类石墨相C_3N_4可见光催化还原Cr(Ⅵ)废水的研究

采用一步煅烧法制备了具有良好可见光催化活性的类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)催化剂,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱对g-C_3N_4催化剂的晶体结构、表面形貌和分子结构等特性进行了表征。结果表明,该g-C_3N_4催化剂具有类石墨相晶型、良好的分散性和吸附性能,结合可见光可用于催化还原Cr(Ⅵ)废水。在Cr(Ⅵ)废水的体积为50 m L、空穴消耗剂(甲酸)的浓度为0.78 mol/L、g-C_3N_4催化剂的质量为80 mg、Cr(Ⅵ)废水的初始浓度(以K_2Cr_2O_7计)为50 mg/L条件下,35 min内对Cr(Ⅵ)的可见光催化还原效率达96.85%,并分析了g-C_3N_4催化剂对Cr(Ⅵ)的光催化还原机理。

纳米CuFeO_2的低温合成及性能研究

采用低温水热合成法制备纳米Cu FeO_2(nano-Cu FeO_2),并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪和光化学反应器对其物理化学性能及光催化性能进行了分析。结果表明,采用该方法合成的nano-Cu FeO_2以斜方六面体(3R)为主,并含有少量的六边形(2H)晶型,禁带宽度为1.15 e V。将其应用于可见光催化还原Cr(Ⅵ)废水,还原效率优于微米级的Cu FeO_2(micron-Cu FeO_2),且可连续重复利用5次而保持还原效率在90%以上。

零价铁-生物炭复合材料对地下水中硝酸盐的去除

为了解决我国日益严重的地下水中硝酸盐污染问题,采用液相还原法制备了零价铁-生物炭复合材料(ZVI-BC)。研究了不同制备条件对ZVI-BC合成的影响,并通过X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对优选制备条件下所合成的复合材料进行了表征分析。在严格控制厌氧环境的基础上,考察了初始pH、初始硝酸盐浓度、复合材料投加量和反应温度对复合材料去除水中硝酸盐效率的影响,并从动力学、氮平衡等方面初步探讨了零价铁-生物炭复合材料还原硝酸盐的途径。结果表明:复合材料的优选制备条件为聚乙烯吡络烷酮K30(PVP)作溶剂、ZVI∶BC=1∶0.1,通过对在优选制备条件下得到的零价铁-生物炭复合材料的SEM表征,发现成链状连接的零价铁颗粒负载在层状分布的生物炭表面,其对硝酸盐具有良好的去除效果;初始硝酸盐浓度越大,则反应初期硝酸盐去除速率越慢,硝酸盐的去除率越低;硝酸盐去除率随复合材料投加量的增加而有所升高;反应体系中的pH对复合材料降解硝酸盐的影响不大;反应体系的温度越高,硝酸盐去除速率越快;硝酸盐去除过程不能单纯的使用反应级数来表示,硝酸盐反应的最终产物主要为氨氮。生物炭负载零价铁有效的减少了零价铁的团聚,进一步促进了硝酸盐的去除,在地下水硝酸盐的去除中具有良好的应用前景。