乳液界面法制备ZnCl_(2)/NH_(2)-MIL-125(Ti)复合材料增强光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

利用乳液界面法制备的复合材料在增强光催化活性方面具有显著优势。通过乳液界面法制备了ZnCl_(2)/NH_(2)-MIL-125(Ti)复合光催化材料,利用X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、比表面积及孔隙分析、紫外-可见漫反射光谱等分析方法对催化剂结构进行了表征,考察了复合材料光催化还原六价铬(Cr(Ⅵ))的性能,探讨了光催化反应机理及催化剂的重复利用性。结果表明,乳液界面法会显著影响ZnCl_(2)/NH_(2)-MIL-125(Ti)复合材料的光电性质,当ZnCl_(2)和NH_(2)-MIL-125(Ti)掺杂质量比为1∶6时,在催化剂质量浓度为0.4 g/L、pH=2、甲醇添加量为0.5 mL条件下,复合材料紫外光催化还原Cr(Ⅵ)的效率最高可达95%,循环使用5次后还原效率为75%。

MOFs材料光催化还原六价铬的研究进展

金属有机框架化合物(MOFs)具有较多孔道,且孔道内存在大量均匀分布的不饱和金属位点,赋予了MOFs材料优异的催化性能。从Fe基MOFs、Zr基MOFs、Zn基MOFs、Cu基MOFs等不同金属簇的MOFs光催化材料角度,评述了MOFs材料在光催化还原Cr(Ⅵ)方面的研究进展,对MOFs材料在光催化还原Cr(Ⅵ)领域的研究前景进行了展望。

Ag/WO_(3)纳米复合材料可见光催化还原废水中六价铬的研究

以钨酸钠和硝酸银为原料,采用水热法合成得到Ag/WO_(3)纳米复合材料。XRD和SEM结构分析表明,Ag纳米颗粒掺入到WO_(3)结构中,增加了孔隙率和粗糙度,增强了纳米复合材料表面的活性位点,提高了有效比表面积。光催化实验表明,分别以WO_(3)和Ag/WO_(3)为光催化剂处理模拟废水中的Cr(Ⅵ)离子,对应在155 min和130 min的可见光照射后,Cr(VI)离子被完全去除。通过考察Ag/WO_(3)对实际工业废水中Cr(Ⅵ)的光催化还原能力,结果表明,该光催化剂在还原工业废水中的Cr(Ⅵ)方面具有良好性能。

α-Fe_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合物的合成及光催化还原Cr(Ⅵ)的实验设计

为解决赤铁矿(α-Fe_(2)O_(3))和石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))光催化活性低的问题,设计了一种采用液固混合-焙烧制取α-Fe_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的方法。通过在可见光照射下光催化还原Cr(Ⅵ)实验研究合成的α-Fe_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合物的光催化性能,并通过光电化学性能测试及能带结构分析探究其光催化活性增大的原因。结果表明:所合成的α-Fe_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合物具有显著优于α-Fe_(2)O_(3)和g-C_(3)N_(4)的光催化活性,其光催化还原Cr(Ⅵ)的反应速率常数(k)为0.026 min^(-1),分别是g-C_(3)N_(4)(k=0.004 min^(-1))的6.5倍和α-Fe_(2)O_(3)(k=0.003 min^(-1))的8.7倍;α-Fe_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合物为Ⅰ型异质结,能有效提高光生空穴与电子的分离及转移效率,是导致其光催化活性升高的原因。所设计的合成方法简单易行、成本低且合成的α-Fe_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合物光催化还原Cr(Ⅵ)性能好,为Cr(Ⅵ)废水处理开发了一种有应用潜力的可见光催化剂。

Bi_(2)S_(3)/NiS复合催化剂光催化还原Cr(VI)的研究

通过水热法制备了一种新型Bi_(2)S_(3)/NiS复合光催化剂,采用FT-IR、XRD、SEM、固体荧光和固体紫外等光谱对催化剂的组成、结构、形貌和光学性质进行了表征.Bi_(2)S_(3)/NiS复合催化剂在可见光照射下能有效将溶液中的Cr(VI)光催化还原为Cr(III).在最优条件下,复合催化剂的反应速率常数约为Bi_(2)S_(3)或NiS的反应速率常数的10倍.复合催化剂光催化还原Cr(VI)效率的提高主要是因为Bi_(2)S_(3)和NiS的复合降低了禁带宽度,扩大了光吸收范围,并且复合后有效降低了光生载流子的复合效率.催化剂循环实验表明Bi_(2)S_(3)/NiS复合催化剂具有良好的光学稳定性.研究结果为光催化处理含Cr(VI)废水的材料合成和设计研究提供了参考.

有机硅功能化碳微球可见光催化还原六价铬

以柠檬酸铵为碳源,3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为功能化试剂,采用热分解法制备了有机硅功能化的碳微球(SiCMS).利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(UVVisDRS)、光电流响应和光致发光光谱(PL)等对SiCMS的结构和性能等进行了表征.结果表明:制备的SiCMS呈球形形貌,尺寸在40~200 nm范围,在可见光区具有强的光吸收和光电流响应特性;甲酸存在下,可见光照射140 min,SiCMS对100 mg·L^-1K2Cr2O7溶液中Cr^6+的还原率可达96%;经过4次循环使用,SiCMS对于Cr(Ⅵ)的还原率能够维持在91%,说明SiCMS作为光催化剂具有良好的稳定性与重复使用性.

ZrO_2纳米管光催化还原处理含铬废水中Cr(Ⅵ)

以具宽禁带的阳极氧化ZrO_2纳米管为光催化剂,甲醇为空穴捕获剂,紫外光照下利用ZrO_2纳米管光生电子强还原性将含铬废水中的Cr(Ⅵ)还原并固载于其表面实现铬一步完全移除,废水中Cr(Ⅵ)在80 min内去除率可达99.4%,反应为一级反应;相关表征证实,Cr(Ⅵ)被还原为Cr(0)和Cr(III)沉积于ZrO_2表面,所得产品便于后续处理。

热氧化法制备SnS_2/SnO_2及其可见光催化还原水中六价铬

采用空气中热氧化法制备SnS2/SnO2系列复合纳米材料。采用XRD、UV-vis对其结构和光吸收性能进行表征。考察了合成材料的可见光还原K2Cr2O7水溶液的性能。光催化实验结果表明,所制得的SnS2/SnO2复合材料在可见光区域具有明显的光吸收能力;300℃时加热1h所得的SnS2/SnO2-B具有最高可见光催化活性,且具有比Sn S2和PM-SnS2/SnO2-B更高的光催化活性。

硫酸盐修饰的含钛高炉渣光催化还原Cr(Ⅵ)

采用高能球磨法,在300℃煅烧2 h合成了具有钙钛矿型的硫酸盐修饰的含钛高炉渣(sulfate-modified titanium-bearing blast furnace slag,STBBFS)催化剂.用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见漫反射分析对硫酸盐修饰的含钛高炉渣催化剂进行了表征,确定其具有钙钛矿型;粉体的颗粒形态均为不规则形状,平均粒径为1.5μm左右;在紫外区域具有很强的光吸收能力.由六价铬的还原率来评价STBBFS催化剂的光催化活性,结果表明:与市售TiO2相比,钙钛矿型的STBBFS催化剂具有较高的光催化活性,500 W中压汞灯照射4 h,可将质量浓度为20 mg/L的六价铬废水完全降解.

H_2O_2、金属离子等对Cr(Ⅵ)离子光催化还原及对敌敌畏农药光催化氧化的影响

以Cr(Ⅵ )离子、敌敌畏农药作为污染物的代表 ,研究了H2 O2 、金属离子等对Cr(Ⅵ )离子光催化还原及对敌敌畏农药光催化氧化的影响 .结果表明 ,加入少量的H2 O2 对Cr(Ⅵ )离子的光催化还原起阻碍作用 ,对敌敌畏农药的光催化氧化起促进作用 ;加入少量的Cu2 +对Cr(Ⅵ )离子光催化还原及对敌敌畏农药的光催化氧化均起促进作用 ;加入Zn2 +、Na+对Cr(Ⅵ )离子及敌敌畏农药的光催化降解均无明显的影响 ;加入甲醇、甲苯对Cr(Ⅵ )离子的光催化还原起促进作用 ,对敌敌畏农药的光催化氧化起阻碍作用 .探讨了H2 O2 、金属离子等对Cr(Ⅵ )离子光催化还原及对敌敌畏农药光催化氧化影响的机理 .

酸度及酸介质对硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化还原Cr(Ⅵ)的影响

利用高能球磨法制备了钙钛矿型硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化剂,探讨了该催化剂的光催化原理,并系统地研究了不同酸度及酸介质对钙钛矿型硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化还原Cr(Ⅵ)效率的影响。结果表明,酸度以及酸介质对六价铬的光催化还原效率都有十分重要的影响。在强酸性条件下(pH=1.5),六价铬的光催化还原效率最高;且随着pH值的增大,六价铬的光催化还原效率显著降低。不同酸根离子对STBBFS催化剂光催化还原六价铬的促进作用按PO43-<NO3-<Cl-<SO42-逐渐增强;在光催化反应8h后,六价铬的还原率差别显著,分别为9.32%、48.73%、100%、100%。因此,为了获得较高的光催化效果,必须控制六价铬废水的pH值以及用硫酸调节溶液的酸度。

基于Cr(Ⅵ)/Cr(Ⅲ)价态转化的铬废水治理技术研究

将微纳米聚吡咯(PPy)分散在生物质凝胶体系中,构建光敏感的凝胶复合材料,利用PPy的光还原特性及Cr(Ⅵ)/Cr(Ⅲ)的价态转化,在凝胶材料内部实现Cr(Ⅵ)的吸附-光还原-固化-再吸附的循环富集过程,最终形成富集态的铬团簇。结果表明,相较于其他生物质,壳聚糖(CS)与PPy的复合能够有效吸附Cr(Ⅵ),壳聚糖的脱乙酰度越高吸附能力越强,最佳吸附条件为:50 mL浓度50 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,吸附剂用量1.0 g,温度36℃,pH 3.3。SEM、UV-Vis光谱、红外光谱和X射线光电子能谱表征证实,CS与PPy可有效复合,复合材料具有宽泛的光吸收能力,吸附的Cr(Ⅵ)可光催化还原为Cr(Ⅲ),并可利用Cr的价态转化,进一步吸附Cr(Ⅵ),实现Cr团簇体的形成。

Cr(Ⅵ)-柠檬酸-硝酸铁复合体系中光催化还原Cr(Ⅵ)

利用高能球磨法制备了钙钛矿型硫酸盐掺杂的含钛高炉渣光催化剂,考察了初始pH值对Cr(Ⅵ)-柠檬酸-硝酸铁(Cr(Ⅵ)-CA-FN)复合体系中Cr(Ⅵ)吸附效率和光催化还原效率的影响,并探讨了Cr(Ⅵ)-CA-FN复合体系中Cr(Ⅵ)可能的光催化还原机理。结果表明:在Cr(Ⅵ)-CA-FN复合体系中,酸性条件下有利于Cr(Ⅵ)的光催化还原,最佳pH值为2.5;柠檬酸和Fe(Ⅲ)降低了吸附对Cr(Ⅵ)还原率的影响,有效地抑制电子-空穴对的复合,促进光生电子还原Cr(Ⅵ)离子;六价铬浓度的降低一部分是光催化还原所致,另一部分是由于催化剂本身含有的二价锰离子还原所致。

Mxene/g-C_(3)N_(4)二维光催化材料的制备及其处理水中Cr(Ⅵ)的性能研究

在合成单层Mxene和石墨相C_(3)N_(4)的基础上,采用一步静电自组装法制备了不同Mxene含量的Mxene/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂,采用XRD、TEM、XPS等方法对样品的结构和形貌进行了表征。考察了可见光激发下Mxene/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂光催化还原六价铬Cr(Ⅵ)的性能,分析了Mxene的负载量、溶液的pH值和不同的空穴牺牲剂对Mxene/g-C_(3)N_(4)光催化还原Cr(Ⅵ)性能的影响。结果表明,Mxene的负载不仅可以为光催化反应提供更多的表面活性位,还可以显著提高光生载流子的分离几率。当Mxene的负载量为10%、溶液pH值为2.0时,可见光还原Cr(Ⅵ)的效率比单一石墨相C_(3)N_(4)光催化剂提高了8.1倍。同时,酒石酸空穴牺牲剂的引入可以进一步提高光催化还原Cr(Ⅵ)效率。

磁性材料Fe3S4/Bi2S3的合成及其对水体中六价铬的光催化还原作用

本文为了提升Bi2S3粉体光催化材料在水体中对Cr(VI)的去除能力,将其与磁性材料Fe3S4进行复合,采用一步溶剂热法合成了Fe3S4/Bi2S3磁性光催化材料。并对合成的样品进行了X射线粉末衍射以及物理吸附仪分析,发现通过改变合成过程中Fe3+与Bi3+的配比可以调控Fe3S4/Bi2S3中的Fe3S4的含量。当合成过程中Fe3+与Bi3+的比例为1:2时,所得到的样品中的Fe3S4含量最少,但是其具有磁性以及最大的比表面积,同时其对Cr(VI)的光催化还原效果也最佳。此外,Fe3S4/Bi2S3在酸性条件下具有最佳的光催化还原Cr(VI)的效果。但是,Fe3S4/Bi2S3对Cr(VI)的光催化稳定性还有待提升。

CuS纳米晶光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

合成了片状、球状、花状、管状的Cu S,在可见光照射下,其光催化还原Cr(VI)研究的结果表明:Cu S的比表面积越大,光催化还原活性越好,活性顺序为片状>管状>花状>球状.

二硫化钼量子点/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化降解有机染料、四环素和Cr(Ⅵ)

以钼酸钠、L-半胱氨酸和氧化石墨烯为原料,采用一锅溶剂热还原法制备了二硫化钼量子点/还原氧化石墨烯(MoS_(2)QDs/rGO)复合材料,分别以罗丹明B、亚甲基蓝、四环素和Cr(Ⅵ)为目标污染物,研究了复合材料的可见光响应光催化降解性能。结果显示,MoS_(2)QDs/rGO对两种染料和Cr(Ⅵ)的光催化降解率均可达97%以上,对四环素的光催化降解率为69%;循环使用10次,对目标染料的降解率均保持在90%以上。说明MoS_(2)QDs/rGO具有良好的催化活性和稳定性。在降解体系中分别加入异丙醇、对苯醌和乙二胺四乙酸二钠捕获剂,结果显示,超氧自由基(·O_(2))是MoS_(2)QDs/rGO光催化反应的主要活性物种。

MOFs材料可见光催化还原Cr(Ⅵ)的研究进展

金属-有机骨架(MOFs)是由金属离子与有机配体配位构筑的新型结晶性多孔材料,有机-无机杂化及多孔特性赋予MOFs半导体特征和可修饰性。综述了MOFs及其复合材料可见光催化还原印染废水中常见六价铬Cr(Ⅵ)的研究进展,以及提升其性能的后修饰策略。特别是通过引入发色基团、掺杂光敏剂及构建异质结等,提升MOFs可见光催化能力的方法。分析了其光催化还原Cr(Ⅵ)的反应机理和其他因素对光催化性能的影响。总结了提升MOFs可循环使用性能的手段,并对该领域未来的发展趋势进行了展望。

SnO_(2)/RGO半导体复合物光化学合成及对Cr(Ⅵ)光催化还原性能研究

利用光化学合成法制备了SnO_(2)和SnO_(2)/RGO两种半导体材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对材料进行表征,并研究了它们对Cr(Ⅵ)的光催化还原性能。结果表明,SnO_(2)/RGO对Cr(Ⅵ)表现出比SnO_(2)更好的光催化还原性能。催化动力学研究发现,SnO_(2)/RGO的表观速率常数几乎是SnO_(2)的4倍,体现了SnO_(2)/RGO比SnO_(2)更为优异的催化特性。紫外可见漫反射光谱分析发现,SnO_(2)和SnO_(2)/RGO都具有对可见光的响应性能,可作为有前景的吸收可见光的光催化剂。

六价铬Cr(Ⅵ)最新研究进展

六价铬Cr(Ⅵ)是指金属铬以6+离子形态存在,是一种毒性很强的重金属。在工业生产中如电镀、不锈钢制造、皮革鞣制、纺织品制造以及为塑料和织物着色并用作耐腐蚀涂料的颜料和油墨,以及燃煤电站产生的工业废渣中都可以产生大量的六价铬。由于六价铬的毒性作用,其被国际癌症研究中心列为一级致癌物。从六价铬化合物的类型以及致病机理阐述了六价铬Cr(Ⅵ)最新检测技术,包括二苯碳酰二肼分光光度法、离子色谱电感耦合等离子法、荧光光度法、原子吸收法、离子色谱-直接紫外检测法等方法;针对六价铬的有效去除,目前采用的方法主要有吸附法、化学沉淀、离子交换法、膜过滤法以及生物法等。为进出口商品检验鉴定六价铬提供技术支持。