纳米 Bi2 O3光催化降解三种模拟污染物的动力学研究

用微波辐射法,以五水合硝酸铋和乙二醇为原料,合成了纳米氧化铋（ Bi2 O3）光催化剂。通过XRD、UV、TEM等手段对光催化剂进行了表征。研究了水溶液中Bi2 O3光催化降解有机物的性能;讨论了可见光照射下,模拟污染物的初始浓度对光催化降解速率的影响;得出纳米Bi2 O3对亚甲基蓝、罗丹明B和甲基橙的光催化降解的动力学方程。     

SiO2和聚乙烯醇双负载纳米ZnS对CO2的光催化还原反应

Nanosized photocatalyst ZnS particles supported on silica and polyvinyl alcohol was successfully prepared by complex transformation method. The photocatalytic reduction of CO2 was carried out in the presence of nanosized ZnS catalyst irradiated by a high-pressure mercury-vapor lamp to give the main products of formaldehyde and ethanol. The catalytic ability of ZnS characterized by the uptaken rate of CO2P volume in the reaction system depended upon the preparing conditions of nanosized ZnS catalysts. Decreasing the concentration of Na2S and increasing the molar ratio of oxygen in the PVA to Zn2 could result in the decreasing of the size of ZnS parti-     

Cu_2O@TiO_2核壳异质结的制备及其光催化性能研究

由于二氧化钛和氧化亚铜具有优异的光催化性能,从而被广泛应用于许多领域,如降解污染物,自清洁的涂料等.设计一种反应温度为180℃和反应时间为3 h的溶剂热方法,以乙二醇作为溶剂,硝酸铜作为反应试剂,在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为表面活性剂,合成具有球状结构的Cu_2O颗粒.进一步以酞酸四丁酯(TBOT)为钛源,采用溶剂热法合成具有核/壳结构的Cu_2O@TiO_2球状颗粒.这种具有核壳结构的复合材料形成p-n异质结.创新点在于在两种不同半导体金属氧化物之间成功形成均匀的核壳异质结.所制备的样品采用带有能谱(EDS)仪的扫描电子显微镜,透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对样品形貌进行表征.在室温条件下,以500 W氙灯为光源,对甲基橙(MO)溶液进行光催化降解测试.结果表明,产物的光催化性能明显高于Cu_2O和TiO_2光催化性能.     

海蛎壳负载纳米Cu_2O-TiO_2光催化复合材料的制备及其性能

利用海蛎壳为载体,将纳米TiO_2和Cu_2O通过正交试验合成新型光催化复合材料。通过X射线衍射、电子扫描显微镜等测试手段对该复合材料进行表征,并研究了该复合材料对刚果红溶液的光催化氧化性能。结果表明,该复合材料表面均匀地排列了粒径10~20 nm的TiO_2和500~600 nm的Cu_2O,对于刚果红溶液的处理在太阳光照射60 min时,可接近紫外光的效果,刚果红初始质量浓度低于50mg/L,处理效果较好,复合材料的最佳投加量为2.0 g/L,该复合材料的处理效果大于单独使用Ti O_2和Cu_2O。表明该复合材料对刚果红处理效果显著,具有巨大的应用前景。     

TiO2光催化氧化降解偶氮染料

研究了催化剂、光源、溶液初始浓度、溶液初始pH值等因素对甲基橙光催化氧化降解反应的影响．实验结果表明,最佳实验条件为：以灼烧的TiO2为催化剂,催化剂的投加量为0,8g·L^-1,采用浸波式紫外灯作光源,甲基橙初始浓度为20mg·L^-1,溶液初始pH=3．该实验条件下,甲基橙一小时脱色率可达81．3％．该研究可为偶氮染料降解提供新的思路．     

纳米TiO2悬浮体系光催化降解甲基橙的研究

以紫外灯作为光源，采用TiO2悬浮体系，研究了甲基橙溶液在紫外光照射下催化降解反应中影响反应速度的有关因素。结果表明，在光照强度一定时，TiO2的投加量、溶液的初始浓度、反应器的口径大小是影响反应速度的主要因素。以饱和Ba（OH）2吸收反应放出的气体，反应后可观察到BaCO3沉淀生成，说明甲基橙发生了降解，降解的最终产物有CO2和H2O。     

化学沉淀法制备纳米Cu_2O的工艺研究

采用化学沉淀法在碱性条件下以硫酸铜为原料,水合肼为还原剂,通过控制反应物浓度、反应温度及反应时间等工艺条件制备纳米Cu2O。利用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)来表征Cu2O的晶型结构和微观形貌,确定出最佳工艺条件。研究结果表明:在Na OH浓度为2 mol·L-1,反应温度为70℃,反应时间为4 h的试验条件下得到粒度均一、高纯度的正方体纳米Cu2O。     

Ag2O/NaNbO3纳米复合材料的制备及其光催化性质

采用共沉淀法合成了Ag2O/NaNbO3复合光催化剂,并利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对其物相和形貌进行表征,用紫外可见漫反射光谱仪对其光学性质进行研究。在可见光下以罗丹明B(RhB)为目标降解物,检测了Ag2O/NaNbO3光催化剂的光催化性能。结果表明,与纯的Ag2O和纯的NaNbO3相比,Ag2O/NaNbO3复合光催化剂具有较高的光催化活性,其光催化活性的提升可能归结于p-n结的形成,使得光生电子空穴对的复合机率大大降低。     

磷钨酸四甲基铵光催化降解甲基橙的研究

制备了磷钨酸四甲基铵，在光化学反应仪中，以紫外灯为光源，以磷钨酸四甲基铵为光催化剂，研究了其对模拟甲基橙染料废水的光催化脱色降解的影响．讨论了影响催化降解效果的重要因素：溶液初始酸度，催化剂投加量等．最后，在300W的紫外灯光照下，讨论了磷钨酸四甲基铵光催化剂的重复使用性．     

竹炭负载TiO_2复合材料对甲基橙光催化降解性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/竹炭复合材料,研究了复合材料对偶氮染料甲基橙溶液的光降解。结果表明:在自然光照射下,当温度为343 K、复合材料投加量为0.60～1.20 g时,对5～15 mg/L的甲基橙溶液可达到良好的脱色效果;最佳脱色时溶液pH为2.0;复合材料对甲基橙的光催化降解符合反应一级动力学方程。     

膨胀石墨负载N掺杂ZnO制备及其光催化活性

采用直接沉淀法制备了膨胀石墨负载N掺杂氧化锌催化剂,用XRD和SEM对样品进行表征,以染料甲基橙的光催化降解为模型反应评价了该催化剂的光催化活性。结果表明:N掺杂氧化锌以纳米颗粒的形式分散在具有疏松多孔蠕虫状结构的膨胀石墨片层表面,膨胀石墨为N掺杂氧化锌提供高浓度的三维降解环境,在紫外光区具有良好的催化活性。在最佳条件下降解1h,其降解率可达92%,催化剂在重复使用4次后降解率仍比较高。     

蒸汽相水解法制备磁性光催化剂Fe_3O_4/SiO_2/TiO_2及其光催化性能

采用蒸汽相水解法,以Fe3O4纳米磁性颗粒为磁核,在其表面包覆一层SiO2来阻止光腐蚀,然后将锐钛矿相纳米氧化钛沉积在Fe3O4/SiO2颗粒表面,从而制得核壳结构的Fe3O4/SiO2/TiO2磁性复合光催化材料。用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)、探针式震动磁强计等手段对所制备的产物的结构、形貌、磁强度性能进行表征。以300W汞灯为光源,用亚甲基蓝和酸性红模拟污水中的有机染料来评价复合光催化剂的性能。结果表明,磁性纳米微球中TiO2的含量越大,其光催化性能越好,含TiO2质量分数50%的F3O4/SiO2/TiO2磁性纳米微球可在180min内降解亚甲基蓝模拟染料废水,降解率达99%,在80min内降解酸性模拟染料废水,降解率达98%。     

恒电位法制备氧化亚铜薄膜工艺的研究

本文探索了以CuSO4·5H2O为铜源,乳酸为络合剂,应用恒电位法在导电玻璃（ITO）上沉积Cu2O薄膜的工艺条件.主要研究了Cu2＋与络合剂乳酸的摩尔比、络合时间、溶液的pH及电镀面积对薄膜结构的影响规律.通过X-射线衍射分析（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对其结构和形貌进行了表征.结果表明：在Cu2＋与乳酸的摩尔比为1∶4～1∶7,pH=9～11的特定参数范围内的Cu2O膜为砖红色,膜面均匀致密,属于立方晶系结构,晶体择优（200）面生长.     

Cu2O／碳纳米管的制备与光催化性能研究

采用原位合成法以碳纳米管（cNTs）为载体制备了Cu2O／CNTs复合催化剂。初步考察了复合催化剂对X-3B溶液的光催化降解性能,并对光催化降解动力学进行了研究。     

芦苇生物炭制备及其对Cu~(2+)的吸附动力学

为了有效利用废弃生物质能源,以湿地植物芦苇秸秆为原料,利用限氧裂解升温法制备了不同温度下的生物炭,表征了其基本特性,并开展了生物炭对Cu2+的吸附动力学实验,以研究热解温度与生物炭性能之间的关系。结果表明,从350~700℃,生物炭产率下降9.79%,灰分、碱性及比表面积变大;C含量增加,O和H含量减少,可利用性N和P含量降低;脂肪族基团减少,芳香化明显,稳定性增强;微孔结构发育,吸附性能提高;生物炭对Cu2+的吸附反应过程满足准二级动力学方程,并且随热解温度的升高,生物炭的吸附速率增加。本研究结果可为湿地植物生物炭的应用提供基本依据。     

碳掺杂TiO_2可见光光催化剂的制备及可见光光催化性能

以乙二胺和钛酸四丁酯作为原料,采用改进的溶胶-凝胶法合成了碳掺杂TiO2可见光响应的光催化材料.以XRD、TEM、XPS、UV-vis等手段对样品进行了表征.结果表明：碳掺杂可以阻止样品由锐钛矿相向金红石相的转变,同时还可以抑制晶粒的生长.碳取代晶格中氧原子形成Ti—C键和O—Ti—C键,它能改变TiO2的能带结构,诱导可见光响应,还可提供新的活性点;碳掺杂400℃煅烧的样品具有较强的可见光响应.可见光下降解亚甲基蓝（MB）的结果表明：乙二胺加入1 mL,煅烧温度400℃时的样品具有最高的可见光光催化活性.     

氯氧化铋半导的制备及其光催化性能的应用研究

通过调整反应的pH以及给予不同的后处理方式,以水热法合成了不同形貌的氯氧化铋,采用XRD、SEM、紫外可见分光光度计等手段对其组成、形貌和光催化性能进行了表征,考察不同合成条件下的氯氧化铋对罗丹明B和甲醛的降解性能。拓展了氯氧化铋在液相污染体系和气相污染体系中对有机污染物降解的应用。实验表明:BiOCl（9U）和BiOCl（6）均获得了最好的光催化效果,其对罗丹明B的降解率在10 min和20 min时均达到了99%,而氯氧化铋则在120 min时对高质量浓度甲醛的降解率达到67%。     

A quantum chemistry study on reaction mechanisms of SO2 with O3 and H2O2

Reaction mechanisms of SO2 with O3 and H2O2 were investigated using quantum chemistry ab initio methods. Structures of all reactants, products, and transition states were optimized at the B3LYP/6-311G＋（3df,2p） level, and energy calculations were made at the G2M level. SO2 reactions with O3 and H2O2 occurred by O-abstraction and OH-abstraction by SO2, respectively, at length forming SO3＋O2 （3Eg） and H2SO4. For SO2＋O3 reactions the barrier height was predicted to be 9.68 kcal/mol with a rate constant of 3.61 × 10^-23 cm^3/（molecule.s） at 300 K, which is below the experimental upper limit. The rate constant predicted for this reaction accords well with the one provided by National Institute for Standards and Technology （NIST） in 250-500 K. For SO2＋H2O2 reactions the barrier height was predicted to be 62.39 kcal/mol with a rate constant of 2.48× 10^-61 cm^3/（molecule.s） at 300 K.     

载Ag多孔TiO_2薄膜的制备及其光致变色性能

为了制备具有良好光致变色性能的载Ag的TiO2薄膜,利用PEG2000和PEG4000在载Ag的TiO2薄膜中制造出直径在几十纳米以上的密集孔洞,使薄膜呈现出显著的光致变色现象;比较了PEG用量、分子量和镀银时间对薄膜光致变色性能的影响。结果表明:无论PEG用量增加或分子量增加都会导致薄膜中孔的直径增大,直径50~100nm的密集孔洞最有利于提高光致变色速率;孔洞对Ag颗粒的尺寸、形状有一定限制作用,但随着孔径的增加,限制作用减弱;Ag颗粒的尺寸、形状、分布密度更加依赖于镀银时间,决定差分吸收光谱上烧孔的形状和位置,过长的镀银时间导致额外的烧孔和烧孔宽化。