纳米材料Ce-ZnO结构表征及光催化降解罗丹明B染料研究

以高温热解法制备的纳米ZnO为底物,掺杂稀土元素Ce制备纳米材料Ce-ZnO,采用X-射线衍射分析(XRD)和能谱分析(EDS)表征材料的结构特征和元素组成。以罗丹明B(RhB)染料为单一污水体系,研究Ce-ZnO光催化降解RhB染料效果。XRD分析结果显示纳米材料Ce-ZnO具有六方晶系纤锌矿型结构特征衍射峰,且出现与CeO₂相关的衍射峰。EDS分析确定Ce-ZnO中Ce和Zn元素质量比为1∶23.88。Ce-ZnO光催化降解RhB按照一级动力学反应进行,其中在自然光下的一级动力学常数k₁为0.039 8,大于紫外光下的一级动力学常数0.024 0,说明掺杂稀土元素Ce能有效提高纳米ZnO在自然光下催化降解RhB。     

Fe(Ⅲ)/UV/空气催化降解罗丹明B及机理研究

【目的】探讨罗丹明B(RB)在Fe(Ⅲ)/UV/空气下的催化降解过程及其机理。【方法】在间歇式光反应器中,研究了pH分别为1.0,3.0和4.3,Fe(Ⅲ)质量浓度为1.68～28mg/L,RB的初始质量浓度为4～150mg/L时RB的光降解过程,通过抑制剂NaN3和异丙醇研究了降解过程可能发生的机理,同时测定了降解过程中Fe2+质量浓度的变化。【结果】RB直接UV光解和Fe(Ⅲ)/UV/空气下的降解表观动力学均符合表观一级动力学规律。RB在Fe(Ⅲ)/UV/空气下降解时,随Fe(Ⅲ)质量浓度的增加,RB降解速率常数增大,但增加程度受到pH的影响,pH=3.0时增加程度最大,pH=1.0次之,pH=4.3时最小;RB初始质量浓度增加,降解速率减小,当RB初始质量浓度高于20mg/L时,继续增加RB质量浓度对其光解速率影响不明显;反应过程中,Fe2+质量浓度在反应初期快速增加,此后维持在一定的水平。【结论】Fe(Ⅲ)/UV/空气能够快速催化RB光解,但在不同pH条件下,Fe(Ⅲ)催化UV光解RB的机理并不相同。     

A-TiO2的制备及其光催化降解罗丹明B的研究

在3种晶型的TiO2纳米材料中锐钛矿型的TiO2拥有最好的光催化活性.在一定条件下用水热法制备TiO2,XRD分析结果表明其属于锐钛矿型TiO2(A-TiO2).以自制的A-TiO2为催化荆对罗丹明B溶液进行光降解的优化条件为:5 mg/L的罗丹明B溶液中加0.1650 g自制的TiO2,用硝酸调节溶液pH约为5.在254 nm紫外光照射下,于20℃反应4 h,罗丹明B降解率达到80.3%.     

WO3-ZnO复合膜对罗丹明B溶液的降解

以WO3-ZnO复合膜为催化剂,研究WO3-ZnO复合膜的焙烧时间、溶液pH值、光源、溶液初始浓度及光照时间对罗丹明B溶液降解效果的影响.结果表明,WO3-ZnO复合膜的光催化活性大于单一ZnO的光催化活性;WO3-ZnO复合膜降解罗丹明B的最佳参数是:以在300℃焙烧2h的WO3-ZnO复合膜为催化剂,溶液pH值为1.26,初始浓度为5 mg/L时,紫外光照射40 min后,罗丹明B的降解率达到99.3％.     

电芬顿降解罗丹明B机制研究

为考察电芬顿降解罗丹明B的机制,对初始pH值、温度、亚铁浓度的反应动力学进行研究。为测定最佳条件下过氧化氢的含量、羟基自由基的相对含量及罗丹明B随时间的降解产物,开展UV-vis及GC-MS研究。经GC-MS分析,检测出了12种物质,分别为已二酸、丙二酸、丁二酸、领苯二甲酸酐、苯甲氧基胺、乙二醇、2-羟基苯甲酸、苯甲酸、2-羟基戊二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸,分别提出了可能的降解机制。在最佳条件下,50 min后溶液中的过氧化氢含量为6 mmol/L,过氧化氢与羟基自由基的相对含量变化趋势相同。     

ZnO纳米粒子光催化降解失效农药草甘膦的研究

采用Zn(NO3)2·6H2O和CF3COONa为原料制备ZnO纳米材料,运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见漫反射光谱( UV-Vis DRS)测定等技术对其进行表征.ZnO纳米粒子在波长为200～400 nm的紫外光范围内具有强吸收,以高压汞灯为光源,利用ZnO纳米催化剂对失效农药草甘膦(FGP)进行光降解实验.研究表明,在经900℃煅烧的ZnO纳米粒子浓度为0.5 g·-1,FGP试液初始pH=2.2的条件下,光催化降解90 min后FGP去除率达91.8％;光催化体系中,引入Fe3+有利于提升ZnO纳米粒子催化活性.光谱分析显示,经ZnO纳米粒子光催化,失效农药草甘膦基本降解.     

掺杂对纳米ZnO粉末晶粒度和结构的影响

研究了用化学共沉淀方法分别制备的掺杂Bi,Sb,Co,Cr,Mn和多元掺杂对纳米ZnO粉末晶粒度和相结构的影响，发现经500℃／h热处理后，掺Bi,Mn,Co和Cr的粉末晶粒度没有明显变化，而掺Sb的ZnO粉末晶粒度随Sb含量的增加而减小；掺Bi的粉末除主晶相ZnO外还有BiOCl相，掺Sb的粉末有主晶相和尖晶石相，所掺Mn,Co,Cr均固溶于主晶相ZnO；多元掺杂晶粒度均为30nm，相为主晶相和尖晶石相。     

电芬顿降解罗丹明B影响因素研究

为了确定电芬顿降解印染废水的最适宜影响因素,在实验室水平下,选取罗丹明B作为降解印染废水的典型目标降解物,研究电芬顿反应的电解电压、电流密度、初始p H值、Na2SO4浓度、罗丹明B初始浓度、温度、Fe2+浓度以及曝气量对罗丹明B降解的影响。结果表明:电压为8 V、电流密度为30 m A/cm2、p H=3、初始罗丹明B浓度为10 mg/L、Fe SO4浓度为15 mmol/L、曝气量为0.3 L/min、室温条件下,罗丹明B的去除率可以达到97.5%。     

CoFe2O4-活性炭磁性纳米复合材料吸附去除罗丹明B染料

合成了CoFe2O4-AC(活性炭)磁性纳米复合物,并将其用于对罗丹明B(RhB)的吸附去除.对pH值的影响、吸附动力学、吸附等温线以及CoFe2O4-AC的重复利用进行了考察.结果表明,CoFe2O4-AC可有效吸附去除RhB,用Langmuir和Freundlich吸附模型进行拟合,得到最大吸附容量为58.51mg/g,CoFe2O4-AC对RhB的吸附过程符合准二级动力学模型;CoFe2O4-AC材料有很好的磁性,易于分离,可重复使用.     

B、Mo掺杂TiO2光催化剂降解苯酚的研究

以活性炭(AC)为载体,利用溶胶-凝胶工艺制备二氧化钛(TiO2)溶胶,通过浸渍法制备了活性炭负载的TiO2/AC以及掺杂B(Ⅲ)和Mo(Ⅵ)的M-TiO2/AC(M=B、Mo)纳米光催化剂。以紫外灯做光源,用制备的TiO2/AC光催化剂对苯酚溶液进行了光催化氧化降解试验,研究了掺杂B(Ⅲ)和Mo(Ⅵ)对M-TiO2/AC纳米光催化剂光催化降解苯酚的影响。结果表明,掺杂B(Ⅲ)、Mo(Ⅵ)的掺杂能明显提高TiO2/AC光催化剂对苯酚的催化活性。     

BiOI/BiOBr异质结催化剂的制备及光催化降解罗丹明B

采用水热法合成异质结复合光催化材料BiOI/BiOBr,探究其对罗丹明B的降解能力,并与纯的BiOBr以及BiOI的降解情况进行比较。通过X射线衍射XRD、场发射扫描电子显微镜FESEM、紫外-可见漫反射光谱DRS以及稳态、瞬态荧光光谱PL等表征方法对合成的异质结复合光催化剂BiOI/BiOBr样品进行了结构、形貌、光学性质的表征。采用分光光度法分析罗丹明B的降解率,结果显示,BiOI/BiOBr异质结光催化材料对100 mg/L的罗丹明B有很好的降解能力,在40 min内对罗丹明B的降解率为100%,明显高于纯的BiOBr(80%)和BiOI(72%);其一级动力学速率常数为0.102 8 min^-1,分别为BiOBr(0.040 3 min^-1)和BiOI(0.034 4 min^-1)的2.6倍和3倍。这种异质结光催化剂不仅可以有效促进光生电荷分离而且可以保持复合材料的强氧化还原能力,这可能是BiOI/BiOBr异质结高效降解罗丹明B的内在原因。     

轻质陶砂表面包覆TiO2催化材料及降解罗丹明-B的研究

研究了轻质陶砂表面包覆TiO2光催化剂后,其接近于水的比重,可以在水中悬浮和分散,增加其光照程度和与水的表面接触面积,提高光催化性能,以便增强其降解有机物的能力.实验结果表明：采用轻质陶砂表面包覆TiO2光催化材料降解罗丹明-B的效率比普通轻质陶砂表面包覆TiO2的效率提高12%.在热处理温度为400~450 ℃时,降解罗丹明-B的效率可达到45%.     

周丛生物对罗丹明B的吸附降解特性

探讨在添加或不添加NaN_3条件下,不同周丛生物投放量(干质量0.1、0.2、0.3、0.4 g/L),温度(10、15、20、25、30、35℃),pH(4、6、8、10)和起始罗丹明B质量浓度(1、5、10、20、40、80、160 mg/L)对周丛生物对罗丹明B的吸附和降解特性的影响,并通过HPLC–MS分析周丛生物对罗丹明B的降解机理。结果表明:周丛生物对罗丹明B具有一定的吸附和降解能力,在本试验周丛生物的用量范围内,随着用量的增加,周丛生物对罗丹明B的去除率逐渐增加;其过程主要是2阶段的协同过程,涉及生物吸附和生物降解,以吸附为主;不添加NaN_3的周丛生物去除罗丹明B的最佳pH为6,温度为30℃;添加NaN_3的周丛生物对罗丹明B的最佳吸附pH为6,温度为20～30℃;等温线以Langmuir模型和Freundlich模型拟合,周丛生物+NaN_3组更符合Langmuir模型;HPLC–MS检测结果表明,周丛生物降解罗丹明B产生1个相对分子质量约为391的中间产物,其降解过程可能是一个逐步脱乙基的过程。     

磁性茶渣炭的简易制备及其活化过硫酸盐降解罗丹明B的性能

以硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)和红茶渣为原料,采用限氧高温热解技术制备了系列磁性生物炭（Fe-BC_0.72、Fe-BC_0.55、Fe-BC_0.25）并将其用于活化过二硫酸盐（PS）降解罗丹明B（Rh B)）。考察了Fe₃O₄（Fe）与生物炭(BC)的质量比、Fe-BC投加量、过硫酸钾用量、溶液pH、温度等参数对BC-Fe活化PS降解Rh B效果的影响。结果表明,当Fe₃O₄与生物炭(BC)的质量比为0.55、Fe-BC用量为0.021 3 g、PS用量为0.030 2 g,pH为5、反应温度为30 ℃时Fe-BC_0.55对RhB (40 mg·L^-1)的降解效果最佳,反应90 min时的降解率为98.8%。将Fe-BC_0.55磁性分离、循环使用5次,对RhB的降解率为75%。     

Ce掺杂Ni2P纳米片的电子调控促进高效析氧

设计高效非贵金属析氧反应(OER)电催化剂对电化学能量转换具有非常重要的意义.本文通过水热法和煅烧法，成功制备了铈(Ce)掺杂磷化镍(Ni₂P)纳米片催化剂Ce-Ni₂P.微量Ce掺杂使催化剂表面产生丰富的磷空位，并显著调控了催化剂表面的电子结构，优化了催化活性位的化学价态.得益于Ce掺杂对催化剂表面的电子结构调控，Ce-Ni₂P催化剂在碱性电解液中表现出优异的OER性能和长期的稳定性.在50和100 mA/cm²电流密度下，Ce-Ni₂P的OER过电位分别为241和281 mV,显著优于Ni₂P和商用RuO₂的过电位.     

纳米四氧化三铁粒子催化过氧化氢氧化降解十二烷基苯磺酸钠

利用四氧化三铁纳米(Fe3O4)粒子具有催化过氧化氢降解表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的能力,建 立了一种基于纳米材料增强污染物降解的方法.考察了Fe3O4 纳米粒子质量浓度、H2O2 浓度、溶液pH 值及温度 等因素对降解反应的影响.得到优化的降解实验条件为:Fe3O4 纳米粒子浓度480mg/L,H2O2 浓度0.05mol/L, pH 值3,反应时间3h.在此条件下,对模拟废水中SDBS的去除率可达84%.     

光催化活性纳米TiO2的固定与催化降解甲基橙研究

纳米TiO2具有很好的光催化活性,对比研究了玻璃纤维、多孔硅胶、SiO2、分子筛等作为载体材料对纳米TiO2的固定,比较了各种材料对纳米TiO2的负载量及负载条件,相对来说,玻璃纤维的负载量最大.以甲基橙为模拟物,测定了各种固定化纳米TiO2的光催化性能,负载量最大的玻璃纤维表现出最好的催化活性.     

光催化活性纳米TiO2的固定与催化降解甲基橙研究

纳米TiO2具有很好的光催化活性,对比研究了玻璃纤维、多孔硅胶、S iO2、分子筛等作为载体材料对纳米TiO2的固定,比较了各种材料对纳米TiO2的负载量及负载条件,相对来说,玻璃纤维的负载量最大。以甲基橙为模拟物,测定了各种固定化纳米TiO2的光催化性能,负载量最大的玻璃纤维表现出最好的催化活性。     

树脂负载Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)非均相光Fenton体系降解罗丹明B模拟废水研究

采用浸渍法制备负载有Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的阳离子交换树脂(R)催化剂,在H_2O_2和节能灯照射条件下降解罗丹明B(Rh B)模拟印染废水。在H_2O_2浓度为20 mmol/L、曝气、30℃和光照条件下,0.05 g/L Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)/R催化剂在29 h内将20 mg/L的Rh B溶液降解完全,30 h后COD去除率为73.7%,且Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)/R催化剂具有最大的反应速率。Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)/R催化剂的稳定试验和重复试验表明,该催化剂在78 h光催化反应后,溶液中含有的Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)浓度分别为0.5和0.2 mg/L,且在连续使用6次后仍具有较高的催化效率。Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)/R催化剂对Rh B的较高催化性能主要归因于铁、铜离子间的协同作用及光照的共同作用。     

沉淀法制备ZnO：Eu^3＋纳米晶及其发光性能的研究

分别以尿素、氨水作为沉淀剂,与Zn(NO3)2和Eu(NO3)3混合物反应,制备出不同尺寸的纳米ZnO:Eu3 晶.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜及荧光分光光度计对所制备的ZnO:Eu3 进行了分析.结果表明,以尿素为沉淀剂可以得到颗粒均匀、尺寸较小并且发光性能优良的ZnO:Eu3 纳米晶,主发射峰位置在611 nm处;随着Eu3 掺杂浓度的提高,ZnO:Eu3 粒径逐渐减小;利用均匀沉淀法(尿素为沉淀剂)制备的ZnO:Eu3 其发光性能优于直接沉淀法(氨水为沉淀剂)制备的ZnO:Eu3 .