Ni掺杂中孔TiO2的合成及其光催化分解水性能研究

合成了Ni掺杂中孔TiO2光催化剂，其吸收光谱阈值红移至500nm，500℃焙烧后依然保持中孔结构．喇曼光谱证实，这种催化剂具有锐钛矿晶型．在Na2S／Na2SO3复合牺牲剂体系下，对Ni掺杂中孔TiO2和Ni掺杂颗粒TiO2两种催化剂的产氢活性进行了考察，发现前者比后者提高了近1倍。     

Ti/Sb-SnO_2电极电解后的表面状态变化

针对电极表面发生电化学反应而影响电极稳定性的问题,研究了0.1mol·L-1的Na2SO4溶液中以5×10-3 A·cm-2恒电流电解300h后Ti/Sb-SnO2电极表面状态的变化,同时采用扫描电镜、元素分析和X射线衍射检测了该表面的状态,用电感耦合等离子体发射光谱仪检测了电解后溶液中的金属含量。结果表明:经长时间电解后的Ti/Sb-SnO2电极表面出现了氧化物层局部溶解及脱落的情况;电解完成后的溶液中检测到Sn元素;电极表层的物质仍为Sb-SnO2,但衍射峰强度有所降低,Ti峰强度大幅度升高。由此推测,表层氧化物层的溶解、局部区域的脱落以及基底与表面层之间的钝化可能是造成Ti/Sb-SnO2电极在长时间使用后失稳的主要原因。该结果可为改善Ti/Sb-SnO2电极表面形貌、提高表层氧化物负载量和电极稳定性研究提供参考。     

聚吡咯甲烯类聚合反应的动力学研究

采用原位紫外分光光度法研究了吡咯与苯甲醛，对二甲氨苯甲醛，香草醛及对硝基苯甲醛反应生成聚吡咯甲烯类聚合物过程中的合成反应机理。研究表明，聚吡咯甲烯的合成反应为一零级反应，其反应速率与催化剂的酸度有关，而与吡咯和醛的浓度无关，苯环上吸电子基团的存在有利于聚合反应的进行，较大空间位阻基团的存在则使聚合反应的速率下降。     

钛基体Ti4O7阳极在高盐体系下的电催化降解性能

针对高盐废水成分复杂、可生化性差等处理难题，采用等离子喷涂技术制备一种新型钛基体亚氧化钛电极——Ti₄O₇电极，对该电极性能进行全面评价，解释电极的失效机理，并将其应用于高盐体系下的有机物电催化降解过程，考察不同因素对降解效果的影响。结果表明：Ti₄O₇电极具备丰富的孔洞结构、较高的析氧过电位、优异的导电性能和良好的稳定性。高盐体系下，电流密度的提高会促进酸性红G染料降解，但单位能耗会显著增加；含盐量和pH值对降解效果的影响甚微，这也得益于亚氧化钛材料电极的稳定性能；在电流密度为15 mA/cm²、含盐量为1%、初始pH值为8.5时，降解效果最佳，120 min内脱色率为99.91%,化学需氧量(COD)去除率为71.88%。Ti₄O₇电极在高盐废水的电化学处理领域有良好的应用前景。     

M/Ti-MCM-41光催化剂的制备及产氢性能研究

以正硅酸四乙酯为硅源，钛酸四丁酯为钛源，溴代十六烷基吡啶为模板剂，合成了具有中孔结构的Ti—MCM-41，并对其进行了第4周期过渡金属氧化物的负载．紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)表明，负载金属氧化物后得到的M／Ti—MCM-41的吸收光谱较Ti—MCM-41发生了明显的红移．产氢实验结果表明，在300W高压汞灯照射下，M／Ti—MCM-41的产氢活性较Ti—MCM-41有明显的提高，前者的产氢速率最高可达后者的5．78倍．     

钙镁离子改性TiO2对水中氟离子的吸附行为

为拓展TiO₂吸附去除水中氟离子的pH适用范围,通过原位水解掺杂法制备出Ca²⁺和Mg²⁺改性的TiO₂纳米颗粒材料TiO₂-Ca和TiO₂-Mg。场发射扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、氮气吸脱附曲线、Zeta电位分析等表征显示,成功合成了改性的锐钛矿相TiO₂,并且TiO₂-Ca和TiO₂-Mg的等电点分别提高到了4.51和5.08。将合成的改性TiO₂应用于水体低浓度氟离子的吸附去除,结果表明：TiO₂-Ca和TiO₂-Mg对水体氟离子的吸附可以在20 min内达到平衡,吸附容量分别达到22.51 mg·g^-1和20.87 mg·g^-1,吸附的适用pH范围分别拓展到了5和6,其沉降性能也有了很大的提高,都较未改性的TiO     

富电子材料促进芬顿反应中Fe3+还原的研究进展

芬顿反应作为一种高效的高级氧化技术,可以通过反应过程中产生的羟基自由基等活性物种无选择性地将水中的有机大分子物质降解为小分子物质,甚至完全矿化去除。传统的芬顿反应过程会产生大量铁泥等固体废弃物沉淀,限制了其大规模应用。针对这一问题,本文首先深入论述了芬顿反应过程中铁泥的产生原理,主要是由于Fe²⁺催化H₂O₂产生羟基自由基之后,自身被氧化成Fe³⁺而失去催化活性并从反应体系中沉淀作为固体废弃物排出。为使芬顿体系维持持续高效的催化性能,减少铁泥固体废弃物的产生,大量的研究采用向芬顿反应体系中引入富电子材料来促进Fe³⁺向Fe²⁺的转化,包括零价铁、碳材料、金属有机框架材料(metal-organic frameworks, MOFs)、羟胺、醌氢醌类、有机酸类和硼等。这些富电子材料在芬顿反应过程中能够为Fe³⁺还原提供电子,促进Fe³⁺/Fe²⁺循环,提高芬顿反应效率,减少固体废弃物产生。本文...     

水垢的电化学去除工艺与机理研究

详细研究了电子水处理过程中的阻垢及除垢过程.研究表明,对于硬度大于300 mg·L-1(以CaCO3计,下同)的高硬度水样,先用7 V的高电压进行阻垢处理,当其硬度降至130 mg·L-1以下后,改为5 V的低电压进行除垢处理.以此种方式运行,可用较低的能耗,在保证换热器表面无水垢析出的前提下去除水中超过90 %的成垢离子.扫描电镜图片显示,电子水处理技术对所形成水垢的晶型有一定的影响,未经过电子水处理形成的水垢呈现方解石晶型,而经过电子水处理形成的水垢呈现文石晶型.     

Cr2O3-TiO2负载金属光催化剂及其光分解水产氢性能研究

以钛酸四丁酯和重铬酸铵为原料,采用溶胶凝胶法制备Cr2O3 TiO2 复合型光催化剂,并利用浸渍法在Cr2O3 TiO2 表面分别负载Fe、Mn、Mo 过渡金属,制备了Fe Cr2O3 TiO2、Mn Cr2O3 TiO2、Mo Cr2O3 TiO2 三元复合型光催化剂.通过X射线衍射(XRD)、比表面分析(BET)和紫外可见吸收光谱(Uv Vis)对催化剂进行了表征.XRD结果表明:TiO2 为金红石结构;Cr2O3 为绿铬矿结构.催化剂在紫外光和可见光条件下均具有光催化分解水产氢活性,紫外光条件下三元复合型光催化剂可以明显提高光催化产氢活性,其中Mo Cr2O3 TiO2 活性最高,而在可见光条件下,三元复合型光催化剂产氢活性略低于Cr2O3 TiO2.