钢渣/氮掺杂改性活性炭催化过硫酸盐降解罗丹明B

以提高钢渣资源化利用和深度降解有机污染物为研究目标,通过改变氨气煅烧温度制备了系列钢渣/氮掺杂改性活性炭复合材料,并用于催化过硫酸钠处理罗丹明B(RhB)废水。同时采用N2吸附/脱附、XRD、XPS等手段对复合材料的孔结构和表面性质进行了表征。结果表明:氮元素的引入可改善复合材料中活性金属与活性炭之间的相互作用,从而提高复合材料的催化活性。以最优复合材料60%GZ/AC-N800为研究对象,在反应温度为35℃、PS加量为2 g/L和宽pH(3~11)操作条件下,反应30 min后罗丹明B(100 mg/L)的去除率可达88.7%~92.2%。动力学分析发现,60%GZ/AC-N800复合材料催化PS降解RhB符合准二级动力学。自由基掩蔽实验发现,该降解过程是自由基途径(SO_(4)^(·-)和·OH)和非自由基途径(^(1)O_(2))共同参与反应的氧化过程。

Fe@Cu-Ni材料降解罗丹明B的机理与途径

文章采用直接还原法制备了Fe@Cu-Ni微电解材料,并探究了其对罗丹明B(Rh B)的降解效果。采用SEM、XRD和XPS对Fe@Cu-Ni进行了表征,分析了Fe@Cu-Ni对Rh B的降解机理和降解路径。Fe@Cu-Ni的枝晶结构为电子传递和富集提供了发散路径,有利于电荷转移。电子转移通道末端的Cu_(2)O和Fe与Ni掺杂对氧还原反应生成H_(2)O_(2)起着重要作用。由原位产生的H_(2)O_(2)催化生成的·OH是降解Rh B的关键活性物质。通过LC-MS/MS对Rh B的降解中间体进行了鉴定,结果表明,Rh B的降解主要来自于·H和·OH的协同作用。当pH=2、Fe@Cu-Ni催化剂用量为0.5 g/L、Rh B初始浓度为20 mg/L时,Rh B的降解效率可达98.7%。该研究强调了Fe@Cu-Ni复合材料在消除染料残留方面的潜力。

复合催化剂Ag-Ti/碳纤维的制备及光催化降解罗丹明B

本文采用乙酸钛、AgNO3和碳纤维为原料,通过溶胶-凝胶法制备了新型Ag/TiO_(2)负载碳纤维光催化材料。通过XRD、SEM观察了微观形貌和结构。研究发现,所制备的复合光催化材料结晶性能良好,由于Ag的加入,复合光催化材料晶粒细化,催化活性更高。探讨了光催化剂对罗丹明B溶液降解效果的影响,发现当催化剂的用量为0.30g·L^(-1)、罗丹明B溶液的浓度为6mg·L^(-1)时,在Ag掺杂比为Ag/TiO_(2)=2∶1的复合光催化剂情况下,其降解活性最高,可达到88%以上,为解决染料废水的治理提供技术支持。

真空紫外协同Co^(2+)催化过硫酸氢钾降解罗丹明B

有机染料具有毒性强、色度高、不易降解等特性,为了高效去除有机染料,实验以真空紫外(VUV)为光源,研究了VUV协同Co^(2+)催化过硫酸氢钾(PMS)降解典型有机染料罗丹明B(RhB)的反应机制和转化途径.结果表明:①在RhB初始浓度为80 mg/L,Co^(2+)和PMS投加量分别为15μmol/L、0.5 mmol/L的条件下,VUV/Co^(2+)/PMS体系反应10 min,RhB去除率可达99.1%.VUV/Co^(2+)/PMS体系对RhB降解遵循一级动力学规律,反应速率常数(k)随初始质量浓度的增加而减小.②溶液初始pH对反应速率有较大的影响,随着pH减小,反应速率也同时减小.投加量为30 mmol/L的HCO_(3)^(−)、Cl^(−)均表现出显著的抑制作用,相较于对照组,RhB去除率由99.1%分别降至66.0%、84.2%,而NO_(3)^(−)和SO_(4)^(2−)抑制作用不显著;印染助剂柠檬酸钠也会显著抑制RhB降解.③自由基捕获实验和电子顺磁共振(EPR)测试结果表明,VUV/Co^(2+)/PMS体系中存在的氧化物种包括硫酸根自由基(SO_(4)^(−)·)、羟基自由基(·OH)、单线态氧(1O2).④根据紫外可见吸收光谱和质谱结果,初步推断RhB分子降解主要通过活性氧(ROS)攻击造成共轭结构破坏和N-位脱乙基等作用.另外,对总有机碳(TOC)进行测试,30 min时RhB矿化度可达到43.8%.研究显示,VUV/Co^(2+)/PMS体系能够有效去除RhB.

Bio-MOF-11(Co)活化过一硫酸盐去除废水中的罗丹明B和Cu^(2+)

采用Bio-MOF-11(Co)活化过一硫酸盐(PMS)同步去除废水中的罗丹明B(RhB)和Cu^(2+).考察了Bio-MOF-11(Co)投加量、PMS浓度、初始pH值、反应温度、RhB初始浓度和Cu^(2+)浓度对RhB降解和Cu^(2+)去除的影响,并采用响应面分析法优化了降解RhB的反应条件.结果表明,RhB的降解符合伪一级反应动力学.Cu^(2+)最大吸附量为22.98mg/g.在RhB初始浓度为20mg/L、Cu^(2+)浓度为2.5mg/L、Bio-MOF-11(Co)浓度为80mg/L、PMS浓度为1.0mmol/L、初始pH值为7的条件下,反应15min后,RhB降解率达到98.72%,Cu^(2+)去除率为73.53%,.自由基淬灭实验证实,RhB的降解通过非自由基(~1O_(2))和自由基(SO_(4)^(-)·、·O_(2)^(-)和·OH)氧化的途径共同完成,Cu^(2+)主要通过Bio-MOF-11(Co)的吸附作用被去除.紫外可见吸收光谱分析结果推测了RhB可能的降解路径.Bio-MOF-11(Co)活化PMS高级氧化工艺可实现同步去除有机污染物和重金属.

TpBD-3COOH COF的制备及对废水中罗丹明B吸附性能研究

研究了以三醛基间苯三酚(Tp)、4,4-二氨基联苯-2,2-二羧酸(DBd)和联苯二胺(BD)为原料,通过溶剂热法制备新型羧基官能化的二维共价有机框架材料TpBD-3COOH COF,并用于吸附罗丹明B染料废水,采用XRD、FT-IR、SEM对其形貌进行了表征。结果表明:在pH=4、TpBD-3COOH COF用量8 mg、废水中罗丹明B质量浓度10 mg/L条件下吸附60 min,罗丹明B去除率可达95%;5次重复试验后,TpBD-3COOH COF对罗丹明B的去除率仍可达70%以上,且吸附过程与准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型相吻合。

钒钛磁铁矿尾矿/高岭土复合整体材料的制备及光催化降解罗丹明B的研究

在钒钛磁铁矿的开发利用过程中形成了大量堆积的尾矿,既造成土壤污染,还危害周边居民的身体健康。因此,开发钒钛磁铁矿尾矿的有效利用方法具有重要意义。本实验使用钒钛磁铁矿尾矿和高岭土为基体、硅溶胶为粘接剂、氯化铵为改性剂,制备了钒钛磁铁矿尾矿/高岭土复合整体材料,考察了制备条件对材料光催化降解罗丹明B的影响,使用XRF、XRD、SEM、BET、XPS和UV-Vis DRS对制备的材料进行了表征。结果表明,制备的复合光催化材料在60 min内对罗丹明B的去除率达到了71.5%,4次重复使用后,对罗丹明B的光催化降解仍具有一定效果。研究对钒钛磁铁矿尾矿的整体利用及“以废治废”综合利用有一定意义。

微波辐射制备Bi_(2)O_(3)/NiF光阳极及模拟日光下光电催化氧化降解罗丹明B

针对粉体Bi_(2)O_(3)光催化剂光利用效率低及难回收再利用等技术问题,采用浸渍—微波辐射技术在泡沫镍(NiF)上负载Bi_(2)O_(3)来制备Bi_(2)O_(3)/NiF光阳极,并借助SEM,XRD,XPS等手段及电化学工作站分析方法研究了光阳极的形貌结构及光电催化氧化性能.结果显示,花簇状的Bi_(2)O_(3)成功地负载在NiF的三维骨架上,Bi_(2)O_(3)/NiF具有优异的光电转化效率.在最佳制备条件,当光电流密度为15µA/cm^(2),外加电压为2V、RhB初始浓度为8mg/L、pH值为3的条件下,Bi_(2)O_(3)/NiF光电催化氧化降解罗丹明B(RhB)的效率可达95.35%,Bi_(2)O_(3)/NiF光电催化氧化降解RhB符合一级反应动力学方程,自由基淬灭实验证实h+在Bi_(2)O_(3)/NiF光电催化氧化降解RhB过程中起着主要作用.

费托合成磁性废渣催化降解罗丹明B废水

以费托合成铁基废渣蜡为原料,进行磁选处理后得到含有Fe和Mn等元素的磁性废渣,对其形貌、元素组成及孔结构进行表征,并将其应用于催化H_(2)O_(2)降解罗丹明B的芬顿体系中。结果表明:磁性废渣中的Fe以Fe^(2+)和Fe^(3+)形式存在,Mn以Mn^(2+)、Mn^(3+)及Mn^(4+)形式存在,由于Mn^(2+)、Mn^(3+)的存在,可以加速H_(2)O_(2)的分解,并加速Fe^(2+)的循环,因此,在相同条件及用量下,使用磁性废渣为催化剂比使用Fe3O4粉末为催化剂的体系中,罗丹明B去除率高出17.57%。在罗丹明B初始质量浓度为100 mg/L,磁性废渣投加量为2.5 g/L,H_(2)O_(2)投加量为20 mmol/L,pH=3,反应温度为45℃的条件下,罗丹明B去除率可达98.25%;磁性废渣重复使用4次后,罗丹明B去除率仍可达90%。

蔗渣纤维素-海藻酸钙-膨润土多孔微球的制备及其对罗丹明B吸附性能的研究

以蔗渣纤维素、海藻酸钠为三维网络框架,膨润土为吸附功能单元,采用金属离子交联法联合物理包载法制备蔗渣纤维素-海藻酸钙-膨润土多孔微球,研究其对罗丹明B吸附性能,探究其吸附机理。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重(TG)等表征手段分别对多孔微球形貌、晶相和热稳定性进行表征。结果表明:在固液比2g/L,染料溶液pH=3,体积为25mL,初始浓度为400mg/L,吸附温度为318K,吸附360min后,吸附量高达87.14mg/g。多孔微球吸附罗丹明B过程符合准二级动力学模型,罗丹明B在多孔微球吸附遵循Langmuir等温线吸附模型。吸附罗丹明B前后,多孔微球为类球形,具有一定孔隙结构;多孔微球中膨润土晶型结构无明显改变,且具有一定热稳定性。

烯丙基荧光素分子印迹荧光传感器检测罗丹明B

以MOFs材料MIL-96为载体,烯丙基荧光素为荧光基团,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,采用沉淀聚合法制备了一种用于检测罗丹明B的表面分子印迹荧光传感器(MIL-96@AF-SMIPs)。采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射等对传感器进行表征,表明已成功合成表面分子印迹荧光传感器。在检测罗丹明B的过程中,其荧光强度之比I_(580)/I_(522)与罗丹明B浓度(0~0.5μmol/L)具有良好的线性关系(R^(2)=0.999),检出限为8.03 nmol/L。此外,该传感器具有选择性高、重复使用性好以及荧光稳定性良好的优点。在检测实际样品时,罗丹明B的回收率为94.23%~109.07%,相对标准偏差小于3.75%。该工作为罗丹明B的高效快速检测提供了一种可行的方法。

BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br光催化降解罗丹明B

采用原位生长法制备了二元异质结光催化剂BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br,运用多种技术手段对其进行了表征,考察了BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br在模拟可见光照射下对罗丹明(RhB)的光催化降解性能。表征结果显示,BiOCl附着在g-C_(3)N_(4)-Br表面,二者之间形成了Z-scheme异质结。实验结果表明:BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br催化剂比g-C_(3)N_(4)-Br和BiOCl具有更高的光催化活性,在RhB质量浓度20 mg/L、BiOCl/2%-g-C_(3)N_(4)-Br(g-C_(3)N_(4)-Br质量分数为2%)加入量0.5 g/L的条件下,经日光灯(14 W)照射90 min后,RhB去除率可达98%;经过4次循环实验后,RhB去除率从98%逐渐降低至90%,表现出良好的稳定性和可重复利用性。BiOCl/2%-g-C_(3)N_(4)-Br光催化降解RhB过程中发生的氧化还原反应分别在BiOCl和g-C_(3)N_(4)-Br的表面进行,BiOCl与g-C_(3)N_(4)-Br之间高度紧密的接触面形成了Z-scheme异质结,实现了电子和空穴的快速分离,降低了二者在催化剂内部的复合速率,提高了催化性能。

还原氧化石墨烯膜负载Co_(3)O_(4)活化过硫酸氢钾降解罗丹明B

以RGO(还原氧化石墨烯膜)为载体,采用水热法制备RGO/Co_(3)O_(4)高效复合催化剂。通过XRD(X射线衍射仪)、SEM(扫描电子显微镜)和XPS(X射线光电子能谱仪)等手段对复合催化剂的结构、形貌和化学组成等进行表征,并以RhB(罗丹明B)为降解物评价复合催化剂活化PMS(过硫酸氢钾)的反应活性。另外,考察了PMS质量浓度、RhB初始质量浓度、pH值及温度对催化剂活化PMS降解RhB的影响。结果表明:在PMS质量浓度为100 mg/L、RhB初始质量浓度为10 mg/L、pH值为7、温度为25℃时反应18 min对RhB降解率为98%。自由基捕获实验结合ESR(电子顺磁共振)结果表明体系中同时存在SO_(4)^(-·)和HO·2种活性自由基。循环实验结果显示催化剂经过5次循环使用后对RhB的降解率仍保持90%以上,显示优异的循环稳定性。

纳米材料ZIF-8@TOCN的制备及对罗丹明B的吸附

以微晶纤维素、六水合硝酸锌和2-甲基咪唑为原料,通过水热法成功合成ZIF-8@TOCN纳米复合材料,同时利用多种仪器对其形貌、官能团和所含元素进行分析。探究不同吸附剂用量、染料质量浓度、pH和温度等条件下,ZIF-8@TOCN对罗丹明B的吸附效果,通过吸附/解吸实验评价其回用性能。结果表明:在温度为40℃,染料溶液pH为中性的50 mg/L罗丹明B溶液中,ZIF-8@TOCN用量为20 mg时,对RhB吸附率可达91.50%,ZIF-8@TOCN在连续的吸附/解吸实验中表现出良好的再生循环能力。

微波辅助合成CNB/MIL光催化降解水中罗丹明B

目的构建可见光响应的异质结光催化材料,高效降解水中有机染料。方法通过微波辅助合成体相氮化碳(carbon nitride bulk,CNB)和金属有机骨架材料MIL^(-1)00(Fe)的异质结(CNB/MIL)。结果表征分析证实CNB/MIL成功合成。在可见光下,90 min内,15 mg CNB/MIL对体积为50 mL、质量浓度为10 mg·L^(-1)的罗丹明B(RhB)的降解率接近100%。降解机理研究表明,OH是光催化过程中的主要活性物种。结论氮化碳与MIL复合,能够起到协同作用,提高材料的可见光响应能力,此外,利用微波辅助法合成可大大缩短材料合成时间,节省能源。

超高效液相色谱-串联质谱法测定禽用饲料中苏丹红、罗丹明B和酸性橙Ⅱ等6种染色剂含量

本研究基于超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)结合QuEChERS快速净化方法,旨在建立禽用饲料中苏丹红等6种化工染料的定量分析方法。样品用乙腈提取,C_(18)+PSA净化材料净化,净化液经Hypersil GOLD C_(18)反向色谱柱分离,在电喷雾离子源(ESI)正、负离子双扫描模式下多反应监测(MRM),以标准曲线外标法定量。结果表明:6种化合物线性关系良好;相关系数(R^(2))>0.999,4种苏丹红和酸性橙Ⅱ检出限(LOD)为0.5μg/kg,定量限(LOQ)为1.0μg/kg,罗丹明B LOD为0.05μg/kg,LOQ为0.1μg/kg。添加回收率为90%~110%,相对标准偏差<10%。本研究方法具有快速、灵敏等优势,可实现禽用饲料中6种化工染料的准确定量分析,为禽用饲料的质量安全提供技术参考。

表面氟化g-C_(3)N_(4)光催化降解罗丹明B的性能研究

以三聚氰胺为前驱体制备g-C_(3)N_(4)(缩写为CN),采用不同体积的氢氟酸(HF)对CN进行表面氟化。通过X-射线粉末衍射(XRD)、冷场发射扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射吸收(UV-Vis DRS)等对样品的结构、形貌以及光电化学性质进行分析测试。在紫外光下降解罗丹明B(RhB),探究表面氟化对CN的光催化降解RhB性能影响。结果表明,表面氟化可以改变CN表面电子结构,促进光生载流子的分离和传输,从而提升其光催化性能。在优化的实验条件下,CN-0.2F样品对RhB的降解率可达47.9%,是CN光降解率的1.6倍。

MIL-125(Ti)衍生的介孔圆盘状TiO_(2)/C高效光催化降解罗丹明B研究

针对有机污染物废水排放对生态环境带来的严重危害问题,通过在氩气(Ar)条件下煅烧钛基金属有机框架[MIL-125(Ti)],制备了具有金红石和锐钛矿混合晶型的介孔圆盘状TiO_(2)附着的碳骨架(TiO_(2)/C)。利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)及紫外-可见光(UV-Vis DRS)等手段对TiO_(2)/C进行表征,并研究了C骨架的引入对TiO_(2)光催化性能的影响。结果表明:在一定温度和气氛条件下煅烧MIL-125(Ti),衍生得到的TiO_(2)/C具有较大的比表面积(199.8m 2/g)和适当的微孔与中孔比,C骨架支撑可有效地增强TiO_(2)表面光生电荷的分离和迁移速率,抑制电子-空穴对(e-/h+)的再结合,从而促进TiO_(2)在可见光照射下的催化活性。与MIL-125(Ti)和TiO_(2)相比,TiO_(2)/C表现出显著提高的光催化降解罗丹明B(RhB)效率,同时具有良好的光催化活性稳定性。

UV/H_(2)O_(2)降解罗丹明B综合实验设计

该文设计了利用UV/H_(2)O_(2)工艺降解染料废水中有机污染物罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的综合实验,并采用单因素实验和响应曲面法优化实验条件。实验结果表明UV/H_(2)O_(2)工艺降解RhB过程符合假一级动力学方程,H_(2)O_(2)投加量和紫外光强度的交互作用是降解RhB最显著的影响因素。当H_(2)O_(2)的投加量为47.45 mL/L、水体初始pH值为8.11、紫外光强度为730μW/cm^(2)时,反应120 min后,RhB的理论去除率为92.44%,与验证实验结果的相对偏差为0.89%。由紫外-可见光谱和三维荧光光谱扫描结果可知,RhB在反应过程中被有效降解。该实验利用两种实验方法优化工艺条件,有助于提高学生在科研训练中对反应影响因素、动力学拟合及实验条件优化的认识。

Cu^(2+)掺杂纳米零价铁氧化降解罗丹明B性能研究

研究Cu^(2+)的掺杂对纳米零价铁氧化降解罗丹明B水溶液的影响。采用液相还原法制备纳米零价铁颗粒,并通过XPS、XRD、SEM和HRTEM等对纳米零价铁颗粒进行表征,以罗丹明B水溶液为目标污染物,考察掺杂不同金属离子对纳米零价铁氧化降解活性的影响。实验结果表明:纳米零价铁掺杂Cu^(2+)后其氧化降解活性显著提高;在溶解氧条件下,对铁添加Cu^(2+)后进行4小时降解的研究,发现当添加量为3 mmol·L^(-1)时对5 mg·L^(-1)罗丹明B溶液的降解率达86%。结果表明适量Cu^(2+)的掺杂可提高纳米零价铁的氧化降解污染物活性。