高能球磨法制备铁掺杂TiO_2及其光催化性能研究

本文以P-25TiO_2和Fe_3O_4粉末为前驱体,通过高能球磨法直接合成了Fe掺杂的TiO_2纳米光催化剂;通过X射线衍射仪、透射电镜、紫外-可见光分光光度计等,对样品的相变及结构进行了表征.利用亚甲基蓝系统研究其光催化性能.结果表明:与纯TiO_2相比,Fe掺杂的纳米TiO_2光催化剂的紫外吸收光谱,吸收带边发生了红移,光响应范围拓展到可见光区域;Fe掺杂可以提高TiO_2的光催化性能,其中铁掺杂5mol%的TiO_2对亚甲基蓝的光催化活性最高,降解率达81.6%.     

超临界干燥法制备的锐钛矿TiO2纳米晶光催化降解亚甲基蓝的研究

以自制的锐钛矿TiO2纳米晶为光催化剂,高压汞灯为光源,考察了亚甲基蓝溶液初始浓度、催化剂用量、pH值、O2和Fe3 等因素对其光催化降解的影响.结果表明,适宜的pH 值为5.6,最佳的催化剂用量为1.5 g/L,通入一定量氧或加入少量的Fe3 离子能有效的促进TiO2光催化亚甲基蓝降解.     

S改性的纳米TiO2的制备及其可见光催化性能研究

以四氯化钛为钛源,硫溶胶为硫源,在室温下采用水解沉淀法制备了单质硫改性的纳米TiO2光催化剂．采用X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X-射线光电子能谱（XPS）、紫91,-可见（uV—Vis）漫反射光谱和N：吸附-脱附对样品进行了表征分析．以次甲基蓝（MB）溶液为模拟废水,对其可见光催化性能进行了评价,研究了不同热处理温度对光催化活性的影响．结果表明,硫掺杂有效地抑制了纳米TiO2在热处理过程中由锐钛矿向金红石的转变,在低温下热处理得到的样品为单质硫与TiO2的复合,而500℃以上热处理得到的样品为S^4＋的掺杂,S复合与掺杂的纳米TiO2光催化剂在可见光区有明显的吸收,400℃热处理所得样品具有最好的光催化性能．这种硫复合或掺杂的纳米TiO2的催化降解性能显著高于相同方法制备的纯TiO2．催化剂经6次重复使用其光催化活性基本保持不变．     

石墨烯复合BiOCl纳米片及其光催化性能研究

通过水热法一步合成了一种{001}晶面暴露的片状Bi OCl和石墨烯(GS)复合材料.获得的Bi OCl/GS光催化剂用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱表征.所制备的Bi OCl/GS光催化剂表现出紫外和可见光下(λ>400 nm)增强光催化降解甲基橙(MO)的性能.光催化活性的增强是因为{001}面的Bi OCl/GS能有效地抑制电荷复合、氧空位和光生电子转移效率高.     

氮化硼纳米片/g-C3N4复合光催化剂的制备及其对罗丹明B的降解研究

通过煅烧法获得氮化硼纳米片（BNNS）/g-C3N4复合光催化剂。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外/可见分光光度计、电化学工作站讨论了BNNS的含量对复合光催化剂的结构、形貌、紫外/可见光学性能、电化学阻抗的影响;评估了样品在可见光下对罗丹明B的降解效率。实验结果表明,BNNS负载于g-C3N4表面,形成了有利于提高光生载流子分离效率的类似异质结的结构。另外,随着BNNS含量的增加,BNNS/g-C3N4复合光催化剂对罗丹明B溶液的降解性能呈现出先升高后降低的趋势。当BNNS的质量分数为8%时,对罗丹明B的降解效率达到了最大值73.34%,比g-C3N4纯样和P25（TiO2,参照样）分别提高了32.05%和40.47%。本研究初步给出了其协同光催化机理。     

Fe3O4@TiO2壳核结构微球的制备及其光催化性能

以水热法合成的Fe3O4为磁载体,合成了Fe3O4@TiO2磁性光催化剂。使用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见光谱(UV-vis)等对样品进行分析表征。透射电子显微镜观察表明,TiO2均匀地包覆在纳米Fe3O4颗粒表面,形成核壳结构。以Fe3O4@TiO2为光催化剂,降解亚甲基蓝(MB)水溶液,分析了Fe3O4@TiO2的光催化性能,结果表明:紫外光照射下,MB水溶液在15min后降解率约为93%,Fe3O4@TiO2重复利用5次后,MB的降解率仍能达到87%。     

含N纳米TiO_2的制备及其可见光响应的研究

以纳米TiO2为原料,氨水为掺杂N源,采用高能球磨法合成了含N纳米TiO2粉末.利用XRD、FT-IR、UV-Vis光谱、纳米粒度仪和光催化降解实验对其进行结构及光催化性能表征.研究结果表明,经过氮掺杂的纳米TiO2主要为锐钛矿晶型,晶粒尺寸位于8～10nm之间.对可见光具有良好的吸收性能,其吸收边红移至550nm左右,禁带宽度减小至2.25eV.当太阳光照射30min时,亚甲基蓝溶液的降解率接近100%,体现出良好的可见光响应特性.     

纳米WO3-TiO2复合粉末制备和光降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米WO3-TiO2复合粉末,并通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)考查了WO3-TiO2复合粉末和的构参数及其表面形貌;对浓度为10mg／L的甲基橙溶液进行光催化,考察了不同条件时其光催化降解的影响。结果表明,在一定条件下,甲基橙光降解率先随纳米WO3-TiO2复合粉末投入量升高,但有一最佳值;改变光照时间,甲基橙光降解率先随光照时间增加而升高,也存在最佳值;最佳量掺杂WO3制备下的纳米WO3-TiO2复合粉末光催化剂催化活性最高,对甲基橙溶液光降解率可达94．8％。     

石墨烯光催化降解罗丹明B

当前水环境污染的控制与治理是全世界共同关注的问题,而水环境中染料的污染尤为严重.以新型材料石墨烯为光催化剂,研究了石墨烯光催化降解常见染料污染物罗丹明B(Rh B)的动力学及影响因素.研究表明:石墨烯在可见光照下能有效降解Rh B.反应中有氧环境有利于Rh B降解;催化降解的机理为光催化氧化;酸性条件使染料Rh B在石墨烯表面的吸附量增加,使降解速率加快;碱性条件不利于Rh B在石墨烯表面的吸附,而使降解反应受到抑制;腐植酸的存在可促进石墨烯降解Rh B.     

BiOCl/Zn-Al LDHs复合材料的制备及光催化性能研究

采用共沉淀法制备了Zn-Al层状双氢氧化物(LDHs)包覆BiOCl微球的复合光催化材料。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、紫外可见漫反射、扫描电镜等对样品的形貌、物相组成进行了表征。并以甲基橙为模拟污染物,研究了所制备的样品在紫外光以及可见光下的光催化性能。实验结果表明,BiOCl/Zn-Al LDHs复合物的光催化活性优于单一的BiOCl和Zn-Al LDHs,当Zn-Al LDHs质量分数为19.5%时的BiOCl/Zn-Al LDHs复合光催化材料表现出了最强的催化活性,在紫外光和可见光照射下对甲基橙的降解率分别为94.4%和28%。     

磁性多孔β-环糊精聚合物制备及对染料的吸附

将β-环糊精(β-CD)与四氟对苯二腈聚合形成的多孔聚合物复合在磁性Fe_3O_4表面上,得到Fe_3O_4@P-CDP复合材料.采用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、振动磁强计(VSM)对其进行表征.将Fe_3O_4@P-CDP用于对亚甲基蓝与柠檬黄的吸附研究.对阳离子染料亚甲基蓝,其吸附容量随溶液pH上升而升高;而阴离子染料柠檬黄,其吸附在酸性较强时效果较好. Fe_3O_4@P-CDP材料对亚甲基蓝与柠檬黄吸附等温线符合Langmuir模型,最大吸附容量分别为332. 5,57. 2 mg·g~(-1),热力学实验计算出二者吸附行为的吉布斯自由能均为负值,表明Fe_3O_4@P-CDP对亚甲基蓝与柠檬黄的吸附为自发过程.动力学研究表明亚甲基蓝和柠檬黄在Fe_3O_4@P-CDP上的吸附过程符合拟二级反应动力学方程,吸附速率较快.     

溶胶-凝胶法合成分级结构BiVO_4:W及光催化活性

采用乙二醇(EG)溶胶-凝胶法制备了BiVO_4∶W,并以亚甲基蓝(MB)为降解目标,考察了不同W掺杂量、煅烧温度以及H_2O_2对样品催化性能的影响.结果表明,不同的W掺杂量、煅烧温度影响BiVO_4的形貌和光催化性能.中性条件下,W掺入量为2.2wt%、煅烧温度为350℃时制得的BiVO_4∶W对MB的降解率最大,光催化反应90min,对MB的降解率为96.7%.H_2O_2作为电子捕获剂,与光生电子反应生成羟基自由基(·OH),抑制电子和空穴复合的同时,协同催化显著提高了光催化效率.     

聚氯代对亚苯基二亚甲基的化学气相沉积聚合及表征

用化学气相沉积(CVD)聚合法制备的聚氯代对亚苯基二亚甲基(PPX-C)膜,除了具有聚对亚苯基二亚甲基(PPX)膜的保形涂覆和物理性能外,还具有更好的粘附能力。研究表明:PPX-C膜具有优异的耐溶剂性和抗化学氧化性能;氯的引入使膜的玻璃化转变温度降低,室温柔性增强,动态力学阻尼性能增大,热降解起始温度比PPX膜低,主链降解温度与PPX膜相近。此外,氯的引入对膜的亲水性能影响不大,但膜的水汽渗透率却因此明显降低,与PPX膜相比PPX-C膜具有更好的防潮性能。     

Bi2O3光催化降解甲基橙的研究

以Bi2O3为光催化剂,利用紫外灯为光源,研究了Bi2O3对甲基橙溶液的光催化脱色降解的影响.结果表明,溶液酸度、催化剂投放量和溶液初始浓度等是影响催化降解效果的重要因素.最佳催化降解条件为20mg/L甲基橙溶液,Bi2O3质量浓度为2.7g/L,溶液的PH=1～3.     

有效降解农膜的真菌筛选与复合菌群的构建

为解决农用地膜在土壤中难降解的问题,从土壤中筛选菌株且对不同农膜材料降解的研究。本研究从黑色聚乙烯(PE)地膜、白色(PE)地膜、聚乙烯和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)降解地膜、聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)降解地膜等4种不同材料覆盖下的土壤中分离筛选两株有效降解农膜的真菌,经过鉴定得到菌株Penicillium citrinum(JW1)和Aspergillus costaricensis(JW2)。将JW1和JW2菌株进行复合,观察农膜降解前后表面微观特征的改变情况。结果表明,四种覆膜材料在同时接种JW1、JW2菌株后,均出现不同程度的降解,在接种复合菌群降解30 d后,PPC降解地膜、PBAT降解地膜、黑色PE地膜和透明PE地膜的失重率分别为23.78%、14.73%、22.78%和17.55%,接种复合菌群对PPC地膜的降解效果显著高于其它三种地膜(P<0.05)。本试验旨在筛选出有效降解农膜的真菌菌株,以期为农膜的微生物降解技术提供技术支持。     

中国共产党科技法制建设的基本经验

铋系半导体材料电子结构独特,在可见光范围内具有较好的催化活性。利用铋系半导体的这一特性,通过其他元素的掺杂、复合可制备出有效分解有机、无机污染物的光催化剂。近年来,国内外对铋系材料的研究也越来越多,在介绍铋系半导体电子结构的基础上,综述了近几年国内外对此类催化剂的研究,并对铋系光催化剂的发展趋势进行展望。     

Ti3+自掺杂纳米TiO2的制备、表征与可见光催化活性

以Ti H2和H2O2为原料,采用水热法制备了米粒状Ti3+自掺杂的TiO2纳米颗粒.采用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X-射线光电子能谱(XPS)对所制备样品的结构、结晶性、形貌和元素的存在状态进行了表征分析.电子顺磁共振谱(ESR)结果表明所制备的样品中含有晶格Ti3+和表面Ti3+.紫外—可见(UV-Vis)漫反射光谱表明这种Ti3+自掺杂的纳米TiO2在可见光区中有较强的吸收.在可见光辐射下,所制备的样品具有优于商业化P25 TiO2的光催化分解水和光催化降解次甲基蓝(MB)溶液的性能.其中160℃下水热处理27 h所得样品光催化降解MB的性能是P25 TiO2的9倍,而光催化分解水制氢的性能是P25 TiO2的12.5倍.     

亚甲基兰脱水过程研究

用差热天平分析国产亚甲基兰试剂，发现亚甲基兰在１２１℃前分两步失去吸附术和结晶水；１２１℃以后开始发生明显的热氧化降解．比较了四种脱水温度后确认，１２０±３℃下烘至恒重是制取无水亚甲兰比较合适的实验条件．直接根据热失重曲线确定样品的含水率，方法简便、快速，再现性好、能够排除氧化降解的干扰，比较准确．并对ＡＰＩ称样公式的校正问题作了讨论．     

超声/H2O2/活性污泥协同降解甲基紫的研究

利用超声波/H2O2对甲基紫进行化学降解,然后用活性污泥进行生物降解.结果表明,超声波/H2O2对甲基紫的降解具有明显的协同作用,其降解率比超声波单独作用提高了40％,比H2O2单独作用提高了60％;降解率随超声功率、频率和超声时间的增大而增加;pH值对降解率的影响较大.经生物降解后,甲基紫总降解率可达96.3％,COD总降解率为93.5％.     

石墨烯修饰柔性电极的制备及其性能研究

通过采用真空抽滤法制备石墨烯复合薄膜修饰碳片电极,用其制作的MFC来处理模拟酸性重金属矿井废水,并与纯碳片电极的MFC进行效果对比。结果表明,修饰的MFC稳定输出电压可达288 m V左右,比不修饰的提高了78.88%;阳极COD最大降解速率为260.99mg/(L·d),COD去除率比未修饰的提高了20.93%;阴极硫酸根平均降解速率为58.28 mg/(L·d),比修饰前提高了37.94%;一个周期后阴极出水p H值为7.28;对重金属去除明显高于修饰前的处理效果,总体去除速率高达1.894 9 kg/m3·d-1。结果表明石墨烯复合材料修饰后微生物燃料电池处理酸性矿井废水效果更佳,具有一定的应用前景。