磁性纳米CeO_2/Fe_3O_4非均相Fenton反应催化降解氧氟沙星

为了提高Fe_3O_4的催化活性,制备了磁性CeO_2/Fe_3O_4复合纳米粒子,构成非均相Fenton反应体系,催化降解水环境中的氧氟沙星抗生素。研究了CeO_2含量、H_2O_2浓度、pH等因素对CeO_2/Fe_3O_4非均相催化活性的影响,并通过溶出铁离子测定、动力学拟合等方式对反应机理进行探究。结果表明,CeO_2/Fe_3O_4较Fe_3O_4具有更强的催化活性,氧氟沙星的降解率随CeO_2含量、H_2O_2浓度和溶液酸度的增加而提高,当H_2O_2浓度为100 mmol/L以及pH为3时,CeO_2/Fe_3O_4(摩尔比=0.780)-H_2O_2体系催化降解氧氟沙星的效果最佳。CeO_2/Fe_3O_4体系催化降解氧氟沙星反应遵循一级反应动力学方程,反应机理主要为催化剂表面的催化反应,同时CeO_2产生氧空位的电子转移对Fe_3O_4的催化反应起到协同强化的作用。

CeO_2-活性炭催化臭氧化降解水中草酸的研究

利用CeO_2的储氧和释氧能力,以高活性的活性炭作为催化剂载体,采用等体积浸渍法制备CeO_2-活性炭催化剂。分别用氮气低温吸附/脱附、XRD、XPS对CeO_2-活性炭催化剂进行表征。以CeO_2-活性炭作为催化剂,草酸作为模型化合物,催化臭氧化降解草酸的去除率达到77%。Ce组分的加入能显著提高草酸的去除率。Ce不仅能够提高反应体系中羟基自由基的浓度,还有利于O3分子直接氧化草酸。CeO_2-活性炭催化剂经过3次重复使用后,草酸去除率保持在70%以上,具有较好的稳定性。

Cu对MnCeO_x催化苯酚水相氧化的促进作用

制备了Cu修饰的MnCeOx催化剂,并用于苯酚水溶液氧化降解反应.结果表明,Cu的加入可以显著提高MnCeOx催化剂上苯酚氧化深度和溶液化学耗氧量去除率.通过X射线衍射和程序升温还原等手段对催化剂中Cu的作用进行了考察,发现Cu加入后形成了CuMn2O4物相,从而有利于提高催化剂的氧化活性.

Ce/TiO_2/Fe_3O_4粒子电极光电催化降解藏红T模拟染料废水

采用化学共沉淀-超声辅助法,制备出磁性纳米材料Fe3O4,利用溶胶-凝胶法在Fe3O4表面包裹Ce/TiO2,得到磁性复合材料Ce/TiO2/Fe3O4.用XRD、SEM、BET等对其结构和性能进行了表征,催化剂主要以催化活性较高的锐钛矿相存在,Ce/TiO2包覆在纳米Fe3O4的表面形成多孔结构,复合材料具有LangmuirⅣ吸附-脱附等温线,比表面积76.68m2·g-1,平均孔径8nm,主要分布在4.5—15.4nm之间.通过电助光催化降解藏红T溶液研究了Ce/TiO2/Fe3O4的光电催化活性.在催化剂的加入量为6g·L-1,降解时间为60min,外加电压为5V,50mg·L-1的藏红T溶液的降解率可达到90%以上,COD去除率达84.7%.所制备的Ce/TiO2/Fe3O4在重复使用5次后仍能保持较好的光电催化活性.

Fe_2O_3-CeO_2光催化剂的制备及其催化性能

采用水热共沉淀法及水热浸渍法制备了Fe_2O_3-CeO_2光催化剂,考察了工艺条件对Fe_2O_3-CeO_2结构特征及光催化性能的影响,并对其催化降解过程的动力学进行了研究。结果表明,经过600℃热处理,两种方法制得的样品均为立方萤石相CeO_2结构,共沉淀法所得Fe_2O_3-CeO_2没有杂相峰出现,随着Fe3+掺杂量增加,样品结晶度增大;当Fe3+摩尔分数在5%以上时,浸渍法所得Fe_2O_3-CeO_2样品有Fe_2O_3杂相峰,并且结晶度随Fe3+掺杂量增加而降低。经过600℃热处理得到球形的Fe_2O_3-CeO_2,浸渍法制得的样品有长大与团聚趋势。随着Fe3+掺杂量增加,Fe_2O_3-CeO_2对次甲基蓝的催化降解率先增大后减小,Fe3+掺杂量为3%时的降解率最佳,并且共沉淀法制得的Fe_2O_3-CeO_2对次甲基蓝的催化降解效果优于浸渍法得到的Fe_2O_3-CeO_2及纯CeO_2。降解液的pH值直接影响到次甲基蓝的降解率,当pH值为10.0时,降解效果最好。随着催化剂用量增加,降解率先增大后减小,当催化剂质量浓度为100mg/L、降解时间为100min时,共沉淀法制备的Fe_2O_3-CeO_2催化次甲基蓝的降解率最高达97.6%;浸渍法制备的催化剂质量浓度为50mg/L、降解时间为100min时,其降解率最高为93.4%;而纯CeO_2的仅为75.8%。该光催化降解反应为一级动力学反应,反应速率服从多相催化动力学Langmiur-Hinshelwood(L-H)方程,共沉淀法所得Fe_2O_3-CeO_2的最佳表观反应速率常数kapp为14.52×10-2,较浸渍法的增大23.9%,比纯CeO_2样品高出71.8%。

优化内浸式Ce掺杂ZnO光催化降解罗丹明B

采用沉淀法优化制备了纳米级Ce掺杂ZnO,利用BET,XRD,SEM,ICP-AES,UV-VisDRS,FT-IR等手段对催化剂结构形态组成进行表征.提出内浸式光催化降解模式,考察液层厚度对透光率的影响,优化了Ce掺杂ZnO光催化降解罗丹明B实验条件,分析了其动力学和机理.结果表明,Ce掺杂比为3%(n:n),500℃热处理2h活性最高.催化剂呈球状,尺寸均匀,粒径80～100nm, BET比表面积12.9m^2/g,测定掺杂量和理论值一致, Ce掺杂增加了光吸收.悬浮液"遮挡效应"对光透过率衰减显著,催化剂浓度为0.1g/100mL时UV_(254)处光衰减率达到溶液的3倍.内浸式光催化降解1.0×10^(-5)mol/L罗丹明B溶液,在15W紫外灯,pH值为7,温度30℃,催化剂投加量0.1g/250mL条件下,70min降解率达到92.5%,6次套用降解率保持在80%以上,降解过程符合一级动力学,反应速率常数0.05min^(-1).

水滑石类化合物-氧化铈催化剂的制备及其光降解甲基橙的性能研究

采用共沉淀法制备了LDHs-CeO2(LDHs为水滑石类化合物)催化剂,并将其用于光催化降解甲基橙溶液,考察了催化剂的原料配比、反应时间、甲基橙初始含量、甲基橙溶液的pH和催化剂用量对甲基橙降解率的影响;同时采用FTIR,XRD,SEM,TEM,EDS,TG等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,n(Mg)∶n(Al)∶n(Ce)=2∶1∶0.50的LDHs-CeO2催化剂活性最高,用该催化剂光催化降解甲基橙溶液的适宜条件为:250 mL甲基橙溶液,甲基橙初始质量浓度40 mg/L,pH=5,反应时间80 min(暗处静置20 min,光照时间60 min),催化剂用量0.3 g;在此条件下,甲基橙降解率达到98.69%。表征结果显示,LDHs-CeO2晶相单一,晶体结构一致,结晶度好,属于六方晶系,形貌为规则的片状结构,分散性较好。

Fe_3O_4@Ce掺杂ZnO光催化降解罗丹明B

通过共沉淀法优化制备了Fe_3O_4为内核的磁性核壳式Ce掺杂ZnO催化剂(Fe_3O_4@ZnO-Ce),考察催化剂的稳定性和适用性,利用SEM、BET、ICP-AES、XRD、UV-Vis DRS、VSM、FT-IR等手段对催化剂进行表征,研究温度、pH、催化剂投加量对罗丹明B降解率的影响。结果表明,Ce掺杂ZnO包覆在Fe_3O_4表面形成球状纳米颗粒,平均粒径约100 nm,Fe_3O_4和3%Ce掺杂ZnO最佳物质的量之比为1:20,400℃煅烧2 h。日光模拟灯为光源,在pH为7、水温30℃、催化剂投加量0.2 g/100 mL、90 min罗丹明B降解率达到92%,6次循环套用降解率达到53%以上。

CeO_2改性Cu/TiO_2及其光催化降解2,4-二氯苯氧乙酸研究

采用不同浸渍方式,用稀土氧化物CeO_2对Cu/TiO_2催化剂进行改性,制备了(Cu-Ce)/TiO_2、Ce-Cu/TiO_2和Cu-Ce/TiO_2催化剂。采用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、傅里叶拉曼光谱(FT-Raman)、氢程序升温还原(H_2-TPR)以及电化学等技术对制备的催化剂进行了表征。将制备的催化剂在紫外灯照射下对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-DPA)溶液进行光催化降解,用荧光光度计和紫外可见分光光度计分别测定2,4-DPA溶液的荧光强度和紫外吸收强度,判断催化剂的光催化性能。结果表明,3种催化剂的催化活性比未改性的Cu/TiO_2催化剂都有一定的提高,浸渍方式对催化剂的催化活性影响显著,其中采用分浸法先浸渍Ce(NO_3)_4再浸渍Cu(NO_3)_2制备的Cu-Ce/TiO_2催化剂活性最好。

快速共沉淀法制备Ce掺杂ZnO及其日光催化性能研究

采用氢氧化钠快速共沉淀法制备了Ce掺杂ZnO,以模拟日光催化降解罗丹明B为指标,优化Ce掺杂比例及煅烧温度,考察催化剂套用稳定性和适用性,最后对Ce掺杂ZnO活性机理进行分析。结果表明:Ce最佳掺杂摩尔分数为3%,500℃煅烧2h,对1.0×10^(-5) mol/L罗丹明B溶液40min降解率达到93.8%,6次套用降解率达到90%以上,对仲夏自然阳光和其他染料均有良好的适用性。Ce掺杂降低了光致空穴-电子复合率,有效的提升了光催化活性。

石墨烯-氧化铈杂化材料的合成及可见光催化降解氨氮

采用水热法合成了氧化铈-石墨烯(CeO_2-rG)复合材料,并用XRD、TEM、FT-IR、Raman、UV-Vis等手段进行了表征。以CeO_2-rG为光催化剂,在可见光λ>400nm照射下光催化降解了氨氮。考察了氧化石墨烯含量、溶液的pH值、氨氮初始浓度、催化剂用量对氨氮降解效率的影响。结果表明,当氨氮溶液浓度为100.0mg/L、溶液的pH值为10.0、溶液体积50.0mL、催化剂量为0.1g、可见光辐射8h时,单组份CeO_2降解氨氮的效率仅为38%,而CeO_2-rG(GO 5.0%(质量分数))杂化催化剂降解氨氮的效率达到92.4%。动力学研究表明,氨氮降解遵守一级反应动力学规律,其表观速率常数的平均值为4.2×10-3 min-1。根据反应产物分析了反应机理。

MCM-41分子筛负载铁铈催化降解甲基橙

采用等体积浸渍法制备了负载型有序介孔Fe-Ce/MCM-41催化剂。研究了该催化剂降解甲基橙的适宜工艺条件,并采用XPS,XRD,TEM技术对该催化剂进行了表征。实验结果表明,该催化剂Fenton氧化降解甲基橙的较适宜工艺条件为:溶液pH 5.0、甲基橙溶液初始质量浓度100 mg/L、催化剂加入量2.0 g/L、H_2O_2浓度20 mmol/L,在此适宜条件下反应120 min时,甲基橙去除率接近100%。表征结果显示:Fe-Ce/MCM-41催化剂主要由铁、铈、氧、碳4种元素组成;铁与铈的摩尔比接近3∶1;铁和铈主要以Fe_3O_4和CeO_2的形态存在于催化剂表面。

CeO_(2)/BiOCl复合材料的合成及其可见光催化性能研究

通过溶剂热法及沉淀法制得CeO_(2)/BiOCl纳米复合材料,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对材料的微观形貌和晶相结构进行了表征。结果表明,CeO_(2)纳米颗粒成功负载在(2D)BiOCl超薄纳米片表面,结晶度较好且分散均匀。光催化降解RhB实验结果表明,复合材料的光催化活性高于纯CeO_(2)和纯BiOCl,且当Ce和Bi摩尔比为2∶1时,其光催化活性最高,60 min时在可见光下对RhB的降解率可达99%,光催化降解RhB重复实验证明材料具有很好的光催化稳定性。

CeMn氧化物催化剂的制备及其对甲苯的催化降解性能

采用草酸沉淀法合成了铈锰氧化物(CeMn氧化物)催化剂,在固定床反应器中考察了不同Ce-Mn摩尔比、空速对CeMn氧化物催化剂催化降解甲苯效果的影响,通过XRD、SEM、XPS等技术表征了催化剂的理化性质。实验结果表明:当n(Ce)∶n(Mn)=1∶3时得到的Ce1Mn3催化剂降解甲苯的活性最佳,T50=198℃,T90=249℃,且Ce1Mn3催化剂具有较好的活性稳定性;随着空速的增加,Ce1Mn3催化降解甲苯的性能变差。表征结果表明:CeMn氧化物形成的Ce-Mn固溶体使CeMn氧化物表面氧空位浓度增加,加快了氧物种在催化剂内部及表面的流动传输;Ce氧化物与Mn氧化物之间的协同作用使催化剂的还原峰向低温方向偏移,CeMn氧化物展现出更优异的低温活性。

g-C_3N_4–CeO_2/ATP复合材料的制备及可见光催化性能

微波辅助液相法制备了g-C3N4–Ce O2/凹凸棒石(ATP)复合光催化材料。采用X射线衍射仪、Fourier变换红外光谱仪、紫外-可见漫反射光谱仪、透射电子显微镜等对样品微观结构进行表征,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物考察g-C3N4–Ce O2/ATP复合材料在可见光辐射下的催化活性,研究Ce O2/g-C3N4质量比对光催化剂活性的影响。结果表明:ATP与Ce O2和g-C3N4形成三维网络结构,能有效地增加复合光催化剂的表面积,在空间上形成多渠道的电子传递通道,促进光生载流子的分离。当Ce O2/g-C3N4质量比为3/10时,g-C3N4–Ce O2/ATP复合材料对MB的降解率可达92%。

CeO_2-CdS/埃洛石纳米管的制备及可见光催化性能

采用微波辐射法制备埃洛石纳米管(HNTs)负载CeO_2-CdS复合材料CeO_2-CdS/HNTs。用X射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱、Fourier变换红外光谱等对CeO_2-CdS/HNTs样品结构和形貌进行表征,考察了可见光下降解亚甲基蓝的光催化活性,讨论了CeO_2/CdS摩尔比对光催化剂活性的影响。结果表明:纳米颗粒CeO_2、CdS以紧密结合的形式牢固的负载在HNTs表面,二者具有协同催化作用。当CeO_2/CdS摩尔比为3:7时,80 min内亚甲基蓝的降解率可达95%。

La-Ce共掺杂制备La^(3+)-Ce^(3+)/ZnO及其对亚甲基蓝的光催化降解

采用溶胶凝胶法制备了La-Ce共掺杂的La3+-Ce3+/ZnO光催化剂,同时用同种方法制备了ZnO、La3+/ZnO和Ce3+/ZnO以作对比.通过X射线衍射仪、透射电镜、紫外可见分光光度计,比表面及孔隙度分析仪等对制备的光催化剂进行了表征.以亚甲基蓝为模型污染物对所制备的光催化剂的光催化特性进行了评价.结果表明,所制备的La3+-Ce3+/ZnO光催化剂基本呈长方柱状,尺寸平均为57.3 nm,La-Ce共掺杂提高了ZnO的结晶度,促进了晶粒的长大.根据光催化实验结果,La-Ce共掺杂能够显著提高ZnO的光催化活性.在光催化降解500 mL的10 mg.L 1亚甲基蓝实验中,La3+-Ce3+/ZnO光催化剂对亚甲基蓝的降解率达93.7%,比纯ZnO、La3+-ZnO和Ce3+-ZnO分别提高了21.4%、19.2%和9.3%.

钴铈复合氧化物催化降解2,4,6-三氯酚

采用溶胶-凝胶法制备了一种疏松多孔的钴铈复合氧化物,该复合氧化物具有较大的比表面积和孔体积。并以废水中一定浓度的2,4,6-三氯酚作为模型化合物,研究自制的钴铈复合氧化物对水中的2,4,6-三氯酚的催化降解效果。研究结果表明,自制的钴铈复合氧化物所具有的氧化还原性能以及协同催化作用使其对废水中的2,4,6-三氯酚具有一定的催化降解活性。初始溶液的pH值对降解影响较大,酸性条件更有利于2,4,6-三氯酚的降解。100 mg自制的钴铈复合氧化物与10 m L 100 mg/L的2,4,6-三氯酚在25℃下恒温振荡30 h,2,4,6-三氯酚的降解率可达到86.3%,溶液中可被氧化的有机物含量下降了36.7%。

金属Ag负载于X状CeO2的制备及可见光催化性能

以三氯化铈（CeCl3）和尿素（CO（NH2）2）为原料，采用水热法制备X状CeO2（X-CeO2），利用光沉积法制备Ag负载于X-CeO2的负载型催化剂Ag／X—CeO2。考察了X—CeO2的制备参数和催化剂Ag／X—CeO2对罗丹明（RhB）的可见光催化降解性能。结果表明：在Ce^3＋／urea摩尔比1：6、Ce^3＋／表面活性剂（PVP）质量比1：3、反应温度160℃和反应时间60min条件下制备出长度20μm、宽度4μm的X-CoO2。金属Ag能够改善X-CeO2的可见光催化活性，Ag负载量8%的催化剂8-Ag/CeO2对RhB呈现出最好的光降解活性，循环使用5次后光催化活性轻微降低。这是因为金属Ag粒子的表面等离子体共振效应和Ce^4＋／Ce^3＋氧化还原对的协同作用提高了光生电子的快速移除和实现光电电子-空穴对的高效分离。

花状氧化铈复合聚苯乙烯的可见光催化降解机理研究

采用一步水热法成功制备了PS/CeO2复合材料,该复合材料具有优异的可见光催化降解活性,最佳复合比例为0.5%PS/CeO2。此外,PS的加入有助于提高复合材料的循环催化降解能力,3次循环后性能衰减率从30.2%(CeO2)降低到1.49%(0.5%PS/CeO2)。同时,对PS/CeO2的可见光催化降解有机物的机理进行探究,结果表明,·OH和h+在光催化降解有机物的过程中起着至关重要的作用,而·O2-对反应速率的影响则较小。