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应用于海水体系的弱可见光响应TiO2复合物的开发及其光催化降解有机污染物性能研究

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应用于海水体系的弱可见光响应TiO2复合物的开发及其光催化降解有...

作者：李冰蕊浙江工商大学

学位级别：硕士

纳米二氧化钛(Ti02)作为一种无毒无害、廉价易得且光催化性能稳定的环境友好型半导体材料,在环境污染治理方面受到广泛关注,特别是在治理含盐量高、流动性强的海洋污染方面拥有较大优势。但在实际应用中,尽管TiO2拥有诸多优点,本身的缺... 详细信息

纳米二氧化钛(Ti02)作为一种无毒无害、廉价易得且光催化性能稳定的环境友好型半导体材料,在环境污染治理方面受到广泛关注,特别是在治理含盐量高、流动性强的海洋污染方面拥有较大优势。但在实际应用中,尽管TiO2拥有诸多优点,本身的缺陷仍然限制了 TiO2大规模投入使用。TiO2只能被占太阳光5%的紫外光(波长小于380 nm)激发,且光生载流子复合率较高。因此,改善Ti02的性质,提升其可见光利用率和抑制光生电子-空穴复合至关重要。本文主要以钛酸四丁酯、氧化石墨烯和无水乙醇为原料,采用吸附相反应技术和溶剂热法两步制备了具有弱可见光响应的RGO-TiO2复合光催化剂,并通过离子掺杂对其改性。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)一系列表征手段对制备的复合光催化剂进行表征。在海水体系中以苯酚为目标污染物,10 W LED灯为光源,测试复合光催化剂的光催化性能。论文主要研究内容如下:(1)以氧化石墨烯(GO)、钛酸四丁酯以及无水乙醇为原料,采用吸附相反应技术和溶剂热法两步制备了还原氧化石墨烯(RGO)-TiO2复合光催化剂。通过研究不同溶剂热温度对复合材料结构和可见光催化性能的影响,确定了制备样品的最佳溶剂热温度为160℃。该条件下制备的RGO-TiO2复合光催化剂在可见光照射300 min后对苯酚的降解率达到42.7%。(2)为提高复合样品的可见光催化性能,在此基础上对RGO-TiO2复合光催化剂进行镧离子(La3+)掺杂,研究不同La3+掺杂量对复合材料结构和光催化活性的影响。实验结果表明,La3+掺杂后引起了 Ti02晶格畸变,形成了 Ti-O-La键并且产生了 Ti3+和氧空穴分别作为电子和光子的捕获中心,降低了光生电子-空穴的复合率从而提升了复合光催化剂活性。La3+掺杂量为0.05%时复合光催化剂活性最强,可见光照射300 min后对苯酚的去除率达到83.3%,约为RGO-TiO2的两倍。(3)为了进一步研究离子掺杂对RGO-TiO2复合光催化剂的影响,分别对其进行镱(Yb3+)、铈(Ce3+)两种稀土金属离子掺杂,铟(In3+)、铁(Fe3+)、铜(Cu2+)、镉(Cd2+)四种金属离子掺杂。研究不同种类、不同离子半径和不同离子掺杂量对复合光催化剂的结构和光催化活性的影响。实验结果表明,适量的金属离子掺杂能够引起Ti02晶格畸变,产生Ti3+和杂质缺陷,从而降低电子-空穴复合率,提升其可见光催化性能。不同离子掺杂的复合光催化剂活性大小顺序为Cd2+>In3+>Cu2+>La3+>Ce3+>Fe3+>Yb3+,与复合光催化剂中Ti3+含量的顺序基本吻合。其中,当Cd2+的掺杂量为0.05%时复合光催化剂的可见光催化活性最高,对苯酚的总降解率可达92.5%。(4)将溶剂热还原所用溶剂改为乙二醇,研究不同热还原处理溶剂对离子掺杂复合光催化剂结构和可见光催化性能的影响。乙二醇作为还原剂,对TiO2结晶过程的控制能力弱于乙醇,不同离子掺杂的复合光催化剂活性大小顺序为Cu2+>Cd2+>La3+>Fe3+>In3+>Ce3+>Yb3+,乙二醇热还原制备的复合光催化剂活性均大于乙醇热还原所制备的样品。

关键词：弱可见光海水体系石墨烯-TiO2 光催化金属离子掺杂

高含盐废水中TiO_(2)复合光催化剂光降解甲基橙机制及性能

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纺织学报 2021年第12期42卷 103-110页

作者：施敏慧李冰蕊王挺吴礼光浙江工商大学环境科学与工程学院浙江杭州310012

为深入分析盐离子对TiO_(2)基光催化剂降解有机物污染物过程的影响作用,通过空穴和自由基捕获剂的加入,研究了可见光激发下高含盐废水体系中光降解甲基橙的机制。在此基础上,探索了高含盐废水体系中TiO_(2)复合光催化剂对污染物降解性... 详细信息

为深入分析盐离子对TiO_(2)基光催化剂降解有机物污染物过程的影响作用,通过空穴和自由基捕获剂的加入,研究了可见光激发下高含盐废水体系中光降解甲基橙的机制。在此基础上,探索了高含盐废水体系中TiO_(2)复合光催化剂对污染物降解性能提升的方法。结果表明:可见光激发催化剂形成的光生空穴是有机污染物降解的关键因素,废水体系中盐离子主要干扰体相中光催化反应;当有机污染物被大量吸附于催化剂表面时,盐离子的存在对光催化反应的干扰小;乙二醇热还原处理后的催化剂中Ti^(3+)含量的增加,提升了催化剂的可见光响应和光催化活性;接枝于还原氧化石墨烯表面的少量乙二醇促进了催化剂对甲基橙的吸附,从而更有效地抵抗盐离子干扰。

关键词：可见光激发光催化降解 TiO_(2)基光催化剂高含盐废水甲基橙光降解机制废水处理印染废水处理

可见光响应的稀土离子掺杂TiO_2-还原石墨烯

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中国稀土学报 2019年第2期37卷 173-185,I0002页

作者：李冰蕊潘家豪吴礼光王挺祝轶琛浙江工商大学环境科学与工程学院浙江杭州310012

利用吸附相反应技术耦合溶剂热处理过程,制备了可见光响应的La和Yb掺杂的TiO_2-还原石墨烯催化剂。结构表征和模拟海水中的苯酚光降解实验表明,吸附相反应制备后掺杂的稀土离子分散于TiO_2晶格结构中,促进了TiO_2从锐钛矿到金红石的转... 详细信息

利用吸附相反应技术耦合溶剂热处理过程,制备了可见光响应的La和Yb掺杂的TiO_2-还原石墨烯催化剂。结构表征和模拟海水中的苯酚光降解实验表明,吸附相反应制备后掺杂的稀土离子分散于TiO_2晶格结构中,促进了TiO_2从锐钛矿到金红石的转变从而形成混晶结构,并在催化剂中引入了少量Ti^(3+)离子。而Ti^(3+)的自掺杂作用可以显著提升催化剂的可见光响应和可见光催化活性,光降解5 h后对模拟海水中苯酚最高去除率在80%以上。可见光催化活性的大小是由催化剂中Ti^(3+)含量决定的,掺杂引入的混晶结构越多, Ti^(3+)含量越高,因而催化剂的可见光降解活性也越高。过多稀土离子会聚集在锐钛矿周围抑制晶型转变,减少了催化剂中的Ti^(3+)含量,也降低了催化剂可见光降解活性。

关键词：海水体系吸附相反应技术可见光催化 Ti3+自掺杂稀土

用吸附相反应技术制备弱光响应的铈掺杂TiO_2复合光催化剂

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纺织学报 2018年第5期39卷 67-73页

作者：李冰蕊潘家豪王挺吴礼光许智勇浙江工商大学环境科学与工程学院浙江杭州310012

为拓展多相光催化的实际应用和满足环境治理的严格要求,利用吸附相反应技术设计并制备了弱紫外光响应高效的TiO_2多组分催化剂。借助透射电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和X射线衍射分析了不同焙烧温度下铈离子掺杂量对催化剂形貌... 详细信息

为拓展多相光催化的实际应用和满足环境治理的严格要求,利用吸附相反应技术设计并制备了弱紫外光响应高效的TiO_2多组分催化剂。借助透射电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和X射线衍射分析了不同焙烧温度下铈离子掺杂量对催化剂形貌的影响,并结合光致发光光谱和弱光降解甲基橙过程,探索了催化剂结构变化对光生载流子复合率和弱光催化活性的影响。结果表明,当掺杂量较低(小于0.10%)时,铈离子掺入引起TiO_2晶格膨胀,从而引入光生载流子的浅能级捕获中心,提升了催化活性;在较高掺杂量(0.20%以上)时,铈离子掺入抑制了TiO_2结晶,催化剂中大量无定形TiO_2严重抑制了其活性;焙烧温度越高,铈离子掺杂量对催化剂结构和活性的影响越显著;降解高浓度甲基橙时,催化性能最好的催化剂的活性是商用P25的2倍多。

关键词：吸附相反应技术铈离子掺杂光催化复合光催化剂甲基橙高效降解

TiO_2复合催化剂弱光催化降解模拟海水中苯酚及其催化活性的影响

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环境科学学报 2017年第12期37卷 4593-4601页

作者：许智勇李冰蕊潘家豪王挺吴礼光祝轶琛浙江工商大学环境科学与工程学院杭州310012

为了获得适用于海水中有机污染物光降解催化剂,分别选用纳米SiO_2粒子和氧化石墨烯GO为载体,利用吸附相反应技术并结合热处理过程制备了基于TiO_2的复合催化剂,研究了弱光(光强小于1mW·cm^(-3))激发下复合催化剂光催化降解模拟海水中苯... 详细信息

为了获得适用于海水中有机污染物光降解催化剂,分别选用纳米SiO_2粒子和氧化石墨烯GO为载体,利用吸附相反应技术并结合热处理过程制备了基于TiO_2的复合催化剂,研究了弱光(光强小于1mW·cm^(-3))激发下复合催化剂光催化降解模拟海水中苯酚.结果表明,吸附相反应技术结合焙烧得到的La^(3+)掺杂TiO_2-SiO_2,表面亲水性较强和对苯酚吸附能力较弱,难以克服盐离子的干扰并有效降解模拟海水中高浓度苯酚.而吸附相反应技术结合醇溶剂热还原处理后,La^(3+)掺杂TiO_2-SiO_2催化剂表面亲水性显著减弱,但该催化剂在模拟海水中不能形成稳定的悬浮体系.吸附相反应技术得到的TiO_2-GO和La^(3+)掺杂TiO_2-GO中,TiO_2粒子粒径小于10nm且均匀负载于GO的表面.醇溶剂热还原处理可使TiO_2形成晶型结构,从而提高其催化活性,同时还能将GO表面的含氧基团还原,降低催化剂表面亲水性.从而提升催化剂对苯酚的吸附能力和对盐离子的抗干扰能力.另外,还原GO与小粒径TiO_2粒子紧密结合,使光生电子能很快转移至还原GO表面,增大光生电荷分离率,进一步提升催化剂的光降解性能.

关键词：模拟海水吸附相反应技术弱光催化氧化石墨烯

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手术室护士职业群体FAI疲劳评分指标调查

中国误诊学杂志 2009年第5期9卷 1256-1257页

作者：王靖李冰蕊中国医科大学附属第四医院手术室辽宁沈阳110032

我们对3级甲等医院手术室护士职业群体的FAI疲劳评定量表评分指标进行了调查,并与内科岗位护士的相同统计项目得分进行比较,现将结果报告如下.

关键词：手术室护理护士疲劳人类

保温护理干预对老年食管癌手术患者苏醒及相关症状指标影响

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中国老年保健医学 2010年第5期8卷 100-101页

作者：李冰蕊孙丽环中国医科大学附属第四医院手术室 110032

目的分析专项保温护理干预对老年食管癌手术患者苏醒及相关症状指标影响。方法 27例老年食管癌手术患者术中接受了专项保温护理干预。观察苏醒及相关症状指标,并与26例未进行专项护理的老年食管癌手术患者比较。结果专项保温护理组的拔... 详细信息

目的分析专项保温护理干预对老年食管癌手术患者苏醒及相关症状指标影响。方法 27例老年食管癌手术患者术中接受了专项保温护理干预。观察苏醒及相关症状指标,并与26例未进行专项护理的老年食管癌手术患者比较。结果专项保温护理组的拔管时间、完全清醒时间、术后卧床时间、躁动、寒战和呼吸道症状等相关症状发生率等指标均明显低于对照组(P<0.05或P<0.01)。结论专项保温护理干预可明显缩短老年食管癌手术患者苏醒指标,有效减少各种相关症状发生。

关键词：食管癌手术老年专项护理保温

沈阳三级甲等医院手术室护士职业群体工作压力源相关指标调查

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中国误诊学杂志 2008年第35期8卷 8816-8817页

作者：李冰蕊孙丽环中国医科大学附属第四医院手术室辽宁沈阳110032

我们对沈阳一所3级甲等医院手术窒护上职业群体工作压力源相关指标进行了调查,并与内科护士群体相同调查指标比较,现将结果报告如下.1 对象和方法1.1 对象我们2007-03/2007-05选择在中国医科大学附属第四医院(3级甲等医院)手术室和内科... 详细信息

我们对沈阳一所3级甲等医院手术窒护上职业群体工作压力源相关指标进行了调查,并与内科护士群体相同调查指标比较,现将结果报告如下.1 对象和方法1.1 对象我们2007-03/2007-05选择在中国医科大学附属第四医院(3级甲等医院)手术室和内科工作的护理人员.调查对象纳入标准:(1)女性护士.

关键词：护士/心理学应激,心理学/预防和控制手术室/组织和管理

保温护理干预对老年食管癌手术患者苏醒及相关症状指标影响

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保温护理干预对老年食管癌手术患者苏醒及相关症状指标影响