PVDF／Fe^(3+)催化膜催化H_2O_2降解染料橙黄Ⅳ

采用浸没沉淀相转移法制备了PVDF/Fe^(3+)催化膜。以橙黄Ⅳ为研究对象,探索了H_2O_2浓度、pH、温度、橙黄Ⅳ浓度、催化剂量等因素对催化反应速率的影响。结果表明,H_2O_2的初始浓度越高,反应速率越快,反应遵循一级反应动力学,反应速率常数与H_2O_2浓度具有良好的相关性。在pH值3.1～5.2的范围内,催化剂能有效地降解橙黄Ⅳ。随着温度升高,反应速率加快,反应的活化能为38.86 kJ·mol^(-1)。随着橙黄Ⅳ的初始浓度的增加,脱色率有所下降,但总体影响不大。随着催化剂投量的增加,橙黄Ⅳ的脱色率明显提高。反应中的活性物种是羟基自由基和高价态铁共存。

低光照强度下Fe掺杂g-C_3N_4/PVDF膜的光催化降解性能研究

以三聚氰胺和前躯体盐为原料,采用半封闭热解法在g-C_3N_4中引入Fe元素。结构分析表明,Fe能够通过化学键合进入g-C_3N_4的骨架结构中形成掺杂型g-C_3N_4。通过将催化剂与聚偏氯乙烯(PVDF)制成复合膜,考察了Fe引入前后g-C_3N_4在低光照强度下紫外光催化降解甲基橙的光催化活性。研究发现g-C_3N_4/PVDF复合膜具有吸附-迁移-光降解的链锁效应,其光降解率达到11.85%,优于g-C_3N_4粉体的2.5%;Fe的引入能提高光催化性能。在Fe掺杂体系中,光催化性能随Fe含量的提高呈现先增加后减小的趋势,在Fe含量为1.65%(wt,质量分数),热解温度为600℃时,降解率最高达到35.38%。

低光照强度下氧化石墨烯-g-C_3N_4/PVDF膜的光催化降解性能研究

基于π-π非共价掺杂的原理,采用半封闭高温烧结法制备了GO/g-C3N4。结构分析表明,GO与g-C3N4发生了相互作用。考察了GO引入前后g-C3N4在低光照强度下紫外光降解甲基橙的光催化活性。结果表明,掺杂适量的GO能够提高g-C3N4的光催化活性,当烧结温度为500℃、GO掺杂量为0.5wt%,热解温度为500℃时光催化降解率最高,达到39.50%。

Fe^(3+)掺杂TiO_2玻璃薄膜太阳光催化降解H酸的研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面上制备了掺杂Fe3+的TiO2薄膜,用XRD、IR对其进行表征.在太阳光的照射下,以H酸为目标物,用自制敞开连续流平板式光催化反应器,进行了光催化法降解试验.结果表明:适量Fe3+的掺杂可明显提高TiO2玻璃薄膜在太阳光下的催化性能,掺Fe3+的摩尔质量百分数为(Fe3+/TiO2)0.06%时的光催化活性最高.太阳光照射3 h,H酸脱色率达到72.5%,反应速率遵从Langmuir-Hinshelwood方程,表观速率常数K′=0.007 4 min-1.

不同直径改性PAN纳米纤维膜与Fe^(3+)的配位反应及其配合物对有机染料降解的催化性能

使用静电纺丝技术和偕胺肟反应制备了三种不同直径的改性聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,然后将它们作为配体分别与Fe3+进行配位反应制备改性PAN纳米纤维膜铁配合物,重点研究了三种改性PAN纳米纤维膜与Fe3+配位反应的动力学特性及其温度和Fe3+初始浓度的影响.最后将其作为非均相Fenton反应催化剂应用于染料降解反应中,考察了改性PAN纳米纤维膜直径对其催化活性的影响.结果表明,在所涉及的温度和浓度范围内,改性PAN纳米纤维膜与Fe3+之间配位反应不仅符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,而且可理想地使用Lagergren准二级动力学方程进行描述,反应速率常数随着Fe3+初始浓度的增加而逐渐降低.在相同反应条件下,较小直径的纤维膜更容易与Fe3+发生配位反应,且反应速率常数和Fe3+配合量均随着纤维直径的降低而增大.不同直径改性PAN纳米纤维膜铁配合物在暗态条件下对染料的氧化降解反应表现出很好的催化活性,且在辐射光下其催化活性得到加强.改性PAN纳米纤维膜铁配合物的催化作用受到纤维直径的显著影响,由中等直径纳米纤维构成的配合物表现出最高的催化活性.

Fe^(3+)离子对二氧化钛光电化学催化性能的影响

应用电化学阳极氧化法制备Ti上多孔状纳米晶TiO2薄膜,以及不同Fe3+离子掺杂量的二氧化钛薄膜.研究了Fe3+离子掺杂对二氧化钛薄膜吸收光谱和光催化活性的影响,发现Fe3+的掺杂使薄膜的吸收带边发生红移,在可见光照射下其光催化活性也有一定的提高.

新型光催化材料制备及其PVDF膜自清洁改性

膜污染问题制约着膜分离技术在水处理领域的应用,为解决此问题,文章提出将光催化与膜分离技术联用,制备出紫外-可见光响应三元光催化材料(H)g-C_3N_4/Ag_3PO_4/TiO_2,将其用于聚偏氟乙烯(PVDF)膜亲水性及自清洁改性。通过X-射线衍射、扫描电子显微镜、紫外可见吸收光谱分析、光致发光光谱分析及光催化降解实验研究光催化材料的物化性能。通过接触角测量及通量恢复率实验表征改性复合膜的抗污染性能。结果显示:由于光生电子和空穴的有效分离,(H)g-C_3N_4/Ag_3PO_4/TiO_2展示了良好的光催化活性和稳定性;与未改性膜相比,掺杂0.5%的(H)g-C_3N_4/Ag_3PO_4/TiO_2的PVDF复合膜初始接触角由78.3°降低到60.7°,膜通量恢复率由45%升高到80.65%。改性复合膜材料具有良好的自清洁性能。

g-C_(3)N_(4)/PVDF改性复合膜的制备及性能研究

将三聚氰胺烧制法制得的g-C_(3)N_(4)添加至PVDF铸膜液基体,采用相转化法制备g-C_(3)N_(4)/PVDF改性复合膜。X射线衍射、红外光谱和接触角测试实验结果表明,g-C_(3)N_(4)和PVDF有效结合,且在相转化过程中g-C_(3)N_(4)转移至膜表面,复合膜表面的亲水性增强。借助SEM发现g-C_(3)N_(4)/PVDF改性复合膜孔道和孔径均发生了改变。结合膜性能测试实验,证实其亲水性有较大提升,接触角降至58.6°,Jw为PVDF-0膜的2.5倍。此外g-C_(3)N_(4)能有效活化分子氧,产生超氧自由基用于有机污染物的光催化降解,对于BSA的截留率提高了56%左右,对亚甲基蓝溶液的截留率提高了49%,较纯PVDF膜有更优的抗污染性,通量恢复率可达85.28%。

铁掺杂纳米TiO_2膜的制备与光催化灭菌作用

利用溶胶-凝胶法制备Fe3+/TiO2和纯TiO2玻璃膜,用XRD、HRTEM、TG-DSC、SEM等手段表征,并研究膜的特性和结构。试验表明Fe3+/TiO2与TiO2均有较强的杀菌能力,但Fe掺杂TiO2的杀菌能力比纯TiO2高8.4%。纳米TiO2薄膜的微观结构分析为揭示TiO2光催化灭菌机理提供了证据。

海藻酸钠水凝胶固定化血红蛋白的电化学性质

用海藻酸钠(SA)将血红蛋白(Hb)固定在热裂解石墨电极表面,制备了HbSA膜修饰电极。包埋在SA膜中的血红蛋白与电极直接传递电子。在pH7.0的磷酸盐缓冲溶液和磷酸盐/乙醇混合溶液中均可得到一对可逆氧化还原峰,这是血红蛋白辅基血红素Fe3+/Fe2+电对的氧化还原。电势随溶液pH值增加而负移且呈线性关系,直线斜率为-41.0mV/pH,说明血红蛋白的电子传递过程伴随有质子的转移。并研究了HbSA膜修饰电极对O2、H2O2、NO和六氯乙烷(HCE)的电催化性质。