超声-浸渍法制备Fe^(3+)/TiO_2催化剂及其光催化性能研究

采用超声-浸渍法制备Fe^(3+)/TiO_2光催化剂.首先研究了Fe^(3+)浸渍液浓度、煅烧温度和煅烧时间对Fe^(3+)/TiO_2光催化性能的影响,然后对Fe^(3+)/TiO_2光催化剂进行了结构表征和降解活性艳蓝光催化性能测试.实验结果表明,当Fe^(3+)浸渍液浓度为0.75g/L,煅烧温度为450℃,煅烧时间为2.5h时,Fe^(3+)/TiO_2光催化活性最高为98.12%(反应时间为2.5h).XRD谱图证实Fe^(3+)负载在TiO_2表面,激光粒度分析结果表明负载前后,催化剂粒径没有发生显著改变.光催化性能实验证实,Fe^(3+)/TiO_2降解活性艳蓝的光催化效率较TiO_2提高了20%;降解反应满足伪一级反应动力学,反应速率常数为0.0165min^(-1),半衰期为42.01min.

超声-浸渍法制备污泥负载型高效非均相Fenton催化剂及其催化性能

基于简易的超声-浸渍法将铁元素成功掺杂于污泥载体上,得到了一种高效稳定的非均相Fenton催化剂,并运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)和傅立叶变化红外光谱(FT-IR)等对合成催化剂的结构和性能等进行表征,探究了所制备催化剂对亚甲基蓝(MB)模拟废水的降解行为。结果表明,以脱水污泥为载体,可快速有效将铁元素掺杂于污泥中,并主要以Fe2O3的形式存在,且负载铁元素和载体形成了Fe-O、Fe-O-H和Si-O-Fe等化学键,保证催化剂的稳定性。对50mg/L MB的降解实验表明,在初始pH为4、催化剂用量为0.6g/L、H2O2投加量为5mL/L的最优实验条件下,反应120min后对MB的降解率可达99.8%,并且循环实验5次仍能保持较好的催化性能。同时阐明了非均相Fenton催化体系对MB可能的降解机理。

超声-浸渍法制备介孔MnO_2及其性质表征

采用超声-浸渍法,以SBA-15为硬模板、Mn(NO3)2为锰源制备出介孔MnO2.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附-脱附以及热重-差热方法(TG/DTA)对样品的物理结构进行表征;用恒流充放电、循环伏安和电化学阻抗(EIS)考察样品作为超级电容器电极材料的性能.结果表明,样品MnO2复制了SBA-15的介孔结构,比表面积、平均孔径分别为282m2.g-1和2.75nm;介孔MnO2作为超级电容器电极材料,具有良好的动力学可逆性,电荷转移电阻小,电化学活性较高,首次放电比容量为285F.g-1,循环500次后仍保持在210F.g-1.

基于市政污泥的高效非均相Fenton催化材料的制备及其性能研究

以市政脱水污泥和(NH_4)_2Fe(SO_4)2·6H_2O试剂为原料,通过超声-浸渍法将铁元素成功掺杂于污泥载体上,得到了一种高效稳定的非均相Fenton催化剂,探讨了泥铁质量比、焙烧温度和时间等因素对催化剂性能的影响,确定了最佳的制备条件,并运用SEM、FT-IR和XRD等方法对合成样品进行表征,探究了所制备催化剂降解亚甲基蓝(MB)模拟废水的性能。试验结果表明,最佳的制备条件为泥铁质量比1∶0.8,焙烧温度为500℃,焙烧时间为120 min。污泥基非均相Fenton催化剂中的铁元素主要以Fe_2O_3的形式存在,并能均匀、分散地负载于污泥载体上,负载铁元素与污泥载体之间形成了Si-O-Fe和Fe-O键,具有较好的稳定性。在考察不同体系下MB降解试验发现,制备时引入超声作用可有效提高催化剂性能,反应80 min后对MB的脱色率可达99%,是污泥载体和铁氧化物为表面活性点位协同作用的结果。本研究提出了便捷的、环境友好的污泥回用方法,可有效降解染料废水,达到以废治废。