NaBiS_(2)/ZIF-8复合多糖海绵的制备及其对亚甲基蓝降解性能研究

采用相转化法制备了硫化铋钠(NaBiS_(2))/ZIF-8复合多糖海绵(ZBiCCS),用于高效去除染料废水中的亚甲基蓝(MB)。通过X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对复合海绵结构、形貌以及光学性能进行了表征并研究了其对MB染料的吸附-降解性能。结果表明,纤维素和壳聚糖得到再生,并且在复合海绵表面原位生成了NaBiS_(2)和ZIF-8纳米颗粒。在Zn^(2+)盐和Bi^(3+)盐摩尔为2∶1,MB初始质量浓度为30mg/L,模拟太阳光作为光源条件下,复合海绵对MB的降解率可达到98.88%,表明复合海绵能够利用吸附-光降解协同效应高效去除废水中的MB,该材料在染料废水处理方面具有潜在的应用价值。

MB-硬脂酸复合薄膜光波导传感器检测氯化氢气体

利用旋转甩涂法将亚甲基蓝(MB)掺杂的硬脂酸溶液涂成薄膜固定在钾离子(K+)交换玻璃光波导表面上,研制了MB-硬脂酸复合薄膜/K+交换玻璃光波导传感器,并对酸性气体进行了检测.该复合薄膜与氯化氢(HCl)气体作用时,薄膜颜色从深蓝色变为浅蓝色,导致薄膜对倏逝波的吸收降低,使传感器的输出光强度增强.结果表明,在室温下该传感器对低浓度的氯化氢气体仍具有较好的重复性和选择性响应,可检测到体积分数为1×10-6%的HCl气体,响应和恢复时间分别为7和20 s,相对标准偏差为±6.06%.该传感器具有灵敏度高、响应-恢复速度快、可逆性好、成本低和容易制备等特点。

羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO_2复合体Fenton催化降解亚甲基蓝

制备了一系列羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO2复合材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、比表面积(SBET)及扫描电子显微镜(SEM)研究其结构特征。结果显示:钙基蒙脱土的层间距为1.47 nm,经过柱撑之后,羟基铁撑蒙脱土的层间距增大到1.51 nm,羟基铁柱撑蒙脱土-δ-MnO2复合体为1.55 nm左右,并且比表面积较原土也有明显的增大。以亚甲基蓝为目标污染物,研究了其作为异相催化剂的催化性能,考察了溶液H2O2加入量、δ-MnO2含量及p H值等对亚甲基蓝降解性能的影响。结果表明,在实验条件下,催化剂的催化活性随H2O2浓度的增加而升高,当nFe/nMn=0.241时,催化活性最好,且有较大的p H适用范围。亚甲基蓝的异相催化降解过程符合准一级动力学方程。催化剂循环使用3次,仍然具有良好的活性。

UiO-66@GO复合材料制备及其光催化性能

为探究UiO-66的制备及应用,以四氯化锆为金属中心,采用水热法制备出UiO-66,并针对UiO-66的分散性较差、光生电子空穴对易复合等问题,以氧化石墨烯(GO)作为碳基材料对UiO-66进行复合修饰,通过后合成法成功制备出UiO-66@GO复合材料。通过FTIR、XRD、SEM、XPS、BET等对UiO-66@GO复合材料的结构进行表征,并以亚甲基蓝为底物,研究了pH值和质量比等因素对UiO-66@GO复合材料光催化性能的影响。结果表明:当pH为3、GO与UiO-66的质量比为1∶5时,制备出的UiO-66@GO复合材料对MB的光催化降解效率达到了96.4%,比单一UiO-66材料的光催化降解效率提高了1.1倍。以上结果可为UiO-66在处理印染废水方面的应用提供一定的理论参考。

凹凸棒土-稻壳活性炭复合滤料与陶粒滤料对水中亚甲基蓝的吸附性能研究

用以凹凸棒土为主要原料制备的凹凸棒土-稻壳活性炭复合滤料和陶粒滤料分别对亚甲基蓝进行吸附实验。研究了温度、pH值、吸附时间和2种滤料投加量对亚甲基蓝吸附性的影响,并对2种不同滤料的吸附性能进行比较。实验数据表明,凹凸棒土-稻壳活性炭复合滤料在大多数外界条件下对亚甲基蓝的吸附率都高于陶粒滤料,对于亚甲基蓝吸附效果更好。

漆酶增强黄麻去除水中亚甲基蓝的研究

以段状黄麻(SJ)为基质,通过酶固定化方法,制备了系列漆酶-黄麻复合材料(0.1%L-SJ、0.5%L-SJ、1%L-SJ、5%L-SJ),通过批处理法研究了漆酶给酶量、温度、pH、离子强度及其再生对亚甲基蓝(MB)去除性能的影响,并通过红外光谱、扫描电镜及表面电荷特征等表征其官能团、表面形貌和电荷变化以探讨其对MB的去除机制。结果表明:漆酶的负载增大了黄麻对MB的去除,随漆酶给酶量的增加,MB去除率顺序为1%L-SJ>5%L-SJ>0.5%L-SJ>0.1%L-SJ>SJ,呈现先增加后减小的规律;5种材料对MB的去除均符合Sips吸附等温模型,1%L-SJ具有最高的去除率达95.12%,拟合吸附量(qS)为1097.11 mmol·kg^(-1);5种材料对MB的去除均为自发过程,温度的升高、离子强度的增大和pH的降低均不利于MB去除;1%L-SJ经再生4次后仍保持76.66%的去除率。漆酶-黄麻复合材料对MB的去除机制是黄麻吸附与漆酶酶解的共同作用,黄麻吸附是主要形式,贡献率为91.12%,而漆酶的辅助作用贡献率为8.88%。黄麻吸附机制主要为静电相互作用和氢键作用,漆酶主要通过酶解和改变黄麻结构的形式增强对MB的去除。

TiO_2/MWNT_S的制备及可见光催化降解亚甲基蓝染料

研究了TiO_2/MWNT_S复合光催化剂对亚甲基(MB)染料的可见光降解行为.以钛酸丁酯[Ti(OC_4H_9)_4]为前驱物、无水乙醇(C_2H_5OH)为溶剂、冰醋酸(CH_3COOH)为螯合剂、多壁碳纳米管(MWNTs)为载体,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO_2/MWNT_S复合材料,在可见光(5 W白炽灯)的照射下测定该复合材料对MB染料的光催化降解性能.结果表明,在可见光照射下,TiO_2/MWNT_S复合材料对MB具有特异性的光催化活性,其降解效率受光照时间、催化剂用量、染料浓度等因素影响.所制备的复合材料可用于染料废水的治理.

反应溅射制备TiO_2∶MoO_3复合薄膜的光催化降解性能

利用中频交流磁控溅射技术反应溅射TiMo合金靶(Mo的摩尔分数为10%)制备了TiO2∶MoO3复合薄膜,用XPS,XRD和SEM分析了复合薄膜的成分、结构和表面形貌,并研究了其光催化降解性能。结果发现:反应溅射制备的复合薄膜中Ti,Mo均完全氧化,Mo的摩尔分数约为4%。TiO2∶MoO3复合薄膜由于存在MoO3相,其对亚甲基蓝和甲基橙的光催化效果相对较弱,同时其对亚甲基蓝有极强的吸附作用。薄膜越厚,其中的MoO3相含量越多,薄膜的吸附性能越强,光催化能力越弱。

TiO_2/SrTiO_3复合薄膜的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶旋涂法制备多孔结构的TiO2/SrTiO3复合薄膜,研究TiO2/SrTiO3异质结薄膜结构对光催化性能的影响,并采用XRD、SEM等测试手段对样品的结构和形貌进行表征.结果表明:TiO2/SrTiO3复合薄膜的光催化效率高于单一的TiO2薄膜或SrTiO3薄膜,薄膜的结构组成对复合薄膜的光催化效果影响很大.采用"四层SrTiO3及一层TiO2"的结构组成时,复合薄膜对亚甲基蓝溶液的光催化效率最高,2h降解率为72.1%.

层层自组装PU/PSS/{201}TiO_(2)复合薄膜及其光催化性能

通过氢氟酸(HF)的调控,制备了高晶面指数{201}TiO_(2),引入高分子材料聚氨酯(PU)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS),通过层层自组装(LbL),制备了(PU/PSS/{201}TiO_(2))_(n)复合薄膜,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)和紫外漫反射(UV-Vis)对复合薄膜进行了表征。结果表明,{201}TiO_(2)的晶型结构为锐钛矿型,具有类花瓣状结构,其平均粒径约为1μm。紫外-可见吸收光谱证实了该复合薄膜的线性和规则生长。通过紫外光照射下亚甲基蓝(MB)的降解,研究了该复合薄膜的光催化性能。此外,薄膜在重复使用6次后,光催化活性并未明显下降。结果显示,利用LbL自组装合成的薄膜比粉体TiO_(2)具有更好的光催化活性,在工业印染类废水处理中具有一定的应用前景。

纤维素纳米晶-纳米氧化硅复合物的制备及其吸附性能

本研究用盐酸水解微晶纤维素制备了纤维素纳米晶(CNC),以正硅酸乙酯为硅源,CNC为模板,在酸性条件下通过溶胶-凝胶反应制备纤维素纳米晶-纳米氧化硅复合物CNC-SiO_(2)0.200,并用红外光谱、X-射线衍射和热重分析法对其进行了表征。用0.020 g CNC-SiO_(2)0.200对50 mL、pH值为9的150 mg/L亚甲基蓝溶液进行吸附,吸附时间为120 min时,吸附量和脱色率分别达到81.4 mg/g和46.1%。吸附过程符合Langmuir单分子层吸附模型,用该模型确定的最大吸附量达476.2 mg/g。该吸附过程符合准二级动力学模型,吸附速率常数为0.4248 g/(mg·min)。CNC-SiO_(2)0.200作为一种高效亚甲基蓝吸附剂,为染料废水的处理与净化提供了新方案。

原位聚合法制备纳米核-壳型PS-CHO@RGO复合微球及其催化活化过硫酸氢钾降解亚甲基蓝

还原氧化石墨烯(RGO)具有比表面积大、电子传输效率高、吸附速率快等优点,在处理油污、重金属离子、有机染料等领域均有应用,但由于自团聚而造成的分散性差等问题限制了其进一步应用。采用原位聚合法制备纳米核-壳型聚苯乙烯醛基微球(PS-CHO)@RGO复合微球。利用TEM、Raman、XRD、XPS及绝缘电阻测试仪对PS-CHO@RGO复合微球的形貌及理化性能进行表征。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物,探究了PS-CHO@RGO复合微球在少量过硫酸氢钾(PMPS)存在下的氧化活性,并提出了降解机制。结果表明,RGO片层均匀包覆于PS-CHO微球表面,有效改善了分散性。制备所得PS-CHO@RGO复合微球的渗透阈值低,导电网络完善。降解实验中,PS-CHO@RGO复合微球可以激发PMPS生成硫酸根自由基(SO_(4)^(−)·),MB的氧化降解率显著提高,60 min内可达98%以上。PS-CHO@RGO复合微球同时表现出良好的稳定性,通过高速离心的方式实现循环利用。

二氧化钛纳米复合光催化材料的制备及活性研究

采用仲丁醇铝和商用TiO2(P25)一锅法合成了两种二氧化钛纳米复合材料TiO2-勃姆石(TiO2-AlOOH)及TiO2-氧化铝(TiO2-Al2O3)。制备的样品主要采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR),X-射线衍射(XRD),氮吸附和扫描电子显微镜(SEM)等方式进行表征。分析证明TiO2颗粒成功地分散到铝载体内形成纳米复合材料并采用亚甲基蓝作为模拟降解物对其光催化性能进行了测定。研究发现具有勃姆石结构的复合材料TiO2-AlOOH比TiO2-Al2O3有更好的脱色效果,这可能是由于其具有更大的比表面积以及表面富含羟基。同时这两种材料在碱性条件下可以达到最好的脱色率。

石墨棒负载ZnWO_4薄膜电极光电催化性能研究

利用溶胶-浸渍提拉法制备了高温石墨棒负载ZnWO_4薄膜电极。利用红外光谱和循环伏安测试等手段对催化剂和电极进行表征。以亚甲基蓝为目标降解产物,研究了电极对亚甲基蓝的光电催化作用,并讨论了外加电压以及负载膜层数对亚甲基蓝去除率的影响。实验结果表明:石墨棒负载ZnWO_4薄膜电极具有明显的光电催化活性,能够在175 W高压汞灯下有效地除去溶液中的亚甲基蓝。当外加电压为2V,负载4层薄膜,0.5 mol/L K_2SO_4溶液中光电催化降解2h,10 mg/L亚甲基蓝的去除率可达到61.16%。

纳米Au/TiO_2复合物光催化降解亚甲基蓝

以纳米金棒为掺杂物,采用溶胶-凝胶法制备了纳米Au/TiO2复合材料,在紫外光下对亚甲基蓝溶液进行光催化降解。结果表明,在紫外光下,Au/TiO2复合物对亚甲基蓝的脱色率最高可达99.6%,是纯TiO2的1.3倍。这主要归结于掺杂纳米尺寸的Au可增加TiO2对光的吸收以及减少电子-空穴对的复合,由此提高其光催化能力。

Ag-TiO_2可见光响应光催化剂的制备及特性研究

采用溶胶-凝胶法技术,以CTAB为模板剂,制备出Ag掺杂TiO_2复合光催化材料。利用XRD、XPS、SEM、TEM、N2吸附-脱附、UV-vis等测试手段对样品的组成、结构、形貌等进行表征。结果显示,加入CTAB的Ag-TiO_2为锐钛矿型,产物中Ag以单质形式存在,材料表面疏松多孔,吸收光谱红移至可见光区。光催化活性通过在可见光照射下,降解亚甲基蓝来表征。结果表明,同等条件下Ag/CTAB-TiO_2催化效率是纯TiO_2的3倍,循环使用5次以后降解效率仍能达到85%以上。

Au/TiO_2薄膜的制备及等离子体光催化性能研究

以TiO_2薄膜为载体,采用真空镀金和退火法制备了载金(Au)TiO_2(Au/TiO_2)薄膜光催化材料,并对制得的Au/TiO_2薄膜光催化材料进行了测试。研究结果表明:Au/TiO_2薄膜表面形貌呈岛状分布,薄膜表面Au层厚度20~80nm,相比TiO_2薄膜,Au/TiO_2薄膜在全光谱下具有更高的催化活性,在300W氙灯光源,亚甲基蓝(MB)水溶液初始浓度为20mg/L,降解时间为4h条件下,Au/TiO_2薄膜对MB的降解率最大达到94%,具有较好的降解性能。

ZnO/C复合材料的制备及其光催化性能

以乙酸锌为原料,无水乙醇为溶剂,二乙醇胺为络合剂,采用溶胶-凝胶法制得ZnO溶胶,并经静置、干燥制得凝胶,随后在氧化气氛及N2保护气氛中分别煅烧得到白色ZnO和黑色ZnO/C材料。采用X射线衍射分析仪(XRD)测定试样物相,用化学元素分析仪测定试样中的碳含量,用扫描电镜(SEM)观察试样的显微形貌、用BET氮吸附容量法测定试样的比表面积,用紫外可见漫反射光谱法测定试样在不同光波长范围的吸收,进而计算出ZnO/C的禁带宽度;用亚甲基蓝(MB)溶液为目标物,测定了试样的光催化降解性能。结果表明,在600℃N2气氛下保温5h制得的ZnO/C中的ZnO为六方纤锌矿结构,呈棒状;ZnO/C复合材料含碳量占总质量的8%;比表面积达到24.5m^2/g;该复合材料在模拟太阳光下照射70min可以使MB溶液的脱色率高达98%以上,而ZnO在相同条件下对MB的降解率只有42%。分析表明,ZnO/C材料光催化效果好的主要原因是由于它在还原气氛下煅烧后的能隙为2.96eV,而白色ZnO的能隙为3.35eV。

可见光响应Pr^3＋：Y2SiO5/TiO2薄膜的制备

目的研究层涂法制备Pr^(3+):Y_2SiO_5/TiO_2复合薄膜的结构与可见光催化性能。方法分别以钛酸丁酯(TBOT)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过溶胶-凝胶法制得TiO_2凝胶和Pr掺杂的Y_2SiO_5凝胶,以碳纤维为薄膜载体,并通过浸渍提拉法制备Pr^(3+):Y_2SiO_5/TiO_2层涂薄膜,研究层涂法制备复合薄膜对复合薄膜结构、形貌以及光催化效果的影响。结果复合薄膜具有明显的分层界限,形貌较平整,有较少龟裂;复合薄膜性能受涂覆次序的影响较大。结论依次将Pr^(3+):Y_2SiO_5和TiO_2涂覆在碳纤维上的复合薄膜具有较好的光催化性能,可见光光照2 h,对亚甲基蓝的脱色率达到94%,其可见光催化效率高于TiO_2薄膜的59%。

复合金属氧化物催化材料及其可见光降解性能

利用成核—晶化隔离法制备二元ZnGa水滑石(LDH)及在此基础上引入镁和铈的三元水滑石前驱体,高温焙烧后制备出复合金属氧化物(MMO)催化材料。以降解亚甲基蓝(MB)为探针反应,在可见光的照射下,考察元素组成和焙烧温度对催化性能的影响。结果表明,三元复合金属氧化物的催化性能优于二元复合金属氧化物,镁的引入对催化性能的影响比铈大,并且随着焙烧温度的增加,催化剂的活性也有所提高,以MZG-MMO-800为催化剂光反应5 h后,降解率能达到60%以上。