NiFe-LDH/Ti3C2用于非均相光芬顿降解水体中四环素的机理研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaoyunlonggao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,抗生素水污染问题日益严重,光芬顿技术因其绿色高效,适用范围广而被广泛应用于降解含有四环素的废水。层状双金属氢氧化物(LDHs)又被称为水滑石,是一种被广泛应用的光芬顿催化材料,LDH具有许多优点,如:比表面积大,光吸收能力强,表面活性位点多,但是LDH光生电子和空穴负荷率高,载流子迁移率低等问题限制了其光芬顿催化性能。通过与具有优异导电性能的材料结合,将有望极大提高LDH的催化性能,拓宽LDH在光芬顿领域的应用。本研究将具有优异导电性的碳化钛(Ti3C2)引入到NiFe-LDH,成功制备了不同Ti3C2添加量的NiFe-LDH/Ti3C2复合材料并用于光芬顿催化降解四环素(TC)。SEM和TEM表征结果分析表明采用水热法制备的NiFe-LDH/Ti3C2生长更加良好,Ti3C2成功负载在了NiFe-LDH表面。EDX结果表明复合材料中元素分布均匀。通过XPS表征证明了复合材料是通过O-C=O、Ti-O键相互作用连接,同时用FTIR分析了复合材料表面的官能团结构。由BET和BJH分析得,NiFe-LDH/Ti3C2复合材料比表面积(93.2556 m~2/g)相较于NiFe-LDH单体(67.2542 m~2/g)有一定程度的增加。UV-vis DRS分析表明Ti3C2能够大大增加复合材料的吸光度,PL表征表明相对于NiFe-LDH单体,NiFe-LDH/Ti3C2复合材料因为加入了适量的Ti3C2而展现出优异的电子空穴分离效率。本研究中,NiFe-LDH/Ti3C2-40复合材料对TC具有良好的降解效果,在TC浓度为20 mg/L,H2O2浓度为20 m M,催化剂负载量0.2 g/L,温度为25℃的实验条件下,NiFe-LDH在90 min仅能降解54%的TC,而NiFe-LDH/Ti3C2-40复合材料在90 min能降解94.7%的TC。自由基捕获实验证明·OH和·O2-是高效降解TC最主要的活性物质,光照和NiFe-LDH光激发电子能够大大加快Fe3+/Fe2+氧化还原循环。循环实验证明复合材料具有良好的可重复利用性,无机离子干扰试验表明各种无机离子(Cl-、SO42-、NO3-、HCO3-、PO42-、Ca2+、Mg2+)对催化体系降解TC具有一定程度的影响,同时也考察了NiFe-LDH/Ti3C2复合材料应用于实际水体时的催化性能。
其他文献
果蔬对人体健康十分重要,饮料广受欢迎,将果蔬复合制成饮料能满足人体健康的需求,是饮料发展的新方向。为研究一种新型果蔬汁饮料加工技术,本研究以胡萝卜(Daucus carota)、番茄(Lycopersicon esculentum Mill)、黄瓜(Cucumis sativus Linn)和西芹(Apium graveolens Linn)为原料,对饮料生产中的原料酶解、最优配方、最佳稳定剂配比
海鲈鱼(Lateolabrax japonicas)肉质鲜嫩,营养丰富。微生物、内源蛋白酶及蛋白氧化作用均是引起海鲈鱼片品质变化的重要原因。海鲈鱼活产活销的传统销售模式较为单一,为提高海鲈鱼产品多样性和贮藏品质,本文以新鲜海鲈鱼片为原料,制备调理海鲈鱼片。并研究食盐和具有抑菌作用的调味料对4℃冷藏、真空包装条件下海鲈鱼片鲜度指标、质构特性和肌肉组织结构的影响;以丁香酚、丁香酚/麝香草酚和丁香酚/溶
桥梁结构裂缝是桥梁日常养护中的主要预防病害之一,裂缝的检测可为桥梁状态识别、病害治理、安全评估提供重要状态信息和决策依据。为解决传统的人工裂缝检测方法存在的危险性高、影响交通、效率低下等问题,本研究提出基于无人机及深度学习的桥梁结构裂缝智能识别方法,利用无人机系统、深度学习、数字图像处理的机器视觉技术与人工智能技术,实现了智能化桥梁病害检测。本文所提出的桥梁外观检测方法具有非接触、低风险、自动化等
格构式输电塔由于高柔的结构特点往往决定了风荷载是其设计中主要控制性荷载。目前,输电塔是向高度更高、跨度更长的趋势发展,使其对风荷载更加敏感,所以能够准确获得输电塔风荷载是其结构设计的重要保障。本文通过对已有不同输电塔塔型筛选出有代表性的钢管和角钢杆件、钢管-角钢组合输电塔和钢管输电塔节段进行刚性模型风洞试验和数值分析,建立了较为完备风荷载数据库,并根据本文单根杆件数据库和钢管-角钢组合塔身和横担的
光的自旋分裂是指线偏振光在非均匀介质中传播时,其中的左、右旋光分量发生横向分裂的现象。由于光子的自旋-轨道相互作用,当光发生反射或透射时,光的传播方向发生变化,导致自旋角动量发生改变,左、右旋光子将出现相反的空间横向移动,以产生轨道角动量来保证总角动量守恒。现阶段对光的自旋分裂研究集中在光束分裂的偏移特性上,并主要应用于材料物理参数的表征。本文将研究光自旋分裂的旋转特性。第一,研究了光自旋分裂的旋
镁合金具有成本低且具有良好的可回收性、机械性能、成形性、生物相容性以及生物降解性等诸多特点,可满足多个领域的使用要求。但是由于镁合金的化学活性高导致其耐腐蚀性能差,这一缺点大幅限制了镁合金的应用。等离子体电解氧化技术(简称PEO)是一种表面工程工艺,适用于轻金属(Al,Mg,Ti)及其合金形成保护性陶瓷层。PEO作为保护镁合金腐蚀和磨损最有效的方法之一受到研究者们广泛的探索。目前,许多研究者关注到
低维铁电材料因其在铁电集成器件应用中的巨大潜力而受到极大关注。传统的三维铁电材料具有临界尺寸效应,在厚度下降到临界值时表面电荷积累形成的退极化场会抑制体系的铁电性。幸运的是,二维(2D)铁电体的出现使其出现了转机。二维材料原子级的厚度比传统钙钛矿铁电薄膜材料的临界厚度小得多,若能够在二维材料中实现铁电性,就能克服传统铁电材料临界厚度的限制。近年来,许多理论工作成功地预测了具有本征铁电性的二维材料。
随着物联网(Io T)技术的迅猛发展,各种物联网设备层出不穷。物联网技术已经在工业4.0、智能城市、智能家居、互联汽车和电子健康等领域产生了许多里程碑式的应用。从应用场景出发,如何在保证性能的前提下获得功耗更低、面积更小的物联网设备是各大物联网厂商首要考虑的问题。支持Hyper Bus协议的Hyper RAM是这一需求的最新解决方案。Hyper RAM兼顾接口引脚数少、功耗低以及高性能等优势,日趋
超高性能混凝土(UHPC)修复损伤RC桥梁的潜在优势主要来源于材料的超高拉伸韧性和优异的耐久性能,即在增强结构的抗弯(裂)能力的同时还可提升其抗渗透性和耐久性,实现结构增强和耐久防护的双重功效。但是,后浇常规配筋UHPC薄层属于被动加固法,无法改善结构的应力状态,损伤裂缝在外荷载作用下易重新开展,对于开裂严重或需要提高荷载等级的RC桥梁而言,其加固效率还有待提高。为此,本文将预应力加固和UHPC加
近年来,随着海底资源勘探、海洋环境监测和远程水下目标探测与通信等技术的快速发展,大功率超低频声源成为海洋工程与研究的关键装备。相比于压电式和磁致伸缩式电声换能器,电磁式电声换能器的输出力大、输出位移可达到毫米级,在低成本和小体积的条件下可实现大功率声辐射输出,尤其在超低频段(10-400 Hz)具有显著的优势。1994年起,美国,俄罗斯和日本等国家就采用电磁式换能器进行海洋气候观测实验,开展了海洋