g-C3N4在水环境污染物去除和检测方面的应用研究进展

石墨相氮化碳由于其优良性能被广泛应用于能源及环境保护领域。文章简述了石墨相氮化碳光催化机理及几种常用的制备和改性方法,归纳其在水处理中去除污染物方面的应用(降解有机污染物、还原水中重金属离子、灭活微生物)以及检测等,进而介绍了石墨相氮化碳在水处理中光催化技术与其他技术耦合的研究进展。最后,对石墨相氮化碳未来的研究方向进行展望,认为优化制备方法、提高回收效率、与其他技术耦合是石墨相氮化碳未来的发展方向。     

Ag/BaTiO3的制备及光催化性能

采用光催化还原法、浸渍法和水热法分别制备了Ag/BaTiO3催化剂.通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等手段对改性后的催化剂进行表征,考察了掺杂Ag的不同制备方法、催化剂的载Ag量对催化剂光催化活性的影响.实验结果表明,改性后的BaTiO3对亚甲基蓝染料溶液的光催化降解能力有明显提高,采用光催化还原法制备的Ag/BaTiO3催化剂催化活性最高,载Ag量为1.0％的Ag/BaTiO3对亚甲基蓝的降解效果最好,紫外光照射4h后降解率为95％.     

复合纳米二氧化钛的制备及光催化降解罗丹明B

以Ti(OC4H9)4和Si(OC2H5)4为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2-SiO2复合材料.通过光催化降解罗丹明B实验,确定制备纳米TiO2-SiO2复合材料的最佳条件,即Ti:Si=1:0.5,煅烧温度为500℃,制备溶胶pH取5～6.通过SEM测试,发现纳米复合材料的基本粒子为分散均匀的球形颗粒状结构;XRD分析结果表明,复合材料中TiO2主要以锐钛矿晶型存在,颗粒粒径在10～30 nm.光催化降解实验表明,按照最佳条件制备纳米TiO2-SiO2复合材料的光催化降解效果较好,在日光照射90min后,对罗丹明B的降解率可以达到100%.     

Eu3+、Er3+掺杂Tb2(MoO4)3发光性能研究

通过高温固相法制备了Re_xTb_(2-x)Mo_3O_(12)(Re=Eu,Er; x=1%,3%,5%)材料.研究了不同Eu~(3+)、Er~(3+)掺杂浓度对Tb_2(MoO_4)_3发光性能的影响.X射线衍射结果表明:合成样品为纯相,Eu~(3+)、Er~(3+)的掺杂并不改变Tb_2(MoO_4)_3的晶体结构.激发光谱和发射光谱结果表明:随着Eu~(3+)掺杂浓度的增大,Tb_2(MoO_4)_3发光强度提高;随着Er~(3+)掺杂浓度的增大,样品发光强度先增强后减弱,存在浓度猝灭现象.本研究为开发新型发光材料提供了一定的参考.     

微生物燃料电池处理船舶舱底水

以花生壳为原料,制备一种新型生物炭阳极材料,用于微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)处理船舶乳化油。生物炭基MFC对乳化油的24 h降解率达到85.20%,化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率为79.89%,高于传统石墨毡、碳布作为MFC阳极对乳化油的降解率和COD去除率。研究结果表明:生物炭阳极比传统的石墨毡、碳布阳极具有更好的吸附性能以及生物相容性,能够有效增加阳极表面微生物的数量,显著提高MFC对船舶乳化油的降解效率,减少COD。应用微生物燃料电池技术处理船舶舱底水具有一定的发展前景。     

Fe掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能研究

为了探究煅烧温度和Fe离子掺杂浓度对TiO2纳米粉体晶体结构和光催化性能的影响,以TiCl4、NH4 OH、Fe(NO3)3·9H2 O为原料,采用共沉淀法成功制备了Fe掺杂TiO2纳米粒子,并通过XRD、UV-Vis等测试手段对样品进行了表征.结果表明:(1)TiO2纳米粉体的晶粒尺寸随煅烧温度升高而增大;(2)粉体的光催化效率随煅烧温度升高先增加后降低,450℃时达到最佳值,此时粉体为单一锐钛矿晶体结构;(3)Fe掺杂可抑制金红石型TiO2的形成,掺杂浓度应控制在合适范围内,当Fe掺杂浓度为0.1％时,TiO2光催化效率最高.     

PPy/TiO_2复合光催化剂的制备及其性能分析

为详细研究导电聚合物聚吡咯(PPy)掺杂后对二氧化钛(TiO_2)光催化性能的影响,采用水热法制备了介孔球形结构的TiO_2,用原位聚合法制备了PPy,并通过化学吸附法合成了PPy/TiO_2复合光催化剂.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)对复合光催化剂的表面形貌、物相组成、表面性质及光吸收特性进行了表征分析.结果表明:所制备的TiO_2具有明显的介孔球形结构,微球直径约1～5μm,属锐钛矿晶型.聚吡咯的掺杂对TiO_2的晶型和形貌没有明显影响,适量聚吡咯掺杂可以提高TiO_2光催化活性,PPy/TiO_2复合光催化剂在紫外光下对苯酚和亚甲基蓝均有较好的降解效果,PPy/TiO_2质量比为1∶50的复合光催化剂光催化活性最高.     

钠掺杂碳包覆磷酸锰锂纳米材料的制备及电化学性能

采用高温固相法一步合成掺杂钠型碳包覆Li1-x Nax MnPO4纳米材料,利用现代仪器分析手段表征了材料的物相、形貌和晶体结构,并考察了其作为锂离子电池正极材料的电化学性能.XRD分析结果表明,钠的掺杂没有改变LiMnPO4材料的橄榄石型正交结构,样品的结晶度好、纯度较高;SEM分析结果显示,随着钠含量的增加,样品粒径逐渐减小,当钠含量为20％时,颗粒直径减小到50 nm;TG分析结果说明,在样品制备过程中采用550℃的煅烧温度完全可行;BET分析结果得出,不同钠含量的Li1-x Nax MnPO4纳米材料均为介孔结构,钠含量为20％的样品比表面积最大.Li1-x Nax MnPO4纳米材料的电化学性能如下:CV测试结果表明,钠含量15％的样品电化学反应更为迅速,电极具有更好的电子导电性;EIS测试结果显示,钠含量为20％的样品电荷转移阻抗最小,说明钠的掺杂有利于疏通锂离子脱嵌的通道.充放电测试结果显示,钠含量为20％的材料充放电性能更稳定.     

不同方法制备纳米铁酸钙的光催化性能

采用共沉淀法和溶剂热法两种方法制备了纳米铁酸钙,并以罗丹明B溶液作为目标污染物考察了材料的光催化性能.SEM分析结果表明,共沉淀法所制备样品为小颗粒组成的块状形貌,溶剂热法所制产品为分散性较好的直径约200 nm的纳米颗粒; XRD和FTIR谱图分析表明两种方法所制样品为不同晶型的铁酸钙材料,溶剂热法所制备样品的纯度更高.两种铁酸钙样品对罗丹明B溶液均有一定的可见光光催化降解能力,共沉淀法所制样品的光催化性能较高,100 m L浓度为10 mg/L的罗丹明B溶液加入30 mg共沉淀法制备的铁酸钙催化剂,模拟太阳光照射90 min后染料的降解率达到77.7%.     

Ag／BaTiO3的制备及光催化性能

采用光催化还原法、浸渍法和水热法分别制备了Ag／BaTiO3催化剂．通过X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见吸收光谱（UV—vis）等手段对改性后的催化剂进行表征,考察了掺杂Ag的不同制备方法、催化剂的载Ag量对催化剂光催化活性的影响．实验结果表明,改性后的BaTiO3对亚甲基蓝染料溶液的光催化降解能力有明显提高,采用光催化还原法制备的Ag／BaTiO3催化剂催化活性最高,载Ag量为1．0％的Ag／BaTiO3对亚甲基蓝的降解效果最好,紫外光照射4h后降解率为95％．     

纳米ZnO的一步法制备及其光催化性能

以乙酸锌[Zn(CH_3COO)_2·2H_2O]为前驱体,在不同温度下,采用一步热解法合成纳米氧化锌(ZnO),并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等进行表征.以亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)等为模拟污染物,以考察ZnO的紫外光催化性能.结果表明:制备温度对纳米ZnO光催化性能影响显著,550℃热解温度下制备的纳米ZnO光催化活性最佳,光照40 min后,三种模拟污染物降解率均能达到100%.     

复合纳米二氧化钛的制备及光催化降解罗丹明B

以Ti（OC4H9）4和Si（OC2H5）4为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2-SiO2复合材料.通过光催化降解罗丹明B实验,确定制备纳米TiO2-SiO2复合材料的最佳条件,即Ti∶Si=1∶0.5,煅烧温度为500℃,制备溶胶pH取5~6.通过SEM测试,发现纳米复合材料的基本粒子为分散均匀的球形颗粒状结构;XRD分析结果表明,复合材料中TiO2主要以锐钛矿晶型存在,颗粒粒径在10~30 nm.光催化降解实验表明,按照最佳条件制备纳米TiO2-SiO2复合材料的光催化降解效果较好,在日光照射90 min后,对罗丹明B的降解率可以达到100%.     

氧化亚铜微粒的改性及其光催化性能研究

采用液相还原法首先合成立方Cu2O微粒,进而以Na BH4对其进行改性。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜对产物的物相及表面形貌进行表征,并开展了产物对甲基橙溶液光催化降解性能的初步研究。结果表明:改性后的微粒形貌为立方体,随着Na BH4剂量的增大,其光催化性能呈现先增强后减弱的趋势,当Na BH4与Cu2O摩尔比为1:10时,所制备的微粒具有最优的光催化性能。     

几种外加试剂对TiO2光催化降解吡啶的影响

以钛酸四丁酯为原料,用溶胶-凝胶法制备TiO2,在UV-TiO2体系中对吡啶进行光催化降解,考察了集中外加试剂对TiO2光催化降解吡啶的影响.结果表明:H2O2、Cu2 I-可影响吡啶光催化反应速率,S2O82-、IO4-、Ag 能加快吡啶光催化反应速率.     

几种外加试剂对TiO2光催化降解吡啶的影响

以钛酸四丁酯为原料,用溶胶-凝胶法制备TiO2,在UV-TiO2体系中对吡啶进行光催化降解,考察了集中外加试剂对TiO2光催化降解吡啶的影响.结果表明:H2O2、Cu2++I-可影响吡啶光催化反应速率,S2O28-、IO4-、Ag+能加快吡啶光催化反应速率.     

掺金属离子纳米TiO2光催化降解有机污染物

通过溶胶一凝胶法分别制备了掺杂Fe^3 、Zn^2 、Cu^2 的纳米级TiO2，并进行了XRD、TEM表征，对染料废水、苯酚的光催化实验表明，Fe^3 、Zn^2 、Cu^2 的掺杂能明显提高TiO2的光催化活性，提高了有机物的降解率．     

纳米铁酸锌的共沉淀法制备及其光催化性能

采用简便易行的共沉淀法制备了铁酸锌纳米颗粒,考察了其对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能.SEM和XRD分析结果表明,所制备的产品纯度较高,微观形貌为直径约100~200 nm的尖晶石型铁酸锌纳米颗粒;样品的FTIR谱图中有明显的金属-氧键的特征峰.所制备的纳米铁酸锌颗粒对亚甲基蓝溶液的光催化降解能力较强,弱酸性体系有助于染料溶液的降解.100 m L 10 mg/L的亚甲基蓝溶液在p H值为5,纳米铁酸锌催化剂加入量为30 mg,可见光光催化降解3h后的降解率达到92.1%.     

Al2O3/TiO2的制备及光催化降解吡啶

以钛酸四丁酯为原料,Al2O3为载体,用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2,在UV-TiO2体系中对吡啶(PD)进行光催化降解,并研究了将TiO2负载在不同铝源所制备的Al2O3后光催化剂的差异,结果表明:负载型TiO2光催化剂加入量为10mg/40mL,吡啶的光催化降解反应符合一级动力学方程;吡啶中氮转化成氨氮.将TiO2负载在Al2O3上后利用率提高了6倍左右.     

Al_2O_3/TiO_2的制备及光催化降解吡啶

以钛酸四丁酯为原料,Al2O3为载体,用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2,在UV-TiO2体系中对吡啶(PD)进行光催化降解,并研究了将TiO2负载在不同铝源所制备的Al2O3后光催化剂的差异,结果表明:负载型TiO2光催化剂加入量为10mg/40mL,吡啶的光催化降解反应符合一级动力学方程;吡啶中氮转化成氨氮.将TiO2负载在Al2O3上后利用率提高了6倍左右.     

A12O3／TiO2的制备及光催化降解吡啶

以钛酸四丁酯为原料，A12O3为载体，用溶胶一凝胶法制备负载型TiO2,在UV-TiO2体系中对吡啶(PD)进行光催化降解，并研究了将TiO2负载在不同铝源所制备的A12O3后光催化剂的差异，结果表明：负载型TiO2光催化剂加入量为10mg/40mL，吡啶的光催化降解反应符合一级动力学方程；吡啶中氮转化成氨氮．将TiO2负载在A12O3上后利用率提高了6倍左右．