α-Fe_2O_3催化剂的制备及其对偶氮染料刚果红的紫外光催化降解性能研究

采用沉淀法制备Fe_2O_3粉体。用XRD、FTIR对样品进行表征,以刚果红为研究对象,紫外光为光源,研究了催化剂前驱体焙烧时间、催化剂前驱体焙烧温度、催化剂用量、刚果红初始浓度、光照时间等对刚果红降解率的影响。结果表明当焙烧时间3 h,焙烧温度400℃,催化剂用量0.3 g,刚果红初始浓度10 mg/时,光催化降解率达到90%以上。     

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。     

微波催化剂MgFe_2O_4-Fe_2O_3微波催化氧化降解结晶紫废水

提出一种新型的、无需添加氧化剂处理结晶紫废水的方法.通过共沉淀晶化法制备微波催化剂MgFe_2O_4-Fe_2O_3,在微波辐照下降解结晶紫废水,考察了催化剂用量、微波功率、辐照时间对结晶紫去除率的影响.结果表明:在一定条件下,去除率随着催化剂用量的增加、微波功率的增大、微波辐照时间的延长而增加.当微波功率为800 W,辐照时间5min,催化剂用量1g/L时,处理200mg/L的结晶紫废水,去除率可达99.3%.本文还对微波催化氧化机理进行了探究,通过添加不同氧化基团清除剂的实验发现,氧化基团清除剂的添加降低了结晶紫的去除率,并提出了该反应的微观机理:微波催化剂吸收电磁波发生光电效应,产生电子和空穴对,与水等作用产生·OH,·OH再氧化降解废水中的有机物.     

纳米α-Fe_2O_3制备工艺的研究

用微乳液法制备纳米α-Fe2O3,研究不同反应温度和煅烧温度对其晶型结构和形貌的影响,并用X射线衍射仪(XRD)对其进行表征、用扫描电子显微镜(SEM)观察其形貌。结果表明,当煅烧温度大于600℃时,所得样品均为α-Fe2O3,随着反应温度和煅烧温度的增加,α-Fe2O3粒子的粒径逐渐增大,表面呈现蓬松多孔状,而且出现少量团聚现象。     

V-Mo-O/γ-Fe_2O_3磁性催化剂的制备及其催化合成苯甲醛

具有磁性的催化剂在反应与分离过程中具有明显的优势.采用溶胶凝胶法,将磁核引入到催化剂中,制备了V-Mo-O/γ-Fe2O3磁性催化剂,以催化选择氧化甲苯制备苯甲醛为探针反应,对催化剂性能进行了评价;采用现代分析技术,对催化剂结构进行了表征.研究表明,磁核未影响催化剂的基体结构,焙烧温度对催化剂性能影响显著,适宜的焙烧温度为500℃.扫描电镜测试表明,该条件下合成的催化剂呈纤维状结构.通过X-射线衍射分析,催化剂呈现Mo6V9O40和MoO3物相.当催化反应温度为80℃,氧化剂为双氧水,溶剂为冰乙酸时,甲苯在该催化剂上的转化率为34.8%,苯甲醛的选择性为65.9%.     

片状α-Fe_2O_3的制备及其生长机理

以FeCl3.6H2O为原料,复合硫酸盐(Na2SO4+K2SO4)为助熔剂,采用不同的前驱体制备方式得到片状α-Fe2O3粉体。利用SEM和激光粒度分析前驱体制备条件和助熔剂用量对粉体形貌的影响,通过XRD检测进一步探讨α-Fe2O3晶体的生长机理和晶体缺陷的成因。研究结果表明:采用液相法将原料溶于0.2 mol/L稀硫酸中制备前驱体,辅以添加剂,可合成表面光滑、具有明显六角形片状的α-Fe2O3粉体,厚度为400～600 nm,平均径厚比为90,其成分为纯相赤铁矿型α-Fe2O3。     

α-Fe_2O_3基纳米粉体的微乳液法制备及其CO敏感性

为了提高α-Fe2O3纳米粉体对CO的敏感性,本文利用双微乳液法,在聚乙二醇辛基苯基醚(TX100)/正己醇/环己烷/水体系的油包水(W/O)型微乳液中合成了掺杂的α-Fe2O3纳米粉体.考察了水相含量对前驱体粒径的影响;对前驱体经400℃焙烧后所得的粉体进行了表征;并对其分散性、气敏性、选择性、稳定性、响应性和恢复性进行了测试.实验结果表明:当水相含量为7%时,所制得的前驱体的粒径最小.样品在水中的电动行为说明了粉体具有良好的分散特性;同时,掺杂0.5mol% Sn4+、Au3+、Zr4+的粉体对CO气体有较好的气敏性,达到了15.     

Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列的制备及其可见光催化性能研究

在氟化铵-乙二醇体系中,采用阳极氧化法在铁基体上制备Fe_2O_3纳米管阵列,然后以氟钛酸铵为钛源,利用水热法在Fe_2O_3纳米管阵列上负载TiO_2纳米片,制得Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列,利用SEM、EDS、XRD、TEM、UV-Vis等手段,对所制Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的表面形貌、物相结构及光催化性能进行表征,并分析Fe_2O_3/TiO_2纳米结构对亚甲基蓝的可见光降解能力。结果表明,Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列具有良好的可见光响应;NH_4F浓度为0.4%、水热反应3h制备的Fe_2O_3/TiO_2复合结构具有最佳的光催化性能,对亚甲基蓝的降解率可达90%。     

不同形貌α-Fe_2O_3的制备及其光催化活性

利用水热方法制备纺锤形和六角形形貌的α-Fe_2O_3,并考察其在可见光照射下对甲基橙和罗丹明B的光降解性质.结果表明:所制备的样品均为六方相赤铁矿结构且大小均匀;六角形比纺锤形形貌α-Fe_2O_3的禁带宽度小,可吸收较大波长范围内的可见光;六角形形貌α-Fe_2O_3具有较高的降解率、降解速率常数和光催化活性.     

水热法制备α-Fe_2O_3纳米球及其光催化性质研究

以硝酸铁、草酸为原料,采用水热反应法合成球形α-Fe2O3纳米颗粒.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对产物的物相和形貌进行表征,研究水热反应温度对物相形成和形貌影响的规律;同时以甲基橙溶液为目标降解物,以紫外灯为实验光源对产物进行了光降解性能测试.结果表明:水热反应温度的提高有利于α-Fe2O3晶体颗粒的晶化,并使其粒径分布均匀,形貌趋向于球形.在光催化性能测试中,随着光照时间的延长,纳米α-Fe2O3对甲基橙的降解率不断提高.     

Sb_2O_3/α-Fe_2O_3纳米异质结的制备及其光催化性能

以Fe(NO3)3·9H2O和Sb Cl3为原料,采用水热法和浸渍法制备了Sb2O3/α-Fe2O3纳米异质结复合可见光催化剂,并用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射光谱(UVVis DRS)等测试手段表征了试样的结构和性能。结果表明:Sb2O3与α-Fe2O3的复合使α-Fe2O3吸收带边红移,在可见光区的吸收增强;Sb2O3只存在于α-Fe2O3的表面,未改变α-Fe2O3的晶体结构;二者形成的异质结,能高效转移光生载流子,并实现电子-空穴的高效分离;以甲基橙为目标降解物考察了催化剂的可见光催化降解性能,结果显示,Sb2O3/α-Fe2O3的可见光催化活性优于纯α-Fe2O3;当Sb2O3的复合含量为1.5%时,光催化活性最佳。     

水分散性γ-Fe_2O_3纳米粒子的制备及其性能研究

以尿素铁配合物和三乙二醇为原料,采用溶剂热法-原位氧化法制备了水分散性γ-Fe2O3纳米粒子.通过X射线衍射(XRD)、差热-热重分析(DTA-TG)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附(BET)、孔径分布(BJH)和磁性测试(VSM)等分析手段,对样品进行了表征.结果表明,得到的样品为具有介孔结构的纯γ-Fe2O3纳米粒子,在室温下为超顺磁性,且具有较高的饱和磁矩和很好的水分散稳定性.     

纳米α-Fe_2O_3的制备及其正电子湮没谱学研究

对氧化铁颗粒进行了X射线衍射谱(XRD)测量和正电子湮没寿命谱(PALS)测量,分别运用Jade和Lifetime软件拟合数据,研究了纳米氧化铁颗粒的结构、缺陷以及自由电子密度.XRD测量结果表明了氧化铁是简单六方晶系,空间群是R-3c(167),其相应的点阵常数分别是三个基矢的长度a=b=0.530 42 nm,c=1.374 60 nm.PALS测量结果表明了正电子在氧化铁材料中的寿命成分有三种,值分别约是τ_1=150.7 ps,τ_2=333.0 ps,τ_3=725.0 ps,主要寿命成分是短寿命τ_1和中等寿命τ_2两种,分别对应的缺陷种类是近似单空位大小的自由体积缺陷和微孔洞缺陷,且其对应的强度比I_1/I_2值为1.52,表明实验试样的界面缺陷以单空位为主,验证了正电子的寿命越短,湮没率越大,则自由电子密度越大.     

磁性Fe_3O_4/α-Fe_2O_3核壳材料降解水中亚甲基蓝

以Fe_3O_4为核,以α-Fe_2O_3为壳层,合成出一种核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米复合材料.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)等表征手段对核壳材料的形貌、组成及结构等进行了表征,并将其应用于亚甲基蓝溶液的降解.结果表明:核壳结构的Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子粒径约为50~80nm.当H_2O_2用量为0.23mol/L,Fe_3O_4/α-Fe_2O_3投加量为5g/L,pH值为2,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为5.0mg/L,60min内亚甲基蓝的降解可达98.7%.Fe_3O_4/α-Fe_2O_3纳米粒子经过3次循环使用后,对亚甲基蓝仍具有较好的降解能力.     

粉末催化剂的制备及其可见光催化降解水杨酸

以硫酸钛为原料用水热法制备了铁掺杂TiO2粉末,用SEM和XRD测定了样品的形貌和晶型,研究了以自制的铁掺杂TiO2对水杨酸溶液的可见光催化降解作用。结果表明：所制备的TiO2为锐钛矿型TiO2（即A-TiO2）。可见光照射下,用自制的铁掺杂A-TiO2降解水杨酸溶液的最佳条件是：50 mg.L-1的水杨酸溶液中加入0.1162 g掺8%铁掺杂（摩尔比）A-TiO2粉末,室温下恒温反应2 h,降解率为34.25%。     

改性Al_2O_3催化材料制备及对亚甲基蓝微波降解性能研究

印染废水主要含有染料等难降解的有机物,由于其色度和有机物浓度高,对环境污染较大,因此在排放前需进行降解脱色处理。催化氧化法是处理高浓度难降解有机废水有效的方法,通过共沉淀法制取Cu-Al2O3催化剂,并运用非均相催化氧化法,以亚甲基蓝为目标降解物,在微波条件下评价Cu-Al2O3催化剂的催化性能。分别考察了催化剂用量、H2O2浓度、微波强度以及溶液pH值4个反应条件对降解效果的影响,用紫外分光光度计测定实验前后亚甲基蓝的吸光度,最后用脱出率表征降解指标。通过实验结果对比,并从节约药品考虑,优化出最佳实验条件为,催化剂用量0.2g;H2O2浓度为0.4%;微波功率为中低火（150W）;溶液pH〈7。     

超声振荡制备纳米α-Fe_2O_3及其光催化脱色性能研究

采用并流沉淀法并在超声辅助下制备了纳米α-Fe2O3,以甲基橙为模拟污染物对α-Fe2O3的光催化脱色性能进行考察,并用比表面(BET)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对所制备的纳米α-Fe2O3进行了表征。结果表明,超声震荡对纳米α-Fe2O3的比表面参数、形貌、晶粒大小和光生电子-空穴的分离效应能产生显著的影响,从而使其光催化性能得到了显著提高。在α-Fe2O3中起催化作用的主要是空穴,超声制备α-Fe2O3的光催化活性是无超声制备α-Fe2O3的1.5倍。     

三维纳米花状Bi_5O_7I/Bi_2O_2CO_3的制备及其可见光催化性能

25℃下,以Bi(NO_3)_3·5H_2O和KI为原料,在乙二醇和水的混合体系中进行磁力搅拌,继而通过NaOH溶液处理获得具有异质结的三维纳米花状Bi_5O_7I/Bi_2O_2CO_3半导体材料,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱等方法对样品进行表征与分析;然后以制备的样品为催化剂,研究其对罗丹明B的可见光催化降解作用.结果表明,添加15mL 2.0mol·L~(-1) NaOH溶液处理所得的Bi_5O_7I/Bi_2O_2CO_3-15样品在2h内对罗丹明B的降解率为84.5%,表现出良好的光催化活性.     

掺Fe^3＋ A-TiO2粉末的水热法制备及其可见光催化降解甲基橙

在TiO2的三种晶型中锐钛矿型的TiO2具有最好的光催化活性.在一定条件下用水热法制备了掺不同含量(摩尔比)Fe3+的TiO2粉末,XRD分析结果表明它是锐钛矿型TiO2(A-TiO2).研究了以该TiO2为光催化剂对甲基橙溶液进行降解.研究结果表明,在10mg/L的甲基橙溶液中加入掺Fe3+5%的A-TiO2 0.0800g,将溶液pH调为2.63后,经40W白炽灯光照射,室温下恒温磁力快速搅拌反应4h,降解率达到35.60%.     

掺Fe~(3+)的TiO_2制备及其可见光催化降解亚甲基蓝

采用水热法制备了TiO_2晶体粉末,用XRD对其结构进行表征,并研究了可见光照射下其催化降解亚甲基蓝的效果,分析了亚甲基蓝初始质量浓度、TiO_2用量、掺Fe~(3+)量、光照时间和溶液初始pH值等因素的影响.结果表明:所制备TiO_2晶体为锐钛型,在1.5mg/L的亚甲基蓝溶液中(pH=8),加入掺Fe~(3+)量0.8%(摩尔分数)制备的TiO_2粉末使其用量为0.6g/L,室温下可见光照(40W白炽灯)反应6.5h,亚甲基蓝的降解率达96.12%.降解过程可用L-H动力学方程描述,表现为拟一级反应,速率常数为0.373 3/h.