双极Electro-Fenton法降解水中苯酚的研究

设计了一种双极电化学芬顿方法(BipolarElectro-Fenton;BEF)并对水中的苯酚进行了降解研究。采用热压法制备了多孔气体扩散碳电极。在无分隔槽反应装置中,以多孔气体扩散碳电极为阴极将氧气还原产生过氧化氢,铁板作阳极产生Fe2+,直接利用两电极产物发生芬顿(Fenton)反应对苯酚进行降解。TOC、COD的检测结果表明,BEF法中所采用的气体扩散电极对苯酚的降解程度较通常废水处理中以石墨为阴极的电芬(Electro-Fenton;EF)更为彻底;而且BEF法对苯酚的降解速率比传统芬顿法更快。

CuO/SnO_2/TiO_2复合光催化剂的制备及光催化性能

采用硬脂酸法制备了CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂,采用XRD及TG-DTA分析对其物相和热稳定性进行了表征,并通过苯酚的光催化降解行为对所制备催化剂的活性进行了评价。结果表明,经500℃热处理的CuO/SnO2/TiO2复合光催化剂属于单一的锐钛矿相,且铜、锡氧化物的引入抑制了TiO2的结晶和晶粒的生长。当催化剂组成为Cu∶Sn∶Ti=0.25∶5∶100(物质的量比),焙烧温度为500℃,催化剂投加量为0.5 g.L-1,溶液pH为4.0时,经3 h光催化反应苯酚的降解率达97.1%。

Ag@AgCl/Ag_3PO_4的可见光光催化性能及机理研究

采用沉淀转换法制备了Ag@AgCl/Ag3PO4可见光光催化材料,并采用XRD、UV-vis、SEM及XPS等手段对其进行了表征。以水中甲基橙的降解为探针反应,考察了可见光照射下Ag@AgCl/Ag3PO4的光催化活性。XRD结果表明催化剂的晶型完整。Uv-vis吸收光谱分析可知Ag@AgCl/Ag3PO4催化剂的带隙明显变窄且对可见光吸收增强。SEM分析结果表明催化剂颗粒在0.5μm左右。XPS光谱表明催化剂表面的Ag0与Ag+含量明显增强。经分析可知,Ag@AgCl/Ag3PO4在可见光下具有较高光催化活性的主要原因可归结为:催化剂带隙能的减小、Ag0与AgCl形成的表面等离子共振效应及强氧化性Cl0的协同作用。

Ag_3PO_4的可见光光催化性能及机理分析

采用沉淀置换法制备了可见光光催化剂Ag3PO4,利用XRD、UV-Vis及XPS等对其进行了结构特性分析,以水中微污染有机物的降解评价了Ag3PO4的光催化活性,并通过活性物种及能带结构的分析对催化剂的光催化机理进行了推测。结果表明,Ag3PO4的带隙能约为1.9 eV、催化剂表面存在的Ag+可捕获光生e-、催化剂的价带电位较低,这有利于Ag3PO4在可见光照射下产生的e--h+的分离及活性物种.OH的形成。经60 min可见光光催化反应,15 mg.L-1的甲基橙和腐殖酸的降解率分别达97%和82%,比同等条件下TiO2-P25的降解率还高40%和25%,光催化剂Ag3PO4的用量为0.6 g.L-1。

可见光响应型Fe掺杂SiO_2/TiO_2光催化材料的制备及降解水中腐殖酸的研究

采用溶胶凝胶法制备了可见光响应型Fe掺杂SiO2/TiO2光催化材料,并采用TG-DTA、XRD、UV-vis、TEM及XPS等手段对其进行了表征。以水中腐殖酸的降解为探针反应,考察了可见光照射下Fe-SiO2/TiO2的光催化活性。XRD结果表明,Fe离子掺杂可抑制催化剂晶粒尺寸,600℃焙烧后的Fe-SiO2/TiO2为锐钛矿相结构。Uv-vis吸收光谱分析可看出Fe离子掺杂提高了催化剂对可见光的吸收能力,并使催化剂的吸收带边产生了红移。XPS光谱表明,催化剂表面存在着Fe2+和Fe3+。实验结果表明,Fe-SiO2/TiO2在可见光下对腐殖酸的光催化降解率优于SiO2/TiO2和TiO2。Fe-SiO2/TiO2具有较高光催化活性的主要原因为:Fe离子掺杂不仅使SiO2/TiO2催化剂的粒径减小和对可见光的吸收增强,而且在催化剂表面产生了有利于光生e--h+对分离的Fe3+/Fe2+氧化还原循环电对。

化工卓越工程师的培养方案探索与实践

本文以太原理工大学为研究对象,在现有化学工程专业的基础上,结合专业实践性强的特点,从化工卓越工程师的选拔、培养计划的制订及实践能力培养的制度建设等方面进行探索和研究,以期为相关专业制订卓越工程师教育培养方案提供借鉴。

化工原理教学中的几点体会

化工原理课程是一门关于化学加工过程的专业技术基础课程,它是化工及相近学科学生由自然科学领域的基础课向工程科学的专业课过渡的入门课程。本文针对化工原理课程的教材内容,结合笔者多年的授课经验,详细介绍了教学中的几点体会,从基本原理出发,以基本方程为基准,深入浅出定性定量地描述了单元操作过程涉及的概念和现象,让学生用自己学过的知识来解决出现的新问题,充分发挥了学生的主观能动性,激发了学生的学习兴趣,从而培养了学生思考问题、解决问题的能力,并树立了科学和工程观念。

化学工程与工艺专业卓越工程师培养计划的构想

针对化工类卓越工程师的培养教育问题,本文从卓越工程师的培养目标、培养方案及培养模式三个方面,探讨了太原理工大学对开展校企深度合作培养化学工程与工艺专业工程师教育模式的初步构想,以期为我国化工工程师人才培养提供有益的指导。

提高化工原理课程设计教学质量的改革与实践

在化工原理课程设计中,采用明确课程设计的目的、精心选择课程设计的题目、强化计算机应用等一系列改革措施,有利于培养学生的工程素质和创新能力,使化工原理课程设计的教学质量上升到一个新的高度。

SiO_2/TiO_2薄膜对水中腐殖酸降解及大肠杆菌灭活效果的研究

采用溶胶-凝胶法制备了SiO2/TiO2粉体并采用XRD、TG-DTA及Uv-vis对其结构进行了表征。采用热沉积法将其负载于玻璃板上,以水中天然有机物腐殖酸和典型菌种大肠杆菌为代表物考察了SiO2/TiO2薄膜的光催化活性,并对其机理进行了推测。研究结果表明,SiO2/TiO2薄膜具有较高的光催化活性及抑菌作用。硅的引入不仅使催化剂的带隙变宽,提高了催化剂表面上光生e--h+的氧化还原能力,而且使催化剂表面出现了更多有利于光生空穴-电子转变为.OH的吸附氧,这是SiO2/TiO2薄膜使水中污染物降解及细菌灭活的主要原因。

两步溶胶-凝胶法制备钛硅复合氧化物及其光催化活性的研究

采用两步溶胶-凝胶法制备了钛硅复合光催化剂,通过XRD、FT-IR表征了其结构,并以甲基橙为目标物,详细探讨了煅烧温度、硅含量对钛硅复合氧化物活性的影响。研究发现,所制备钛硅复合氧化物粉体具有锐钛相与金红石相的混晶结构,适量硅的引入可抑制TiO2粒径的增大与晶相的转变;经FT-IR分析可知复合物中TiO2与SiO2发生键合作用形成了Si-O-Ti键。当硅含量为10%,煅烧温度为800℃时,钛硅复合催化剂的光催化活性最佳,120min对甲基橙的降解率可达到99%,表现出良好的降解活性。而催化活性的提高源于催化剂中异相结的存在。

流态化TiO_2/AC光催化降解水中苯酚的研究

以粒状（颗粒尺寸为4-8 mm）活性炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备了负载型TiO2/AC光催化剂,并采用XRD、SEM对催化剂的晶型结构和形貌进行了表征。选择苯酚为降解对象,考察了溶液的初始pH值对苯酚溶液光催化降解的影响及催化剂的稳定性。结果表明：所制备光催化剂中的TiO2为锐态矿型和金红石型的混晶型结构,且为分布均匀的纳米白色簇状颗粒;在苯酚质量浓度ρ0=100 mg/L,苯酚液体积V=100 mL,催化剂投加量mc=0.5 g,紫外光光强I=4.9mW/cm^2,pH=4,λ=365 nm的实验条件下,经过2.5 h的光催化降解反应,苯酚的去除率接近90%,矿化率达到68%。

活性炭负载TiO_2的制备及其杀菌性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/AC光催化剂,并对其晶体结构和形貌进行了XRD、SEM表征。以实验室培养的大肠杆菌为研究对象,研究了负载型Ti O2/AC光催化剂的杀菌性能。结果表明,所制备光催化剂中的TiO2为锐态矿和金红石的混晶结构,且以纳米簇状颗粒均匀分布在活性炭颗粒表面。在波长λ=254 nm、光强I=0.02 mW/cm2的条件下,TiO2/AC光催化剂具有一定的杀菌性能,且随着Ti O2/AC光催化剂负载次数的增加以及催化剂投加量的增加,催化剂的杀菌性能提高。

化工卓越工程师培养方案的构建——以太原理工大学为例

为适应山西设立综合改革试验区及全国新型煤化工发展的需要,太原理工大学成立以能源化工为特色的化工卓越工程师试点班的校内教学和企业实践计划的培养方案,以期培养出适应山西区域经济建设及行业和社会发展需要的化工类卓越工程师。

Ag/Ag_3PO_4/g-C_3N_4复合光催化剂的合成与再生及其可见光下的光催化性能(英文)

研究了用离子交换沉淀法制备的Ag/Ag3PO4/g-C3N4的可见光光催化性能及再生方法.通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱及X射线光电子能谱(XPS)对其进行了结构特性分析.XRD结果显示再生后催化剂的结构未发生改变.FESEM及UV-Vis分析结果说明催化剂由Ag3PO4与g-C3N4复合而成.XPS分析结果表明催化剂表面出现少量的银单质.利用可见光(λ>420nm)照射下的苯酚降解实验评价了样品的光催化活性,并通过活性物种及能带结构的分析对催化剂的光催化机理进行了推测.研究表明,Ag/Ag3PO4/g-C3N4的光催化活性明显高于纯Ag3PO4及纯g-C3N4,主要原因归结为单质银、Ag3PO4及g-C3N4的协同效应.经过氧化氢和磷酸氢铵钠(NaNH4HPO4)的再生可完全恢复催化剂的活性,这表明该绿色环保的再生方法可实现Ag/Ag3PO4/g-C3N4催化剂在环境中的实际应用.

异质结型AgBr/CuO光催化剂的合成、光催化活性及再生

采用沉淀法制备了具有p-n异质结结构的AgBr/CuO可见光催化剂,对其结构进行了表征,通过甲基橙溶液的降解率评价了AgBr/CuO的光催化活性,并通过活性物种测试及能带结构分析推测了其光催化机理,采用3%(质量分数)溴水对使用后的AgBr/CuO进行了再生处理.结果表明,在可见光照射下,0.1 g AgBr/CuO光催化剂30 min对甲基橙溶液(初始浓度为15 mg/L)的降解率高达92%,远高于同等条件下的AgBr.AgBr/CuO光催化活性提高的原因是Ag Br与CuO的复合一方面使催化剂的禁带宽度变宽,提高了光生电子与光生空穴的氧化还原能力;另一方面,在两者之间形成了p-n型异质结结构,有利于光生电子的转移及光生电子与空穴的分离.采用绿色环保的溴水再生法可显著恢复催化剂的光催化活性.

Fe_2O_3可见光光催化降解水中腐殖酸的研究

采用均相沉淀法制备了Fe2O3光催化剂,并用XRD对其晶型进行了表征。研究了Fe2O3催化剂在可见光照射下对水中腐殖酸的降解行为,考察了催化剂用量、初始pH值、腐殖酸初始浓度等因素对光催化氧化过程的影响。结果表明,当Fe2O3用量为0.4 g/L,腐殖酸溶液的初始浓度为10 mg/L,pH为3.0,20 W黄色荧光灯(Em ax=548 nm)照射下反应150 m in,腐殖酸的降解率达到94.1%,说明所制备的Fe2O3光催化剂在可见光照射下对水中腐殖酸有较好的降解效果,并可多次重复使用。

用硝酸磷肥生产中副产的磷石膏制备硫酸铵和碳酸钙

随着磷矿品位的不断下降,磷复肥企业必然面对使用中低品位的磷矿。为了解决冷冻法硝酸磷肥生产中深度除钙副产磷石膏的堆积问题,以磷石膏、碳酸铵和氨水为原料进行复分解反应制备硫酸铵和碳酸钙,以实现硫资源的循环利用。考察了影响硫酸钙转化率的各种因素,通过正交实验确定了复分解反应的优惠工艺条件,并作了验证性实验。结果表明,在优惠工艺条件下磷石膏中硫的转化率可达96.7%。用磷石膏生产硫酸铵,不仅是环境保护的需要,也是废物利用、资源回收的需要,具有潜在的社会效益和经济效益。

氧电极在光电催化降解水中苯酚的性能

以乙炔黑、活性炭、石墨粉与适量的Mn(NO3)2为原料,采用热压法制备氧电极,将其应用于光电催化降解水中苯酚的研究。采用BET、X射线衍射(XRD)及扫描电镜分析(SEM)测试技术对氧电极进行了表征,并考察了氧电极的制备条件对电极光电催化性能的影响,比较了铜片、镍片、氧电极3种不同阴极对苯酚的降解效果,也比较了相同操作条件下吸附、光催化、电催化、光电催化等过程对苯酚降解效果的影响。结果表明,氧电极的比表面积较大,主要晶相为石墨、Mn3O4,电极表面和内部的物料混合及气孔分布比较均匀;电极的较佳制备条件为:石墨、乙炔黑与活性炭的质量比1∶1∶1,烧结温度400℃,电极厚度1.0 mm;在降解水中苯酚的过程中,氧电极与光阳极能产生良好的光电协同效应,提高了水中苯酚的矿化率。

Cu-Sn-TiO_2复合光催化剂对水中苯酚降解的研究

采用硬脂酸法制备了一种新型的Cu-Sn-TiO2三元复合光催化剂,并采用XRD研究了复合催化剂的物相,且以苯酚为目标降解物对其光催化活性进行了评价。结果表明,经500℃焙烧的Cu-Sn-TiO2催化剂的晶型为锐钛矿型,并具有较高的光催化活性,以摩尔比n(Cu)∶n(Sn)∶n(Ti)=0.25∶5∶100为最佳,光催化反应3 h时苯酚的降解率达97.1%。