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1.
天然半导体矿物具有优良的日光催化特性。本研究选取天然钨酸盐作为研究对象,对武鸣、栗木、崇义3个不同矿区的天然黑钨矿进行了矿物学及光催化实验探究。利用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、电子探针微区分析对天然样品的结构与成分进行分析,鉴定其主要矿物相为黑钨矿(Fe,Mn)[WO4],从武鸣、栗木到崇义矿区,Fe/Mn摩尔分数比从7.1、0.9到0.3依次降低。利用紫外可见漫反射测得武鸣、栗木、崇义地区样品禁带宽度分别为1.5、1.6和1.7eV,说明其具有良好的可见光响应。在pH为7的条件下用质量浓度为1g/L的样品对5mg/L的有机染料亚甲基蓝(MB)进行光催化实验(含0.01mol/L H2O2 ),结果表明武鸣地区黑钨矿实验组降解MB的效果最佳,3h后其效率分别是栗木、崇义地区样品的1.1倍和1.6倍。电子顺磁共振谱检测结果显示,反应过程中均产生氧化性羟自由基(·OH),其中效果最好的武鸣黑钨矿产生的·OH信号更强;不同自由基捕获实验证明·OH在光催化反应过程中起主要作用。进一步选取武鸣黑钨矿开展光催化降解机制研究,实验结果显示:光照下黑钨矿与H2O2共存的实验组对MB的脱色降解率可达99%(3h),只有黑钨矿的对照组降解7%的MB,只有H2O2 的对照组降解31%的MB;黑暗条件下,同时添加黑钨矿与H2O2的对照组对MB的去除率为34%。不同H2O2 浓度条件下黑钨矿降解MB符合准一级动力学方程,说明降解过程与催化剂含量无关,H2O2 更多的是充当电子受体。分析认为,不同产地黑钨矿日光催化效率与矿物铁含量呈正相关,与禁带宽度呈负相关,推测其反应机理是光催化与芬顿反应协同产生的·OH将MB氧化降解。本研究为开发利用天然矿物治理环境污染提出了新方法。 相似文献
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掺铁二氧化钛薄膜的自组装制备、表征与光催化性能研究 总被引：3，自引：0，他引：3
采用自组装方法于低温液相反应体系中成功制备出大尺寸二维纳米二氧化钛薄膜和掺铁二氧化钛薄膜。样品通过荧光发射光谱、拉曼光谱、高分辨透射电镜等方法进行表征,并研究了紫外光和可见光下Fe3+/TiO2纳米薄膜对甲基橙溶液(MO)的光催化降解过程,探讨了Fe3+对TiO2的光催化活性的影响。结果表明,此方法不需要高温煅烧即可得到高催化活性的金红石和锐钛矿混合型二氧化钛薄膜,以金红石为主。Fe3+掺杂明显提高了TiO2对甲基橙溶液的光催化降解效率:掺杂Fe3+浓度为0.5 mmol/L时光催化效果最优,且更利于较低浓度甲基橙溶液的降解,在紫外光和可见光下对初始浓度5 mg/L甲基橙溶液的降解率分别达到98.62%和89.24%。 相似文献
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TiO2-蒙脱石光催化降解苯酚的实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本文采用TiCl4在HCl中水解制备二氧化钛柱撑蒙脱石(TiO2-PILM)纳米材料，通过X射线衍射和BET N2比表面积分析对其进行表征，并研究其对苯酚在紫外光下的催化降解曲线，考察了苯酚的初始浓度、TiO2-PILM投放量、苯酚溶液pH值对光催化降解效果的影响。结果表明，制备的结构稳定的TiO2-PILM具有2．26nm大晶面间距和285．7m^2／g大比表面积。TiO2-PILM对苯酚有一定的光催化降解性，其过程是先吸附后降解。随苯酚初始浓度、TiO2-PILM投入量和苯酚溶液pH值的升高，TiO2-PILM对苯酚降解速率增大。在苯酚初始浓度为5mg／L、投样量为1g／L、pH为10时，TiO2-PILM对苯酚有较好的降解效果。 相似文献
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蒙脱石基纳米FeOOH/TiO2复合材料的制备与光催化活性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以蒙脱石为基底,采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛/蒙脱石(TiO2/Mmt)复合光催化材料,通过Fe(NO3)3-HNO3体系水解生长纳米FeOOH,从而制备出负载型羟基氧化铁/二氧化钛/蒙脱石(FeOOH/TiO3/Mmt)复合光催化材料以改善材料在可见光下的光催化性能.高分辨透射电镜的表征结果显示,FeOOH/TiO2复合薄膜厚度约为10～40 nm,TiO2为晶粒粒径约为5～10nm的锐钛矿,FeOOH为长10～30 nm,宽约4 nm的针铁矿.以甲基橙为目标物,对FeOOH/TiO2/Mmt复合材料的光催化性能进行初探,在甲基橙初始浓度为5 mg/L,催化剂用量为1.875 g/L,H2O2初始浓度为2 mmol/L,pH值为6.5,350 W氙灯照射1 h,甲基橙脱色率达到99%,明显优于相同条件下TiO2/Mint对甲基橙的45%脱色率;同时甲基橙残液的红外光谱图显示FeOOH/TiO2/Mmt/H2O2/UV体系比FeOOH/TiO2/Mint/H2O2/Visible light体系具备更好的光催化氧化苯环的能力,降解更为彻底. 相似文献
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含钒金红石可见光下催化降解亚甲基蓝实验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
利用含有钒等杂质的金红石可部分吸收可见光的特性,以500 W卤素灯作为光源,实验研究了其对亚甲基蓝的可见光催化降解,结果表明,该金红石具有催化活性,7 h后亚甲基蓝可降解71 2%。经过加热、粉碎改性方法处理后的金红石光催化活性明显提高,加热1 100 ℃的金红石样品7 h后可使亚甲基蓝的降解率达到90 4%。增加光照强度、加入适当的H2O2 都可提高降解效果。实验为充分开发利用天然金红石提出了新的途径,为环境污染治理提出了新方法。 相似文献
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纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝 总被引：2，自引：0，他引：2
在以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法合成制备纳米TiO2催化剂样品的基础上,将其用于在紫外光照射和无光照射条件下进行亚甲基蓝降解的实验研究,并与P-25纳米TiO2进行光催化降解对比研究。对在不同条件下合成制备样品的光催化降解率的差异,通过X射线粉晶衍射、扫描电镜等从物相组成、微观结构等因素上进行了分析和探讨。结果表明,采用溶胶-凝胶法在450℃焙烧2 h所得到的纳米TiO2具有很好的光催化降解亚甲基蓝的能力,当催化剂样品质量浓度为2.5 g/L,亚甲基蓝初始浓度为5.0 mg/L时,室温下光催化反应3 h,其降解率达98%以上,其光催化降解率比P-25纳米TiO2高;光催化降解率与催化剂样品的制备条件、物相组成、颗粒尺寸等因素有关。 相似文献
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8.
使用离子交换的方式制备了掺杂Ce的羟基铁插层蒙脱石,通过X射线粉末衍射分析(XRD)、红外光谱(FTIR)、X射线电子能谱(XPS)以及BET比表面积分析等测试手段对催化剂进行了表征。在不同实验条件下,使用插层蒙脱石作为异相光助Fenton试剂,考查了催化剂在紫外光条件下降解活性艳蓝的光催化性能。实验结果表明,掺杂Ce能明显提高羟基铁插层蒙脱石的光催化效率。在活性艳蓝(KN-R)初始质量浓度ρ0(KN-R)=75mg/L,pH=3.0,H2O2初始浓度[H2O2]0=4.9mmol/L条件下,t=100min时,掺杂2%Ce的铁插层蒙脱石对活性艳蓝的降解率为99.5%。实验结果结合化学结构的分析表征探讨了Ce对催化效果的影响。 相似文献
9.
煤系共伴生非金属矿产开发及综合利用难度大。本文针对先锋褐煤共伴生硅藻土高有机质、高铁的特点,提出硅藻土原矿经提纯处理后,在N2作为保护气氛下,高温煅烧形成硅藻土-无定形碳-氧化铁三元复合材料,在类Fenton体系下,去除TNT污染物的开发利用技术路线。本文考察了硅藻土处理条件、反应时间、H2O2浓度、三元复合硅藻土投加量、pH值等因素对TNT降解效能的影响。研究表明三元复合硅藻土对TNT吸附降解的最佳工艺条件为:硅藻土用量为2 g/L,H2O2(30%)4 m L/L,pH值1,反应时间2.5 h。该工艺条件下,50 mg/L TNT去除率为98%。 相似文献
10.
铁(氢)氧化物矿物对有机污染物的光催化氧化作用 总被引：22，自引：3，他引：19
对水溶液中(氢)氧化铁的光催化氧化反应的发展与机理研究进行了总结,着重对近十年来应用针铁矿／过氧化氢进行光催化氧化环境中有机物的研究进展及其环境矿物学意义作了概述和探讨。采用天然生物矿化的纳米针铁矿／过氧化氢以偶氮染料甲基橙为光解模型物进行了光催化氧化的初步研究,结果表明铁细菌形成的针铁矿具有降解生物难降解的有机污染物的能力。在甲基橙溶液初始浓度为30mg／L,铁细菌矿化的针铁矿用量2．5g／L,反应体系H2O2的初始浓度97mmol／L,pH值为6．92,15W紫外灯照射2h后,甲基橙浓度可降低33％。 相似文献
11.
以微晶白云母为载体,钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法合成制备微晶白云母负载纳米TiO2光催化剂,然后用X射线衍射,扫描电镜等对微晶白云母负载TiO2光催化剂进行表征。再以微晶白云母负载纳米TiO2光催化剂对亚甲基蓝进行了光催化降解研究,特别针对有无紫外光照射条件下微晶白云母、纳米TiO2、微晶白云母/纳米TiO2等在亚甲基蓝溶液中的行为进行研究,结果表明:所制备的微晶白云母负载TiO2光催化剂对亚甲基蓝具有较好的光催化降解能力,1250目微晶白云母负载TiO2在紫外光照射下光催化反应4h,其降解率可达99%以上。 相似文献
12.
坡缕石/磁性铁氧化物/TiO2复合光催化剂性能实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
用醇盐水解法、硫酸亚铁-硝酸钾氧化法制备TiO2光催化剂、坡缕石/TiO2复合光催化剂和坡缕石/磁性铁氧化物/TiO2复合光催化剂.通过XRD、TEM、UV-Vis和MS分析光催化剂的物相组成、形貌特征、对紫外可见光的漫反射以及磁化率,并以甲基橙为处理对象,对比研究了TiO2光催化剂、坡缕石/TiO2复合光催化剂和坡缕石/磁性铁氧化物/TiO2复合光催化剂的光催化效果.结果表明:坡缕石/磁性铁氧化物的复合能降低复合光催化剂中锐钛矿的平均粒径,提高锐钛矿的分散性.铁的复合是否提高光催化剂的光催化效率与催化剂的煅烧温度有关.坡缕石的复合对光催化剂的最佳煅烧温度有影响. 相似文献
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以硅烷偶联剂黏结剂,利用溶胶-凝胶法将TiO2（P25）负载在膨胀石墨上,利用XRD、EDS以及SEM等分析技术对TiO2/膨胀石墨复合材料进行表征;以橙黄Ⅱ为目标降解物,考察了TiO2/膨胀石墨复合材料光催化性能以及重复使用性能。结果表明：随着TiO2含量的增加,TiO2/膨胀石墨复合材料的光催化效率随之增加,对橙黄Ⅱ的光催化降解符合一级反应动力学方程,TiO2负载量为15%时,反应速率常数为0.387 h-1,高于P25的反应速率常数。TiO2/膨胀石墨复合物使用4次仍保持较高的光催化活性。 相似文献
14.
S. Mohammadghasemi-Samani M. Taghdiri 《International Journal of Environmental Science and Technology》2017,14(10):2093-2108
A new organic hybrid of silicotungstic acid was prepared by means of an easily available, very cheap, and non-toxic amine via a facile precipitation method. Characterization of hybrid was carried out by elemental analyses, Fourier transform infrared spectroscopy, powder X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, and scanning electron microscopy. Dye adsorption and photocatalytic properties of the prepared water-insoluble hybrid were examined by studying the decolorization of model dyes such as methylene blue and methyl, orange and their mixture solutions under ultraviolet, visible, and sunlight irradiation. The effect of different factors containing the initial concentration, pH, catalyst dosage, H2O2 dosage, and salt adding was investigated on the decolorization of dyes. The results showed that the hybrid is a good heterogeneous photocatalyst in the degradation of methylene blue, methyl orange and their mixture and can be recovered and reused. The methylene blue is removed via combination of adsorption and photocatalytic degradation under ultraviolet, visible, and sunlight through direct oxidation by hybrid. The methyl orange is removed via ultraviolet and solar photocatalytic degradation through indirect oxidation by ·OH radicals. While the visible light is not able to degrade methyl orange solution alone in the presence of hybrid, it degrades the methyl orange mixed with methylene blue solution. 相似文献
15.
为使TiO2能在可见光作用下发挥光催化作用,并易于从水中分离,将掺有稀土金属离子Er3+的上转换发光剂Er3+:YAlO3与TiO2采用溶胶-凝胶法结合,再将其负载于聚氨酯海绵(PS)载体表面,制备Er3+:YAlO3/TiO2-PS光催化剂。利用响应面(RSM)方法对光催化材料制备条件进行优化,根据中心组合设计方法设计出3因素5水平析因实验,以光催化剂对苯酚的降解率作为响应值,得到最佳的催化剂制备条件:在水热处理温度110~114 ℃、光催化剂中TiO2质量浓度60~65 mg/L、海绵/溶胶负载比20 g/L时苯酚降解率最佳,与实测结果相符。 相似文献
16.
C. P. Sajan B. Basavalingu S. Ananda K. Byrappa 《Journal of the Geological Society of India》2011,77(1):82-88
The photocatalytic degradation of Indigo Caramine dye using commercial TiO2 and fine grained natural rutile has been carried out. The commercial TiO2 and natural rutile were characterized using powder X- ray diffraction (XRD) and Fourier transformed infra red spectroscopy
(FTIR). The study on the photodegradation of Indigo Caramine dye using commercial TiO2 and natural rutile were investigated both under Solar and UV irradiation. The degradation of Indigo Caramine dye was checked
by the following parameters like Chemical Oxygen Demand (COD), %T, irradiation time and duration. In both cases using commercial
TiO2 and natural rutile, the COD of the dye solution was reduced from 288 mg/L to less than 20 mg/L, and similarly the %T was
increased from 76% to 97% and the percentage decomposition upto 97% within the irradiation duration of 3.5 hrs. The preliminary
results obtained on the photodegradation of Indigo Caramine dye are highly encouraging and further work is being carried out
for the use of the natural rutile or anatase sources for the other organic decomposition and treatment of industrial effluents. 相似文献
17.
《矿物学报》2013,(Z1)
By using hydrothermal synthesis method, successively adding tetrabutyl titanate and expandable flake graphite in 40 mL 0.95% NH4Cl solution prepared the nano TiO2/expandable flake graphite, which was then settled in muffle furnace in the expansion of 10 s under 800 ℃ and got nanosized TiO2/expanded graphite. Synthesized that with CoFe2O4 by chemical coprecipitation method finally prepared magnetic nanosized photocatalyst TiO2/expanded graphite. Magnetic nanosized TiO2/expanded graphite was studied on the photodegradation performance of methyl orange solution and the magnetic recovery after the degradation of methyl orange solution. The experiment result showed that in 50 mL 25 mg/L methyl orange solution joined 120 mg loading 50% TiO2 of the expanded graphite, exposed to ultraviolet irradiation for 1 h, the methyl orange decolorization ratio was 90%. When the load of CoFe2O4 in nanosized TiO2/expanded graphite reached 40%, its magnetic recovery efficiency reached 94.3%. 相似文献
18.
利用回流法合成隧道结构的锰钾矿,并研究其光化学降解苯酚的效果及影响因素。分别采用X射线衍射、原子吸收光谱、扫描电镜、透射电镜和BET氮气吸附法对锰钾矿的晶体结构(包括晶型、晶胞参数和结晶度)、化学组成、微观形貌和比表面积进行了表征。研究表明,非光照时锰钾矿对苯酚的降解效果较差,光照能显著促进锰钾矿对苯酚的降解;光照条件下,p H值减小能显著促进锰钾矿对苯酚的降解;锰钾矿用量增加至1.00 g/L时能显著促进锰钾矿降解苯酚,但继续增加矿物用量却显著降低苯酚降解率;非光照条件下,p H值减小和矿物用量增加不能显著促进锰钾矿降解苯酚。 相似文献
19.
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对掺杂Fe和(或)V的金红石型TiO2的电子结构进行了计算。理论模拟的结果表明,纯金红石的禁带宽度为1.98 eV;Fe掺杂金红石型TiO2的禁带宽度为2.18 eV,由Fe3d和O2p轨道杂化在禁带中间形成了两条杂质能级;V掺杂金红石型TiO2的禁带宽度减小为1.80 eV,由V3d和O2p轨道杂化形成的杂质能级位于金红石的导带底,引入了一个浅施主能级;Fe和V共掺杂的金红石禁带中存在一个较宽的杂质能带,禁带宽度减小为1.73 eV。杂质能级的出现以及禁带宽度的减小使得Fe和V掺杂的金红石具有更好的可见光响应能力。同时,Fe和V的类质同像替代使得金红石中MO6八面体具有较大的畸变程度,有助于表面缺陷的增加,从而为光催化反应提供天然活性位。为进一步深入揭示含铁、钒等杂质的天然金红石的可见光催化机制提供了理论支持。 相似文献
20.
LU Xianchu CHUAN Xiuyun WANG Aiping KANG Feiyu 《《地质学报》英文版》2006,80(2):278-284
On the basis of analysis of structure and properties, halloysite, a natural tubular mineral, was developed for an environmental treatment. TiO2 was mounted into halloysite by using hydrolysis of tetrabutyl titanate at room temperature. The adsorption and photocatalytic performance of halloysite and TiO2-mounted halloysite have been examined in methylene blue aqueous solution in the dark and under ultraviolet ray irradiation, respectively. Their performance of adsorption and photodecomposition was evaluated from the adsorbed and degraded amounts of methylene blue （MB）. Due to the mixture of adsorption and photodecomposition, the concentration of MB, organic pollution, in water decreased rapidly with TiO2-mounted halloysite powder, which is a faster reaction than that with halloysite-only adsorption. This new use of halloysite is leading to many interesting applications in the decomposition and elimination of various pollutants in air and water. 相似文献