球形Cu_(2)O@HP-β-CD合成、表征及类芬顿去除水中亚甲基蓝的研究

利用液相沉淀法制备Cu_(2)O@HP-β-CD,通过XRD、SEM、FT-IR对Cu_(2)O@HP-β-CD的结构进行表征,并研究其对亚甲基蓝(MB)的类芬顿催化降解性能。XRD图谱显示样品的衍射峰为纯Cu_(2)O,HP-β-CD与Cu摩尔比为1:1时样品SEM形貌为500 nm,大小均一的球形。Cu_(2)O@HP-β-CD类芬顿体系降解MB的实验结果表明,当HP-β-CD与Cu摩尔比为1:1,加入浓度为20 mmol/L的H_(2)O_(2),100 min时MB去除率达到96.1%。相同条件下,液相法单一合成的Cu_(2)O的MB去除率为54.4%;Cu_(2)O@HP-β-CD的一级动力学反应速率常数为0.02776 min^(-1),高于Cu_(2)O的反应速度常数(0.0074 min^(-1))。Cu_(2)O@HP-β-CD的自由基捕获实验表明了·OH在催化降解过程中起主要作用。

Cu_(2)O/Cu_(2)S复合材料制备及可见光催化降解甲基橙的研究

通过水热法制备Cu_(2)O/Cu_(2)S复合材料对甲基橙(MO)进行光催化降解实验。在Cu_(2)O中引入S元素,通过改变Cu/S投加摩尔比,从而得到不同Cu/S的复合材料。利用XRD、SEM、UV-vis、EIS等手段对材料进行表征,并对MO进行光催化降解实验。XRD结果表明,随着S含量的增多,Cu_(2)S的衍射强度逐渐上升,Cu_(2)O的{111}晶面衍射强度逐渐降低。SEM结果表明Cu_(2)S能较好地包覆在Cu_(2)O八面体的表面。通过UV-vis和EIS结果计算得知,复合材料带隙为1.49 eV,电荷转移电阻大幅降低。降解实验结果表明复合材料最佳Cu/S投加摩尔比为15:1,其在100 min时对MO(100 mL,10 mg/L)降解率达到91.4%,明显高于纯Cu_(2)O对于MO的降解率(60.3%)。猝灭实验表明了·OH和·O2-在光催化过程中起到主要作用。

硫化纳米零价铁去除水中三氯乙烯的研究

通过硫化对纳米零价铁(nZVI)进行改性,制备了硫化纳米零价铁(S-nZVI),而后对三氯乙烯(TCE)进行降解实验研究。利用SEM、XRD对S-nZVI进行材料的结构表征,进而研究不同材料、不同S/Fe摩尔比、不同初始TCE浓度、不同初始pH条件下,S-nZVI对TCE的降解效果。结果表明,S-nZVI主要成分为Fe^(0)并含有少量的FeS,制得的S-nZVI为球状结构,表面有片层状的FeS生成;当S/Fe摩尔比为0.6,初始浓度为20 mg/L时,TCE的降解率为87.2%,远高于nZVI(降解率为56.4%)。经动力学分析后,S-nZVI去除TCE符合伪二级动力学过程,表明其降解过程以化学还原为主。nZVI经过硫化后提高了材料的电子选择性,使其成为修复受污染土壤和地下水的有前途的功能材料。

以硫化纳米零价铁为催化剂类芬顿体系降解亚甲基蓝的研究

采用硼氢化钠液相还原法,以Na2S为硫源, FeSO4为铁源,通过一步法制备硫化纳米零价铁(sulfidated zero-valent iron, S-nZVI),利用X射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)对S-nZVI进行表征。并考察以S-nZVI为催化剂类芬顿(Fenton)体系降解亚甲基蓝(methylene blue, MB)的性能研究和影响因素。SEM和XRD结果显示S-nZVI具有片状结构,主要成分为零价铁并含有少量的FeS和铁氧化物。MB降解研究表明,以S-nZVI为催化剂的类Fenton体系对MB具有良好的降解性能,有效解决了传统Fenton体系pH适用范围窄的问题, pH范围从3~5拓宽至3~9。当溶液初始呈近中性(pH=6)时,该体系对MB的降解率为80%;当溶液呈碱性时(pH=9), MB的降解率仍在70%以上。