Fe^3＋掺杂TiO2光催化纤维材料的制备及表征

以棉花纤维为模板制备了一系列Fe3+掺杂的、具有中空纤维结构的TiO2光催化材料(Fe3+/TiO2),利用热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、zeta电位、红外光谱(IR)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术对其形貌、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了不同Fe3+掺杂量的样品在太阳光下的光催化性能.结果表明,用模板法制备的Fe3+/TiO2中空纤维结构材料表面存在大量纳米微粒(平均尺寸约12nm);Fe3+可能均匀分散于锐钛矿结构的TiO2中,部分取代Ti4+的晶格位置,既拓宽了TiO2的光谱响应范围,又形成了TiO2晶体结构的缺陷,使其表面带负电荷.在太阳光条件下,该纤维结构材料较纯TiO2对MB溶液具有更好的光催化脱色降解效果,且Fe3+的掺入量显著影响该纤维材料的催化性能;当Fe3+掺杂量为0.15%(w),在500℃焙烧2h所得中空纤维材料的催化性能最好,2h即可使MB溶液的脱色降解率达93%;重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上,且该催化剂材料易于离心分离去除.因此,以该模板合成法,通过Fe3+的掺杂有望使TiO2成为一种低或无能耗、高活性的绿色环保型催化材料.

Fe^3＋/TiO2复合纳米粒子的制备及可见光响应性能

在钛酸四丁酯(TBOT)的溶胶-凝胶过程中,掺杂Fe^(3+)并加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),得到的Fe^(3+)/TiO_2复合粒子在吸收曲线的530 nm处产生了宽的强吸收峰,并对Rhodamine B具有一定的光催化降解活性.应用TEM,XRD,TG-DTA和UV-Vis等手段对复合粒子进行了表征.结果表明,掺杂的Fe^(3+)进入纳米TiO_2的晶格,产生新的带宽(E_g=1.37 eV),从而改变了TiO_2的光谱响应范围.

掺Fe^3＋纳米TiO2的制备及在造纸废水处理中的应用

采用溶胶-凝胶法对纳米TiO2进行Fe3+掺杂改性处理,通过紫外-可见吸收光谱及XRD分析(X射线衍射分析),发现掺0.5%Fe3+的纳米TiO2在600℃下煅烧4h后成为锐钛型和金红石型共存的混合晶体,具有较高的光催化活性;以其为催化剂采用光催化法处理造纸废水,在pH值为5.0、催化剂用量1g/L、H2O2用量0.5%(体积分数)、300W高压汞灯照射5h的条件下得到较为理想的处理效果,CODCr去除率可达85%以上。同时讨论了煅烧温度和掺杂量对TiO2光催化活性的影响。

用H2O2/Fe^3＋处理高浓度含甲醛废水的研究

研究采用H2O2/Fe3+催化氧化处理高浓度含甲醛废水,探讨了双氧水和催化剂投加量、反应pH及反应温度等操作条件对处理效果的影响,并通过酸溶解回用失活催化剂。结果表明,较优的操作条件为:H2O2/COD(质量比)=2.2~2.6,Fe3+/H2O2(摩尔比)=0.048~0.058,反应pH1.80~2.68,反应温度50℃,反应时间40 min;在上述操作条件下,甲醛去除率达到99%以上,COD去除率达到85%以上。失活的催化剂可通过稀酸溶解后循环使用,其效果与三价铁盐作催化剂的基本相同。采用H2O2/Fe3+处理含甲醛废水具有比采用H2O2/Fe2+较优的效果。

蒿甲醚、血红素及Fe^3＋对重组日本血吸虫乳酸脱氢酶(rSjLDH)作用的初步研究

目的检测蒿甲醚、血红素及Fe3+对rSjLDH的抑制作用,探讨蒿甲醚抗血吸虫幼虫可能的作用机制。方法在获得rSjLDH及建立标准酶活性测定体系的基础上,在标准酶活性测定体系中加入不同浓度的蒿甲醚、血红素及Fe3+,以药物相应的溶剂作为对照,测定药物对酶活性的影响。结果与相应对照组相比较,0.1 mmol/L的蒿甲醚对rSjLDH催化丙酮酸还原为乳酸及乳酸氧化为丙酮酸的反应无抑制作用(P>0.05);血红素对rSjLDH有极强的抑制作用,在0.015mmol/L时,rSjLDH催化乳酸氧化反应的活性被完全抑制(P<0.01),在浓度为0.02 mmol/L时,rSjLDH催化丙酮酸还原为乳酸的反应被抑制93.48%(P<0.01);0.1mmol/L蒿甲醚配伍0.004mmol/L血红素未发现对rSjLDH的抑制;Fe3+对rSjLDH有较强抑制作用,0.5mmol/L时rSjLDH催化正、逆反应的活性被完全抑制(P<0.01)。结论蒿甲醚对rSjLDH无抑制作用;血红素对rSjLDH有极强的抑制作用;蒿甲醚与血红素未发现有配伍作用;Fe3+对rSjLDH有较强的抑制作用。提示蒿甲醚不直接作用于SjLDH,血红素是SjLDH的强抑制剂,其在蒿甲醚作用机制中的作用需进一步研究。

N503萃取Fe^3＋工艺研究

用N503对Fe3+溶液进行萃取实验研究。结合试验详细阐述了萃取相Fe质量分数与水相中Fe3+质量浓度变化的曲线关系,并分析了主要因素对萃取的影响。通过再生萃取剂的循环萃取试验研究了其萃取效果,结果表明再生萃取剂可循环使用。

模板法制备的Fe^3＋/TiO2中空纳米纤维的光催化性能

以棉花纤维为模板,利用浸渍-热转化两步法制备了Fe3+掺杂的二氧化钛(Fe3+/TiO2)中空纳米纤维光催化材料,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和ζ电位等技术对其形貌、结构、光吸收特性及其表面状态等进行了表征。以亚甲基蓝(methylene blue,MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了煅烧温度与时间对Fe3+/TiO2中空纳米纤维光催化性能的影响。结果表明:利用该法可以制得棉花纤维形貌的Fe3+/TiO2中空纳米结构材料;所得材料的催化性能除与材料的尺寸、相结构有关外,还与表面荷电性质有关,表面荷电量越高、表面结构缺陷越多、表面活性位越多,催化活性越高。500℃下煅烧2 h所得材料表面长有大量的粒子(平均尺寸为12 nm),其中TiO2为锐钛矿结构,表面荷负电荷量最高,催化性能最好,如在太阳光下,2 h可使MB溶液的脱色降解率达93%,6 h完全脱色,而在纯TiO2中空纤维材料上约为70%;该材料还具有良好的催化稳定性能,重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上,且该催化剂材料易于离心分离去除。

杂多酸K7Fe^3＋P2W17O62H2对硫醇—磷脂杂化双层膜通透性的影响

利用涂抹冷冻法制备了硫醇-磷脂杂化双层膜,采用循环伏安和交流阻抗方法,研究了硫醇-磷脂杂化双层膜与杂多酸K7Fe3+P2W17O62H2作用前后通透性的变化.发现该种杂多酸能够诱导硫醇-磷脂杂化双层膜产生一些孔洞,降低了膜电阻,增加了膜电容,也增加了探针Fe(CN)63-/4-与电极的电子传递.同时对产生该现象的机理进行了初步的探讨.

不同光照条件对缺铁黄瓜根系Fe^3＋还原酶活性的影响

【目的】研究不同光照条件对黄瓜根表Fe3+还原酶活性的影响及机理。【方法】在室内营养液培养条件下,用分光光度法分别测定不同光照条件下供铁(1×10-4mol·L-1 Fe-EDTA)和不供铁黄瓜根系的Fe3+还原酶活性、叶片叶绿素含量、组织的碳水化合物含量与含铁量,测定各处理植株地上部、根部的干重并计算其根冠比,分析不同光照条件影响黄瓜根系Fe3+还原酶活性的原因。【结果】与6d光强Ⅰ相比,4.5d光强Ⅰ+1.5d光强Ⅱ、6d光强Ⅱ、4.5d光强Ⅰ+1.5d黑暗处理的缺铁植株根表Fe3+还原酶活性分别减少68.9%、84.6%与93.1%。在不同光照条件下,根系质膜Fe3+还原酶活性的变化与植株叶绿素含量的变化无直接关系,而与碳水化合物向根部运输及植株地上部Fe累积量的变化相一致;然而,缺铁植株经4.5d光强Ⅰ+1.5d黑暗处理后与6d光强Ⅰ下相比,Fe3+还原酶活性的变化则与其地上部叶绿素含量、碳水化合物的输出及全株Fe累积量的变化趋势均不一致;各种光照条件下,茎尖的Fe累积量与根表Fe3+还原酶活性的变化趋势一致。【结论】黄瓜根表Fe3+还原酶活性显著受光照有无和不同光照条件影响,照光条件下黄瓜根表Fe3+还原酶活性随光强减弱及低光处理时间的延长而下降,与蔗糖等糖类向根中积累减少有关。不同光照条件下根表Fe3+还原酶活性均受地上部对铁的生理需求调节。黄瓜幼苗茎尖的铁含量较地上部其它部分更能快速衡量植株铁营养需求状况。

Ag^＋／Fe^3＋共掺杂纳米TiO2薄膜光催化性研究

用溶胶-凝胶法制备了Ag^＋／Fe^3＋复合掺杂的纳米TiO2薄膜，以甲基橙为光催化反应模型化合物，考察了复合掺杂光催化剂的活性。Ag^＋、Fe^3＋的掺入量分别为ωAg^＋=0．043％、ωFe^3＋=0．1％，且同时掺入TiO2光催化时具有最佳的光催化效率。并通过XRD、AFM、UV—Vis对复合掺杂薄膜进行了表征。结果表明，金属共掺杂可以促进纳米TiO2由锐钛矿向金红石相转化，平均晶径约为30nm左右；Fe^3＋掺入可能以替代的方式占据TiO2晶格中Ti^4＋的位置，并在TiO2禁带中产生掺杂能级，使吸收边红移，并在可见光区有极低的透过率。Ag^＋的掺入在光催化过程中有效地抑制光生电子与空穴的复合，提高掺杂TiO2的光催化效率。

分子动力学探究Fe^3＋对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃微观结构的影响

利用分子动力学模拟的方法模拟了Fe^(3+)在CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃中的行为,从键长分布、均方位移和桥氧数量变化等角度分析了不同组分的微观结构变化。研究发现:Fe^(3+)含量的变化对Si-O键没有太大影响,包括键长和峰形,但Fe^(3+)含量的变化对Al-O键的影响较大,随着Fe^(3+)含量的增加,Al-O的键长分布更广,峰形也发生了一定的变化,有向双峰转化的趋势;在对体系中网络结构的桥氧分析中可知,Si-O-Al最多占到桥氧数量的53%,随着Fe含量的增加,更多的Fe^(3+)参与硅酸盐网络的构建,形成[FeO_4],导致Fe^(3+)的均方位移降低。

Fe^3＋掺杂TiO2纳米晶溶胶的制备及性能

采用sol-gel法制备了Fe3+掺杂锐钛矿型TiO2纳米晶溶胶。对溶胶的物相结构和粒度分布进行了分析,并考察了薄膜的UV-Vis吸收光谱及溶胶的光催化性能。结果表明:Fe3+掺杂可提供杂质能级抑制电子与空穴的复合,且对TiO2溶胶粒子具有细化作用,因此TiO2溶胶的光催化活性提高,比未掺杂时最大提高了近30%。但Fe3+掺杂过多可能成为电子与空穴复合的中心,导致TiO2溶胶的光催化活性降低。r(Fe:Ti)的最佳范围为0.25~0.50。

添加金属Fe^3＋对阿勒泰羊尾脂氧化初期脂肪酸的变化影响

以阿勒泰羊尾脂为研究对象,研究了在(4±1)℃下对其添加不同浓度的金属Fe^(3+)储藏27d对脂肪氧化及脂肪酸的影响,结果表明:经过0.05 mol/L Fe^(3+)处理后羊脂的p H维持在6.4左右(p<0.05)、TBARS值未达到0.5mg MDA/kg,氧化速率明显得到减缓(p<0.05)。0.05 mol/L Fe^(3+)处理组的饱和脂肪酸含量增加了43.46%;单不饱和脂肪酸含量减少了10.87%;多不饱和脂肪酸含量下降了0.78%,0.05 mol/L Fe^(3+)可作为降低和抑制脂肪的酸败以及其氧化速率的参考浓度。

Fe^3＋、 La^3＋掺杂对TiO2薄膜结构和光性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了多孔TiO2薄膜，考察了Fe^3＋、La^3＋掺杂对TiO2薄膜的晶相组成、晶粒大小、表面结构和紫外-可见光吸收性能的影响及其改性机理．结果表明：Fe^3＋掺杂抑制了TiO2的晶相转变，促进了晶粒生长，扩大了光响应范围：La^3＋掺杂抑制了晶粒增长和晶相转变，薄膜的UV-Vis发生蓝移。最后提出了多相掺杂，多角度改性是提高薄膜光催化性能的一种方法。

Fe^3＋-H2O2-刚果红体系阻抑动力学光度法检测鱼肉中氟含量

在酸性介质中,痕量F-对Fe^(3+)催化H_2O_2化刚果红褪色反应有显著的抑制作用,且阻抑褪色的程度与氟离子含量呈良好的线性关系,由此建立了一种新阻抑动力学光度法测定微量氟离子含量的新方法。在最优化的反应条件下,氟含量在8.0×10^(-7)~2.0×10^(-5)mol/L内符合比尔定律,检出限为2.8×10^(-7)mol/L。该法用于鱼肉中氟离子含量的测定,回收率在95.50%~98.00%。

Fe^3＋-SiO2掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以三嵌段非离子表面活性剂P123为模板，采用水热法制备了Fe^3＋-SiO2掺杂纳米TiO2，通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）等手段考察了Fe^3＋-SiO2掺杂纳米TiO2的结构与光学特性。实验结果表明：Fe^3＋、SiO2掺杂进入TiO2的晶格，可获得高纯度锐钛矿相纳米TiO2。Fe^3＋和SiO2的加入有助于抑制金红石相的形成和晶粒长大，提高了TiO2的热稳定性。Fe^3＋-SiO2掺杂将TiO2的光响应范围拓宽至可见光区，提高了纳米TiO2的光催化性能。与纯纳米TiO2相比，Fe^3＋-SiO2掺杂纳米，TiO2光催化降解甲基橙的性能显著提高。

用扩散火焰燃烧合成Fe^3＋掺杂TiO2纳米晶的结构及紫外光催化性能

采用气相火焰燃烧合成Fe3+掺杂TiO2纳米晶,利用XRD、XPSI、CP-AES和EPR等手段分析了物相结构,考察了Fe3+掺杂TiO2纳米晶在紫外光辐照下降解罗丹明B活性,探讨了紫外光催化机理。结果表明:Fe3+掺杂显著提高了TiO2纳米晶的光催化活性,Fe3+最佳掺杂摩尔分数为0.05%。Fe3+作为光生电子和空穴的双重浅势捕获陷阱,有效地分离了光生载流子,提高了光催化活性。但在TiO2体相中过多Fe3+富集将增加因多次捕获而造成的载流子复合,降低光催化活性。

Fe^3＋-TiO2／AC光催化剂的制备及其光催化性能

以活性炭(AC)为载体,通过溶胶-凝胶法制备了Fe3+离子掺杂的TiO2/活性炭(Fe3+-TiO2/AC)负载型光催化剂,通过SEM、XRD、UV-Vis等手段对光催化剂进行了表征。以125W高压汞灯作为光源,通过对罗丹明B的光降解反应,主要考察了温度对Fe3+-TiO2/AC复合体的光催化活性的影响。结果表明,温度在600℃条件下焙烧的Fe3(+0.15%)-TiO2/AC具有最好的光催化活性。