Cu_(2)O/Ag/g-C_(3)N_(4)复合材料制备及其光催化降解抗生素性能

采用水热法和原位光还原法制备一系列Cu_(2)O/Ag/g-C_(3)N_(4)复合材料,采用XRD、IR、PL等对复合材料进行表征,并测试其光催化性能。结果表明,Ag和Cu_(2)O成功负载到g-C_(3)N_(4)表面,且没有破坏g-C_(3)N_(4)的结构;当溶液pH=6时,20 mg 15%-Cu_(2)O/Ag/g-C_(3)N_(4)对四环素降解率为94.3%。·OH、·O_(2)^(-)、h^(+)对Cu_(2)O/Ag/g-C_(3)N_(4)降解四环素起主要作用。光催化性能提升的原因可能是由于Ag和Cu_(2)O的加入形成异质结,增大g-C_(3)N_(4)的比表面积,降低其带隙能,使其在可见光区的吸收增强,抑制光生电子-空穴对的复合,提高了g-C_(3)N_(4)光催化性能。

非均相Photo-Fenton反应中催化剂及其光催化机理研究进展

非均相Photo-Fenton反应体系具有反应效率高、有效pH范围宽广以及催化剂可再生利用等优势,是一项极具发展潜力的新型高级氧化工艺。本文简单介绍了近几年来有关非均相Photo-Fenton体系中负载型光催化剂的最新研究成果,主要包括以SiO_2、Al_2O_3、分子筛、碳基材料、黏土材料等无机载体,以及以离子交换树脂和有机纤维材料等有机载体制备的负载型光催化剂,并且在此基础上着重讨论了光催化机理。对目前非均相Photo-Fenton反应存在的一些问题以及未来发展方向作了总结与展望。

Fe3O4@生物炭磁性材料光-类Fenton降解水中盐酸四环素

以玉米秸秆为生物炭原料,在600℃高温缺氧条件下煅烧成炭,并利用共沉淀法在其上负载Fe3O4,制得Fe3O4@玉米秸秆炭磁性非均相芬顿催化剂。运用XRD、SEM、EDS和TEM技术对材料进行表征,研究其在不同条件下光-类Fenton协同催化降解水中盐酸四环素的性能,考察材料的磁性回收能力和催化稳定性。结果表明,Fe3O4纳米颗粒均匀覆盖在炭载体表面,整体形貌上保持玉米秸秆通道状多孔结构。初始pH=7条件下降解盐酸四环素的最佳参数为:溶液初始过氧化氢量为10 mmol/L、Fe3O4@玉米秸秆炭催化剂投加量为0.3 g/L、反应时间为60 min。材料具有pH为3~7的适用范围和磁性回收能力。催化剂稳定性强,进行5次重复实验后仍可保持98%的降解率。

酸性红R在UV-类Fenton体系中的光降解实验

本论文选用了偶氮染料ARR为主要研究对象,研究它在UV-类Fenton体系中的光催化降解行为。采用紫外杀菌灯(λ≥254 nm)为光源,光化学反应实验在自制的光催化反应装置中进行。光照反应时间50 min,间隔相同时间取样,采用分光光度法检测ARR在光催化降解过程中的浓度变化,系统地研究了ARR的初始浓度、反应体系pH值、蒙脱土/H_(2)O_(2)配比、以及NO_(3)^(-)、EDTA、Cl^(-)、丙酮酸钠等对偶氮染料ARR光催化降解的影响。结果表明:在pH=3.0、66 mg/L的30%H_(2)O_(2)和浓度为1 g/L的蒙脱土条件下,ARR在UV-类Fenton体系可以获得较高的反应速率,NO_(3)-、丙酮酸钠对ARR的光催化降解有促进作用,而Cl^(-)、EDTA对ARR的光催化降解有抑制作用。

超声-类Fenton活化制备碳基催化剂及黄药降解

通过构筑超声-类Fenton体系改性污泥基活性碳,经焙烧后得到高效、稳定的非均相Fenton催化剂,并能有效降解丁基钾黄药类废水。在优化和确定最佳制备条件的基础上,运用SEM、EDX、FT-IR和XRD等方法对合成样品进行表征,同时探究其降解性能。实验结果表明:最佳的前驱体制备条件为以硫酸调节活化体系pH值,活性炭与FeSO_(4)·7H_(2) O的质量比为1∶0.7,搅拌后加入过硫酸钾与铁的摩尔比为1∶0.5,焙烧后得到表面粗糙的催化剂。成功引入磺酸基团于催化剂中,出现Fe_(2) O_(3)结晶颗粒,铁质量分数从0.08%增加到46.65%。铁元素和炭载体之间形成化学键Si—O—Fe,具有较好稳定性。在循环使用5次后,对于黄药的降解率仍保持在82%以上。市政污泥可作为非均相Fenton催化剂载体的来源,推动污泥资源化利用,实现以废治废。

Fe^(3+)和Mn^(2+)双金属负载型非均相类Fenton催化剂的制备及性能

为更好地处理染料废水,对非均相类Fenton催化剂进行研究,制备出Fe3+和Mn2+双金属负载型催化剂.研究催化剂的制备方法和载体对Fe3+和Mn2+双金属负载型非均相类Fenton催化剂性能的影响,并采用XRD和SEM对所制备的催化剂进行表征,利用甲基橙模拟废水的降解对催化剂性能进行评价.结果表明:用溶胶-凝胶法和以海泡石为载体时制得的催化剂的性能最好,Fe和Mn分别以γ-Fe2O3和MnO的形式存在于催化剂表面,Fe3+和Mn2+、催化剂吸附作用和H2O2氧化作用之间均存在协同效应,可加快反应速率,并优化降解效果.

电-类Fenton法处理石化反渗透浓水

以光谱纯石墨电极为阴阳极,自制的负载型Fe OOH催化剂为三维扩展阴极和固体催化剂,构建了电-类Fenton催化氧化体系,并对石化污水反渗透浓水进行了处理。结果表明,采用2段加入过氧化氢且每段用量为1.0 m L的方式,在反渗透浓水化学需氧量(COD)质量浓度为235 mg/L,反应器槽电压为4 V,催化剂填充体积分数为40%,反应时间为2.5 h的条件下,COD去除率达到82.1%,出水COD质量浓度为42 mg/L,达到辽宁省DB 21/1627—2008排放标准。

铁氧化物/草酸/UVA体系中2-硫醇基苯骈噻唑的光化学降解

用水热法合成纯-ΓFEOOH粉末,然后分别在250,320,420和520℃下煅烧得到IO-250等4种铁氧化物.XRD结果表明,煅烧后得到的IO-250和IO-320为-ΓFE2O3和-ΑFE2O3混合相,IO-420和IO-520为纯-ΑFE2O3相.N2吸附结果表明,随煅烧温度升高,铁氧化物比表面积减小.铁氧化物与草酸悬浮液在紫外光照射下建立了一个铁氧化物/草酸/长波紫外线(UVA)类光FENTON体系,以2-硫醇基苯骈噻唑(MBT)为目标污染物测试了该体系的催化活性.结果表明,该体系能有效降解MBT,不同铁氧化物组成的体系光化学活性依次为IO-320>IO-250>IO-420>IO-520>-ΓFEOOH.铁氧化物剂量和草酸的初始浓度显著影响体系的光化学活性,不同铁氧化物最佳剂量不同;草酸能显著促进MBT光化学降解,在各体系中其最佳浓度均为1.0 MMOL/L.反应过程中FE2+和FE3+的浓度及溶液PH值的变化均与铁氧化物的种类和草酸的初始浓度有关.

μ-H_2O-桥联均相铁(Ⅲ)催化剂的合成及其对邻苯二甲酸二丁酯的降解性能

合成了μ-水桥联的双核铁(Ⅲ)配合物[Fe_2(μ-H_2O)(TS)_4(H_2O)_2]_2Cl_4·4H_2O](μ-H_2O-Fe(Ⅲ)-TS)(TS=N,N'-triethylentetramine-salicylideimine;即三乙烯四胺水杨醛亚胺),并以其为催化剂、通过类Fenton反应考察了其对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的催化降解性质.结果表明,μ-H_2O-Fe(Ⅲ)-TS在可见光条件下即可对DBP进行高效催化降解.采用UV-vis谱监测了μ-H_2O-Fe(Ⅲ)/DBP/可见光体系在加入H_2O_2前后不同时间的光谱,结果表明催化剂的活性位点可能为Fe(Ⅲ)-H_2O-Fe(Ⅲ)中心,形成了有利于H_2O_2活化的Fe(Ⅲ)-H_2O-Fe(Ⅲ)-H_2O_2过渡态,使得·OH可以在可见光作用下便可产生.降解实验研究表明,在pH值3.0—8.0范围内,μ-H_2O-Fe(Ⅲ)-TS的浓度为1.16—11.56μmol·L-1,H_2O_2的浓度为0.408—40.8 mmol·L-1,μ-H_2O-Fe(Ⅲ)-TS/H_2O_2/可见光体系均能在5 min内对浓度为14.39—143.88μmol·L^(-1)的DBP实现近100%降解,较普通Fenton反应体系有更宽的pH适用范围.μ-H_2O-Fe(Ⅲ)-TS可循环使用,是有优异潜力的水中DBP绿色降解催化剂.

苯并三唑类光稳定剂合成技术研究进展

介绍了苯并三唑类光稳定剂的各种合成方法 ,对锌粉法、硫化物法、水合肼法、催化加氢法、水合肼—锌粉两步还原法、硫化钠—锌粉二步还原法等进行了分析对比。

类普鲁士蓝纳米酶材料的制备及其酶催化反应动力学探究——推荐一个分析化学综合实验

将类普鲁士蓝纳米酶引入本科实验教学,设计了一个探究性的分析化学综合实验,实验内容包括三种类普鲁士蓝纳米酶材料的制备、表征和酶催化反应速率常数的测定,并将这些纳米酶材料应用于过氧化氢(H2O2)的分析检测。本实验所用试剂价廉易得、反应条件温和、实验现象直观、时间分配合理,适合本科实验教学,用于提升学生的实验技能和科研创新能力。

新型光-类芬顿催化剂纳米FeVO_4的制备及其对盐酸四环素的降解性能

采用水热法制备新型光-类芬顿纳米钒酸铁,通过X射线衍射(XRD)、粒径和比表面积(BET)对产物进行表征。以盐酸四环素模拟废水,通过光-类芬顿体系下对盐酸四环素的催化降解效果评价钒酸铁的催化活性,研究分析光源、盐酸四环素初始浓度、pH值、FeVO_4的用量以及H_2O_2的用量对盐酸四环素催化降解性能的影响。结果表明,在可见光下,盐酸四环素初始浓度为50 mg·L^(-1),pH值为7,H2O2的用量为60μL时,1.5 g·L^(-1)纳米钒酸铁,经过120 min反应后降解率为97.63%。

CuS花状空心微球制备工艺及其光降解性能研究

以硝酸铜、硫脲为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,采用一步溶剂热法制备了CuS花状空心微球。采用XRD、SEM-EDS、BET、UV-Vis DRS等手段对样品进行表征,并研究了样品对亚甲基蓝溶液的光-类芬顿降解行为,考察了H_2O_2添加量、温度、pH值对光降解性能的影响。实验结果表明:制备的样品均为六方晶系铜蓝型结构的CuS,其形貌受表面活性剂的影响;3D花状空心微球结构由平均厚度约为30 nm的纳米片彼此交替相连组装而成;添加了PVP的样品CuS花状空心微球的孔径减小,比表面积和孔容积增大,光降解性能提高了约30%;在H_2O_2(30%)添加量0.8 mL、温度25℃、pH=6条件下,可见光光照30 min后,CuS花状空心微球对亚甲基蓝的降解率可达93.0%。

微等离子体氧化法制备TiO_2光催化剂的活性研究

考察了用微等离子体氧化法制备的TiO2催化剂在不同条件下降解甲基橙的光催化活性,发现曝气、增加pH、加入Fe3+、Fe2+、联合超声作用等都可使活性极大提高.结果表明,在UV-TiO2-Fe2+和UV-TiO2-Fe3+体系中有光助Fenton效应,光-声联合催化反应中有光声协同效应,强化传质明显提高催化剂活性.研究表明,该法在TiO2光催化剂制备上有广阔发展前景.

不同树脂负载铁(Ⅲ)活化H_2O_2降解有毒有机污染物

将不同类型树脂(大孔强碱性阴离子交换树脂D201、螯合树脂D401、大孔强酸性苯乙烯阳离子交换树脂D001)负载铁(Ⅲ)作为光催化剂,在可见光(≥420nm)照射下,通过外加H2O2光催化降解罗丹明B(Rhodamine B,RhB).结果表明,在可见光和pH=6.2条件下,螯合树脂D401负载铁(Ⅲ)光催化剂具有最好的光催化活性.该催化剂对RhB降解的最佳条件为:催化剂用量400mg/L,H2O2浓度7.49×10-4 mol/L.并且,该催化剂在可见光条件下对无色小分子二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)也具有良好的光催化降解活性,表明其具有可见光催化活性.同时,跟踪测定了螯合树脂D401负载铁(Ⅲ)光催化剂在RhB降解过程中羟基自由基(·OH)的变化,结果表明光催化机理涉及·OH氧化历程.