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In-situ embedded ultrafine Bi_(12)O_(17)Br_(2)nanotubes in MOF-derived hierarchical porous carbon for enhanced photocatalytic CO_(2)conversion to CO

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Journal of Materials Science & Technology 2024年第4期171卷 47-53页

作者： Xing Sun Mengxia Ji Yi Zhang Qingzeng Xing Zihan Liu Nianhua Liu emmanuel nkudede Huaming Li Sheng Yin Jiexiang Xia School of Chemistry and Chemical Engineering Institute for Energy ResearchJiangsu UniversityZhenjiang 212013China Key Laboratory of Comprehensive and Highly Efficient Utilization of Salt Lake Resources Qinghai Provincial Key Laboratory of Resources Chemistry of Salt LakesQinghai Institute of Salt LakesChinese Academy of SciencesXining 81008China

Increasing the utilization efficiency of photogenerated electrons is highly recognized as one of the ef-ficient approaches to boost the photocatalytic CO_(2)conversion efficiency.Herein,ZIF-67-derived porous carbon(PC)material was employed for the construction of PC@ultrafine Bi_(12)O_(17)Br_(2)nanotubes(PC@BOB NTs)composites through a facile solvothermal synthesis in order to optimize the use of excited elec-trons in the BOB NTs.Photoelectrochemical characterization results revealed that the introduction of PC material achieved a faster charge separation rate in the PC@BOB composites,ensuring more photogener-ated electrons participate in the CO_(2)adsorption and activation process.Moreover,the pore structures of ZIF-67-derived PC material provided abundant confined spaces for the enrichment of CO_(2)molecules.Af-ter 5 h of Xenon lamp irradiation,PC@BOB composites exhibited obviously increased photocatalytic CO_(2)reduction activity in the pure water.When the addition amount of PC was 5 wt%,the PC@BOB-2 com-posite showed the highest CO evolution rate of 359.70μmol/g,which was 2.95 times higher than that of the pure BOB NTs.This work provides some independent insights into the applications of Metal-Organic Framework(MOF)-derived hierarchical porous structures to strengthen the CO_(2)enrichment,as well as the excited charge utilization efficiency,thus achieving a high solar-to-fuel conversion efficiency.

关键词： Bi_(12)O_(17)Br_(2)nanotubes Hierarchical porous structure CO_(2)enrichment Charge separation CO_(2)photoreduction

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臭氧微纳米气泡处理模拟印染废水

臭氧微纳米气泡处理模拟印染废水

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作者： emmanuel nkudede 江苏大学

学位级别：硕士

臭氧处理印染废水是一种高效的印染废水处理方法,应用臭氧微纳米气泡技术可以大大提高处理印染废水的性能。臭氧的快速溶解和高效的气液传质是臭氧接触氧化工艺的关键。微纳米气泡是提高臭氧传质速率的一种有效的溶解方法。因此,为了探... 详细信息

臭氧处理印染废水是一种高效的印染废水处理方法,应用臭氧微纳米气泡技术可以大大提高处理印染废水的性能。臭氧的快速溶解和高效的气液传质是臭氧接触氧化工艺的关键。微纳米气泡是提高臭氧传质速率的一种有效的溶解方法。因此,为了探索臭氧微纳米气泡的液相传质特点,通过提高臭氧微纳米气泡传质建立了一种新型臭氧微纳米气泡系统使用方法有效处理模拟印染废水。研究了pH、水温、臭氧流量等条件对亚甲基蓝微气泡溶液中臭氧溶解和衰减特性的影响。研究了在不同初始p H和不同臭氧流量条件下对模拟印染废水亚甲基蓝的处理效果。该装置产生的臭氧微气泡粒径约为42.66μm微米,具有较高的比表面积和较高的气泡密度,是改善臭氧气液传质条件和传质速率的有效途径。表观传质系数随溶液p H值和水温的升高而减小,随进口流量和系统压力的增大而增大。当进口流量为0.20 L/min时,在稳定状态下液相臭氧浓度可达到25 mg/L。在系统压力为0.25 MPa时,臭氧的表观传质系数为0.182 min-1。溶液p H值和温度越低,臭氧水的稳定性越高,半衰期越长。当p H为3,水温为15℃时,半衰期为63 min。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和x射线衍射(XRD)对新型臭氧催化剂进行了表征,确定了催化剂中含有10种不同的元素,其中碳(C)、氧(O)和硅(Si)的含量最高。催化剂表现为球状和棱角结晶的颗粒,它们之间没有空隙。对亚甲基蓝浓度的脱色及其对COD去除率的催化效果进行了展示。p H值和臭氧投加量对亚甲基蓝的降解起关键作用,在高p H值为11.01时,COD去除率为93.5%。臭氧投加量对COD去除率和脱色率也有直接影响。较高的臭氧流量(0.4 L/min和0.5 L/min)对COD的降解率达到94%以上,是非常有效和高效的。这说明p H值和臭氧投加量越高,COD去除率越高,脱色速度越快。在臭氧流量分别为0.3 L/min、0.4 L/min、0.5 L/min条件下,初始p H为7.03、6.63、6.36时,反应后p H分别为3.43、3.49、3.44,说明臭氧投加量高时,p H值急剧下降。这项正在进行的工作为臭氧微纳米气泡处理印染废水的工程设计和应用提供了工艺参数。这种废水处理方法提高印染废水处理效率,可保证处理系统稳定达标。

关键词：微纳米气泡解散传质亚甲基蓝臭氧化

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一个新型臭氧微气泡系统的臭氧液相传质特性研究

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复旦学报（自然科学版） 2021年第6期60卷 798-804页

作者：胡珊 nkudede emmanuel 许小红张波吴春笃毛澍洲江苏大学环境与安全工程学院江苏镇江212013 江苏大学常州工程研究院江苏常州213164 江苏恒泰泳池科技股份有限公司江苏常州213179

臭氧的快速溶解和气液相之间的高效传质是臭氧接触氧化工艺的关键过程,微气泡是提高臭氧气液传质速率的一种有效溶解方式.因此,为探究臭氧微气泡的液相传质特性,建立了一种新型臭氧微气泡产生系统,研究不同的pH、水温、进气流量、压力... 详细信息

臭氧的快速溶解和气液相之间的高效传质是臭氧接触氧化工艺的关键过程,微气泡是提高臭氧气液传质速率的一种有效溶解方式.因此,为探究臭氧微气泡的液相传质特性,建立了一种新型臭氧微气泡产生系统,研究不同的pH、水温、进气流量、压力等条件下微气泡水溶液中臭氧的溶解特性.结果表明:该装置产生的微气泡粒径约42.66μm.臭氧的表观传质系数随溶液pH、水温的升高而减小,随进气流量和系统压力的升高而增加.进气流量0.20 L/min时,液相臭氧浓度稳定状态下可达25 mg/L.在系统压力0.25 MPa条件下,臭氧的表观传质系数为0.182 min^(-1).

关键词：臭氧微气泡溶解传质

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