关键词： 光催化   臭氧催化氧化   制革废水   TiO_(2)/ZnO/SnO_(2)  

摘要： 采用溶剂热法制备了复合金属氧化物催化剂(TiO_(2)/ZnO/SnO_(2)),以生化制革废水为处理对象,废水COD为110~140 mg/L,对催化剂光催化臭氧氧化性能进行了探。考察了催化剂种类、反应时间、催化剂用量、臭氧浓度等因素对生化制革废水COD去除率的影响。XPS、XRD、UV-Vis DRS、SEM、TEM及FT-IR等结果证明,实现了复合金属氧化物催化剂的制备。光催化臭氧氧化实验结果表明,与单独光催化和臭氧催化氧化相比,光催化臭氧氧化能明显提高生化制革废水的COD去除率。当催化剂用量为0.8 g/L,臭氧浓度20 mg/L,复合催化剂光催化臭氧氧化效果最佳,反应150 min后,COD去除率达到83.7%。重复实验结果表明TiO_(2)/ZnO/SnO_(2)稳定性较好。本研究利用光催化和臭氧催化氧化协同作用深度处理制革废水,效率较高、无二次污染,可为工业污水深度处理提供参考。

关键词： 氮化碳   三氧化二铁   黄铁矿   光催化   四环素  

摘要： 为提高纯氮化碳的光催化性能,增强其在处理污水中抗生素的应用,采用水热一步合成法成功合成了CN/FeS_(2)、CN/Fe_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)/FeS_(2)复合材料。XRD、FT-IR分析结果表明,复合材料被成功制备。阐述了Z型异质结CN/FeS_(2)中CN和FeS_(2)之间的电子传输方式。ESR测试结果表明,超氧自由基为催化过程中的主要活性物种,其中CN/FeS_(2)降解四环素效率高达97%,经过6次降解循环后效率降低11%。该研究为光催化合成、设计和净化污染物开辟了新途径。

关键词： 光催化   异质结   石墨相氮化碳   氯氧化铋   罗丹明B  

摘要： 采用原位生长法制备了二元异质结光催化剂BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br,运用多种技术手段对其进行了表征,考察了BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br在模拟可见光照射下对罗丹明(RhB)的光催化降解性能。表征结果显示,BiOCl附着在g-C_(3)N_(4)-Br表面,二者之间形成了Z-scheme异质结。实验结果表明:BiOCl/g-C_(3)N_(4)-Br催化剂比g-C_(3)N_(4)-Br和BiOCl具有更高的光催化活性,在RhB质量浓度20 mg/L、BiOCl/2%-g-C_(3)N_(4)-Br(g-C_(3)N_(4)-Br质量分数为2%)加入量0.5 g/L的条件下,经日光灯(14 W)照射90 min后,RhB去除率可达98%;经过4次循环实验后,RhB去除率从98%逐渐降低至90%,表现出良好的稳定性和可重复利用性。BiOCl/2%-g-C_(3)N_(4)-Br光催化降解RhB过程中发生的氧化还原反应分别在BiOCl和g-C_(3)N_(4)-Br的表面进行,BiOCl与g-C_(3)N_(4)-Br之间高度紧密的接触面形成了Z-scheme异质结,实现了电子和空穴的快速分离,降低了二者在催化剂内部的复合速率,提高了催化性能。

关键词： 光催化   饮用水   染料废水   含油废水   制药废水   重金属离子   养殖废水   焦化废水  

摘要： 光催化技术应用于水处理领域,既可以提高水质安全,也可以缓解全球水资源短缺问题,是一项具有广泛应用前景的技术。该文介绍了光催化技术的机理及常见光催化剂的特点,重点综述了光催化技术在饮用水中的除臭、消毒,在染料废水含油废水制药废水催化还原重金属离子养殖废水焦化废水方面的应用。自由基途径与非自由基途径在该技术中发挥重要作用,在光催化材料中,TiO_(2)､金属-有机框架(MOFs)基光催化材料及其类似材料(如MIL系列､ZIFs系列等)可产生更多的•OH;TiO_(2)､g-C_(3)N_(4)基光催化材料可产生更多的•O_(2)^(–)和e^(–);CdS､TiO_(2)､g-C_(3)N_(4)基光催化材料可产生更多的h^(+)。最后对光催化技术的机理､光催化材料、水处理方向及实际应用进行了总结与展望。

关键词： GaN/ZnO固溶体   光催化   第一性原理计算   催化材料设计  

摘要： GaN/ZnO固溶体具有良好的光催化活性。为研究不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体能带结构和光吸收性能的影响,构建了一系列GaN/ZnO固溶体的随机原子结构模型。基于密度泛函理论计算不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体模型电子结构和光学性质的影响。研究结果表明:ZnO/GaN固溶体形成能与结合能均为负值,结构稳定。随着ZnO物质的量的增加,固溶体的带隙先呈现下降趋势,最后呈现小幅上升趋势。对于ZnO物质的量分数在13.89%至22.22%的GaN/ZnO固溶体,可以观察到光吸收峰强度在可见光区各个波长范围内均有较强吸收。通过研究不同ZnO物质的量对GaN/ZnO固溶体能带结构和光吸收性能的影响,为GaN/ZnO固溶体光催化材料的设计与制备提供了理论参考。

关键词： 聚合物   TiO_(2)   光催化  

摘要： 光催化技术在开发清洁能源和污染控制等领域具有显著优势,制备高效的光催化剂是光催化技术需要突破的关键之一。TiO_(2)光催化剂由于其催化效率高、无毒无害和成本低等优点而受到广泛研究,但针对TiO_(2)的带隙较宽、光响应范围窄和光生电子空穴对易复合等缺点,学者提出了利用聚合物改性TiO_(2)是一种能够通过有机-无机杂化提高TiO_(2)的光催化性能的有效方式。文章综述了聚合物/TiO_(2)复合材料的制备方法,以及其在光催化领域的应用,以期为高效聚合物/TiO_(2)光催化剂的设计和应用提供理论支撑。

关键词： 胺   二氧化碳   氨基甲酸酯   无过渡金属催化   过渡金属催化   电催化   光催化  

摘要： 二氧化碳(CO_(2))是大气中主要的温室气体,同时也是一种丰富、无毒和可再生的碳一资源。因此,将CO_(2)转化为有价值的化学品对实现可持续发展具有重要意义。然而,由于CO_(2)的热力学稳定性和动力学惰性,其活化转化非常具有挑战性。氨基甲酸酯是一类具有生物活性的重要化合物,广泛存在于天然产物、农用化学品和医药相关分子中,同时也是重要的有机合成中间体。近年来,利用CO_(2)作为光气的替代品用于合成氨基甲酸酯吸引了广泛的关注。本文主要综述了CO_(2)和胺在不同的催化体系下合成氨基甲酸酯的最新研究进展,主要分为无过渡金属催化、过渡金属催化、电催化、光催化四种反应体系来归纳总结,并对CO_(2)转化为氨基甲酸酯的未来研究方向进行了展望。

关键词： 多维异质结   形貌控制   光催化   盐酸四环素   带隙  

摘要： 采用原位热聚合法和溶剂热法分别合成了片状和球状两种g-C_(3)N_(4)/WO_(3)异质结,运用XRD、SEM和UV-Vis DRS等手段进行了表征,并考察了两种异质结对盐酸四环素(TC-HCl)的光催化降解效果。表征结果显示,二维(2D)g-C_(3)N_(4)/WO_(3)呈现堆叠或卷曲的不规则纳米片状,三维(3D)g-C_(3)N_(4)/WO_(3)由大量直径为1~5μm的纳米微球组成。实验结果表明:2D g-C_(3)N_(4)/WO_(3)比3D g-C_(3)N_(4)/WO_(3)具有更强的光催化活性,在TC-HCl质量浓度10 mg/L、光催化剂加入量200 mg/L的条件下,暗反应60 min后,再转用氙灯(500 mW/cm^(2))照射60 min,2D g-C_(3)N_(4)/WO_(3)和3D g-C_(3)N_(4)/WO_(3)对TC-HCl的去除率分别为98.96%和41.15%;在2D g-C_(3)N_(4)/WO_(3)光催化降解TC-HCl的体系中,·O_(2)^(-)、·OH和h^(+)对TC-HCl降解的影响顺序为·O_(2)^(-)>·OH>h^(+)。

关键词： 铁酸铋   改性   光催化   染料  

摘要： BiFeO_(3)是一种在室温下同时具备铁电性和磁性的钙钛矿光催化材料,可有效降解废水,具有广泛的应用前景。简要介绍了BiFeO_(3)材料的几种制备方法,以及通过掺杂离子、复合材料、优化反应条件等方法对BiFeO_(3)材料进行改性,综述了其在光催化降解污染物领域的应用进展。

关键词： 农田退水   氮磷   吡虫啉   生态浮床   光催化  

摘要： 为探究光催化和水循环协同净化氮磷和吡虫啉污染的效果,设计了空白对照、水循环和光催化水循环3组生态浮床系统、6个处理组对2种模拟农田退水(氮磷退水、氮磷和吡虫啉复合污染退水)进行了试验研究。试验结果表明:水体循环能增强浮床系统对氮的去除效果,7 d后氮磷退水的水循环浮床水体中氨氮和硝氮去除率较空白对照浮床分别提升了5.5%和27.1%;增加光催化的净化技术可加快氨氮硝化,氮磷退水的光催化水循环浮床水体中氨氮和硝氮去除率较空白对照浮床分别提升了26.2%和20.3%;吡虫啉会影响水循环浮床系统对氮磷的净化效果,TiO_(2)光催化复合陶粒对吡虫啉有良好的氧化降解效果,同时对氮磷和吡虫啉复合污染有显著净化效果;氮磷和吡虫啉复合污染退水的光催化水循环浮床降解了58.2%的吡虫啉,水体中氨氮、硝氮和磷酸盐去除率较未添加吡虫啉的水循环浮床分别提升了72.4%、15.0%和14.8%。