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光助纳米铁还原Cr(Ⅵ)的研究

中国环境科学 2014年第10期34卷 2562-2567页

作者：任学昌徐丽凤杜翠珍王拯刘鹏宇常青兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070

采用液相还原法制备了纳米铁,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶体结构、形貌特征进行了表征.以Cr(Ⅵ)为模拟污染物,中压汞灯作为光源,考察了不同投加量、不同pH值等条件下光照对纳米铁还原Cr(Ⅵ)的影响.结果表明:制备的纳米... 详细信息

采用液相还原法制备了纳米铁,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对其晶体结构、形貌特征进行了表征.以Cr(Ⅵ)为模拟污染物,中压汞灯作为光源,考察了不同投加量、不同pH值等条件下光照对纳米铁还原Cr(Ⅵ)的影响.结果表明:制备的纳米铁具有很高的反应活性,粒径约为7.6nm,呈球形,可在空气中自燃.在25℃、Cr(Ⅵ)浓度为20mg/L、pH=7±0.5,加入0.1g的纳米铁,光照60min后Cr(Ⅵ)的还原率达到62.3%,而无光照时Cr(Ⅵ)的还原率仅为27.6%,说明光照对Cr(Ⅵ)的还原具有明显的促进作用.当纳米铁投加量较大时,纳米铁对Cr(Ⅵ)的还原速率大于光照对其产生的影响.反应液pH值对Cr(Ⅵ)还原速率的影响较光照对其产生的影响显著.在紫外光的照射下,纳米铁中电荷可能在诱导下作受迫振荡,与吸附分子发生电荷传递是光照促进纳米铁还原Cr(Ⅵ)的主要原因.

关键词：纳米铁光照 Cr(VI) 还原

TiO_2/PANI/Fe_3O_4光催化磁流体的全流态合成及其光催化和磁回收性能

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环境工程学报 2017年第4期11卷 2313-2320页

作者：谭光杰任学昌王拯刘鹏宇常青兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070

以Fe_3O_4磁流体为磁核,经微乳液聚合包覆聚苯胺后制成催化剂载体,再采用低温水热法合成TiO_2并使其负载于载体表面,不经过烘干、研磨等步骤,在全程流态的情况下制备出具有复合结构的TiO_2/PANI/Fe_3O_4光催化磁流体。用X射线衍射仪(XRD... 详细信息

以Fe_3O_4磁流体为磁核,经微乳液聚合包覆聚苯胺后制成催化剂载体,再采用低温水热法合成TiO_2并使其负载于载体表面,不经过烘干、研磨等步骤,在全程流态的情况下制备出具有复合结构的TiO_2/PANI/Fe_3O_4光催化磁流体。用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)对样品的物相组成、形貌、表面性质和磁学性质进行了表征。以苯酚为模拟污染物,评价其光催化活性;通过自制的磁回收装置,考察其磁回收特性。结果表明:在表面活性剂以及微乳液聚合法的作用下,合成反应过程中的团聚现象得到有效的抑制。在不经过烘干、研磨的条件下,制备出了颗粒均匀、催化活性和磁回收性能良好的TiO_2/PANI/Fe_3O_4光催化磁流体。不仅简化了合成的步骤,同时也避免了研磨等物理作用对催化剂结构的破坏,为光催化磁流体的合成提供了新的思路。

关键词： TiO2 光催化磁流体全程流态光催化活性磁回收

g-C3N4的硫酸铵-尿素混合法制备及其可见光催化性能

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环境化学 2020年第10期39卷 2887-2896页

作者：王震任学昌郭梅万建新兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070

以尿素(CON2H4)和不同质量的硫酸铵为前驱体,使用高温煅烧法制备得到产率和可见光催化活性都较高的石墨相氮化碳(g-C3N4).采用XRD、DRS、SEM和PL等方法对其理化性质进行表征,以罗丹明B(RhB)和苯酚为模拟污染物,考察了g-C3N4在可见光下... 详细信息

以尿素(CON2H4)和不同质量的硫酸铵为前驱体,使用高温煅烧法制备得到产率和可见光催化活性都较高的石墨相氮化碳(g-C3N4).采用XRD、DRS、SEM和PL等方法对其理化性质进行表征,以罗丹明B(RhB)和苯酚为模拟污染物,考察了g-C3N4在可见光下的催化活性,通过活性物种捕捉实验推测出了RhB的降解机理.结果表明,与只使用尿素相比,硫酸铵和尿素混合作为前驱体制备g-C3N4,不仅产率提高2.2倍,而且也保持了较高的可见光催化活性;其中当硫酸铵的添加量为3.00 g时,制备的g-C3N4对RhB的降解速率最快,在可见光下照射2 h,对RhB的降解率达到97.42%,与单独使用尿素制得的g-C3N4的可见光催化活性基本持平;硫酸铵的添加,使得g-C3N4的制备成本降低了45%;活性物种捕捉实验结果证明硫酸铵的引入改变了g-C3N4对RhB的降解路径.

关键词： g-C3N4 可见光催化硫酸铵尿素罗丹明B 苯酚

TiO2/PTh/Fe3O4催化剂制备及光催化与磁回收性能

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环境工程学报 2014年第6期8卷 2153-2158,942页

作者：任学昌任晓亮马学琴肖举强王刚常青兰州交通大学环境与市政工程学院寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心兰州730070

以聚噻吩磁性微珠PTh/Fe3O4(PF)为载体,采用低温水热法(170℃,pH=7±0.2)在其表面负载TiO2,制备了壳/壳/核结构的磁载光催化剂TiO2/PTh/Fe3O4(TPTF)。用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品... 详细信息

以聚噻吩磁性微珠PTh/Fe3O4(PF)为载体,采用低温水热法(170℃,pH=7±0.2)在其表面负载TiO2,制备了壳/壳/核结构的磁载光催化剂TiO2/PTh/Fe3O4(TPTF)。用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)对催化剂的形貌、物相组成、表面性质、磁学性质进行了表征。以苯酚为模拟污染物,评价其光催化活性;通过自制的磁回收装置,考察其磁回收特性。结果表明,TiO2晶粒大小在4~6 nm之间,具有混晶结构(锐钛矿型占93.6%,金红石型占6.4%);当nTiO2∶n噻吩单体∶nFe3O4=75∶2.5∶1时,TPTF的催化活性最佳;P25、纯TiO2、TPTF(nTiO2∶n噻吩单体:nFe3O4=75∶2.5∶1)和TiO2/Fe3O4(TF)光催化降解苯酚的速率常数分别是0.0371、0.0302、0.0253和0.0106 min-1;TPTF循环使用5次,其反应速率常数、饱和磁化强度以及磁回收率为0.0205 min-1、1.59emu/g和89.3%,比第1次的0.0253 min-1、1.85 emu/g和94.7%略有降低。

关键词：二氧化钛聚噻吩低温水热法光催化活性磁回收

ZnO/g-C_3N_4复合型光催化剂的制备及其光催化性能

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环境化学 2018年第4期37卷 792-797页

作者：万建新任学昌刘宏伟付宁陈作雁兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070

以三聚氰胺(C_3H_6N_6)为前驱体,采用热解法合成类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),再将其与乙酸锌[Zn(CH3COO)2·2H2O]以不同质量比复合煅烧法合成光催化剂Zn O/g-C_3N_4,并用SEM、XRD和DRS等对其进行了表征分析.以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,... 详细信息

以三聚氰胺(C_3H_6N_6)为前驱体,采用热解法合成类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),再将其与乙酸锌[Zn(CH3COO)2·2H2O]以不同质量比复合煅烧法合成光催化剂Zn O/g-C_3N_4,并用SEM、XRD和DRS等对其进行了表征分析.以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,考察了Zn O/g-C_3N_4光催化剂的可见光催化性能;探究了添加不同活性物种捕获剂后对可见光催化性能的影响,进而推测了MB的降解机理.结果表明,与单纯的Zn O和g-C_3N_4相比,Zn O/g-C_3N_4复合型光催化剂的光催化性能有所提高,其中Zn O的含量为0.05wt%时光催化性能最佳,降解率能达到80%;羟基自由基(·OH)、光生空穴(h+)和超氧自由基(·O-2)是使MB有效降解的活性物种.

关键词： ZnO 石墨相氮化碳(g-C3N4) ZnO/g-C3N4 光催化亚甲基蓝(MB) 三聚氰胺(C3H6N6)

P204-熔融石蜡固液萃取废水中铜、钴、镍

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环境化学 2018年第12期37卷 2688-2693页

作者：万建新任学昌蒋煜峰郭效军彭波兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 西北师范大学化学化工学院兰州730070

本文研究了二-(2-乙基己基)磷酸(P204)-熔融石蜡对废水中Cu^(2+)、Co^(2+)、Ni^(2+)的固液萃取行为.探讨了水相的酸度、萃取剂P204用量及搅拌时间等对废水中Cu^(2+)、Co^(2+)、Ni^(2+)的萃取率的影响.结果表明,当p H=2.5时,Cu^(2+)萃取... 详细信息

本文研究了二-(2-乙基己基)磷酸(P204)-熔融石蜡对废水中Cu^(2+)、Co^(2+)、Ni^(2+)的固液萃取行为.探讨了水相的酸度、萃取剂P204用量及搅拌时间等对废水中Cu^(2+)、Co^(2+)、Ni^(2+)的萃取率的影响.结果表明,当p H=2.5时,Cu^(2+)萃取率几乎达到100%,远高于Co^(2+)和Ni^(2+);当P204用量为0.05 mL时,水相中Co^(2+)不被萃取,Cu^(2+)和Ni^(2+)萃取率不到60%;当搅拌时间为3 min时,Ni^(2+)萃取达到平衡,萃取完全,Cu^(2+)和Co^(2+)萃取平衡时间需要7 min.用斜率法确定其萃取机理,测定并计算出表观萃取平衡常数Kex和相关热力学参数.

关键词：二-(2-乙基己基)磷酸熔融石蜡固液萃取铜钴镍

磁核制备条件对TiO_2/Al_2O_3-Fe_3O_4光催化磁流体性能的影响

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水处理技术 2018年第2期44卷 46-50页

作者：顾庆芳任学昌肖举强魏雪芬兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070

采用低温水热法制备了TiO_2/Al_2O_3-Fe_3O_4光催化磁流体(TAF),考察了制备载体Al_2O_3-Fe_3O_4条件对所制备的TAF理化性质和光催化性能的影响,并进行了表征分析;以初始质量浓度为25 mg/L的苯酚溶液为模拟污染物,对其进行光催化降解以... 详细信息

采用低温水热法制备了TiO_2/Al_2O_3-Fe_3O_4光催化磁流体(TAF),考察了制备载体Al_2O_3-Fe_3O_4条件对所制备的TAF理化性质和光催化性能的影响,并进行了表征分析;以初始质量浓度为25 mg/L的苯酚溶液为模拟污染物,对其进行光催化降解以考察其催化活性。结果表明,当Al_2O_3-Fe_3O_4载体的制备条件,原料Al_2O_3、Fe_3O_4的摩尔比4:1,p H为7,焙烧温度400℃,保温时间60 min,同时添加20 m L 0.1 mol/L的十二烷基苯磺酸钠时,所得TAF具有最佳的光催化效率。当光催化反应时间为120 min时,TAF以Ti O_2计的质量浓度为1 g/L时,苯酚的降解率达到81.2%;并具有良好的磁回收性能。

关键词： TiO2/Al2O3-Fe3O4光催化磁流体 TiO2 Al2O3 Fe3O4 磁核制备条件

碳酸钙对污染土壤中Pb、Zn、Cd的稳定化作用

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有色金属工程 2019年第6期9卷 114-120页

作者：张湘茗任学昌万建新王建钊郭梅王震蒙晓瑞包丽婷兰州交通大学环境与市政工程学院

为探究碳酸钙对污染土壤中Pb、Zn、Cd的稳定化作用,以甘肃省白银东大沟Pb、Zn、Cd等重金属复合污染土壤为研究对象,通过添加不同质量的碳酸钙进行稳定化实验。结果表明,在轻度污染土壤中,当CaCO3的添加量由1%增加至15%时,pH值由初始7.4... 详细信息

为探究碳酸钙对污染土壤中Pb、Zn、Cd的稳定化作用,以甘肃省白银东大沟Pb、Zn、Cd等重金属复合污染土壤为研究对象,通过添加不同质量的碳酸钙进行稳定化实验。结果表明,在轻度污染土壤中,当CaCO3的添加量由1%增加至15%时,pH值由初始7.45升高至7.91,浸出浓度降低;用水平振荡法浸出时,Pb、Zn的稳定效率可分别达48.93%、51.18%;用硫酸硝酸法浸出时,Pb、Zn的稳定效率可分别达50.48%、21.40%。在重度污染土壤中,当CaCO3的添加量由2%增加至18%时,pH值由初始6.76升高至7.16,浸出浓度降低;用水平振荡法浸出时,Pb、Zn、Cd的稳定效率可分别达48.07%、74.21%、99.19%;用硫酸硝酸法浸出时,Pb、Zn、Cd的稳定效率可分别达42.32%、65.55%、78.39%。添加碳酸钙后土壤pH值略有升高,这是由于CaCO3在土壤溶液中溶解产生OH-,土壤中的重金属形成了氢氧化物和碳酸盐沉淀,有效降低了重金属的迁移性,起到重金属稳定化作用。

关键词：碳酸钙重金属污染土壤稳定化

g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

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工业水处理 2019年第2期39卷 30-33页

作者：刘宏伟任学昌万建新付宁兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070

采用高温煅烧法制备了类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),将其与TiO_2(P25)复合得到g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂。采用XRD、FT-IR、UV-Vis/DRS、SEM等方法对制备的复合光催化剂进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,考察了g-C_3N_4/TiO_2的... 详细信息

采用高温煅烧法制备了类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),将其与TiO_2(P25)复合得到g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂。采用XRD、FT-IR、UV-Vis/DRS、SEM等方法对制备的复合光催化剂进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,考察了g-C_3N_4/TiO_2的可见光催化活性。结果表明:通过复合,g-C_3N_4/TiO_2的吸收波长向可见光区域移动;当gC_3N_4与TiO_2复合质量比为4∶1时,所得到的g-C_3N_4/TiO_2(4∶1)复合光催化剂的催化活性最佳,其对MB的可见光催化活性是g-C_3N_4的2.74倍。

关键词： g-C3N4/TiO2 复合光催化剂可见光催化亚甲基蓝