Fe-Ni-TiO_2/AC粒子电极的制备及可见光光电催化协同降解RhB

制备Fe-Ni-Ti O2/AC粒子电极,应用于可见光助三维电极/电Fenton(Vis-3D/EF)光电催化体系中,以Rh B为目标污染物,研究了可见光光电催化对Rh B的协同降解.实验优化了Fe-Ni-Ti O2/AC粒子电极的制备条件,并与活性炭粒子电极、活性炭负载Ti O2粒子电极在Vis-3D/EF体系中的光电催化性能进行对比,结果表明:Ti O2浸渍液浓度为2g/L,Fe-Ni掺杂比为5:5,Fe:Ni:Ti O2物质的量比为0.5:0.5:100的条件下制备的粒子电极在Vis-3D/EF体系中表现出最优的光电催化性能,60min对Rh B的去除率达92.58%,优于活性炭粒子电极和活性炭负载Ti O2粒子电极.自制粒子电极在Vis-3D/EF体系比在3D/EF体系对Rh B的去除率提高29.46%,表现出明显的光催化和三维电极/电Fenton协同处理效果,协同指数为1.18,说明了自制粒子电极应用在Vis-3D/EF组合技术中,实现对Rh B的可见光光电协同降解是可行的.

热处理工艺对CuAlMn形状记忆合金力学性能影响的研究

对采用真空中频感应炉熔炼出的CuAlMn形状记忆合金进行热锻、热轧和伴随中间退火的多道次冷拔加工后,制得直径为2 mm的线材。用普通热处理和循环热处理两种工艺对线材分别进行热处理,并对线材的组织和抗拉强度、超弹性、硬度进行了测试。结果表明:普通热处理时,随淬火温度的升高,晶粒尺寸由213μm增加至547μm,抗拉强度、维氏硬度分别由771 MPa、264降低至618 MPa、246,但会略微提高材料的超弹性,最大超弹性应变为2.5%;循环热处理时,随循环次数的增加,晶粒会发生异常长大,对应线材的抗拉强度和维氏硬度分别由348 MPa、240降低至302 MPa、226,超弹性应变由4%增加至10%,循环5次后,加载至10%应变后卸载,变形能完全恢复,表现出极佳的超弹性。

时效处理对Cu-Cr-Ti合金组织与性能的影响

由于高强、高导Cu-Cr-Zr合金在工业化生产熔炼时不易控制Zr的收得率,通过采用Ti替代Zr,以期获得易熔炼以及性能与Cu-Cr-Zr合金相当的时效强化型Cu-Cr-Ti合金。采用真空感应熔炼技术,经过热锻、固溶、冷轧、时效共4道工序,制备了Cu-Cr-Ti合金板材;对时效后的Cu-Cr-Ti合金的组织状态、析出相形态、析出相与基体的界面关系进行了分析;对合金的抗拉强度和导电率进行了测试。结果表明:450℃时效60 min后,Cu-0.45Cr-0.14Ti合金的综合性能最佳,抗拉强度和导电率分别达到620 MPa和64.9%IACS;Cu-0.45Cr-0.14Ti合金中纳米尺寸的Cr强化相呈现椭圆形和双花瓣形,2种形状的析出相粒子均为面心立方结构,且均与基体保持完全共格关系。

可见光助三维电极/电Fenton处理罗丹明B废水的研究

提出了以多孔TiO2薄膜(Porous-TiO2)板为阳极,活性炭负载Fe-Ni共掺P25颗粒(Fe-Ni-P25/AC)为粒子电极的可见光助三维电极/电Fenton(Vis-3D/EF)降解有机废水的新方法.同时,考察了该体系对罗丹明B溶液的去除效果和影响因素,探讨了降解过程的反应动力学,并与常规阳极和粒子电极组成的体系处理能耗进行了对比,探讨了Vis-3D/EF体系各个作用对去除率的贡献及对罗丹明B的降解机理.实验结果表明,在电源电压20 V、溶液pH=3、Fe2+离子投加量0.5 mmol·L-1、曝气量1.5 L·min-1、反应时间60 min时,20 mg·L-1罗丹明B的降解率为96.84%,处理过程更符合二级反应动力学.在此条件下,Porous-TiO2阳极板和Fe-Ni-P25/AC粒子电极组成的体系,降解过程具有明显的协同催化特点,协同因子达1.22,且处理能耗仅为常规石墨(Gr)阳极、活性炭(AC)粒子电极组成体系的1/85.5.Vis-3D/EF降解过程中电催化氧化作用、Fenton氧化作用、可见光催化作用及可见光下的协同作用对去除率的贡献分别为43.88%、20.21%、15.26%和17.49%.同时,通过叔丁醇捕获实验发现,·OH对去除率的贡献为75.58%,表明·OH是该体系中产生的主要活性物质.

掺铁TiO_2纳米管阵列模拟太阳光光电催化降解双酚A的研究

双酚A(BPA)是一种典型的内分泌干扰物,其处理技术的开发对环境治理和人类健康都非常重要.以氙灯为模拟太阳光光源,掺铁Ti O2纳米管阵列(Fe/TNA)为光阳极,对BPA进行光电催化降解实验研究.通过场发射扫描电镜、X射线衍射以及紫外-可见漫反射表征Fe/TNA的形貌、物相和光吸收性能.结果表明,与纯Ti O2纳米管阵列(TNA)相比,Fe/TNA光吸收边界发生红移,在可见光区的吸收增强.考察Fe掺杂量、电流密度、不同阴极材料下曝气速率等因素对光电催化降解BPA的影响.结果表明,降解反应符合准一级反应动力学方程,在以0.9 mol·L-1Fe(NO3)3浸渍改性的Fe/TNA为光阳极、钛箔为阴极,电流密度为1.15 m A·cm-2的条件下反应4 h,10 mg·L-1BPA降解率可达72.3%,反应速率常数为5.32×10-3min-1,分别是以TNA为光阳极时的1.24倍和1.52倍;曝气可提升光电催化降解BPA的效果,以钛箔为阴极,曝气速率为1.0 L·min-1和以碳布为阴极,曝气速率为0.2 L·min-1条件下降解4 h,BPA的降解率分别可达82.7%和94.1%,反应速率常数分别为7.20×10-3min-1和11.6×10-3min-1.

模拟太阳光协同三维电极/电Fenton降解甲基橙

以TiO_2纳米管为阳极、石墨电极为阴极、泡沫镍颗粒为粒子电极组成新型的模拟太阳光协同三维电极/电Fenton(3D/SPEF)体系降解甲基橙。研究了该体系的协同处理效果,以及该体系降解甲基橙的影响因素和反应动力学。结果表明:模拟太阳光与3D/EF体系光电催化联合处理表现出良好的协同效应,其处理能耗仅为3D/EF的9/16;协同体系降解甲基橙过程的表观反应动力学总级数为0.97;通过单因素实验确定协同体系最优反应条件为:电压为15 V、初始p H为7、甲基橙初始浓度为50 mg/L、Fe^(2+)投加量为1 mmol/L,甲基橙的去除率达到93.77%,3D/SPEF体系在中性条件更有利于甲基橙的降解,克服了常规三维电极/电Fenton一般只能在酸性条件下进行的不足。

介质阻挡放电等离子去除PFOA的影响因素及机制研究

采用介质阻挡放电等离子对全氟辛酸(PFOA)进行降解研究,考察了PFOA初始浓度、放电峰-峰值电压、溶液初始p H及初始电导率对PFOA降解的影响.结果表明介质阻挡放电等离子对PFOA具有良好的降解效果.在峰-峰值电压为14 k V,初始电导率为50μS·cm-1条件下,2h脱氟率可达48.43%.TOC去除符合伪一级反应动力学,速率常数为0.4075 h-1,去除率达53.30%,投加羟基自由基(·OH)捕获剂实验表明:·OH是主要的活性物质,对PFOA脱氟贡献率78.30%.采用UPLC-QTOF/MS对反应产物进行检测,并推测PFOA可能的降解路径:1·OH氧化PFOA进行脱氟反应生成C6F13C(OH)2COOH,经分子内脱H2O生成C6F13COCOOH;2·OH氧化PFOA分子,使羧酸键—COOH断裂,生成醛类C7F13HO,最后两者都经·OH氧化成C6F13COOH,然后按上述过程逐级脱去CF2生成短链全氟羧酸.

可见光光电-Fenton体系中TiO_2薄膜电极的制备及应用

采用可见光光电-Fenton体系对罗丹明B模拟废水进行处理。探讨了自制电解液、阳极氧化时间、煅烧温度、煅烧时间因素对阳极材料-TiO2薄膜电极的制备的影响,以及以此为阳极材料的可见光光电-Fenton体系对污染物的降解效果和光电协同作用,并通过响应面优化实验对制备条件优化。在单因素实验得到了参数取值的粗略范围的基础上,通过响应面优化实验得到了最优的制备条件:电解液0.5%NH4F丙三醇溶液、阳极氧化时间93.26 min、煅烧温度602.89℃、煅烧时间127.49 min,模拟出在该条件下的光电-Fenton去除率为70.78%;对此条件下的TiO2薄膜电极进行光催化和电-Fenton实验,得到光电协同因子为1.92;各因素对光电-Fenton去除率影响大小关系为:阳极氧化时间>煅烧时间>煅烧温度。响应面模型3次验证实验的误差均在5%以内,模型可用。