蜂巢状LaVO_(4)/Bi_(2)O_(3)异质结光催化降解盐酸四环素的研究

为提升Bi_(2)O_(3)的光催化活性,采用溶剂热和水热法制备了LaVO_(4)/Bi_(2)O_(3)复合材料。利用多种手段对LaVO_(4)/Bi_(2)O_(3)的结构、形貌和性能进行了表征与分析,并以盐酸四环素(TCH)作为降解对象,考察了该复合材料的光催化活性。研究结果表明,LaVO_(4)紧密负载在Bi_(2)O_(3)表面,形成Z型异质结,这种结构能有效促进光生载流子分离,从而显著提高LaVO_(4)/Bi_(2)O_(3)的可见光催化活性。LaVO_(4)/Bi_(2)O_(3)复合催化剂具有蜂巢状形貌,这种形貌显著提升了催化剂的比表面积,并有利于反应物分子的吸附、扩散和运输。LaVO_(4)/Bi_(2)O_(3)对TCH的降解效果优于Bi_(2)O_(3)和LaVO_(4),当LaVO_(4)质量分数为5%时,复合催化剂的光催化活性及稳定性最好。在可见光照射3 h后LaVO_(4)/Bi_(2)O_(3)对TCH的降解率可达86.32%,4次循环后对TCH的降解率仍然可达到76.58%,说明其理化性能稳定,能够长期循环使用。淬灭实验表明,LaVO_(4)/Bi_(2)O_(3)降解TCH过程中的主要活性物种为·OH和·O_(2)^(-)。本研究为提升Bi_(2)O_(3)的光催化活性及有效去除水体中的TCH提供了一种新思路。

工程教育认证背景下基于BOPPPS模型的化工原理课程教学设计

在工程教育认证的大背景下,化工及相关专业对化工原理课程进行教学改革显得尤为重要。本文以现阶段化工原理课程教学中存在的问题为切入点,以“静力学方程及应用”的教学设计为实例,探讨了BOPPPS教学模式在化工原理课堂教学设计中的应用效果。研究结果证实,BOPPPS教学模式能够显著提升学生的课堂参与度,有效激发学生的主观能动性,从而显著增强化工原理课堂的教学效果。

WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)Z型异质结的构建及其光催化性能

利用水热法和超声辅助沉淀法制备了Z型异质结WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合光催化剂。采用多种表征手段对其晶体结构、形貌和性能进行了表征,并以盐酸四环素(TCH)为降解对象考察了WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合催化剂的光催化活性。结果表明:简单斜方的WO_(2)负载在单斜相的Ag_(3)VO_(4)表面,形成Z型异质结结构,这种结构以及Ag_(3)VO_(4)光腐蚀产生的Ag0,能加速无效电子-空穴对的复合,促进有效光生载流子的分离,提升WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合催化剂的可见光催化活性;WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)复合催化剂对TCH的降解效果明显优于纯WO_(2)和Ag_(3)VO_(4),其中5 wt%WO_(2)/Ag_(3)VO_(4)的效果最好,可见光下3 h对TCH的降解率可达85.8%,且降解过程符合一级动力学反应模型。

Bi_(2)O_(3)/CaFe_(2)O_(4)Z型异质结材料光催化降解氧氟沙星

利用溶剂热法合成了Z型异质结Bi_(2)O_(3)/CaFe_(2)O_(4)复合催化剂。采用多种表征手段对其晶体结构、形貌和性能进行了表征,并以氧氟沙星(OFX)为降解对象考察了Bi_(2)O_(3)/CaFe_(2)O_(4)复合催化剂的光催化活性。结果表明:Bi_(2)O_(3)负载在CaFe_(2)O_(4)表面,构建了Z型异质结构,这种结构能加速无效光生载流子的复合,促进有效光生载流子的分离,提升Bi_(2)O_(3)/CaFe_(2)O_(4)复合催化剂的可见光催化活性;Bi_(2)O_(3)/CaFe_(2)O_(4)复合催化剂对OFX的降解效果明显优于纯Bi_(2)O_(3)和CaFe_(2)O_(4)。在Bi_(2)O_(3)负载量为5%时,Bi_(2)O_(3)/CaFe_(2)O_(4)对OFX的降解效果最好,降解率可达78.7%,经过4次循环,依然可达到62.5%,说明其理化性能稳定,能够长期稳定循环使用。

大豆秸秆基保水剂对南阳烟田土壤物理性状及烟叶生长的影响

为了促进大豆秸秆基保水剂在农业生产中的应用和推广,作者在河南南阳旱区利用田间试验考察了保水剂用量对烟田土壤物理性状和烟叶生长的影响。结果表明,烟田施用大豆秸秆基保水剂可以显著抑制土壤水分的流失,并且抑制作用随保水剂用量的增加而增强;同时保水剂改善了土壤物理性状,降低土壤体积质量,使土壤孔隙数量增加,提高了土壤总孔隙度,尤其增加了非毛管孔隙度,增强了土壤通气性能。但施用过量容易降低土壤非毛管孔隙度,造成土壤板结;保水剂还可以降低烟叶的蒸腾速率,改善其光合特性,提高水分利用效率,增强烟叶抗旱性,从而提高烟叶株高、茎围和最大叶面积等农艺性状,改善烟叶化学成分。保水剂用量为240 kg/hm2时,土壤平均含水率较对照提高3.1%,总孔隙度提高6.8%,烟叶增产18.4%,上等烟比例提高6.8%。

大豆秸秆基保水剂对烟田土壤水分及烟草生长的影响

为了考察自制改性大豆秸秆基保水剂对旱区烟田土壤水分和烟草生长的影响,在南阳旱区烟田进行大田试验。设置4个不同保水剂用量处理,研究供试保水剂用量对烟田土壤水分、烟草农艺性状、产量、产值和主要物理性状的影响。结果表明:保水剂可以显著抑制土壤水分的流失,增强烟草的抗旱性,并且抑制作用随保水剂施用量的增加而增强;同时能改善土壤物理性状,降低土壤容重,提高土壤总孔隙度,促进烟草生长,提高烟叶的产量和质量。但保水剂施用过量容易造成土壤板结,不利于烟草的生长。在不同用量大豆秸秆基保水剂处理中,以195 kg/hm2用量对提高烟草农艺性状、产量、产值和主要物理性状效果最好。

利用大豆秸秆制备农用保水剂及其保水性能研究

利用改性大豆秸秆(CMSS)与丙烯酸(AA)接枝共聚制备出新型农用保水剂(AWRA),采用正交优化设计及单因素试验确定合成条件中各因素的最佳水平;最佳条件下合成的保水剂,对自来水吸水率达427 g/g;对秸秆改性前后及接枝产物进行红外图谱分析,发现AA和CMSS纤维接枝共聚良好;通过模拟土壤柱法研究了保水剂对土壤的保水性能,结果表明,保水剂能显著抑制土壤水分的损失,抑制作用随保水剂施用量的增加而增强。

超声辅助沉淀法制备γ-Bi_2MoO_6及其光催化性能

以Bi(NO3)3·5H2O和(NH4)6Mo7O24·4H2O为原料,采用超声辅助沉淀法制备了纳米可见光催化剂γ-Bi2Mo O6,用XRD,SEM,UV-Vis技术对其进行了表征,并以罗丹明B为目标降解物,考察了γ-Bi2Mo O6的可见光催化性能。表征结果显示,产物为高纯度正交结构的纳米γ-Bi2Mo O6,分散性良好。光催化实验结果表明:超声辅助沉淀法制备的γ-Bi2Mo O6的可见光催化活性优于普通沉淀法制备的产品;以超声辅助沉淀法制备的γ-Bi2Mo O6为光催化剂,在初始罗丹明B质量浓度为10 mg/L、初始溶液p H为7.2、γ-Bi2Mo O6加入量为10 g/L的最优条件下,反应180 min时的罗丹明B降解率达到97.48%。

WO_3/γ-Bi_2MoO_6异质结的制备及其光催化性能

采用微波溶剂热法—浸渍法制备了WO3/γ-Bi2Mo O6纳米异质结复合可见光催化剂(简称光催化剂),用XRD、SEM、XPS和UV-Vis分光光度法对其进行了表征。以甲基橙为目标降解物,考察了光催化剂的催化性能。表征结果显示:WO3分散在γ-Bi2Mo O6晶体表面,未进入晶格内部;与WO3和γ-Bi2Mo O6相比,WO3/γ-Bi2Mo O6在紫外和可见光区的吸收强度均有所提高,且对光的吸收发生了明显的红移,禁带宽度变窄;二者形成的p-n型异质结能及时有效地促进光生电子-空穴对的分离,提高催化活性。实验结果表明:WO3/γ-Bi2Mo O6的催化活性优于WO3和γ-Bi2Mo O6;在甲基橙溶液初始质量浓度为10 mg/L、光催化剂WO3(1.0%)/γ-Bi2Mo O6加入量为1 g/L时,反应3 h时甲基橙的降解率最高(达97.48%),甲基橙溶液中TOC的去除率也最高(为92.0%)。

纤维乙醇发酵残渣提取酶解木质素研究

采用微波辅助有机溶剂法从纤维乙醇发酵残渣中提取酶解木质素(EHL)。利用单因素试验和响应面分析法研究微波功率、微波时间、丙酮体积分数、固液比对EHL提取效果的影响,并对所提取的EHL进行红外光谱分析。结果表明:EHL最佳提取工艺条件为微波功率为700 W、微波时间为40 min、丙酮体积分数为65%和固液比为1 g∶10 mL,在此条件下EHL提取率达到40.81%;红外光谱显示,该方法提取的EHL结构与磨木木质素相似。

化工设计课程思政教学研究与实践

化工设计是化学工程与工艺专业的一门专业核心课程。开展化工设计课程思政教学与实践是关乎国家建设和民族复兴的重要教学改革。分析了当前化工设计课程思政教学现状,探讨了化工设计课程思政建设中的措施,在传授化工设计知识、培养学生专业能力的同时坚持价值塑造,推进化工设计课程思政落地生根。

基于学习通平台的“化工原理”线上线下混合式教学探索与实践

为顺应时代发展,改变传统教学模式,探讨了利用“超星学习通”平台,对“化工原理”课程进行线上线下混合式教学的探索与实践。教学实践表明,利用“超星学习通”平台对“化工原理”进行线上线下混合式教学,能极大地提升学生的课堂参与度和学习积极性,提升课程的教学效果。

磁性γ-Bi_2MoO_6/Fe_3O_4复合材料的制备及其光催化性能

采用共沉淀及微波溶剂热法制备出具有核壳结构的磁性γ-Bi2MoO6/Fe3O4复合可见光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)和振动样品磁强计(VSM)等测试手段表征了试样的结构和性能。结果表明:制备的γ-Bi2MoO6/Fe3O4复合材料具有良好的顺磁性,在外加磁场的作用下,可与液相迅速分离。γ-Bi2MoO6包覆在Fe3O4表面形成的核壳结构使催化剂吸收带边红移,在可见光区的吸收增强;以罗丹明B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:磁性γ-Bi2MoO6/Fe3O4的可见光催化活性优于纯γ-Bi2MoO6。当Fe3O4的质量分数为10%时,光催化活性最好,重复使用3次,对罗丹明B的降解率仍能达到85%。

《化工原理》理实一体化教学模式的建构

"理实一体化"是理论和实践密切结合、融为一体的教学模式。南阳理工学院生物与化学工程学院于2014年开始对《化工原理》课程实施"理实一体化"教学模式,并在《化工原理》教学过程中取得了良好的教学效果,且可操作性强,具有推广价值。

浅谈《化工工艺学》课程教学中和谐课堂的构建

以《化工工艺学》课程教学为载体,探索如何营造平等师生关系,构建和谐教学课堂,提高授课时效。实践表明:营造平等、和谐、民主的新型师生关系,激发学生学习兴趣,使学生在轻松的学习中获得知识,可以构建和谐课堂追求学习与教学的最大有效性。

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。

马铃薯淀粉基高吸水树脂的合成及其土壤保水性能研究

以马铃薯淀粉为主要原料,通过自行设计的工艺流程合成了高吸水树脂,利用正交实验设计优化了反应条件。用红外光谱对接枝共聚物进行表征,光谱分析证明了接枝共聚物的存在。通过模拟土壤柱法研究了高吸水树脂对土壤的保水性能,结果证明,吸水树脂能显著抑制土壤含水量的损失,抑制作用随着树脂施用量的增加而增强。

超声辅助沉淀法制备催化剂Ag_3VO_4及其光催化性能

以Na_3VO_4·12H_2O和AgNO_3为原料,采用超声辅助沉淀法制备了新型可见光催化剂Ag_3VO_4,并用XRD,TEM,UV-Vis等测试手段表征了试样的结构和性能。以金属卤灯(波长大于400 nm)为光源,研究了Ag_3VO_4光催化剂对甲基橙的可见光催化降解性能。表征结果显示,产物为单斜晶相的Ag_3VO_4纯物质,平均粒径60 nm,禁带宽度2.14 eV。光催化实验结果表明,甲基橙的光催化降解反应为拟一级动力学反应;当Ag_3VO_4用量为1.0 g时,对初始浓度为10 mg/L的甲基橙溶液具有最高的光催化活性,3 h时甲基橙的降解率达到99.48%。

WO3/Ag3VO4复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

采用超声辅助沉淀法—浸渍法制备了WO3/Ag3VO4复合光催化剂,对其进行了表征,考察了其在可见光条件下对罗丹明B的催化降解性能,并对催化机理进行了探讨。表征结果显示:WO3紧密包覆在Ag3VO4颗粒的表面,并未改变Ag3VO4的晶体结构;与Ag3VO4和WO3相比,WO3/Ag3VO4的吸收带边发生了红移。实验结果表明:w(WO3)为3.5%时,WO3/Ag3VO4对罗丹明B的可见光催化降解效果最好;在光催化剂加入量0.8 g/L、初始罗丹明B质量浓度10 mg/L的条件下,于室温下光照180 min时的罗丹明B去除率达95.76%,TOC去除率达96.5%;WO3与Ag3VO4在能带间的耦合作用下形成异质结结构,很好地抑制了光生电子-空穴对的复合。

g-C_3N_4/BiFeO_3复合可见光催化剂的制备及其光催化性能

采用微波溶剂热法和简单的固相热分解反应成功制备了g-C_3N_4/BiFeO_3/BiFeO_3复合可见光催化剂,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等技术对所制备的催化剂进行了表征。结果显示,复合可见光催化剂保持BiFeO_3的钙钛矿结构,g-C_3N_4/BiFeO_3只是复合在BiFeO_3的表面,没有改变BiFeO_3的晶体结构;UV-Vis DRS测试显示,g-C_3N_4/BiFeO_3/BiFeO_3的吸收带边发生了红移,可见光吸收能力得到提升。g-C_3N_4/BiFeO_3和BiFeO_3形成的异质结结构,很好地抑制了光生电子-空穴对的复合率;以罗丹明B为目标降解物,研究了催化剂的可见光催化性能。结果表明,g-C_3N_4/BiFeO_3和BiFeO_3的复合可以显著地提高催化剂的可见光催化活性;在g-C_3N_4/BiFeO_3的掺入量为15%时,g-C_3N_4/BiFeO_3/BiFeO_3对罗丹明B的可见光催化降解率可以达到93.62%。