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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
董悦 袁炳楠 姬晓迪 郭明辉
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李俊叶 刘爽 季志文
分别利用四异丙醇钛、三乙胺和三聚氰胺制备TiO_2和g-C_3N_4,结合两者制备不同复合比与焙烧温度条件下的g-C_3N_4/TiO_2粉体样品,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等研究样品表征。以靛蓝类染料模拟废水、偶氮染料4BS、三苯甲烷类染料模拟废水和某印刷厂排放的印染废水为光催化降解对象,研究样品复合比与焙烧温度、光照时间与强度、印染废水初始化学需氧量(COD)值等因素对印染废水降解、COD去除率以及色度脱色率的影响。研究结果显示:光催化复合材料样品为锐钛矿相和金红石相组成的混合晶型;当样品复合比与焙烧温度分别为1.0和350℃时,光催化降解印染废水效果最好,不仅能够确保COD去除率较为稳定,且具有较高重复利用率和稳定性;光照时间越长、光照强度越高,样品COD去除率与色度脱色率越高,且印染废水初始COD值越高,样品COD去除率越低。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王有和 陈洁 王慧敏 丁金娜 孙洪满 阎子峰
利用多孔材料的吸附扩散性能与半导体材料的光催化性能的协同效应处理水体污染技术是当前的研究热点之一。首先，以正硅酸四乙酯为硅源，经水解、离心自组装制备的蛋白石结构SiO2胶晶为硬模板剂，单氰胺为前驱体制备了反蛋白石结构多孔g-C_3N_4材料；其次，利用XRD、SEM、TEM以及氮气吸-脱附等手段对产物进行了表征；最后，以罗丹明B(RhB)为模拟污染物对样品进行光催化降解性能测试，并提出了其光催化作用机理。结果表明：所制备的三维有序大孔g-C_3N_4样品具有典型的反蛋白石结构形貌；与块状g-C_3N_4相比，最优原料配比条件下所得反蛋白石结构多孔g-C_3N_4样品（IOCN-1.0）的比表面积和催化降解RhB的效率均明显提升。该综合实验操作简单且安全高效，不但能锻炼学生的综合实践动手能力，还能培养学生的科研意识和创新思维。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
谭海燕 孟泽 冯翰林 胡卫兵 吴得勇 谭学才
采用溶剂热法合成了MIL-53(Al),以此为载体负载TiO_2制备得到TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂用于污水中次甲基蓝的催化降解研究,并与传统载体材料Al_2O_3负载的TiO_2催化剂的光催化效果进行比较。样品通过热重-差热扫描量热(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附等方法进行表征。采用光度吸收法分析污水中次甲基蓝的降解率,结果显示,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对次甲基蓝的光催化降解率达到98.6%,而TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解率只有70.3%,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对污水中次甲基蓝的降解去除能力明显优于TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解去除能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李玉佩 王晓静 赵君 李发堂
设计了g-C_3N_4基纳米复合物的制备、表征及其光催化性能分析的科学研究型综合实验。通过简单的一步煅烧法合成了α-Fe_2O_3/g-C_3N_4纳米复合光催化剂;采用X射线衍射、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱等对其结构和性质进行了分析和表征;在模拟可见光照射下,通过测试模型污染物罗丹明B(Rhodamine-B,RhB)的降解程度来考察其光催化性能。实验设计简单易行,涵盖了材料的合成、表征及光催化性能评价等多个知识点,便于学生了解光催化领域的学术前沿,掌握纳米复合材料的制备方法,熟悉大型仪器的使用步骤,同时有助于增强学生的科研创新意识,培养学生的综合实践能力。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
唐艳 呼世斌 王俊华 赵淑艳
为了制备催化性能优良的负载型TiO2光催化剂,以沸石为载体,采用正交设计法优化了浸渍法制TiO2/沸石光催化剂的工艺参数,以其对硫酸铵溶液中的氨氮降解率为考察指标,对其催化性能进行了研究。结果表明,制备TiO2/沸石光催化剂的最佳工艺条件为:m(TiO2)∶m(沸石)∶m(硅酸钠)=0.7∶10∶15,老化时间24 h,焙烧温度为400℃,焙烧时间1 h。TiO2/沸石光催化剂最佳投放量为1.5 g/L,在紫外光照射下反应4 h,对废水的氨氮去除率可达98.92%。可见,采用优化浸渍法制备的TiO2/沸石光催化剂的光催化性能优良。
关键词：
沸石 TiO2 光催化剂 氨氮去除率
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
石炜 刘辉 戴珂 杨子欣 陈浩
制备了不同复合比例的ｇ－Ｃ３Ｎ４／ＣｄＭｏｏ４纳米片状复合光催化材料（ＣＮ－ＣＭｏ）。通过ＳＥＭ、ＴＥＭＥｄＳ、ＸＲｄ、ＦＴ－ＩＲ、ｄＲＳ等方法对复合材料ＣＮ－ＣＭｏ的晶体结构、形貌特点、光吸收能力、化学键合情况等进行表征。ＣＮ－ＣＭｏ在可见光下对磺胺噻唑光降解性能的研究结果表明，磺胺噻唑的光降解反应具备表观一级动力学的特点，且降解反应速率常数分别为ｇ－Ｃ３Ｎ４及ＣｄＭｏｏ４材料的３倍和１０倍。光催化降解机制的研究表明，ＣＮ－ＣＭｏ光催化活性提高的原因在于ｇ－Ｃ３Ｎ４和ＣｄＭｏｏ４复合后材料中电子与空穴更容易分离；同时，考察光催化过程中催化剂的投加量对光催化活性的影响，发现ＣＮ－ＣＭｏ在质量浓．．．
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
石炜 刘辉 戴珂 杨子欣 陈浩
制备了不同复合比例的g-C3N4/CdMoO4纳米片状复合光催化材料(CN-CMO)。通过SEM、TEMEDS、XRD、FT-IR、DRS等方法对复合材料CN-CMO的晶体结构、形貌特点、光吸收能力、化学键合情况等进行表征。CN-CMO在可见光下对磺胺噻唑光降解性能的研究结果表明,磺胺噻唑的光降解反应具备表观一级动力学的特点,且降解反应速率常数分别为g-C3N4及CdMoO4材料的3倍和10倍。光催化降解机制的研究表明,CN-CMO光催化活性提高的原因在于g-C3N4和CdMoO4复合后材料中电子与空穴更容易分离;同时,考察光催化过程中催化剂的投加量对光催化活性的影响,发现CN-CMO在质量浓...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
苏佩东 乔雅君 李艳鑫 侯嫔 郭鑫蕾 牟勇霖 张春晖
该研究通过球磨法将树脂颗粒嵌到石墨相氮化碳（g-C_3N_4）层状结构内，制备具有高效、稳定光催化性能的球磨改性间苯二酚-甲醛树脂-g-C_3N_4复合催化剂。具体研究了水热反应条件、球磨速度、球磨时间等对催化剂在纯水体系中、可见光条件下产过氧化氢（H_2O_2）的性能的影响。通过扫描电镜、X射线衍射、BET孔径测试分析等表征手段，分别探究了球磨过程中树脂和g-C_3N_4的微观结构、晶体组成和孔隙结构变化。结合电化学阻抗谱测试，揭示了间苯二酚-甲醛树脂-g-C_3N_4复合光催化剂在纯水体系、氧气饱和条件下制备H_2O_2的机理。实验有助于培养本科生及研究生的实验设计思维和操作能力，激发学生的科研兴趣，提升其解决实际环境问题的能力。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
汪圣尧 陈海波 戴珂 石炜
以水热法制备8种MWCNTs-TiO2纳米复合材料,通过XRD、SEM、Raman、BET、FTIR等方法对复合材料进行表征。以罗丹明B为降解目标物,考察MWCNTs-TiO2纳米复合材料在不同光源辐照下的光催化活性以及MWCNTs的管径和管长对复合材料光催化活性的影响。结果表明:MWCNTs与TiO2结合紧密,TiO2微粒均匀分散在MWCNTs上,引入MWCNTs能提高TiO2的比表面积,且不会改变TiO2的锐钛矿晶相。光催化过程中,MWCNTs的引入抑制复合材料中光生载流子复合,进而提高复合材料的光催化效率。紫外光辐照下,MWCNTs的引入对TiO2光催化活性有显著提高;而在可见光辐照下,...
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
李青 汤林 文瑞之
应用超临界流体干燥技术,采用溶胶-凝胶法制备了掺铁的纳米TiO2粉体材料,使用TG-TDA、XRD、激光粒度分析仪、扫描电镜对粉体进行表征.通过甲基橙溶液光催化降解实验,发现掺入质量分数为0.05%Fe的TiO2比纯TiO2催化效率提高了1.58倍.
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张龙飞 海日汗 王思群 陈志林 王雅梅
【目的】为提高二氧化钛(TiO_2)光催化剂净化甲醛气体污染物的能力,利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点(CDs)掺杂改性TiO_2,可大幅度提高TiO_2光催化性能。【方法】采用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)对亲水性纳米TiO_2进行表面改性,并将禾本植物柳枝稷合成的CDs负载于TiO_2制备了TiO_2-CDs复合光催化木材功能涂层。借助高分辨透射电子显微镜、红外光谱、热重分析、紫外可见光光谱、荧光光谱等表征手段对CDs及其负载TiO_2复合光催化剂进行表征,并以甲醛气体作为模拟污染物进行光催化降解实验。【结果】合成的CDs粒径尺寸为3～6 nm,表现为较好的石墨相结构,且CDs光致发光具有一定的激发依赖性。CDs功能化TiO_2复合材料不仅在紫外光区域有较强的吸收,而且在400～500 nm波长范围内具有更宽的吸收带,CDs负载TiO_2光催化涂层分别在紫外光源与紫外结合可见光源条件下对甲醛气体的净化效率达到68.26%和81.63%,较未改性的TiO_2木材涂层提高了35.55%和38.71%,同时TiO_2-CDs木材涂层可显著降低木材表面润湿性,其表面水接触角为96.4°,较对照组木材(62.5°)提升了54.24%。表面涂饰对木材表观颜色影响较小,TiO_2-CDs净醛功能化木材的表面亮度较对照组木材轻微降低了5.22%,表面色差较对照组为11.03。此外,TiO_2-CDs木材涂层具有优良的可重复使用性能,相比第一次循环,7次循环后试样对甲醛气体的降解效率仅分别下降了3.54%和2.56%。【结论】CDs掺杂功能化可拓宽TiO_2光催化剂在可见光区域净化甲醛气体污染物的能力,同时改善木材表面润湿性,且对木材表观颜色影响较小,对于开发具有净化室内甲醛气体污染物功能的木质材料意义重大。
关键词：
碳量子点 二氧化钛 甲醛 光催化
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张龙飞 海日汗 王思群 陈志林 王雅梅
【目的】为提高二氧化钛（TiO_2）光催化剂净化甲醛气体污染物的能力，利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点（CDs）掺杂改性TiO_2，可大幅度提高TiO_2光催化性能。【方法】采用3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTMS）对亲水性纳米TiO_2进行表面改性，并将禾本植物柳枝稷合成的CDs负载于TiO_2制备了TiO_2-CDs复合光催化木材功能涂层。借助高分辨透射电子显微镜、红外光谱、热重分析、紫外可见光光谱、荧光光谱等表征手段对CDs及其负载TiO_2复合光催化剂进行表征，并以甲醛气体作为模拟污染物进行光催化降解实验。【结果】合成的CDs粒径尺寸约3～6 nm，表现为较好的石墨相结构，且CDs光致发光具有一定的激发依赖性。CDs功能化TiO_2复合材料不仅在紫外光区域有较强的吸收，而且在400～500 nm波长范围内具有更宽的吸收带，CDs负载TiO_2光催化涂层分别在紫外光源与紫外结合可见光源条件下对甲醛气体的净化效率达到68.26%和81.63%，较未改性的TiO_2木材涂层提高了35.55%和38.71%，同时TiO_2-CDs木材涂层可显著降低木材表面润湿性，其表面水接触角为96.4°，较对照组木材（62.5°）提升了54.24%。表面涂饰对木材表观颜色影响较小，TiO_2-CDs净醛功能化木材的表面亮度较对照组木材轻微降低了5.22%，表面色差较对照组为11.03。此外，TiO_2-CDs木材涂层具有优良的可重复使用性能，相比第一次循环，7次循环后试样对甲醛气体的降解效率仅分别下降了3.54%和2.56%。【结论】CDs掺杂功能化可拓宽TiO_2光催化剂在可见光区域净化甲醛气体污染物的能力，同时改善木材表面润湿性，且对木材表观颜色影响较小，对于开发具有净化室内甲醛气体污染物功能的木质材料意义重大。
关键词：
碳量子点 二氧化钛 甲醛 光催化
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
苏佩东 乔雅君 李艳鑫 侯嫔 郭鑫蕾 牟勇霖 张春晖
该研究通过球磨法将树脂颗粒嵌到石墨相氮化碳（g-C_(3)N_(4)）层状结构内，制备具有高效、稳定光催化性能的球磨改性间苯二酚-甲醛（RF）树脂-g-C_(3)N_(4)复合催化剂。具体研究了水热反应条件、球磨速度、球磨时间等对催化剂在纯水体系中、可见光条件下产过氧化氢（H_(2)O_(2)）的性能的影响。通过扫描电镜、X射线衍射、BET孔径测试分析等表征手段，分别探究了球磨过程中树脂和g-C_(3)N_(4)的微观结构、晶体组成和孔隙结构变化。结合电化学阻抗谱测试，揭示了RF树脂-g-C_(3)N_(4)复合光催化剂在纯水体系、氧气饱和条件下制备H_(2)O_(2)的机理。实验有助于培养本科生及研究生的实验设计思维和操作能力，激发学生的科研兴趣，提升其解决实际环境问题的能力。
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
汪圣尧 陈海波 戴珂 石炜
以水热法制备8种MWCNTsGTi O2纳米复合材料,通过XRD、SEM、Raman、BET、FTIR等方法对复合材料进行表征.以罗丹明B为降解目标物,考察MWCNTsGTi O2纳米复合材料在不同光源辐照下的光催化活性以及MWCNTs的管径和管长对复合材料光催化活性的影响.结果表明:MWCNTs与Ti O2结合紧密,Ti O2微粒均匀分散在MWCNTs上,引入MWCNTs能提高Ti O2的比表面积,且不会改变Ti O2的锐钛矿晶相.光催化过程中,MWCNTs的引入抑制复合材料中光生载流子复合,进而提高复合材料的光催化效率.紫外光辐照下,MWCNTs的引入对Ti O2光催化活性有显著提高;而在...
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