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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
曹俊雅 雷兴雨 刘猛 张莉昕 刘吉 罗晨辉
光催化降解是一种非常生态友好的技术，为许多有机污染物降解的提供了新的处理途径。针对尾矿、尾矿废水有机药剂残留难以处理的瓶颈问题，设计了二氧化钛/活性炭光催化剂降解乙黄药的综合性实验，内容包括二氧化钛/活性炭光催化剂的制备和表征、乙黄药浓度的测定、光催化降解实验和复合光催化剂的回收利用。实验结果表明，活性炭可以很好地负载二氧化钛，二氧化钛/活性炭光催化剂的最佳煅烧温度为500℃，活性炭最佳掺杂比为20%。该实验涉及物理化学、材料化学、仪器分析等课程知识，有助于锻炼学生的实验操作能力、培养学生创造性思维。
关键词：
尾矿废水 活性炭 二氧化钛 光催化
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
袁胜利 张宗权
用磁控反应溅射制备TiO2薄膜,研究其对有机磷农药废水——敌敌畏(DDVP)光催化的降解效果,及与其相关影响因素的关系。结果表明,磁控溅射制备的不锈钢负载纳米TiO2薄膜有较高的光催化活性;在相同条件下,20,30,40cm2纳米TiO2/不锈钢箔片,对400mL初始浓度为4.52×10-4mol/L敌敌畏溶液3h的光催化降解率分别为39.2%,57.3%和81.2%,以40cm2的纳米TiO2/不锈钢箔片光催化降解效果最好。照射功率在20~100W时光催化降解率与光照射强度基本呈线性关系,敌敌畏初始浓度越大,降解率越低。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张春辉 赵春霞 周郡 李天一 甄一尘 梁淑轩
基于问题导向性、学科交叉性和工程应用性的教研融合式综合实验设计，针对水污染控制领域的研究热点问题，提出采用自制Fe_3O_4@SiO_2@La-TiO_2 (La-FST)磁性纳米光催化剂，通过高效管式升流磁膜(TUMF)光催化反应器处理有机废水。实验结果表明：La-FST催化剂与TUMF的组合显著提升了二氯酚废水的光降解效果。该光催化体系操作简单，光效率高，稳定性强，无需催化剂的分离回收，可实现水中有机污染物的高效连续光催化降解。该综合实验中，教师以学科前沿知识为基垫，引导学生自主实践学习，旨在于实验探索中植入创新意识，培养学生分析和解决问题的能力，提升学生的工程实践综合素质。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
屈广周 查康达 梁东丽 黄懿梅 曲东 毛晖 刘婷 吉普辉
【目的】研究掺杂的活性炭负载型TiO2(TiO2/AC)光催化剂,在紫外光作用下对酸性橙Ⅱ(AO7)的去除效果,以寻求一种在有机废水处理中催化活性较高且易回收的光催化剂。【方法】用硝酸铁和尿素分别作Fe源和N源,以活性炭(AC)为载体,采用溶胶-凝胶和浸渍-焙烘相结合的方法,制备出Fe、N单独掺杂及Fe-N共掺杂TiO2/AC光催化剂,分析其对AO7的去除效果。【结果】单独掺杂制备的TiO2/AC催化剂对AO7的去除率随着掺Fe量(n(Fe)∶n(Ti))和掺N量(n(N)∶n(Ti))的增加先升高后降低,当n(Fe)∶n(Ti)和n(N)∶n(Ti)分别为0.1%和3.2%时,AO7的去除效...
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
温福山 刘文亮 楚雨格 张涵 李白 王有和 孙海翔
科研成果转化为实验教学内容,对学生创新能力的提高具有重要的意义。将光催化研究领域的纳米TiO_2转化为切实可行的实验项目,设计了包括基础化学、材料化学、分析化学等内容的综合实验,学生亲自动手组装光催化降解装置。通过该实验,加深了学生对基础化学、材料化学等课程的认识并提高了学生综合运用知识的能力。
[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] 实验技术与管理
[作者]
李合 孙瑞祥 郭茂德 张彦
围绕能源和环境催化领域的前沿研究热点，设计了一个科教融合的综合化学实验项目——ZnO_(1–x)S_x异质结光催化降解有机染料。该项目以光催化剂的水热合成、结构/形貌表征、性能测试和数据分析为主线，模拟了科学研究的全过程。通过参与该实验项目，学生能够自主探索ZnO_(1–x)S_x异质结的组分比例对其结构、光学性质和光催化性能的影响规律，并初步推断异质结界面光生载流子的转移路径。该实验项目训练了学生对多种化学学科知识的理解与综合运用，有助于培养他们的自主创新意识、实践应用能力和批判性思维，教学质量大大提高。
关键词：
光催化 硫化锌 氧化锌 异质结 实验设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘超 范鹏凯 王吉中
文章将光催化领域的热点材料碘氧化铋材料的制备与研究转化为实验教学项目。实验采用简单的室温沉淀法制备了两种具有不同化学组成的碘氧化铋纳米微球,以苯酚为目标污染物,研究了碘氧化铋在可见光下对苯酚的降解性能,通过对催化剂结构的表征和构效关系的分析,探讨了影响催化剂光催化活性的主要因素。实验涉及纳米材料制备、结构表征、光催化原理以及污染物浓度分析等多个知识点。该实验有利于培养学生综合分析问题和解决问题的能力,以及科学思维与创新能力的提升。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
王琰 崔建宇 胡林 王敬国 慕康国
研究了静止条件下以太阳光为光源的TiO2-农药悬浮液光催化降解的可行性。试验以乙酰甲胺磷、毒死蜱、氧化乐果3种有机磷农药为研究对象,考察了TiO2用量、农药浓度、反应时间对光催化反应的影响。结果表明:本试验条件下,3种农药的降解量随TiO2用量的增加而增加,单位TiO2农药降解量在TiO2用量大于2 g/L后基本趋于稳定;随着时间的增加,3种农药的光解量也逐渐增大,1 h后单位时间光解量基本趋于稳定;利用太阳光静止光催化降解有机磷农药是可行的,0.05 mmol/L的乙酰甲胺磷光解5 h消失率可达76.4%。
关键词：
太阳光 静止光催化 有机磷农药 TiO2
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
周广阔 冯贵颖 呼世斌 廖少华 穆军
以活性炭(AC)为载体,利用溶胶-凝胶工艺制备氧化钛(TiO2)溶胶,通过浸渍法制备负载型 TiO2／AC纳米光催化剂以及掺杂Fe3+和Cu2+的M-TiO2／AC纳米复合光催化剂。以紫外灯做光源,用制得的 TiO2／AC纳米光催化剂对苯酚溶液进行光催化氧化降解试验,并研究了掺杂Fe3+和Cu2+的M-TiO2／AC纳米复合光催化剂对苯酚的催化活性。结果表明,在紫外光条件下,TiO2／AC纳米光催化剂对苯酚的降解率达99％,较日光条件下高;掺杂Fe3+能提高M-TiO2／AC纳米复合光催化剂对苯酚的催化活性。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘威 张淑婷 罗颖 庄彩新 倪春林
采用水热法制备了石墨烯基二氧化钛复合光催化材料，运用多种分析手段（TEM、XRD、FT-IR、BET及UV-Vis）对其结构进行了表征，研究了其光催化分解水产氢的活性，探讨了材料组成、结构与性能之间的相互影响。结果表明，片状石墨烯与在其表面生长的纳米Ti O_2颗粒之间具有强烈的协同作用，不仅改善了光催化复合材料的比表面积，促进了活性组分的高度分散，并且提高了材料在可见光区域的响应强度，有效地阻止了光生电子和空穴的复合，大大提高了该复合材料的光催化产氢效率。当石墨烯含量为8%时的复合材料光解水产氢效果最好，产氢速率为120.59μmol·g~(–1)·h~(–1)。循环测试结果表明该复合材料具有很好的光催化稳定性。
关键词：
石墨烯 二氧化钛 光解水 产氢
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
罗金 周训富 宁小媚 占亮 吴志军 周小松
基于前沿科研成果设计实施了一个综合探究实验——制备Z-型Fe OOH/ZnIn_2S_4复合光催化材料，研究其在可见光下去除废水中四环素污染物的效率。通过该实验，学生既能了解太阳能驱动的半导体光催化净水技术领域的前沿知识、拓宽视野、激发科研热情，也能掌握纳米材料的制备、表征等基本实验技能，增强解决实际问题能力，提升科研探究兴趣。
关键词：
硫铟锌 羟基氧化铁 复合材料 光降解
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
卿彦 关鹏飞 詹满军 陈秀兰 刘文杰 刘明 罗莎 李新功 吴义强
如何降低游离甲醛含量一直是脲醛树脂研究的热点之一。采用锐钛矿型纳米二氧化钛(TiO_2)改性脲醛树脂,探索在紫外光(波长λ=365 nm)照射下,纳米TiO_2对脲醛树脂中游离甲醛的催化降解效果。通过分析脲醛树脂中游离甲醛的含量,研究了光照类型、时间以及纳米TiO_2的含量对光降解甲醛的影响。使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、同步热分析(TG)表征了光催化降解游离甲醛对脲醛树脂化学结构及热性能的影响。结果表明:在脲醛树脂的降醛处理中,加入尿素质量1%的锐钛矿型纳米TiO_2,室温下紫外光照时长48 h,可以获得36.7%的游离甲醛降解率。紫外光照可以促进脲醛树脂的固化,使其固含量和粘度上升,固化时间缩短,但对脲醛树脂的化学结构和热性能没有明显影响。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
金密 李辉勇 周军 李志光 戴翔 赵律
以硫酸钛为前驱体,采用沉淀—溶胶法制备纳米TiO2,进行甲醛的光催化降解试验,考察了制备条件对光催化性能的影响.结果表明,硫酸钛浓度为0.05mol/L,水解温度80℃,时间4h,0.10mol/LKOH聚沉,pH2,熟化温度90～100℃,时间10min,煅烧温度450℃,时间4h,制得的纳米TiO2对甲醛的降解效率6h内可达78%.
关键词：
二氧化钛 光催化 降解 甲醛
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
夏薇 王龙祥 王芳芳 王钧国 钱晨 陈坤
为了提高学生的综合能力和创新思维,设计出"硅掺杂ZrO_2催化剂催化乙醇合成乙烯"的综合性实验。用共沉淀法制备了一系列不同硅掺杂量的ZrO2催化剂,采用氨气-程序升温脱附(NH3-TPD)和氮气吸脱附对催化剂进行了表征,考察了不同硅掺杂量的ZrO2催化剂对乙醇合成乙烯催化性能的影响。实验结果表明,当以氨水为沉淀剂、硝酸氧锆为锆前驱体和硅掺杂量为50%时,乙醇的转化率为99.3%,乙烯达到94.6%的最大收率。同时运用密度泛函理论方法研究了乙醇和乙烯在硅掺杂ZrO_2催化剂上的吸附。计算结果显示,相较于ZrO_2(101)催化剂,反应物乙醇在Si/ZrO_2(101)催化剂表面上吸附更为稳定,同时产物乙烯在Si/ZrO_2(101)催化剂表面上更易脱附,表明硅掺杂ZrO_2催化剂更加有利于乙烯的生成。该综合性实验将理论计算和实验相结合,使学生既能锻炼实验的基本技能,又能掌握相关理论计算的知识。
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