光催化降解

摘要： 为解决二氧化钛(TiO_(2))光生载流子寿命短的问题,以钛酸四丁酯、氟化钠和石墨粉为原料,采用水热法制备了NaF-TiO_(2)/rGO复合材料,通过透射电镜(TEM)、X射线能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)、紫外漫反射光谱(UV-Vis)对复合材料的微观形貌、物相组成、晶型、荧光强度等特性进行了表征,并以降解罗丹明B(RhB)测试其光催化活性及降解机理.实验结果表明,制备得到的产物主要为{001}、{101}晶面协同的锐钛矿相TiO_(2)并均匀分布于rGO表面,NaF与rGO的加入可有效降低其电子-空穴对的复合速率以及带隙宽度从而提高光催化活性.在最佳制备条件下,催化反应80 min后对1×10^(-5)mol·L^(-1)罗丹明B(RhB)溶液的降解率可达99.8%,降解速率常数(0.0448 min^(-1))是NaF-TiO_(2)的1.67倍,且复合材料的催化性能随其投加量的增大先加强后保持稳定,pH适用范围为3~11;自由基猝灭实验结果表明,在光催化降解过程中,起主要作用的活性物质是·OH和h^(+).

摘要： 采用直接热聚合法和溶胶-凝胶法分别制备石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))和二氧化钛活性炭复合材料(TiO_(2)/AC)两种前驱体,再通过两步法制备石墨相氮化碳掺杂二氧化钛活性炭复合光催化剂(g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/AC)。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及瞬态荧光光谱(PL)等方法对g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/AC复合光催化剂进行表征;以亚甲基蓝(MB)作为模拟染料,探究g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/AC复合光催化剂的暗吸附性能、光催化降解性能、循环使用性能和光催化降解反应动力学,并对反应机理进行探讨。结果表明:g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/AC复合光催化剂具有较好的层状结构,且对可见光具有较好的吸收,在加入量为2.0 g/L时,其对MB的暗吸附率和光催化降解率分别为24.53%和97.24%,经过5次循环使用后,其光催化降解率仍达到了88.56%,光催化降解反应在动力学上为一级反应。

摘要： 为总结木质素光降解催化剂的研究状况,从金属氧化物、金属硫化物、金属复合物、有机金属配合物等光催化剂方面,综述了木质素及模型化合物光降解催化剂的研究与应用情况,展望了光降解催化剂未来发展趋势,即随着光催化降解机理研究的不断完善,将会开发出更多类型的高效、低价和高选择性的木质素及模型化合物光降解催化剂,并在规模化应用上实现突破。

摘要： 采用水热沉淀法制备了ZrO_(2)-(NH_(4))_(3)PW_(12)O_(40)复合光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS和FTIR等技术对催化剂进行了表征,并通过光催化降解罗丹明B(RhB)评价其光催化性能。实验结果表明:ZrO_(2)与(NH_(4))_(3)PW_(12)O_(40)的配比对催化剂的形貌和光催化性能均有影响,当n(Zr)∶n(W)=1∶5时催化剂的分散性好,光催化活性较高;紫外光照射90 min后,RhB的降解率达到96.69%;重复使用4次后,该催化剂仍保持较高的催化活性。

摘要： 采用水热法合成Bi_(4)O_(5)Br_(2)纳米片的基础上,利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助水热法合成了Bi_(4)O_(5)Br_(2)/BiOCl复合光催化剂。通过X射线衍射光谱技术(XRD)、冷场发射扫描电子显微镜(SEM)、紫外-漫反射光谱(UV-vis DRS)、氮气吸-脱附等温技术(BET)、光电流响应和电化学阻抗(EIS)等测试手段对所制备光催化剂的结构与性能进行了表征。分别以罗丹明B(RhB)和四环素(TC)为目标污染物评价催化剂的光催化活性。结果表明:Bi_(4)O_(5)Br_(2)与BiOCl复合后,大大增加了比表面积,提供了更多的活性位点,从而导致复合物的光催化活性显著提升。

摘要： 有机污染是当今社会最主要的环境问题之一,光催化降解有机污染物是一种新型高效的处理方法。BiFeO_(3)是目前唯一的一种在室温下具有铁电性和铁磁性的单相多铁材料,具有窄的带隙与良好的可见光吸收性能,可以将有机污染转换为无毒无害的形式,或完全降解为CO_(2)和H_(2)O。BiFeO_(3)的优良性能,使之在光催化领域有着广阔的应用前景,是研究者的重点关注方向。综述了近几年BiFeO_(3)光催化材料常用的制备方法以及其在废水处理中的应用;概述了BiFeO_(3)催化剂的改进(离子掺杂、半导体复合、贵金属沉积等)和反应条件的优化(如光源、pH、催化剂浓度等)这两个方面在提高其光催化效果的研究进展;最后总结了BiFeO_(3)材料在废水处理中存在的问题,并对今后的研究进行了展望。

摘要： 四溴双酚A(TBBPA)是一种重要的塑料添加剂和阻燃剂,广泛用于树脂、塑料、胶黏剂以及涂料中.它不仅是持久性的机污染物,还是一种内分泌干扰物,具有免疫毒性、神经毒性和细胞毒性.NO_(x),特别是NO,是主要的大气污染物之一,是形成PM2.5的重要前体,也容易引起酸雨,引发光化学烟雾、臭氧损耗、温室效应等,严重危害生态环境和人类健康.光催化技术以太阳能为驱动力,被认为是高效去除各种环境污染物的有效策略之一.但目前报道的光催化剂,大多仅适用于特定条件下单一污染物的高活性去除,严重限制了其发展,难以满足日益复杂的多功能环境净化需求.因此,设计廉价、高效、稳定的广谱光催化剂对拓展光催化的应用具有重要意义.廉价的铋基半导体光催化剂具有良好的可见光吸收能力,被认为是有前景的高效可见光催化剂之一.其中,Bi_(2)O_(3)作为组成最简单的铋基光催化剂,因其无毒、可见光催化活性好、稳定性好而备受关注.同时,其价带是由O 2p以及Bi 6s轨道杂化而成,有利于光生载流子在体相中的迁移,增强导电性.但Bi_(2)O_(3)在实际应用中仍面临着氧化还原活性不足和光生载流子分离效率低等问题,限制了其应用.因此,对Bi_(2)O_(3)进行修饰和调控,以增强其光催化活性,拓展其应用范围,成为推动Bi_(2)O_(3)光催化剂实用化的关键和挑战.本文通过简单的静电纺丝/煅烧/原位NaBH_(4)还原方法,制备了一系列多阴离子[PW_(12)O_(40)]^(3–)(PW_(12))掺杂的Bi_(2)O_(3–x)/Bi光催化剂PW_(12)@Bi_(2)O_(3–x)/Bi-n(PBOB-n,其中n为NaBH_(4)的用量,n=6,12,18,24和48 mg).在该复合光催化剂中,PW_(12)的掺杂可以有效地调节Bi_(2)O_(3–x)的电子结构,并改善其氧化还原性能.同时,PW_(12)作为电子浅阱,还可以促进光生载流子的分离.此外,金属Bi纳米粒子与PW_(12)@Bi_(2)O_(3–x)之间良好的肖特基结进一步加速了光生载流子的分离.这些因素的协同作用使PBOB-n表现出良好的光催化活性,其中,PBOB-18光催化活性最好,在可见光照射下催化TBBPA降解率达93.7%,较Bi_(2)O_(3)活性高4.4倍.此外,PBOB-18表现出较高的光催化去除NO活性,在30 min内去除率达到83.3%,是目前活性较高的Bi基光催化剂之一.本文还结合实验结果提出了PBOB-18高效光催化去除TBBPA和NO的可能机理.综上,本文为低成本、高效、稳定和多功能光催化剂的设计提供了一定参考。

摘要： 以沙柳材为原料制备活性炭,利用溶胶-凝胶法将二氧化钛负载到颗粒状沙柳材活性炭上,主要探究了活性炭粒径、磷酸浓度、活化温度、活化时间对沙柳材活性炭负载二氧化钛再生性能的影响。研究结果表明,其再生性能随着活性炭粒径减小而增强,随着磷酸浓度、活化温度、活化时间的增加呈现先增强后降低的变化趋势。得到的最佳工艺为0.7 mm粒径,20%磷酸浓度,700°C活化温度,1.5 h活化时间。结构研究显示二氧化钛是以锐钛矿型薄膜的形式包覆在活性炭表面,且沙柳材活性炭负载二氧化钛具有丰富的孔隙,比表面积为1277 m^(2)/g,孔容为0.567 cm^(3)/g。

摘要： 以海藻为碳源,采用KOH研磨-熔融活化法制备了比表面积2190 m^(2)/g的海藻基活性炭(AC),并利用仿生钛化的方法实现TiO_(2)纳米粒子在AC表面原位生长。进一步复合铜离子获得TiO_(2)-Cu-AC复合光催化剂,用于可见光照射条件下的污染物催化降解。表征结果显示,复合材料中AC、Cu^(2+)与TiO_(2)紧密结合在一起,可见光区吸收较纯TiO_(2)明显增强,禁带宽度降低到2.38 eV,电子-空穴的复合得到了有效抑制。与纯TiO_(2)纳米颗粒相比,TiO_(2)-Cu-AC在可见光照射下降解污染物模型分子罗丹明B的一级反应速率常数是其12.6倍,90 min降解率接近100%。

摘要： 采用水热法制备了CeO_(2)/Ti_(3)C_(2)/CdSZ型异质结复合物,并对其进行了光催化降解甲基橙的研究.结果表明:制备所得CeO_(2)/Ti_(3)C_(2)/CdS复合物具有较大的比表面积,表现出较高的可见光催化降解活性.以Ti_(3)C_(2)为传输介质,CeO_(2)/Ti_(3)C_(2)/CdSZ型异质结复合物的形成促进了电荷的转移,有效抑制光生载流子的复合,增强了体系的氧化还原降解能力,加速了活性物种的产生,提高了体系对甲基橙的可见光催化降解性能.其中,CeO_(2)/Ti_(3)C_(2)/CdS1∶3具有高的光催化活性.

摘要： 以Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3·6H2O为原料,KOH为矿化剂,在氧化石墨烯(GO)存在下采用水热法制备了氧化石墨烯负载球形花瓣状铁酸铋(BiFeO3@GO),采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征,考察了其对甲基橙(MO)可见光催化降解性能,并与在相同条件下制备的纯相球形花瓣状的BiFeO3进行比较.结果表明,球形花瓣状的BiFeO3较均匀地分布在GO上;BiFeO3@GO在2h内对MO在可见光下的催化降解率达到100％,而在相同条件下制备的BiFeO3的光催化降解率仅为47.6％,因此,在GO存在下制备的BiFeO3@GO可见光催化降解性能得到显著提高.

摘要： 生物圈中的水钠锰矿与微生物的生长活动有关,水钠锰矿在自然界分布广泛、容易制备、光谱响应宽,受到越来越多的关注并被应用于环境治理领域.水钠锰矿作为光催化材料,具有较大的比表面积,可达50～300m2/g,零点电荷低,PZC在1.5～2.5之间,阳离子交换能力强,高达63～240cmol/kg,同时还具有良好的氧化能力(Hsu等,2011),此外,水钠锰矿作为一种n型半导体材料,其1.5～2.5eV的禁带宽度使其可吸收波长达600nm的可见光(Pinaud等,2011),因此具备更强的可见光催化氧化还原能力(Ciardelli和Ranieri,2001),被认为是一种重要的光活性材料.本文通过电沉积法高效快速地制备了水钠锰矿薄膜电极，通过扫描电镜(SEM), X射线衍射(XRD)、紫外可见光漫反射((DR UV-Vis)和拉曼光谱对合成的水钠锰矿进行表征。以亚甲基蓝(Methylene Blue，MB)为典型废水模型，研究水钠锰矿薄膜电极在可见光下对MB的光催化降解效果。

摘要： 近年来人类大量使用抗生素,如土黴素,此类抗生素不当使用易引发饮用水污染问题,可能对人类产生危害.目前处理OTC大都使用高级氧化技术,但此类技术大多存在费用高、效能低舆材料制作不易问题.在各类光催化剂中TiO2因光催化活性高、氧化能力强受到广泛关注.本文阐述了合成Graphene/TiO2/Zeolite复合材料并用于光催化降解土黴素之研究。

摘要： 制备了一种橙黄Ⅱ做光敏剂掺杂聚氯乙烯(PVC)可光降解固相复合膜,在300W中压汞灯下照射9h.通过凝胶渗透色谱(GPC),红外光谱(FT-IR),紫外可见光谱(UV-vis),扫描电镜(SEM),物理力学性能等测试方法,对PVC-橙黄Ⅱ(1wt％)复合膜纯PVC薄膜的性能进行了光催化降解比较,结果表明橙黄Ⅱ(1wt％)做光敏剂掺杂PVC制的复合膜能发生光降解,且光降解效果比纯PVC光降解好,纯PVC光照后重均分子量减少了8.70％,PVC橙黄Ⅱ(1wt％)复合膜光照后重均分子量减少了9.23％.

摘要： 随着印染工业的快速发展,废水排放量与日俱增,对生态环境和人类健康造成严重威胁.由于印染废水成分复杂、有机物含量高、难生化降解,印染废水的处理已成为废水处理领域的一道难题.本文报道了一种新型的水动力空化(HC)联合Fe3+掺杂TiO2降解溶液中有机污染物的方法.设计了不同几何参数(尺寸和半发散角)的文丘里管,以获得最强的空化效果.采用XRD、SEM、TEM、UV-vis DRS等方法对制备的Fe3+掺杂TiO2催化剂的结构、形貌和化学成分进行了表征.在3.0bar进口压力下,在40°C工作温度下,初始浓度为10mg/L的RhB溶液中,水力空化对罗丹明B的最佳降解速率为91.11％.

摘要： 光催化法利用太阳能将有机污染物降解成二氧化碳和水,不产生二次污染物,且降解具有普适性,是一种环境友好的方法.作为典型的异相催化,光催化反应发生在催化剂的表面,反应过程包括污染物在半导体材料表面:吸附→催化分解→催化产物脱附,因而催化活性受催化剂材料表/界面性能控制.

摘要： 本文的活性炭负载Ni掺杂TiO2的光催化剂(Ni-TiO2/AC)是用溶胶-凝胶法制备,催化剂的表征用XRD、N2吸附-脱附和XPS,通过光催化降解印染二级废水,考察其催化性能.结果表明,1.5％Ni-TiO2/AC的光催化性能最佳,催化剂中TiO2平均粒径为15.8nm,比表面积为944.54m2/g.催化活性的影响因素考察焙烧温度、催化剂投加量等,结果显示当催化剂添加量为5g/L时,焙烧温度为500°C,反应时间为5h,催化效果最佳,COD去除率可达70.31％.催化剂重复使用6次后催化活性为58.37％.

摘要： 本文通过单稀土钇掺杂,研究在紫外和太阳光下对废水中的有机物进行降解.分别利用了X射线光电子能谱(XPS)、BET、X射线衍射(XRD)等于段进行表征.结果表明,掺杂Y3+/TiO2比不掺杂的TiO2在废水中的光催化反应更好,通过BET表征掺杂量为2％(质量分数)的Y3+/TiO2光催化效果最好,其比表面积增大了36m2g-1,禁带宽度比纯TiO2小了0.09eV.同时通过球负载Y3+/TiO2在紫外光照射下,废水中的有机物明显比太阳光照射降解效率要高.

摘要： 本文通过单稀土钇掺杂,研究在紫外和太阳光下对废水中的有机物进行降解.分别利用了X射线光电子能谱(XPS)、BET、X射线衍射(XRD)等于段进行表征.结果表明,掺杂Y3+/TiO2比不掺杂的TiO2在废水中的光催化反应更好,通过BET表征掺杂量为2％(质量分数)的Y3+/TiO2光催化效果最好,其比表面积增大了36m2g-1,禁带宽度比纯TiO2小了0.09eV.同时通过球负载Y3+/TiO2在紫外光照射下,废水中的有机物明显比太阳光照射降解效率要高.

摘要： 本文通过单稀土钇掺杂,研究在紫外和太阳光下对废水中的有机物进行降解.分别利用了X射线光电子能谱(XPS)、BET、X射线衍射(XRD)等于段进行表征.结果表明,掺杂Y3+/TiO2比不掺杂的TiO2在废水中的光催化反应更好,通过BET表征掺杂量为2％(质量分数)的Y3+/TiO2光催化效果最好,其比表面积增大了36m2g-1,禁带宽度比纯TiO2小了0.09eV.同时通过球负载Y3+/TiO2在紫外光照射下,废水中的有机物明显比太阳光照射降解效率要高.

摘要： 本发明提供了一种光催化‑微生物降解复合水处理装置和光催化‑微生物降解复合水处理方法。本发明通过光催化与生物降解的协同作用，对污水进行净化处理，提高了污水净化效率；本发明提供的装置中光催化纤维织物能漂浮在水体表面，以太阳光作为驱动力，利用光催化纤维材料与有机污染物的亲和性，将有机污染物进行高效催化降解；并且悬浮填料能够吸附降解水中的有机污染物。实验结果表明，本发明提供的光催化‑微生物降解复合水处理装置使得污水中有机物含量明显降低；不仅能改善污水透视度(SS)，降低污水COD及BOD5，同时总氮及总磷也起到了很大的改善。

摘要： 本发明提供了一种光催化‑微生物降解复合水处理装置和光催化‑微生物降解复合水处理方法。本发明通过光催化与生物降解的协同作用，对污水进行净化处理，提高了污水净化效率；本发明提供的装置中光催化纤维织物能漂浮在水体表面，以太阳光作为驱动力，利用光催化纤维材料与有机污染物的亲和性，将有机污染物进行高效催化降解；并且悬浮填料能够吸附降解水中的有机污染物。实验结果表明，本发明提供的光催化‑微生物降解复合水处理装置使得污水中有机物含量明显降低；不仅能改善污水透视度(SS)，降低污水COD及BOD5，同时总氮及总磷也起到了很大的改善。

摘要： 本发明公开了一种用于降解吡啶的光催化材料、改性光催化填料及其制备方法与应用，属于光催化技术领域。它包括将偏钒酸盐、纳米磁铁矿Fe3O4和铋离子盐混合溶于去离子水中，调节pH＜4后得到混合溶液，对混合溶液进行梯度水热反应后得到沉淀物为BiVO4/Fe3O4光催化材料；所述梯度水热反应包括：先升温至155°C～165°C后保温至少2h，再升温至175°C～185°C后保温至少8h，最后升温至210°C～230°C后保温至少2h，所述升温速率为1°C/min～3°C/min。本发明能有效提升钒酸铋的光催化性能和可回收性，将其涂覆在多孔填料上能够在24小时和48小时内实现100mg/L和500mg/L吡啶的完全矿化去除。

摘要： 本发明涉及一种电池极片光催化降解装置及电池极片光催化降解设备。电池极片光催化降解装置，包括用于盛放包含光催化剂和水的复合体系的降解容器以及用于在降解操作时放入降解容器内的极片固定架，极片固定架上设置有用于固定电池极片的固定结构，电池极片光催化降解装置还包括用于向复合体系中通入含氧气体的充氧管，充氧管上设置有用于与充氧设备相连的进气口以及用于没入复合体系中的出气口，电池极片光催化降解装置还包括用于对复合体系进行光照以使极片中的有机物发生降解的光源。上述技术方案解决了现有技术在降解废旧的锂电池时成本高、降解效率低、对环境污染严重的技术问题。

摘要： 本发明属于半导体光催化技术领域，具体涉及大比表面积石墨相氮化碳光催化剂及其在光催化降解TCP反应及光催化制氢气反应中应用；其采用介质阻挡放电等离子体发生器，以N

摘要： 本发明公开了光催化降解机构及包含该光催化降解机构的废水处理装置，光催化降解机构包括依次串联连接的多个光催化氧化模块；光催化氧化模块包括反应管体，反应管体的开口端密封盖合有盖体；反应管体包括由内至外依次同轴设置的第一管体、第二管体、第三管体，第一管体外侧壁与第二管体内侧壁之间为反应腔，反应腔内沿着第一进水口至第一出水口方向依次设置有若干个光催化剂载体板组件。本发明中的光催化降解机构，解决了现有技术中杂质易附着于紫外灯上影响光催化氧化效率的问题，保证了紫外光利用率，同时通过光催化剂载体板组件延长了废水在反应腔内的停留时间，进而大大提高了废水降解效率。

摘要： 本发明涉及一种电池极片光催化降解装置及电池极片光催化降解设备。电池极片光催化降解装置，包括用于盛放包含光催化剂和水的复合体系的降解容器以及用于在降解操作时放入降解容器内的极片固定架，极片固定架上设置有用于固定电池极片的固定结构，电池极片光催化降解装置还包括用于向复合体系中通入含氧气体的充氧管，充氧管上设置有用于与充氧设备相连的进气口以及用于没入复合体系中的出气口，电池极片光催化降解装置还包括用于对复合体系进行光照以使极片中的有机物发生降解的光源。上述技术方案解决了现有技术在降解废旧的锂电池时成本高、降解效率低、对环境污染严重的技术问题。

摘要： 本发明公开了一种负载型光催化降解方法，具有如下步骤：首先TiO2光催化剂或改性TiO2光催化剂负载到载体和透明反应管道的内壁上，光催化剂载体采用透明材料制成，将负载光催化剂后的载体放入透明反应管道内，载体和透明反应管道的内壁一起形成负载型光催化剂固定界面，在废水通过透明反应管道自上而下流动过程中，采用人工激发光源或太阳光照射透明反应管道中的废水，使废水中有机污染物进行光催化降解，降解后的废水从透明反应管道的出水口流出。本发明还提供了一种负载型光催化实时在线降解装置。本发明能实现实时在线快速光催化降解废水中的污染物，提高光催化效率及废水处理效率，设备简单，操作方便，成本低廉，适于工业生产。

摘要： 本发明属于半导体光催化技术领域，具体涉及一种硫掺杂石墨相氮化碳光催化剂及其在光催化降解TCP反应及光催化制氢气反应中的应用；其采用介质阻挡放电等离子体发生器，以H2S为放电气体对石墨相氮化碳催化剂进行放电处理。硫物种在等离子体状态下具有更高的活性，因此与传统制备方法相比更容易掺入石墨相氮化碳晶。本发明优点是硫掺杂量可调节，产物催化剂比表面积大，可见光吸收能力强，电子-空穴分离效率高，光催化性能好。此方法制备的催化剂用于常见污染物2,4,6-三氯苯酚(TCP)的光催化降解过程及光催化分解水制氢气过程，采用相同的评价装置，与传统方法制备的S掺杂石墨相氮化碳光催化剂相比，表现出更优越的催化活性。

摘要： 本发明属于半导体光催化技术领域，具体涉及大比表面积石墨相氮化碳光催化剂及其在光催化降解TCP反应及光催化制氢气反应中应用；其采用介质阻挡放电等离子体发生器，以N