,对催化剂用量、氧化剂H2O2用量、反应温度、反应时间进行优化,确定最佳反应条件并利用其进行降解化工集装罐清洗废水的应用研究.研究表明催化剂MnO2-Cu O-CeO2的最佳制备条件为:n(Cu)∶n(Mn)=4∶6、Ce的摩尔分数为10%、焙烧温度为600,℃、焙烧时间为4,h.催化氧化法处理苯酚废水的最佳工艺参数:催化剂用量0.8,g/L、H2O2用量与COD比值为3、反应温度170,℃、反应时间1,h.化工集装罐清洗废水COD去除效果显著,COD去除率达到95%左右.     

人造沸石负载TiO2光催化降解水中苯酚的研究

采用溶胶-凝胶法制备人造沸石负载型TiO2光催化剂，用XRD分析了其晶型结构，以300W中压汞灯为实验光源对苯酚进行了光降解研究。考察了催化剂热处理温度、TiO2负载量、催化剂用量、降解温度、光强度和H2O2用量等因素对降解率的影响。结果表明，浓度为15mg／L的苯酚溶液，催化剂焙烧温度为5000℃，TiO2负载量为15．7％，用量为2～3g／L，在300℃连续光照3h时，苯酚溶液的降解率可达到87．4％。     

MnO_2@NiCo_2O_4核-壳异质结构的构筑及电化学性能和催化性能

采用2步水热法制备出1种以NiCo_2O_4纳米线为核,MnO_2纳米颗粒为壳的三维结构MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料。通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对复合催化剂的结构和形貌进行表征;通过循环伏安法(CV),恒流充放电性能(GCD)和电化学阻抗谱(EIS)来进行表征复合材料的电化学性能;通过O_3催化降解装置对复合材料的催化性能进行研究。结果表明:MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料在频率范围为0.1～10 000 Hz时阻抗较低;通过降解实验发现,MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam对O_3的降解率高于50%,表现出良好的催化效果。这表明MnO_2@NiCo_2O_4@Ni-foam复合材料在降解O_3,净化空气方面有广阔的应用前景。     

TiO2/沸石微粒的制备及其光降解甲基橙的性能研究

以钛酸丁酯为钛源,180目天然沸石为载体,用溶胶-凝胶-浸渍法制备了不同涂膜层数的TiO2/沸石微粒光催化剂,用X射线衍射和红外光谱对其进行了表征.以甲基橙为目标降解物,在光照强度、甲基橙初始浓度、催化剂投加量与空气通入量一定的光催化反应器中,通过30min光催化降解的吸光度变化,考察了TiO2涂膜层数、催化剂重用性能等不同条件下催化剂的光催化活性.结果表明,涂覆5层、 120℃下干燥12h、200℃煅烧2h时的TiO2/沸石微粒对沸石结构没有影响,TiO2与沸石间形成了较强的Ti-O-Si化学键合,光催化活性最高,投加1.0mL H2O2,重复使用4次后再生,其光催化活性由59.35%恢复至82.3%.     

金属酞菁负载分子筛对孔雀石绿的降解

采用浸渍法制备了4种负载型金属酞菁催化剂:MCM-41-α-(C5H11O)4PcCo(Ⅱ)[Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)].并在室温(25±1℃)中性以及可见光条件下,考察了上述催化剂中心金属、催化剂用量、H2O2浓度以及重复利用方面对孔雀石绿降解速率的影响.研究结果表明:4种催化剂均具有良好的催化性能,在相同条件下, MCM-41-α-(C5H11O)4PcCo的催化效果最好,并且其浓度在0.7g/L(质量为20mg),H2O2浓度为10mmol/L条件下,孔雀石绿在10min内降解率可达92%.对重复性的研究表明该种负载催化剂具有良好的重复利用性     

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。     

溶胶-凝胶法制备TiO2/SiO2复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯、正硅酸四乙酯制备了TiO2/SiO2复合材料,利用XRD对复合材料的物相结构进行了表征,表明制备的TiO2/SiO2复合材料为锐钛矿型.FTIR表明复合材料形成了Si—O—Ti的网络结构,TG-DTA表明复合材料的热性能提高.以罗丹明B为降解物,探讨了该复合材料的光催化活性,考察了固液比、pH值、时间对降解效果的影响,结果表明,TiO2/SiO2复合材料对罗丹明B降解率明显高于纯TiO2,当固液比为6g/L、pH为6、降解时间为120min时降解率可达到94.59%.     

微波制备沸石负载N/TiO_2光降解催化剂及对罗丹明B的降解

以沸石为载体,以钛酸丁酯和尿素为助剂,采用溶胶-凝胶法制备沸石负载N/TiO2光降解催化剂.在可见光下对罗丹明B进行降解实验,讨论影响罗丹明B降解性能的主要因素.结果表明,当微波反应15min,焙烧温度为450℃、催化剂用量为40 mg/L、光照时间为30 min时,样品对罗丹明B的降解率可达99.2%以上.光降解催化剂再生后重复使用4次,降解率仍可达89.7%.     

过硫酸钠协同锰酸钇催化超声波降解日落黄

采用共溶胶凝胶法制备锰酸钇(YMnO3)催化剂,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)对催化剂进行表征.研究Na2S2O8协同锰酸钇催化超声波降解日落黄,探究了pH、初始浓度、催化剂用量、Na2S2O8浓度、超声功率对降解的影响.结果 表明,在超声波条件下pH为3,日落黄初始浓度为50 mg/...     

纳米磁性Fe_3O_4催化H_2O_2氧化降解亚甲基蓝的研究

通过溶液直接沉淀法制备了纳米磁性Fe3O4催化剂,采用粉末X射线衍射、扫描电镜和拉曼光谱对样品进行了表征.以难生物降解的亚甲基蓝(MB)为分子探针,探究了反应溶液的p H、H2O2用量、催化剂用量及MB的初始浓度等因素对其催化氧化降解效率的影响.结果表明:纳米晶Fe3O4是高效的非均相类Fenton催化剂.当催化剂用量为0.5 g·L-1,H2O2浓度为1 mmol·L-1,p H为3.0,反应温度为25℃,反应时间为5 min,可完全降解100 mg·L-1亚甲基蓝.催化剂再生循环实验表明,催化剂重复使用效果好,回收利用方便.     

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.     

V2O5/TiO2可见光催化降解孔雀石绿的研究

利用组合化学的方法,以三苯基胺类有机污染物孔雀石绿为降解对象,对复合光催化剂MOx/TiO2(M＝Zn,Ni,La,Mo,V,Si)的催化降解性能进行了筛选,表明V2O5/TiO2体系具有最优异的光催化降解性能.在此基础上,对V2O5/TiO2催化剂进行了优化.结果表明:当采用钛酸丁酯溶胶-凝胶法制备、n(V2O5) : n(TiO2)为15%时,V2O5/TiO2催化剂有最佳的光降解效果,降解率可达96%.     

太阳光活性的Ce/ZnO复合材料的制备及其表征

以竹纤维为模板,Zn(OAc)_2·2H_2O和Ce(NO_3)_3·6H_2O为原料,采用模板法制备了一系列不同Ce掺杂量的Ce/ZnO复合材料.通过SEM、TG、FT-IR、XRD等方法对该复合材料的形貌和结构进行了表征.采取太阳光光照,以罗丹明B(Rhodamine B)的脱色降解率为指示模型,考察了浸泡时间和Ce掺杂量对该催化剂催化活性的影响.实验结果表明:浸泡3 h获得的前驱体在600℃下煅烧2 h制备的含Ce质量分数为1.0%的Ce/ZnO复合材料催化性能最佳,太阳光照射390 min时Rhodamine B降解率为92.61%.     

负载型氧化亚铜材料降解有机废水的性能及机理分析 汪慧静,刘淑娟,尚晓涵,薛建良*

摘要：为提高氧化亚铜的光降解性能和解决粉末状氧化亚铜难以回收利用的问题,研究了将氧化亚铜负载到陶粒上,得到陶粒-Cu2O复合材料,研究材料的降解性能和机理。结果表明,在无光和光照条件下陶粒、Cu2O、陶粒-Cu2O三种材料对亚甲基蓝具有明显不同的降解效率,且光照条件下降解效率明显提高,这说明在光照条件下,陶粒-Cu2O材料两者协同作用,不仅有吸附作用,而且有光降解效果;分析加入H2O2对陶粒--Cu2O复合材料降解性能的影响,发现Cu2O产生的电子-空穴对可以加速H2O2的水解,产生大量的强氧化性基团,有效的提高光降解性能;进一步分析陶粒-Cu2O复合材料的降解机理发现,陶粒-Cu2O降解污染物分为三个阶段,其中第一个阶段吸附起主导作用符合一维线性模型,第二个阶段光降解起重要作用,符合y = -0.0069x2 + 1.1843x + 26.978模型,第三阶段趋于平稳。     

ZnO/丝光沸石催化剂的制备及其光催化性能

以蒙古国天然丝光沸石为原料.筛选出400目的丝光沸石,对其进行改性处理后用作载体,制备负载型ZnO/丝光沸石光催化剂,并用X射线衍射、扫描电子显微镜等手段分析样品的晶相和形貌,用BET法测定催化剂的比表面积,用X射线荧光光谱仪测定催化剂中ZnO的含量.在紫外光和太阳光照射下,以罗丹明B光催化降解为探针反应,研究不同反应条件下催化剂的光催化降解性能.     

反相微乳液法制备负载型TiO_2光催化剂

以TiCl4为原料、粉煤灰微珠为载体,采用反相微乳液法制备了负载型TiO2光催化剂,讨论了负载对TiO2光催化剂的性能的影响。用热分析仪(DSC-TGA)测定了前躯体的热解行为,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)对催化剂的物相、形貌及特征官能团进行表征,并用可见分光光度计测定甲基橙的降解率。结果表明:焙烧温度为550℃时,负载型TiO2光催化剂为锐钛矿与金红石混合型,且微珠表面形成一层连续、均匀的薄膜。甲基橙催化降解实验表明:负载型TiO2催化剂对甲基橙的降解率在90min内达到49%,明显高于未负载型光催化剂。     

磁性纳米TiO2／Al2O3／Fe3O4光催化剂的制备及性能研究

以化学共沉淀法制备的纳米铁氧体Fe3O4为磁载体,采用溶胶-凝胶法制备了易于固液分离回收的新型磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂,并讨论了制备条件对催化剂晶体形态及磁性能的影响.采用XRD、SEM、TEM、FT-IR及VSM等对催化剂进行了表征,以酸性大红3R为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了研究.结果表明:磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂呈现顺磁性,具有较强的光催化活性和较高的回收率.在n(TiO2)∶n(Al2O3)∶n(Fe3O4)为12∶2∶1、煅烧时间为2.5 h、煅烧温度为400～450 ℃的条件下,制备的催化剂在酸性大红3R溶液初始浓度为100 mg/L、光催化反应降解时间为120 min、光催化剂用量为1.0 g/L时,酸怀大红3R的降解率可达到99.8%,在3次循环使用后酸性大红3R降解率仍保持在85%以上.在外加磁场的作用下,催化剂可与液相迅速分离,回收率高达83%.     

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.     

微波法制备TiO2/Al2O3膜结构及光催化活性研究

采用微波辐射加热方法制备负载型TiO2/γ-Al2O3光催化剂,采用X-射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(LRS)与UV-Vis漫反射谱(UV-Vis DRS)等手段对催化剂的结构进行表征,并以苯酚光催化降解反应对催化剂活性进行评价。结果表明,微波辐射加热方法促进了TiOx物种与γ-Al2O3载体表面间的相互作用,导致TiO2在载体表面的分散程度增加,与负载于丝光沸石、NaY沸石上的TiO2相比,其光催化降解苯酚的活性更高。     

微波水热制备Cu2O/Cu可见光响应催化剂及性能研究

以铜粉为基材,利用微波水热合成技术,制备得到了壳/核结构的Cu2O/Cu可见光响应光敏催化剂颗粒.扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析表明,催化剂颗粒的粒径为4～11μm,颗分布均匀.X射线衍射(XRD)结果证实,Cu2O的晶体结构为等轴晶相.X射线荧光光谱(XRF)分析得到,铜、氧原子符合化学计量比.紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)分析表明,Cu2O/Cu的吸收光主要集中在400～700 nm的可见光段.激光拉曼(Laser Ram)光谱分析表明,Cu2O/Cu表面为单一的Cu2O组分.该催化剂对直接大红4BE染料水溶液降解表现出更高的催化活性.在Cu2O/Cu壳核结构中,半导体Cu2O与金属Cu构成的表面势垒结构可以强化光生电子-空穴对的分离.