水热法制备ZnTiO3/TiO2复合光催化剂及其光催化性能研究

本文以层状钛酸盐K_2Ti_4O_9为前驱体,将其通过质子交换和插层反应剥离成[Ti4O9]2-纳米片,然后用3mol/L的HCl溶液和3mol/L的NaOH溶液将其调节成设定的pH,再往上述溶液中加入一定质量的六次甲基四胺和锌盐,在水热条件下制备出高催化活性的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂.通过X-射线粉末衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征了其结构和形貌,并在光照条件下,对不同条件下所制备的ZnTiO3/TiO2复合光催化剂进行了光催化降解亚甲基蓝性能研究.研究结果表明,在pH=7.0条件下制备的ZnTiO_3/TiO_2复合光催化剂展示出了较高的光催化性能.     

膨润土负载PbSnO_3光催化剂对亚甲基蓝溶液的脱色性能

以钠基膨润土为载体,采用水热合成法制备膨润土负载Pb Sn O3光催化剂.以亚甲基蓝溶液为目标降解物,在自然光照条件下,研究膨润土负载Pb Sn O3光催化剂对亚甲基蓝溶液的脱色性能.结果表明:膨润土负载Pb Sn O3光催化剂对亚甲基蓝溶液有良好的脱色效果,且具有良好的再生性能.当催化剂浓度为50 mg/L,负载比为5%,光照时间为12 min时,脱色率达到95%以上.     

Ho_2O_3/BiOBr复合光催化剂的制备及光催化性能

以氧化钬、溴化钠、五水硝酸铋等试剂作为原材料,选用水热法,制备Ho_2O_3/BiOBr复合光催化剂.通过紫外可见漫反射及红外光谱分析对催化剂进行表征,考察Ho_2O_3与BiOBr的质量投配比、水热反应时间、制备温度及溶液pH等工艺条件对亚甲基蓝溶液降解率的影响.结果表明:Ho_2O_3/BiOBr复合催化剂的能带隙为2.59 eV;当Ho_2O_3与BiOBr的质量投配比为10%、水热反应时间为12 h、制备温度为160℃、亚甲基蓝溶液pH=11、投加量为0.05 g,在500 W氙灯照射下时,80 min后亚甲基蓝溶液降解率达95.6%.经4次的重复使用后,Ho_2O_3/BiOBr复合催化剂对亚甲基蓝溶液的降解率达到81.3%.     

石墨烯/TiO_2复合材料光催化降解模拟染料废水的研究

采用石墨烯/TiO_2复合材料对染料废水进行光催化降解.研究染料废水初始pH值、初始浓度、催化剂的加入量、不同系列染料(罗丹明B(rhodamine B,Rh B)、亚甲基蓝(methylene blue,MB)、甲基橙(methyl orange,MO))对石墨烯/TiO_2光催化性能的影响,结果表明石墨烯/TiO_2光催化降解染料废水的最佳条件:溶液初始p H值为6,染料废水初始浓度为25 mg/L,石墨烯/Ti O2为3 g/L,且60 min内罗丹明B溶液完全脱色.     

光磁耦合技术降解亚甲基蓝染料废水

针对偶氮类难降解有机物的染料废水具有色度大、难降解等问题,模拟了具有偶氮结构的亚甲基蓝染料废水,对光磁耦合技术降解亚甲基蓝染料废水进行了研究,讨论了二氧化钛投加量、磁场、亚甲基蓝溶液初始质量浓度、pH值和光照时间对降解亚甲基蓝溶液效果的影响.试验结果表明:磁场有助于加强改善光催化氧化作用,增强亚甲基蓝溶液废水的降解效果;在场强为250 mT的磁场作用下,二氧化钛投加量1 g·L-1,亚甲基蓝初始质量浓度10 mg·L-1,pH=11,光照时间90min条件下,光磁污水处理技术对亚甲基蓝溶液COD去除率和脱色率分别为82.76%和86.02%.对比亚甲基蓝溶液处理前后紫外-可见光谱图的变化,发现经光磁耦合方法降解后,偶氮键及苯环都受到破坏,大部分亚甲基蓝已经被氧化分解.     

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.     

CdIn_2S_4光催化降解亚甲基蓝的试验

以CdIn2S4为光催化剂,钨灯模拟可见光,探讨其对活性染料亚甲基蓝的光催化降解过程.考察了光照时间、催化剂用量、亚甲基蓝的初始浓度、反应体系的pH值和温度以及光强对光催化过程的影响.结果表明:对于4mg/L的亚甲基蓝溶液,200W钨灯照射下,CdIn2S4的用量为0.04g/L,pH为3.0,1.5h内其降解率可达97.83%.温度对反应影响很小.     

固定床微反应器中p-NiFe_2O_4/n-CdS光催化降解亚甲基蓝性能

用水热法制备系列p-NiFe_2O_4/n-CdS光催化剂,通过固定床微反应器中可见光催化降解亚甲基蓝对p-NiFe_2O_4/n-CdS的光催化活性进行评价,并对光催化活性提高的机制和反应条件对降解性能的影响进行分析。结果表明:p型和n型两种窄带隙半导体复合可提高光吸收率和光生电荷的分离效率,从而提高光催化活性。固定床微反应器中亚甲基蓝光催化降解过程符合一级动力学反应模型;与光催化剂表面吸附性能相比,光生电荷的分离效率是影响固定床微反应器中可见光催化降解亚甲基蓝性能的主要因素。在NiFe_2O_4的复合质量分数为0.14%、流速为0.4 mL/h、亚甲基蓝的初始质量浓度为10 mg/L、pH=6时,固定床微反应器中可见光催化降解亚甲基蓝的降解率最高。     

活性炭负载N掺杂TiO_2光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以尿素为N源、以钛酸四丁酯和乙醇为原料,采用溶胶凝胶法制备N掺杂TiO2,并用浸渍法将TiO2负载于粒状活性炭上,通过烧结制成N-TiO2/AC光催化剂.并利用TG-DTA、XRD、BET对催化剂的结构、尺寸等特征进行分析和表征,同时考察了亚甲基蓝溶液初始浓度、催化剂用量、亚甲基蓝溶液pH值、催化剂负载次数对N-TiO2/AC光催化剂在可见光下降解亚甲基蓝的影响.其结果表明负载于活性炭上的N-TiO2平均粒径约为9.3 nm,晶型为锐钛矿型,其比表面积为746.9 m2/g.最佳条件下在亚甲基蓝溶液初始浓度为100 mg/L、制备催化剂用量为0.4 g,亚甲基蓝溶液pH值为1.0时,经100 W钨灯5 h照射后,亚甲基蓝的去除率为91.43%,相同条件下比N-TiO2和纯TiO2催化剂活性分别提高了2.580倍和65.31倍.     

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.     

Cu2O/ZnO复合光催化剂的制备及对甲基蓝的降解

以ZnO为载体,用其固定Cu2O,利用浸渍-还原-空气氧化法制备Cu2O/ZnO复合光催化剂.通过控制投料比、干燥温度和干燥时间等因素,得到了具有较好光催化性能的Cu2O/ZnO复合光催化剂.利用这种复合光催化剂对环境中常见的难降解的酸性染料甲基蓝进行降解,考察了光照时间、催化剂投加量、溶液pH值、溶液的初始质量浓度等因素对光催化性能的影响.结果表明,在白炽灯照射下反应60 min后,甲基蓝的去除率为92％.     

超声协同纳米ZnO光催化降解亚甲基蓝研究

制备了光催化剂纳米ZnO,并对催化剂进行表征,探讨了超声协同纳米ZnO光催化氧化降解亚甲基蓝的影响因素.结果表明:与单一超声法(US)、单一光催化氧化法(UV+ZnO+O2)相比,超声协同光催化氧化法(US+UV+ZnO+O2)对亚甲基蓝的降解效果显著;在超声功率为200 W、催化剂用量为2.0g/L、亚甲基蓝溶液的初始浓度为10mg/L、光照时间100min时,亚甲基蓝溶液的降解率可达92%以上.     

超声波芬顿法协同降解亚甲基蓝的研究

以亚甲基蓝溶液为模型污染物,在超声波芬顿法协同作用下对亚甲基蓝染料废水的降解作用进行了研究,考察了反应时间、H2O2用量、溶液pH值、Fe2+的浓度等因素对亚甲基蓝溶液降解的影响。结果表明,超声波单独降解亚甲基蓝溶液脱色效果不明显,超声波协同H2O2降解亚甲基蓝,加入30%H2O26mL,脱色率约45.80%;溶液pH2.80,Fe2+浓度为30mmol/L时,超声波芬顿法协同降解甲基蓝180min,脱色率达92.70%。试验证明,超声波芬顿法是一种降解亚甲基蓝的有效方法。     

MIL-100高效吸附亚甲基蓝的研究

使用水热合成法制备了MIL-100样品,考察了初始质量浓度、温度、时间对MIL-100吸附亚甲基蓝性能的影响。结果表明,在100mg/L的亚甲基蓝溶液中,30min内溶液脱色率即可达到80%以上;在360min左右即可达到吸附平衡,且亚甲基蓝溶液的脱色率达97%以上。实验结果能够较好地符合Langmuir吸附等温式以及二级动力学模型。     

TiO_2借自然光催化罗丹明B溶液降解脱色的研究

研究了以TiO2为光催化剂,在可见光照条件下模拟染料废水罗丹明B溶液的光催化脱色性能。实验结果表明:催化剂的投入量,罗丹明B的初始质量浓度,光照时间是影响罗丹明B溶液脱色率的重要因素;当TiO2催化剂用量为4.0 g/L,罗丹明B的初始质量浓度为10 mg/L,光照时间为2.5 h时,罗丹明B溶液的脱色率可达99.2%。     

活性炭负载壳聚糖／纳米CdS复合粒子对甲基橙的脱色作用

用模拟生物矿化法制备了活性炭负载壳聚糖/纳米CdS复合粒子,并用于可见光光催化降解甲基橙染料模拟废水,研究了初始pH值、催化剂投加量、光照情况和催化剂重复使用等因素对甲基橙光解脱色率的影响.结果表明,当pH=2.0,催化剂投加量为1.0 g/L的条件下,对初始浓度为10 mg/L的甲基橙模拟废水进行可见光辐射处理60 min后,脱色率达到97.2%.溶液的pH值对脱色率有显著影响,酸性媒介比碱性媒介更有利于甲基橙染料光解脱色.处理前后的UV-Vis谱图分析表明,活性炭负载壳聚糖/纳米CdS复合粒子可见光辐射处理甲基橙过程中溶液出现脱色,是因为染料发生氧化光降作用.催化剂重复利用5次后,处理60 min对甲基橙的脱色率仍可达84.7%.     

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。     

响应曲面法优化生物质炭复合材料处理亚甲基蓝废水的研究

以废弃向日葵秸秆为原料,采用机械混合法制备了多元稀土/生物质炭复合催化剂,用空气作为氧化剂催化氧化处理模拟印染废水亚甲基蓝.在单因素实验的基础上,采用Box-Beknhen实验设计,以亚甲基蓝脱色率和COD去除率为响应值,对影响催化氧化法最重要的4个因素,即催化剂投加浓度、曝气量、温度及pH进行优化.通过对二次多项式方程求解得知:复合催化剂的投加浓度为8.67g/L、曝气量2.5L/min、温度21℃、pH值为12时,亚甲基蓝脱色率的预测值和实验值分别为100.00%、99.61%;投加浓度7.33g/L、曝气量0.64L/min、温度30℃、pH值为10时,亚甲基蓝COD去除率的预测值和实验值分别为77.65%、75.81%.理论值与实际值非常接近,说明建立的模型合理可行.     

负载高岭土的ZnO的制备及其光催化性能研究

以Zn（NO3）2·6H2O、C2H2O4和高岭土为原料,采用直接沉淀法合成了负载高岭土的ZnO粉体,并对其进行了X射线粉末衍射（ XRD）表征。以亚甲基蓝为目标物,研究了催化剂的用量、高岭土的负载量、煅烧温度以及亚甲基蓝的初始浓度对其光催化性能的影响。结果表明,煅烧温度为300℃、高岭土负载量为30%的ZnO光催化活性最好,在催化剂加入量为0.5 g/L,800W氙灯光照60 min的条件下,可使初始浓度为10 mg/L的亚甲基蓝脱色率达98%以上。且重复使用5次后脱色率仍在80%以上,表明所制备的复合光催化剂具有较好的催化性能和稳定性。     

粉煤灰负载TiO2 光催化剂制备及降解亚甲基蓝研究

以粉煤灰为载体,采用溶胶-凝胶法一步合成负载型TiO_2光催化剂,通过SEM、UVVis、XRD对样品进行了表征,并进行了可见光催化降解亚甲基蓝试验,结果显示,Fe的掺杂能抑制TiO_2晶粒的生长,在700 W氙灯下光照120 min,0. 15 g TiO_2:0. 7wt%Fe光催化剂可使30 mL(5 mg/L)的亚甲基蓝溶液脱色95%。