TiO_2粉末光催化还原Cr(Ⅵ)离子

研究以TiO2粉末作为光催化剂,光催化还原Cr(VI)离子．结果表明,12．0mg/LCr(VI)离子375W中压汞灯照射35min可被完全光催化还原至Cr(III)离子;探讨了光催化剂TiO2的用量,反应液初始州值,外加Cu(2+)．敌敌畏农药及甲苯对Cr(VI)离子光催化还原的影响;并解释了影响的机理．     

黑暗条件下Cu2O/Agx复合催化还原Cr(VI)的研究

采用一步液相还原法合成出系列Cu2O/Agx复合催化剂,使用XRD、SEM、TEM、DRS等分析手段对样品进行性质表征. 结果显示,复合催化剂Cu2O/Ag表面附着大量的纳米金属Ag,形成无数的纳米岛,使得样品的等离子体共振效应大幅增强,导致催化剂在紫外、可见和近红外全光谱区域的光吸收非常强. 在无需超声分散、黑暗条件下Cu2O/Agx催化剂可以有效地还原Cr(VI),其中Cu2O/Ag0.15样品的催化还原效率最高. 当存在0.01mol/L的柠檬酸缓冲液(pH 5.0)时,100 mg/L的Cr(VI)在黑暗下于30min内被完全还原为Cr3+. 同时对体系催化还原Cr(VI)的机理以及柠檬酸的作用进行了探讨.     

光催化剂NH2-MIL-125(Ti)的制备及其催化去除NOx性能影响研究

光催化作为一种绿色、可持续、低耗费的催化技术,在有效净化大气中低浓度NOx(ppb级),保证空气质量、区域和全球气候方面具有极大的应用潜力。针对现有的无机半导体光催化剂存在的吸附容量小、对低浓度的NOx的吸附速率低和光生电子-空穴易复合导致光催化效率低等问题,本研究提出合成具有超高比表面积及孔隙率的有机金属框架作为光催化剂去除大气中低浓度NOx,通过改变催化剂制备时间,采用溶剂热法合成不同反应时间的NH2-MIL-125(Ti)晶体,探究制备时间对催化剂的光催化性能影响。采用XRD、SEM、FTIR、PL、EPR和BET等实验表征手段对不同NH2-MIL-125(Ti)晶体结构、形貌表征及光催化性能分析,并进一步探究其对NOx催化性能与催化制备时间的关系。研究结果表明,制备时间对NH2-MIL-125(Ti)的结晶度、表观形貌、光生电子-空穴复合效率、表面超氧自由基产生量都有一定的影响,对表面官能团种类、光吸收范围、晶格晶面没有影响。 制备时间为24小时、48小时、72小时NH2-MIL-125(Ti)对NOx的净化效率分别为38.22%、42.24%、32.04%,得出结论：当制备时间为48小时NH2-MIL-125(Ti)对NOx的催化性能最好,净化效率最优。     

硫掺杂TiO2光催化处理模拟废水Cr( VI)和2-萘酚

采用自制的S/Ti O2作为光催化剂,在可见光下进行光催化降解2-萘酚和还原Cr(VI)的实验。考察了S/Ti O2投加量、2-萘酚初始浓度和p H值对2-萘酚降解光催化性能的影响及Cr(VI)~2-萘酚混合体系光催化反应的研究。结果表明:S/Ti O2投加量为2.0 g/L,2-萘酚溶液初始浓度18.75 mg/L,p H值为6~7时2-萘酚光催化降解效果最好;混合体系中的2-萘酚的降解率及Cr(VI)还原率均较相应的单一体系高,Cr(VI)的还原与2-萘酚的氧化之间产生了协同效应。Cr(VI)和2-萘酚的光催化反应均为拟一级反应动力学。     

二氧化钛光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

用自制二氧化钛粉末光催化剂成功地处理了含Cr(Ⅵ)废水。提出了Cr(Ⅵ)光致还原的最佳条件,确立了当溶液酸度为0.5mol/LH2SO4,Cr(Ⅵ)质量浓度为80mg/L的50mL废水,催化剂用量为0.3g,光照时间4.0h时,Cr(Ⅵ)的光致还原率达95.0 %以上。同时对光催化转化Cr(Ⅵ)的机理进行了初步探讨,证明Cr(Ⅵ)的TiO2 光致还原遵循一级反应速率公式:lnC= -0.88t +4.38。     

高校实验室废液中Cr(VI)的测定及处理方法

Cr(VI)是对环境有害的主要重金属之一,实验室含Cr(VI)废液不能直接排放,必须进行回收处理。采用间接碘量法测定含Cr(VI)废液的浓度;化学还原法处理含Cr(VI)废液,研究以硫酸亚铁为还原剂还原Cr(VI)废液的酸度条件、还原剂用量、反应时间等影响因素。结果表明:在最佳条件下,以硫酸亚铁为还原剂处理,废液达到了国家排放标准,取得了良好的处理效果。     

光催化材料MIL-125(Ti)/BiOI的制备及光催化性能研究

以五水硝酸铋、碘化钾、MIL-125(Ti)为原料,以乙二醇为溶剂,以柠檬酸为结构诱导剂,通过一步共沉淀法制备了异质结结构光催化剂MIL-125(Ti)/BiOI,并测试了该催化剂在可见光下对有机染料罗丹明B的光催化降解效果.通过XRD(X-ray Diffraction)、PL(Photolumiscence)、SEM (Scanning Electron Microscope)、BET和UV-Vis (Ultraviolet and Visible Spectrophotometer)等表征手段研究了其结构、形貌、光谱与催化性能间的关系,并从能带结构上分析了其催化机理.结果表明,通过调节Ti:Bi, MIL-125(Ti)/BiOI在可见光照射下对有机染料罗丹明B有很好的光催化降解效果,并且该催化剂具有良好的稳定性,具有一定的工业化应用前景.     

不同酸介质对TiO2光催化还原Cr(Ⅵ)体系的影响

 研究了不同酸介质对TiO₂光催化还原低浓度Cr(Ⅵ)体系的影响,发现在110 W紫外灯3、h照射条件下Cr(Ⅵ)质量浓度低于20μg/mL时受空白影响大.通过在无TiO₂光催化剂的空白实验,表明在HCl介质中不用考虑空白带来的影响,而H₂SO₄,HNO₃,CH₃COOH均有不可忽略的影响.     

羧甲基纤维素接枝丙烯酸复合材料的制备及对Cr(VI)的吸附研究

以过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用自由基聚合法使羧甲基纤维素与丙烯酸进行接枝共聚,制备了一种羧甲基纤维素接枝聚丙烯酸Cr(VI)吸附材料,研究了原料配比、pH、溶液浓度、吸附时间和温度对吸附性能的影响。结果表明：羧甲基纤维素与丙烯酸的质量比为3:17、PH=4.5时复合材料表现出最佳吸附性能;吸附时间为2h时,吸附率大于95%。     

聚苯胺/活性炭复合材料制备及吸附Cr(Ⅵ)的研究

采用活性炭作为多孔基体,利用化学氧化法在活性炭孔道内原位聚合沉积合成聚苯胺,制得用于高效去除水体Cr(Ⅵ)的聚苯胺/活性炭复合材料。利用N2吸附/脱附、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱等手段对材料结构和表面性质进行表征。结果表明,随着聚苯胺含量增加,所得复合材料活性炭孔道堵塞愈加显著,但表面氨基官能团数量增多,对水体中Cr(Ⅵ)的去除性能相应加强。温度为25℃,pH=1,复合材料加量为0.100 g条件下,最佳复合材料对100 mg/L K2Cr2O7溶液中Cr(Ⅵ)的去除率可达99.26%,循环使用6次后,去除率依然为92.32%。吸附模型研究表明,聚苯胺/活性炭复合材料吸附Cr(Ⅵ)过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。     

MoS2/TiO2纳米复合材料的制备与可见光光催化性能研究

采用TiO2溶胶-凝胶法制备了复合半导体MoS2/TiO2纳米材料,用XRD、UV-VIS-DRS、BET等手段对样品进行了表征,并以亚甲基蓝染料为探针分子详细讨论了MoS2掺杂量、染料初始浓度等对其光催化性能的影响.结果表明:MoS2/TiO2复合半导体纳米材料具有较好的可见光催化活性;当染料浓度为0.284mmol·L-1,催化剂用量为0.5 g·L-1,亚甲基蓝染料的光催化降解率为96.5%.     

原位阳离子交换法合成2D/0D SnS_2/Ag_2S异质结光催化剂及其还原Cr(Ⅵ)性能

将SnCl_4·5H_2O和硫脲反应,运用一步水热法合成了六边形结构的SnS_2纳米片.以SnS_2为前躯体,将不同浓度的AgNO_3水溶液加入到SnS_2分散溶液中,通过阳离子交换法成功合成了2D/0D SnS_2/Ag_2S异质结光催化剂.采用XRD,XPS,SEM,TEM等对催化剂进行了表征,通过可见光下还原Cr(Ⅵ)来评价SnS_2/Ag_2S异质结催化剂的催化活性.结果表明:在可见光照射2 h后,与纯相SnS_2相比,SnS_2/Ag_2S表现出明显增强的光催化活性,当AgNO_3浓度为0.8 mmol·L~(-1)时,样品表现出最佳的Cr(Ⅵ)还原性能.     

构树叶制备介孔TiO2/SiO2复合材料的光催化性能及其动力学研究

以构树叶为生物模板和硅源,以钛酸四丁酯(TBOT)为前驱体,采用浸渍法制备了不同质量分数(w(TiO₂)=0、2.6%、4.0%、5.5%、7.0%和8.6%)的TiO₂/SiO₂复合材料.采用XRD、FTIR、SEM、XPS、TEM、BET、XRF、UV-Vis DRS等对复合材料进行了表征.结果表明,TiO₂/SiO₂复合材料主要由锐钛矿相TiO₂组成,形成了平均粒径为500 nm的纳米球.该材料具有典型的介孔结构,平均孔径为7.2 nm,比表面积为50.42 m~2/g.以罗丹明B作为模型,在紫外光照射下进行光催化降解实验来评价不同材料的光催化活性及进行动力学研究.实验结果表明,与w(TiO₂)=0催化剂相比,改变TiO₂质量分数所制备的TiO₂/SiO₂材料均表现出较强的光催化活性,其中掺杂w(TiO₂)=5.5%的催化剂具有最优的催化性能...     

过渡金属掺杂TiO2纳米片的制备及其增强光催化性能研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为反应物前驱体,采用溶剂热法制备了一系列过渡金属(TM=Mn, Co, Ni, Cu, Zn)掺杂TiO₂(TM-TiO₂)纳米片状结构光催化材料.利用XRD,TEM,UV-Vis DRS,XPS等手段表征了材料的结构、形貌及光学特性.通过罗丹明B(RhB)降解实验测试了上述材料的光催化活性并讨论了光催化作用机理.实验结果表明：与纯TiO₂相比,TM-TiO₂的光催化活性明显增强,不同的TM掺杂浓度对TM-TiO₂光催化性能的影响存在一定的差异,其中Cu-TiO₂表现出相较于其他4种过渡金属离子掺杂TiO₂更优的光催化性能.TM-TiO₂光催化性能的提高得益于离子掺杂在TiO₂晶格中引起的局部晶格畸变增强了TiO₂的光吸收能力,同时有效促进了光生电子与空穴的分离.     

新型(NH4)2Er5F17/TiO2复合可见光催化剂的制备及光催化活性研究

通过一步水热法制备了含稀土Er的(NH₄)₂Er₅F₁₇/TiO₂复合光催化剂,利用稀土元素f 电子的特征跃迁吸收将催化剂的光吸收范围拓展至可见光,通过罗丹明B（RB）染料模拟水中的污染物,对其进行光催化降解,并通过XRD、UV-vis、TEM、EDX-mapping、XPS、PL对催化剂样品进行了表征。结果表明,形成的稀土基化合物(NH₄)₂Er₅F₁₇粒径约为50nm,具有良好的六方型结晶形貌,实现了与商用P25 TiO₂的有效复合,稀土Er³⁺在可见光区522nm、487nm、654nm和800nm处出现的特征吸收峰拓展了复合光催化剂的可见光响应。对不同n(Er)/n(Ti)复合催化剂催化活性的评价表明,当n(Er)/n(Ti)=0.02时,由于(NH₄)₂Er₅F₁₇在TiO₂载体上均匀分散,有较强的光吸收,复合光催化剂的电子空穴复合率较低而表现出对RB最高的可见光催化降解活性。     

Keggin型磷钼酸盐超分子配合物的合成及光催化还原Cr(Ⅵ)的应用

通过水热法合成了一例Keggin型磷钼酸盐超分子配合物,化学式为(H_2bpe)(Hbpe){PMo_(12)O_(40)}·6H_2O (1)(bpe=反式-1,2-双(4-吡啶基)-乙烯).通过使用单晶X射线衍射、红外光谱、X射线粉末衍射、热重、循环伏安、固体可见漫反射光谱等测试手段对其结构、氧化还原性能以及光学活性进行了表征,并将其用于光催化还原Cr(Ⅵ)反应体系中.结构分析表明,化合物1中的无机部分由离散的[PMo_(12)O_(40)]~(3-)阴离子簇组成,该阴离子簇通过与有机抗衡阳离子之间的氢键作用连接形成三维超分子结构.化合物1具有宽的可见光吸收和合适的能带结构,在光催化还原Cr(Ⅵ)反应中展现出良好的光催化活性.在80 min内,Cr(Ⅵ)还原转化率可达到72%.经过4次循环后,结构依然保持良好.该工作为设计和制备高效的多酸基Cr(Ⅵ)光催化剂提供了新的方法.     

Z型Cu2O-(rGO-TiO2)光催化剂的制备及其对甲基橙的降解性能

通过简易的三步合成法成功制备出在日光下对甲基橙(MO)具有良好光催化性能的Z型Cu₂O-(rGO-TiO₂)光催化剂.与传统二元异质结不同,还原氧化石墨烯(rGO)作为中间介质可促进光催化剂量子效率的提升,可提高Cu₂O-TiO₂的氧化还原能力.当r GO负载量(质量分数)为1%时,Cu₂O-(rGO-TiO₂)具有最佳的光催化活性.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)研究光催化剂的形貌结构和光学性质,采用探针法和光致发光光谱(PL)分析并验证了Z型光催化体系.Cu₂O-(rGO-TiO₂)光催化剂厚度约32.24μm,Cu₂O呈多面柱状结构,以{111}晶面(具有良好的光催化活性)为主,TiO₂纳米颗粒均匀分散在二维单层褶皱片状结构的r GO表面,Cu₂O、TiO₂和r GO...     

Cu(OH)2纳米线/Cu网电极制备及还原水中硝酸盐性能研究

工厂化养殖尾水中硝酸盐污染问题日益严重,而电化学还原技术中铜作为阴极材料去除NO^-₃-N存在活性位点少和吸附能力差的问题.为此采用一种具有高长径比(120)的Cu(OH)₂纳米线/Cu网电极材料应用于NO^-₃-N的电催化还原.首先,通过调控阳极氧化条件制备了Cu(OH)₂纳米线/Cu网.然后,通过对Cu(OH)₂纳米线/Cu网进行表征分析和去除NO^-₃-N性能测试,确定25℃、1.0 mol/L NaOH和2.0 mA/cm²为Cu(OH)₂纳米线/Cu网最佳阳极氧化条件.在双池隔膜反应器中,以该电极为阴极,RuO₂-IrO₂-TiO₂/Ti为阳极,对NO^-₃-N(50 mg/L)去除率达到98%,NO^-_3<...