NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜电化学研究

PCB板(印刷电路板)剪裁铣削渣中含有金属铜和铝,且塑料含量高,采用电化学溶解隔膜电积工艺可以实现铜的剥离并得到高品位阴极铜。该工艺具有流程短、电流效率高、产品纯度高等优点,具有广阔的应用前景,但其电化学机理尚不明确,本文以PCB制造过程中产生的含铜固废作为阳极,采用钛板为阴极,在NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中采用隔膜电解工艺进行了一系列试验,包括不同铵盐体系、氨/硫酸铵体系中不同电极、氨/硫酸铵体系不同电解液组成的电化学行为曲线以及NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系电沉积铜的控制步骤、成核机理等。结果表明,氨/硫酸铵体系中电积铜的起始还原电位最低,电积时电耗较低,且该体系中氢的析出电位均较负,可避免因析出氢气降低阴极电流效率的副反应;NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中Cu^(2+)在钛电极表面的电沉积反应为不可逆过程,且为双电子一步转移过程,控制步骤为扩散控制;Cu^(2+)在钛电极上的成核机理接近于瞬时成核。该研究成果可为NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜工艺提供理论参考。

TiO_2-α-Fe_2O_3复合材料的制备及对水体中Cu(Ⅱ)离子的净化

以氯化亚铁为铁源,通过水热合成方法制备了FeOOH,再以FeOOH为基底,钛酸丁酯为钛源,通过水热合方法制备TiO_2-α-Fe_2O_3复合材料,并利用XRD和SEM对所制备的TiO_2-α-Fe_2O_3复合材料进行了表征.研究了TiO_2-α-Fe_2O_3复合材料对水体中Cu(Ⅱ)离子的吸附性能,考察了Cu(Ⅱ)离子的初始浓度、Cu(Ⅱ)离子溶液的p H值、反应时间等条件对TiO_2-α-Fe_2O_3复合材料吸附性能的影响,并阐述了TiO_2-α-Fe_2O_3复合材料对Cu Ⅱ离子的吸附机理.结果表明:TiO_2-α-Fe_2O_3复合材料是1种有效的Cu(Ⅱ)离子吸附剂,对Cu(Ⅱ)离子能快速吸附并达到吸附平衡.同时TiO_2-α-Fe_2O_3复合材料中含有具有磁性的-Fe2O3,通过外加磁场,可以达到快速回收的目的,无需高速离心分离粉末,能节约能耗,降低分离成本,因此可作为1种有前景的功能分离材料应用于重金属离子废水的处理.

纳米α-Fe_2O_3-TiO_2改性海藻酸钠/壳聚糖双极膜制备与表征

在壳聚糖(CS)阴离子交换膜中添加纳米复合半导体材料α-Fe2O3-TiO2,制备了PVA-SA/α-Fe2O3-TiO2-CS双极膜(PVA:聚乙烯醇;SA:海藻酸钠),并用扫描电镜、热重分析、电子万能试验机和接触角测定仪等对其进行了表征。研究结果表明,添加纳米α-Fe2O3-TiO2可提高双极膜的亲水性、热稳定性和机械性能。纳米α-Fe2O3-TiO2复合半导体材料较纳米α-Fe2O3或纳米TiO2单一半导体材料具有更强的光催化双极膜中间界面层水解离能力,在高压汞灯照射下能大大降低双极膜的膜阻抗和膜电阻压降(IR降)。

TiO_2/α-Fe_2O_3和TiO_2/α-FeOOH纳米复合材料的制备与表征

以TiCl4为前驱体,α-Fe2O3、α-FeOOH为载体,采用水解沉淀法制备TiO2/α-Fe2O3和TiO2/α-FeOOH两种纳米复合光催化材料。采用X射线衍射分析(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等对样品的晶相组成、形貌和微结构进行表征。结果表明,TiO2/α-Fe2O3复合材料由赤铁矿和金红石相TiO2组成;TiO2/α-FeOOH复合材料由水合氧化铁和金红石相TiO2组成。TiO2/α-Fe2O3复合材料中颗粒状TiO2能包覆在粒状氧化铁红表面,形成厚度范围在5～20 nm左右的薄层;TiO2/α-FeOOH复合材料是一种核壳结构,厚度范围在100～150 nm的针状TiO2聚集体为壳,能完整的包覆核层氧化铁黄。采用UV-vis光谱和甲基橙降解对其光催化活性进行评价,结果表明纳米TiO2与α-Fe2O3、α-FeOOH分别构成复合材料后,两者之间存在协同效应。

微波反应制备纳米TiO_2-Fe_2O_3复合材料及其光催化性能

以TiCl4,FeCl3为原料,尿素为沉淀剂,采用微波加热,均相沉淀法合成了一系列纳米TiO2-Fe2O3复合材料.XRD分析证明反应前驱体为非晶态,500℃以上转变为锐钛矿结构.TEM形貌观察,粒子基本为球形,平均粒径为20nm.EDS分析证明产品中Ti∶Fe的分析测定值与实际的投料值基本一致,并且掺杂均匀性好.光吸收及光催化实验发现Fe的摩尔分数为5%时,光催化效果最好,在日光照射180min后,此TiO2-Fe2O3复合材料对藏蓝染料溶液降解率接近100%.

α-Fe_2O_3-TiO_2/SA复合半导体薄膜的制备及光催化性能的研究

应用sol gel法制备纳米α Fe2O3、TiO2及α Fe2O3 TiO2粉体,并以其作前驱体制得该纳米微粒与海藻酸钠的复合膜.由红外光谱(FT IR)、X 射线粉末衍射(XRD)、荧光光谱(PL)、透射电子显微镜(TEM)和循环伏安(I V)等物理化学方法表征、测定各复合薄膜的表面结构与催化活性.紫外 可见吸光光度法等研究结果表明,以杀菌紫外灯作光源,在纳米Fe2O3、TiO2及α Fe2O3 TiO2与海藻酸钠的复合膜悬浮液中,亚甲基蓝可被快速脱色降解,若于α Fe2O3中加入15%的TiO2,其α Fe2O3 TiO2复合晶体比单一的α Fe2O3或TiO2具有更高的光降解活性.

磁载光催化剂TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3的制备及其催化氧化性能

采用化学共沉淀法制备磁基体(Fe3O4),煅烧使其转化为γ Fe2O3。溶胶 凝胶法成功得到易于固液分离回收的磁载TiO2光催化剂TiO2/SiO2/γ Fe2O3。用TEM和XRD进行形貌和物相表征。研究了催化剂对可溶性染料Orange Ⅱ的降解性能,并探讨了煅烧温度、时间对活性的影响。结果表明:最佳煅烧温度为450℃,最佳煅烧时间为30min。这种情况下得到的磁载TiO2光催化剂TiO2/SiO2/γ Fe2O3,在3次循环使用后降解率仍保持在95%以上。

La^(3+)-Fe^(3+)共掺杂纳米TiO_2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3+-Fe3+共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征。结果表明,La3+-Fe3+共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3+)∶n(TiO2)=0.05%,n(Fe3+)∶n(TiO2)=0.5%。共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体。复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程。

α-Fe_2O_3/TiO_2光催化剂的制备及可见光催化降解罗丹明B的研究

采用浸渍法制备不同掺杂量的负载型光催化剂α-Fe_2O_3/TiO_2,通过XRD、SEM-EDX、XPS和N2-sorption等手段对其进行表征,并研究其在可见光照射下对罗丹明B的降解性能。考察了不同掺杂量的复合纳米粒子、不同浓度的H2O2溶液、不同pH等条件对可见光降解罗丹明B的影响。结果表明,复合α-Fe_2O_3/TiO_2催化剂的光催化活性均高于单一的α-Fe_2O_3或TiO_2,其中α-Fe_2O_3掺杂量为6.0wt%的α-Fe_2O_3/TiO_2的光催化活性和光降解稳定性最好。

磁性纳米固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2-Fe_3O_4催化α-蒎烯异构化反应

为了提高纳米固体酸催化剂与液体产物的分离性能,制备了磁性纳米固体超强酸SO24-/TiO2-Fe3O4催化剂,并用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射光谱(XRD)、红外光谱(IR)对催化剂进行结构表征。将其用于α-蒎烯异构化反应,通过单因素试验和正交试验,得出α-蒎烯异构化最适宜工艺条件为:反应温度120℃,催化剂用量2%,反应时间2 h,此时α-蒎烯的转化率为92.07%,莰烯的选择性为58.96%。

固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2-Fe_2O_3的制备及其光催化性能

采用共沉淀-浸渍法制备了SO42-/TiO2-Fe2O3固体超强酸催化剂,通过样品光催化降解酸性蓝染料,考察了制备条件对染料脱色率的影响.结果表明,当固体酸中nTi和nFe的配比为1∶1,陈化pH为9~10,硫酸浸渍液浓度为0.5 mol/L,在500℃下焙烧4 h时制得的催化剂具有最高的催化活性.SO42-/TiO2-Fe2O3固体超强酸再生后催化活性基本不变,可重复使用.

磁载光催化剂Ag-TiO_2/ZnO/γ-Fe_2O_3的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在表面包覆了ZnO的磁基体γ-Fe2O3上负载TiO2,光催化还原法在其表面沉积Ag,得到了易于磁性固液分离的磁载Ag-TiO2/ZnO/γ-Fe2O3复合光催化剂。通过XRD、EDX和TEM等测试技术对该复合催化剂进行了表征。以可溶性染料亚甲基兰为降解对象,研究了ZnO的存在和Ag不同含量对复合光催化剂催化活性的影响及催化剂回收再利用的可行性。结果表明,0.5%(质量分数)Ag-TiO2/ZnO/γ-Fe2O3(其中m(TiO2)∶m(ZnO)∶m(γ-Fe2O3)=14∶3∶3)的复合光催化剂具有最高的光催化活性,在3次循环使用后仍能保持较好的光催化性能。

固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2-Fe_2O_3光催化降解含酚废水

采用固体超强酸SO42-/TiO2-Fe2O3为光催化剂,苯酚的光催化降解为模型反应,考察了pH值、苯酚初始浓度、催化剂投加量、光照距离、光照时间、助催化剂H2O2对光催化降解过程的影响。结果表明,苯酚初始浓度为50mg/L,催化剂投加量5g/L,光照距离11cm,光照时间为150min,降解率达61.29%,添加助催化剂H2O2后,反应60min,苯酚降解率达到85.12%。

用复合固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2-Fe_2O_3催化剂光降解甲基橙

采用溶胶-凝胶法制备SO42-/TiO2-Fe2O3光催化降解催化剂,研究工艺条件对甲基橙水溶液脱色率的影响,确定催化剂的最佳再生方法。结果表明:在催化剂用量为2 g/L,溶液的pH值为6,初始质量浓度为10 mg/L,光距为12 cm,光照反应时间为2 h的最佳条件下,甲基橙的脱色率可大于96.8%;催化剂的最佳再生方法是先用浓度为0.5 mol/L的硫酸浸渍2 d,后在500℃下焙烧2 h。

γ-Fe_2O_3/Ag/TiO_2的制备与抗菌性能

采用两步法合成了γ-Fe_2O_3/Ag/TiO_2复合光催化剂,以大肠埃希氏菌(E. coli)为目标菌,对数去除率为评价指标评价了催化剂的抗菌性能,优化了催化剂的最佳制备参数.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射光谱等手段对催化剂进行了表征.结果表明,当Ti/Ag摩尔比为1∶0. 05,煅烧时间为3 h,煅烧温度为350℃时,γ-Fe_2O_3/Ag/TiO_2表现出最佳抗菌活性.复合催化剂具有介孔结构,比表面积为89. 1 m^2/g;光吸收边界达690 nm,有良好的可见光响应能力;磁性较强,在水处理应用中可有效分离和重复使用.反应条件不受光源限制,在有/无光照下均具有良好的抗菌活性,且太阳光辐照下对E. coli的对数去除率可达6. 28.

改性溶胶包覆法制备聚苯胺/TiO_2-Fe_3O_4纳米复合物及吸波性能研究

通过改性溶胶法制备了Fe3O4纳米粒子均匀弥散于TiO2中的TiO2-Fe3O4二元纳米复合物,再在不同pH条件下原位聚合生长聚苯胺(PAn),获得了三元包覆纳米复合物PAn/TiO2-Fe3O4.采用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、粉末X-射线衍射(XRD)及电磁测量等手段对TiO2-Fe3O4和PAn/TiO2-Fe3O4的形貌、结构及性能进行了表征.实验结果表明,通过调节TiO2溶胶形成及包覆过程温度、介质pH值,能获得Fe3O4纳米粒子均匀弥散于TiO2中的二元纳米复合物,且其中TiO2为锐钛矿结构,Fe3O4为立方晶系,而形成的三元复合物PAn/TiO2-Fe3O4则呈现微米纤维结构.当三元复合物中Fe3O4和TiO2的的质量分数分别为6.4%和15.8%时,PAn/TiO2-Fe3O4在13.6 GHz处具有最大的反射损耗-36.4 dB,小于-10 dB的吸收带宽达到4.4 GHz,具有良好的吸波性能.

复合固体超强酸SO_4^(2-)/TiO_2-Fe_2O_3催化合成丁酸异丁酯

The composite solid superacid SO2-4/TiO2-Fe2O3(nTi∶nFe=2∶1)was prepared by the method of deveiopmental sol-gel and wet impregnation.First reported the composite solid superacid catalysis synthesized isobutyl butyrate for buthlacid and isobutyl alcohol.It was researched that the acid-alcohol rate,time,quantity and repeatly applicatiom of catalyzes had imflune upon yield of esterication reaction.The influent actors of reaction were investigated.The results showed that teh appropriate conditions should be:weight of cstalyst was 10g;molar ratio of isobutyl alcohol to buthlacid was 18∶1;reaction time was 30h;the taking water reagent (Benzene) was 15ml.The yield of isobutyl butyrate was about 985%.The acid value was:1602<Ho<1452.

Ag-Fe_2O_3-V_2O_5/TiO_2催化剂制备及其甲基吡啶催化氧化脱甲基性能

针对甲基吡啶氧化脱甲基反应,以TiO_2为载体经浸渍法制备Ag-Fe_2O_3-V_2O_5/TiO_2催化剂,结合结构表征和催化剂性能评价,考察制备条件对其催化甲基吡啶氧化脱甲基性能的影响。结果表明,通过Fe_2O_3改性可以提高Ag-V_2O_5/TiO_2催化剂对3-甲基吡啶氧化脱甲基化反应的催化性能,其作用主要是抑制V_2O_5团聚,促进V物种的分散。同时,锐钛矿相TiO_2载体表面B酸中心有利于催化3-甲基吡啶脱甲基,提高产物吡啶选择性。经实验优化,Ag-Fe_2O_3-V_2O_5/TiO_2催化剂适宜制备条件为:焙烧温度450℃、焙烧时间4 h、V_2O_5和Ag的负载质量分数分别为15%和1.5%、Fe与V物质的量比1∶2。在优化条件下,吡啶收率与选择性最高可达到62.97%和78.75%。

Pd-Fe/TiO_2催化加氢合成2-氯-3-氨基吡啶的研究

2-氯-3-氨基吡啶是一种重要的医药和农药中间体。用Pd-Fe/TiO2催化2-氯-3-硝基吡啶常压下选择性加氢合成了2-氯-3-氨基吡啶,考察了Pd和Fe质量分数、催化剂用量、溶剂及其用量、反应温度和反应时间等对加氢反应的影响。结果表明,Pd-Fe/TiO2对2-氯-3-硝基吡啶的加氢反应有很高的催化活性和选择性,在2-氯-3-硝基吡啶0.05 mol,催化剂0.15 g,无水乙醇40 mL,氢气压力0.1 MPa,50℃反应2 h的条件下,2-氯-3-氨基吡啶的收率98.3%,选择性达到99.5%,无脱卤现象。催化剂经重复使用10次,催化活性和选择性仍无明显下降。