添加剂对无水硫酸钙晶须生长的影响及分子动力学模拟

以硫酸铵废水为原料,采用水热法制备了无水硫酸钙晶须(CSW)。首先研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和不同聚合度的聚乙二醇(PEG)对CSW生长行为的影响。然后用Materials Studio 2020软件对SDBS吸附在CSW表面进行分子动力学模拟,计算得到各晶面吸附能。结果表明,产物均为正交晶系的CSW。未加添加剂制备出的CSW平均长度为65.27μm,长径比为40,但表面粗糙,分布不均匀。加入4%(质量分数)SDBS制备出的CSW形貌最优,分布均匀,表面光滑且均为针状,平均长度为136μm,长径比为62。SDBS能促进CSW以螺旋位错的形式沿轴向生长,提高CSW长径比。

TiO_2负载ZnO纳米棒的制备及其光催化性能

采用水热法制备ZnO纳米棒,将TiO2溶胶高速旋涂在ZnO纳米棒的表面,得到TiO2/ZnO复合半导体。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及UV-Vis漫反射等研究样品的表面形貌、晶型结构及光学特性。结果表明:375℃高温焙烧后,TiO2生长成颗粒状,均匀负载在ZnO纳米棒的表面,样品对紫外-可见光的吸收增强。以甲基橙溶液为模拟废水在紫外光辐照下的降解率来评价样品的光催化性能,结果显示,两种半导体复合以后,对光的利用率提高,对甲基橙模拟废水的降解率高于单一半导体。

ZnO/TiO_2复合材料的制备及其光学特性

采用水热法在锌片上制备出棒状ZnO,将TiO2溶胶旋涂在棒状ZnO上得到ZnO/TiO2新型复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及UV-Vis漫反射(DRS)等研究样品的微观形貌、晶型结构、光学特性。研究表明:375℃焙烧后,TiO2附着在ZnO纳米棒表层,随着溶胶旋涂层数的增加,其形貌呈现出多维花状结构。通过光催化降解甲基橙模拟废水考察其光催化性能,实验结果表明,ZnO/TiO2复合半导体的多维结构使其对紫外-可见光吸收增强,对甲基橙模拟废水(20mg/L)的降解率高达94.7%,具有优异的光催化性能。

复合材料TiO2/MoS2的制备及对油田废水处理

以钛酸丁酯和钼酸铵为前驱体,采用溶胶-凝胶法和水热法分别制备TiO 2、MoS 2和TiO 2/MoS 2纳米材料,并通过FTIR、XRD、SEM、DRS和BET等手段表征其结构、组成、形貌和孔径大小。以油田废水为光催化降解反应模型,考察了光催化活性,测定了催化剂的容量、反应条件如投加量、pH值、反应时间等因素。处理废水为200 mL,TiO 2、TiO 2/MoS 2投加量为0.8 g,pH=3~4,反应时间为40 min对油田废水中油污的去除率分别为79.4%、92.7%;悬浮物的去除率分别为83.5%、94.3%。结果表明TiO 2/MoS 2对油田废水处理效果明显高于纯TiO 2。

纳米MoS2的制备及其催化降解有机废水的研究

二硫化钼(MoS2)作为一种典型的n型半导体材料,与石墨烯有着相似的层状结构。纳米级的MoS2拥有更大的比表面积、更强的吸附能力和更高的反应活性,成为了催化领域研究的热点。实验采用简单的水热溶剂法,以钼酸钠(Na2MoO4·2H2O)为钼源,硫脲(CS(NH2)2)为硫源,在220℃反应24 h合成了花状微球结构纳米MoS2。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)等手段对MoS2粉末的结构和形貌进行了表征。以罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)二元混合物为探针分子对MoS2进行了光催化性能测试。结果表明:纳米MoS2具有很好的可见光催化能力,在较低初始浓度(10 mg/L)和弱酸环境(pH=5~7)下表现出较高的催化性能。在RhB-MO混合液中,RhB和MO的最高降解率分别达到71.30%和84.68%;在MB-MO混合液中,MB和MO的最高降解率分别为84.13%和76.80%。

水热法制备Mn掺杂ZnO及其光催化性能研究

ZnO是一类具有广阔应用前景的光催化材料,但是光生载流子复合率高等问题限制了其进一步应用。本研究使用水热法制备了Mn掺杂ZnO粉体,测试了该粉体的物相组成、孔隙结构、发光性质和光催化性能。结果表明,当Mn替代0.5%Zn时,Mn占据了ZnO晶格中Zn的位置,粉体粒度小、比表面积大,抑制了光生载流子的复合,降低了禁带宽度,拓宽了光的响应范围。在8 W、365 nm紫外光条件下光照70 min后,制备的Mn 0.05 Zn 0.95 O粉体对刚果红降解率达到了97.4%,COD去除率达到了76.34%;Mn 0.05 Zn 0.95 O对罗丹明B吸附最好,对亚甲基蓝降解最好;对刚果红连续降解4个循环后,降解率降低了6.6%。该研究成果为光催化降解有机废水提供了技术支撑。

花簇状纳米氧化锌制备及光催化降解亚甲基蓝研究

采用低温水浴法制备了花簇状纳米ZnO,并对样品进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物进行光催化实验。结果表明:水浴2 h,温度为45℃,n(OH^(-))∶n(Zn^(2+))=8的条件下所制备的花簇状纳米ZnO的光催化性能最强;光催化反应的最佳反应条件分别为:催化剂投加量0.6 g/L,pH=9,反应150 min,MB溶液初始质量浓度为3 mg/L。当催化体系加入H2O2或Na_(2)S_(2)O_(8)时,产生的·OH和SO_(4)^(·-)对MB的去除有促进作用;废水共存离子CO_(3)^(2-)对MB去除的抑制作用强于HCO_(3)^(-)。催化剂循环利用4次后仍有较好的稳定性,MB去除率仍达89.3%。

片状BiOCl/Bi_2MoO_6光催化剂的制备及其增强的可见光光催化性能

通过水热法一步合成片状BiOCl/Bi_2MoO_6异质结可见光响应光催化剂,应用XRD、SEM、DRS等对所制备的样品进行了表征。结果表明,不规则片状BiOCl/Bi_2MoO_6复合材料尺寸为100~500nm,可能为BiOCl纳米片与Bi_2MoO_6纳米片堆叠形成的异质结。BiOCl/Bi_2MoO_6光催化剂与纯相的BiOCl和Bi_2MoO_6相比具有更高的光催化活性。Bi_2MoO_6质量分数为10%时BiOCl/Bi_2MoO_6复合材料的光催化活性最高,在可见光照射180min后对罗丹明B降解率能达到99%。

石墨烯复合材料对硝基芳香化合物废水的处理效果研究

采用水热法成功制备了负载CeO_(2)和Fe_(2)O_(3)的还原氧化石墨烯复合材料,利用XRD对该催化剂的物相和组成进行了表征,并用PNP水溶液模拟硝基芳香化合物废水,通过监测PNP在316 nm处吸光度的变化评估了该材料的光催化活性。结果表明:所合成的CeO_(2)/Fe_(2)O_(3)/还原氧化石墨烯纳米复合材料在紫外光(UV)照射下具有特别高的光催化降解效率,化学稳定性极强,可多次循环使用,在光催化和硝基芳香化合物废水治理领域具有十分广阔的应用前景。

HPW@MIL-101(Fe)催化剂的制备及其催化性能研究

采用水热法制备了HPW@MIL-101(Fe),并通过扫描电镜和X射线衍射仪等对样品进行了形貌表征。采用光催化实验,以亚甲基蓝溶液为降解材料。探究了催化剂最佳制备条件,以及催化剂用量、反应时间和初始pH值三个因素对亚甲基蓝的降解率的影响。结果表明,150℃,17 h水浴法制备的HPW@MIL-101(Fe)催化剂性能最好,在6 mg/L的亚甲基蓝溶液中,用150℃,17 h条件下制备HPW@MIL-101(Fe)、用量为7 g/L、降解时间为60 min时降解率可达最大值98.3%,适用于碱性废水的降解,催化剂重复利用5次后仍具有较好的稳定性,降解率仍达89.7%。

Eu掺杂ZnO光催化剂降解制药废水

以醋酸锌(Zn(CH3COO)2)和六水合硝酸铕(Eu(NO3)3·6H2O)为主要原料,氢氧化钠(Na OH)为沉淀剂,聚乙二醇(PEG2000)为矿化剂,柠檬酸为p H调节剂,采用水热法制备Eu掺杂Zn O复合纳米棒光催化材料粉体。用制备的粉体对制药废水进行光催化降解实验,并研究了反应温度、反应时间、光照条件和掺杂比对其光催化氧化效果的影响。用XRD、TEM和EDS等测试手段对粉体进行了表征。研究结果表明,水热反应温度为160℃,时间为6 h,制备的3%Eu掺杂Zn O复合纳米棒光催化材料的光催化效果较好,在365 nm的紫外灯照射下150 min后,制药废水的脱色率达38.8%,COD的降解率达57.5%。