纳米ZnO光催化降解有毒有机污染物

分别以硝酸锌,醋酸锌,氯化锌和硫酸锌为锌源采用水热法制备了纳米ZnO,通过X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对ZnO进行了表征,结果表明：四类锌源制备的ZnO均为六方晶系的纤锌矿结构,尺寸在23.9～62.6 nm.在紫外光照射下以罗丹明B（Rhodamine B,RhB）和2,4-二氯苯酚（2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP）的光催化降解为探针反应,研究了介质pH条件和催化剂用量等对光催化反应的影响,表明pH=6.2和催化剂用量为0.4 g.L-1条件下以硝酸锌为锌源制备的ZnO活性最好,60 min内RhB褪色完全,120 min内2,4-DCP降解率达到97%.通过总有机碳（TOC）的测定,发现6 h内RhB矿化率达到95.2%.采用辣根过氧化物酶（POD）法和苯甲酸荧光光度法分别测定了体系中H2O2和羟基自由基（.OH）的变化,表明其光催化反应机理涉及.OH历程.     

掺杂钇的纳米TiO2的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯和硝酸钇为主要原料,采用溶胶一凝胶法制备了掺杂钇的纳米TiO2（Y—TiO2）．用XRD、TEM等方法对其进行了表征,晶型为锐钛矿,粒径范围12～25nm,以罗丹明B（RhB）为目标降解物,考察催化剂的光催化活性。结果显示,当Y^3＋的掺杂摩尔分数为0．5％,催化剂质量浓度为0．2g／L,紫外光照80min时,RhB的降解率可达98．2％,较纯TiO2光催化活性提高了160％。     

掺杂钇的纳米TiO_2的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯和硝酸钇为主要原料,采用溶胶一凝胶法制备了掺杂钇的纳米TiO2（Y—TiO2）．用XRD、TEM等方法对其进行了表征,晶型为锐钛矿,粒径范围12～25nm,以罗丹明B（RhB）为目标降解物,考察催化剂的光催化活性。结果显示,当Y^3＋的掺杂摩尔分数为0．5％,催化剂质量浓度为0．2g／L,紫外光照80min时,RhB的降解率可达98．2％,较纯TiO2光催化活性提高了160％。     

正丁醇溶剂热法制备Bi2O2CO3及可见光光催化降解有毒有机污染物

分别以乙醇、异丙醇和正丁醇为溶剂介质,在水热条件下制备得到Bi2O2CO3,考察了不同溶剂介质、水热反应温度和反应时间等因素对制备Bi2O2CO3粉体及其光催化活性的影响,优化了Bi2O2CO3光催化剂的制备条件,结果表明：水热温度为200℃,时间为14h时,以正丁醇为溶剂介质条件下制备的Bi2O2CO3具有高的催化活性,可制得具有较高光催化活性的Bi2O2CO3催化剂．运用XRD、SEM手段对Bi2O2CO3进行了初步表征．在可见光照射（λ≥420nm）条件下,研究光催化降解染料罗丹明B（RhodamineB,RhB）和无色小分子水杨酸（Salicylicacid,SA）溶液在pH-7．0条件下的反应特性,结果显示照射时间180rain对RhB的脱色完全和210min对SA的降解率可达80％以上,同时对RhB矿化率可达80％,表明所建立的光催化体系可有效降解有毒有机污染物．     

等离子体处理的Pd/BiOBr光催化剂及其光催化性能研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和KBr为原料,采用水热合成法制备了BiOBr光催化剂.然后将制备好的BiOBr运用低温等离子体技术处理制备了Pd/BiOBr光催化剂.运用N_2-物理吸附脱附、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对催化剂的结构和晶型进行了表征,利用光致发光(PL)谱、紫外可见漫反射吸收光谱(Uv-Vis DRS)技术和瞬时光电流谱对催化剂的光电特性进行了测定.并以染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)为底物,在可见光(λ≥420nm)条件下考察了Pd/BiOBr的光催化降解性能,结果表明Pd/BiOBr催化剂较纯BiOBr光催化效果显著提升,在反应11h时对RhB矿化率达到70%.同时分析了BiOBr和Pd/BiOBr对RhB光催化降解过程中活性物种,表明BiOBr在降解过程中主要涉及O_2·~-氧化,Pd/BiOBr对RhB光催化降解过程中超氧和空穴同时起作用.     

粘土负载铁异相光催化降解有机染料罗丹明B

通过将Fe3＋负载到经过煅烧的粘土（Clay）上制备复合型材料Fe-Clay（简称FeC）用作光催化剂,在可见光（λ＞420 nm）照射下,利用FeC光催化降解染料罗丹明B（Rhodamine B,RhB）,研究了光催化反应介质pH及H：O：加入量等因素对RhB降解特性的影响.结果表明,在可见光照射下,RhB/FeC/H2O2体系反应180 min后RhB的脱色率达100％,催化剂循环使用4次,其催化活性基本不变,可重复使用.     

PEG模板条件下BiOBr的制备及其光催化性能的研究

以表面活性剂聚乙二醇(PEG-6000)为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了溴氧化铋(BiOBr-PEG)光催化剂,运用XRD、SEM、BET和DRS对其结构及光化学特性进行了初步表征.在可见光(λ≥420nm)照射下,以有机污染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)和无色小分子水杨酸(Salicylic acid,SA)为目标化合物,研究了其光催化降解反应特性.结果表明:BiOBr-PEG具有优越的光催化活性,对RhB和SA都具有较好的降解效果,可见光照射40min和12h后,RhB和SA降解率分别达到98%和41%.同时,BiOBr-PEG催化剂稳定性良好,循环使用5次光催化活性基本稳定.光催化降解过程中涉及·OH和O·-2的氧化机理.     

不同树脂负载铁(Ⅲ)活化H_2O_2降解有毒有机污染物

将不同类型树脂(大孔强碱性阴离子交换树脂D201、螯合树脂D401、大孔强酸性苯乙烯阳离子交换树脂D001)负载铁(Ⅲ)作为光催化剂,在可见光(≥420nm)照射下,通过外加H2O2光催化降解罗丹明B(Rhodamine B,RhB).结果表明,在可见光和pH=6.2条件下,螯合树脂D401负载铁(Ⅲ)光催化剂具有最好的光催化活性.该催化剂对RhB降解的最佳条件为:催化剂用量400mg/L,H2O2浓度7.49×10-4 mol/L.并且,该催化剂在可见光条件下对无色小分子二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)也具有良好的光催化降解活性,表明其具有可见光催化活性.同时,跟踪测定了螯合树脂D401负载铁(Ⅲ)光催化剂在RhB降解过程中羟基自由基(·OH)的变化,结果表明光催化机理涉及·OH氧化历程.     

纳米铁系金属制剂用于类Fenton氧化降解2,4-二氯苯酚

研究了3种纳米铁系金属制剂(nZVI、nZVI/Ni、nZVI/Pd)在类Fenton氧化法中对水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)降解效率的影响,同时与纳米铁系金属制剂还原脱氯降解2,4-DCP效果比较.结果表明:1.0 g· L-1 Fe、100 mg·L-12,4-DCP,反应180 min,nZVI,nZVI/Ni,nZVI/Pd和Fe2+对水中2,4-DCP去除率分别为6.48％,6.80％,15.95％和5.02％;而在类Fenton氧化法中,nZVI,nZVI/Ni,nZVI/Pd和Fe2+对2,4-DCP去除率分别是57.87％,34.23％,27.94％和19.61％,清楚表明纳米双金属有催化还原脱氯活性,但在类Fenton法中,由于纳米双金属的催化活性导致H2O2分解,使得nZVI更有利于类Fenton氧化降解2,4-DCP.SEM、EDS和XRD表征说明:由于Fe2+溶出,nZVI在类Fenton反应前后的表面微观结构发生微小变化;FTIR与TOC(矿化率30.71％)结果进一步证明2,4-DCP被氧化降解.此外,条件实验发现pH和2,4-DCP初始质量浓度对类Fenton法降解2,4-DCP有较大的影响,其氧化降解过程符合伪一级动力学,是一个扩散控制过程.     

温度、pH值和水质条件对UV/PS光解2,4-DCP的影响

考察了不同温度、pH值和水质条件下紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺光解2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的效果及一级反应动力学,探讨了预氧化工艺对2,4-DCP在氯和氯胺消毒过程中生成的消毒副产物的种类和产量的影响.结果表明:UV/PS光解2,4-DCP的45 min降解率可达86.4%,说明UV/PS工艺可高效去除2,4-DCP,且其反应基本遵循拟一级反应动力学;不同温度下,2,4-DCP的降解率随温度的升高而增大,反应符合拟一级反应动力学及阿累尼乌斯公式拟合模型,线性较好;pH值从5.0上升到9.0的过程中,反应速率常数先逐渐增大再降低,在pH=7.0时达最大值;锡澄水库原水、油车水库原水、自来水、锡东水厂水源配制的2,4-DCP溶液的降解率分别是73.5%、80.2%、82.4%、87.4%;PS、UV、UV/PS 3种工艺降解2,4-DCP溶液时,后续氯和氯胺消毒过程中生成的含碳消毒副产物是三氯甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸,生成的含氮消毒副产物主要是二氯乙腈和三氯硝基甲烷;UV、UV/PS工艺较大程度地降低了2,4-DCP作为前体物生成的消毒副产物的总量.     

热解法制备g-C_3N_4及其可见光降解有机污染物

在580℃下热解单氰胺的方法合成石墨型碳氮化合物g-C_3N_4,并采用X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),紫外可见漫反射(UV-Vis DRS),红外光谱(FT-IR),光致发光光谱(PL)对该催化剂进行了表征.通过对罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及水杨酸(Salicylic acid,SA)的降解来研究其催化活性,同时探讨了光催化降解RhB体系中g-C_3N_4的用量和溶液pH对RhB降解的影响.结果表明,在可见光(λ≥420nm)照射下,g-C_3N_4为1.2g/L,pH 5.35时,g-C_3N_4对RhB的光降解活性最好,150min后可使RhB褪色完全.在光催化反应条件下降解SA,45h时降解率达到35.09%.采用外加异丙醇、苯醌、EDTA等捕获剂试验,推测其催化机理主要为超氧自由基(O2·-)氧化历程.     

WO3纳米片的制备表征及其可见光下降解罗丹明B的研究

通过水热合成法制备氧化钨（WO₃）纳米片,采用扫描电子显微镜（SEM）、固体紫外漫反射（UV-vis）和X 射线光电子能谱（SEM-EDX）对WO₃纳米片进行表征,并通过实验研究了可见光下WO₃对溶液中罗丹明B（RhB）染料废水的光催化降解性能。实验结果表明：WO₃投加量为0.10g时,在150W氙灯模拟可见光照射4h条件下,对质量浓度为10mg/L,体积为100mL罗丹明B染料废水的光催化降解率达到88.3%。此结果说明制备的WO₃催化剂对罗丹明B染料废水具有良好的光催化活性。     

光谱法研究敏化的TiO2纳米粒子光催化降解罗丹明B的途径

采用sol-gel法制备了纳米氧化钛(TiO2),并用邻苯二甲酸(o-PTA)对TiO2进行敏化修饰,得到了邻苯二甲酸敏化纳米氧化钛(o-PTA/TiO2)催化剂.用傅里叶变化红外光谱(FT-IR)对其进行表征,发现邻苯二甲酸已经成功连接到TiO2的表面,并对其光催化性能进行了研究.以罗丹明B(RhB)为催化降解目标物,采用紫外/可见光谱(UV-Vis)法和荧光光谱(FL)法对催化降解RhB的产物进行研究,结果显示,在可见光下TiO2催化降解RhB时,是直接矿化RhB;同条件下o-PTA/TiO2催化降解RhB时,是分步降解.对两种光催化路径的探究,可以为光催化降解以RhB为代表的一系列染料提供理论基础.研究表明,无论采用紫外/可见光谱法还是采用荧光光谱法对RhB的降解产物进行表征,都可以得到一致的结果,方法简便易操作.     

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.     

银硫二元掺杂聚合氮化碳光催化快速降解四环素

采用煅烧-沉积法制备了非金属硫(S)和单质银(Ag0)改性的g-C3 N4,对改性的催化剂进行了详细的表征.将改性的g-C3 N4应用于光催化降解常用的抗生素——四环素,可见光下短短的28 min,就可将四环素完全降解.同时,也能快速完全降解其他有机污染物,如(15 min)罗丹明B(RhB)、(12 min)甲基橙(MO)和(150 min)卡马西平(CBZ).合成催化剂的高效光催化性能主要归因于:g-C3 N4氧化还原电位的调节、可见光利用率的提升、复合物比表面积的增大及电子-空穴的分离率的增强.活性物种捕获实验表明,·O2-是最主要的反应活性物种,提出了复合物光催化快速降解四环素反应可能的机制.此外,复合催化剂具有良好的重复使用率和结构稳定性.     

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。     

纳米银／偕胺肟纤维复合材料的制备及其光催化性能研究

以偕胺肟纤维（AOCF）为基体,与Ag＋通过配位一还原法制得纳米银／偕胺肟纤维（Ag／AOCF）．对催化剂进行SEM表征．以太阳光下对二甲酚橙的催化降解,考察了制备、实验条件对催化剂的光催化性能的影响．实验结果表明,在硝酸银浓度为4．0×10-3mol／L、配位反应时间为40min、pH-6的制备条件下制备的催化剂对二甲酚橙的光催化降解效率最佳,当二甲酚橙溶液pH=7、太阳光光源、催化剂用量为1．6g／L时催化降解二甲酚橙,降解效率能达到99．7％,且催化剂在重复使用了8次后,其对二甲酚橙的光催化降解效率仍能保持在80％以上．     

纳米铁系金属制剂用于类Fenton氧化降解2,4-二氯苯酚

研究了3种纳米铁系金属制剂(nZVI、nZVI/Ni、nZVI/Pd)在类Fenton氧化法中对水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)降解效率的影响,同时与纳米铁系金属制剂还原脱氯降解2,4-DCP效果比较.结果表明:1.0 g.L-1Fe、100 mg.L-12,4-DCP,反应180 min,nZVI,nZVI/Ni,nZVI/Pd和Fe2+对水中2,4-DCP去除率分别为6.48%,6.80%,15.95%和5.02%;而在类Fenton氧化法中,nZVI,nZVI/Ni,nZVI/Pd和Fe2+对2,4-DCP去除率分别是57.87%,34.23%,27.94%和19.61%,清楚表明纳米双金属有催化还原脱氯活性,但在类Fenton法中,由于纳米双金属的催化活性导致H2O2分解,使得nZVI更有利于类Fenton氧化降解2,4-DCP.SEM、EDS和XRD表征说明:由于Fe2+溶出,nZVI在类Fenton反应前后的表面微观结构发生微小变化;FTIR与TOC(矿化率30.71%)结果进一步证明2,4-DCP被氧化降解.此外,条件实验发现pH和2,4-DCP初始质量浓度对类Fenton法降解2,4-DCP有较大的影响,其氧化降解过程符合伪一级动力学,是一个扩散控制过程.     

解聚凹凸棒土负载纳米Fe/Ni材料对水中2,4-二氯酚的脱氯降解性能

采用球磨-冷冻工艺对凹凸棒土进行解聚处理,分别以解聚前后的凹凸棒土为载体负载纳米Fe/Ni,对比研究了所制复合材料的微观结构及对水中2,4-二氯酚(2,4-DCP)的脱氯降解性能,并考察了环境温度、溶液初始pH值对材料脱氯降解2,4-DCP性能的影响。结果表明,经解聚处理后,以棒晶束聚集体存在的凹凸棒土分散形成单独的纳米棒晶,纳米Fe/Ni颗粒团聚情况得到改善,复合材料比表面积增大,对水中2,4-DCP的脱氯降解性能显著提升,适当提升环境温度和合理的溶液pH值(3.0～9.0)均有利于复合材料对2,4-DCP的脱氯降解,其主要途径是直接脱除2个氯原子生成苯酚,次要途径为2,4-DCP先脱去1个氯原子生成2-氯酚或4-氯酚,再脱去另一个氯原子生成苯酚。     

CdS修饰ZnO可见光光催化降解有机污染物

采用直接沉淀法将硫化镉(CdS)沉积在氧化锌(ZnO)表面得到CdS/ZnO.运用SEM,XRD和UV-Vis DRS对催化剂进行表征.以罗丹明B(Rhodamine B,RhB)为目标化合物,研究了在可见光激发下(λ≥420nm)CdS/ZnO对目标污染物的光催化降解特性.结果表明:CdS/ZnO为棒状结构,最佳负载量在nCdS∶nZnO=20%条件下,其禁带宽度约为2.4eV,通过红外光谱(FT-IR)和总有机碳(TOC)的测定,发现该催化剂在可见光激发条件下能很好的降解RhB和水杨酸(salicylate,SA),在5h后对RhB脱色率达到90%以上,30h后对RhB的矿化率约为45%,对SA的降解率为67.6%.同时采用辣根过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法跟踪分析测定RhB降解过程中H2O2和羟基自由基(·OH)的变化量,表明RhB降解机理涉及·OH历程.