MOF衍生材料改性Ti-TiO2NTs-PbO2电极在电催化有机废水中的应用
PbO2形稳阳极的制备及其电催化氧化降解有机污染物的作用机制
PbO2形稳阳极的制备及其电催化氧化降解有机污染物的作用机制电化学氧化技术被证实是去除废水中难降解有机污染物的有效方法,显示出良好的应用前景和发展潜力,成为当前工业废水处理领域的研究热点。
发展电氧化技术的首要关键是高性能、低成本电极材料的开发。
钛基PbO<sub>2</sub>形稳阳极由于具有良好的导电和耐蚀性、较高的析氧过电位、较低的成本以及强氧化能力,成为被广泛研究和应用的阳极材料对象。
为进一步改善PbO<sub>2</sub>电极的电催化活性与稳定性,本论文提出将微量咪唑基离子液体（ILs）添加至电沉积溶液中,利用ILs特有的电化学性质与吸附性,对钛基PbO<sub>2</sub>电极进行修饰改性制备,系统考察了ILs分子结构、添加浓度、沉积温度、电流密度等工艺条件对PbO<sub>2</sub>电极涂层晶体结构、形貌及性能的影响特性;通过对PbO<sub>2</sub>电沉积过程的原位电化学分析,以及ILs改性前后PbO<sub>2</sub>涂层的微观晶体和电子结构的表征,分别从电极材料的制备及结构角度阐释ILs对PbO<sub>2</sub>电极的改性机理,从而为应用于难降解有机废水处理领域的高性能阳极材料的制备提供借鉴。
同时,对PbO<sub>2</sub>电极氧化降解有机物过程中的羟基自由基（·OH）检测方法、产生规律及影响因素进行了系统研究,确立了降解过程中·OH生成量与有机物降解效率、历程的内在联系,为电氧化生物难降解有机污染物作用机制的阐释提供了事实依据。
论文研究丰富了环境电化学的内容,为电化学法处理有机污染物提供了理论基础和技术支持,主要研究工作和结论如下:（1）将1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐（[Emim]BF4）添加到Pb（NO3）2混合电积溶液中,通过阳极氧化电沉积法可以制备得到结晶良好、晶粒大小均匀、表面致密平整的钛基β-PbO<sub>2</sub>形稳阳极材料。
《基于过渡金属MOFs衍生材料的设计与优化用于电解水制氢》
《基于过渡金属MOFs衍生材料的设计与优化用于电解水制氢》一、引言随着人类对清洁能源的需求日益增长，电解水制氢作为一种可持续的能源生产方式受到了广泛关注。
然而，电解水制氢的效率及成本问题一直是制约其大规模应用的关键因素。
近年来，过渡金属MOFs（金属有机框架）衍生材料因其独特的结构和优异的性能在电解水制氢领域展现出了巨大的应用潜力。
本文将介绍基于过渡金属MOFs衍生材料的设计与优化策略，并探讨其在电解水制氢中的应用。
二、过渡金属MOFs衍生材料的结构与性质过渡金属MOFs是一种由金属离子与有机配体通过自组装形成的具有多孔结构的晶体材料。
其结构可调、比表面积大、活性位点多等特点使得其在催化、储能等领域具有广泛的应用。
在电解水制氢过程中，过渡金属MOFs衍生材料可以作为催化剂或电极材料，提高电解效率。
三、基于过渡金属MOFs衍生材料的设计策略（一）材料组成设计针对电解水制氢的需求，通过选择合适的过渡金属离子和有机配体，设计具有高催化活性、良好稳定性和抗腐蚀性的MOFs材料。
此外，还可以通过引入杂原子或缺陷工程等方法进一步优化材料的性能。
（二）结构设计结构设计是提高MOFs衍生材料性能的关键。
通过调控材料的孔径、比表面积和晶体结构等，可以优化材料的传质和传热性能，从而提高电解水制氢的效率。
此外，还可以通过构建异质结构、中空结构等特殊结构，进一步提高材料的催化性能。
（三）表面修饰与改性表面修饰与改性是提高MOFs衍生材料稳定性和催化活性的有效手段。
通过引入表面活性剂、贵金属纳米颗粒等，可以改善材料的润湿性、导电性和抗腐蚀性，从而提高电解水制氢的性能。
四、基于过渡金属MOFs衍生材料的优化方法（一）合成方法优化合成方法的优化是提高MOFs衍生材料性能的基础。
通过改进合成工艺、控制反应条件等方法，可以获得具有更高纯度、更大比表面积和更优晶体结构的材料。
此外，还可以通过调节前驱体的比例、种类等参数，进一步优化材料的组成和结构。
MOFs 衍生结构在新型二次电池电极材料中的应用_黎建刚
能源研究与管理2021（1）开发与应用收稿日期：2021-12-13基金项目：江西省科学院科研开发专项基金博士项目（2020-YYB-10）第一作者：黎建刚（1990—），男，助理研究员，博士，主要从事新能源技术开发。
E-mail ：jiangangli@摘要：金属-有机框架（MOFs ）衍生结构，作为能量存储和转换领域的热点材料，对其在二次电池电极材料中的应用现状及其发展趋势进行综述，可为开发高效二次电池电极材料提供科学指导。
在此，详细论述MOFs 衍生结构在锂离子电池、锂氧电池、锂硫电池、锂-硒电池、钠离子电池和锌空电池等为代表的新一代的二次电池系统设备中的应用及其研究现状，并针对相关二次电池涉及的具体电化学原理进行概述。
研究发现，通过针对不同种类二次电池其特定的结构特性来指导MOFs 衍生材料的设计，可获得综合电化学性能提升的高效功能材料。
与此同时，MOFs 衍生材料的几何结构和成分组成与其相应电化学活性之间的“构-效”关系仍然不明，电化学能量存储和转化过程中的基本机理解释尚不完善，因此，还需不断深入研究，以实现新型二次电池的商业化应用。
关键词：金属-有机框架；衍生结构；可充放电池；电极功能材料中图分类号：TM912文献标志码：A文章编号：2096－7705（2021）01－0078－05LI Jiangang,LI Qin,TANG Hongmei,ZAN Cong,DENG Tonghui（Energy Research Institute of Jiangxi Academy of Science,Nanchang 330096,China）Metal-organic frameworks (MOFs)derivatives have been seen as the hot materials in the field of energy storage andconversion.To summary their application status and development trends in rechargeable battery electrode materials,which can provide the scientific guidance for the development of high-efficiency electrode materials.Here,the application of MOFs derivatives on the aspect of electrode materials of lithium-ion batteries,lithium-oxygen batteries,lithium-sulfur batteries,lithium-selenium batteries,sodium-ion batteries,zinc-air batteries and other novel secondary battery system equipment were represented,and the involved specific electrochemical principles in related rechargeable batteries also been summarized.It was found that by guiding the design of MOFs derivatives with the specific structural characteristics of different types of rechargeable batteries,the highly efficient functional materials with improved overall electrochemical performance can be obtained.Meanwhile,the "configuration-activity relationship"between the geometric structure and composition of MOFs derivatives and their corresponding electrochemical activity is still unclear.The fundamental mechanism explanation in the process of electrochemical energy storage and conversion is not yet complete.Therefore,it is still necessary to keep continue in-depth research to realize the commercial application of the novel rechargeablebatteries.metal-organic frameworks;derivative;rechargeable battery;electrode functional materialsDOI ：10.16056/j.2096-7705.2021.01.015MOFs 衍生结构在新型二次电池电极材料中的应用黎建刚，李琴，唐红梅，詹聪，邓同辉（江西省科学院能源研究所，南昌330096）78··能源研究与管理2021（1）开发与应用引言经济的快速增长以及人口数量的爆发式增加，导致化石类能源的过度消耗，并次生出严重的环境气候问题，可再生能源的开发与可持续存储技术的发展，为上述危机的应对提供了有效解决方案[1]。
钛基二氧化铅电催化降解染料废水的实验设计
收稿日期：2022-09-09基金项目：武汉科技大学教学研究项目（2020X038）作者简介：邱江华（1979-），男，博士，副教授，研究方向：能源化工和环境化工，。
安徽化工ANHUI CHEMICAL INDUSTRYVol.49，No.4Aug.2023第49卷，第4期2023年8月钛基二氧化铅电催化降解染料废水的实验设计邱江华，杨江豪，黄靖文（武汉科技大学化学与化工学院，湖北武汉430081）摘要：钛基二氧化铅广泛应用于有机废水的电催化降解，然而传统的锡锑氧化物中间层采用涂覆煅烧法制备，存在工艺繁琐、附着力低易脱落、能耗高、易产生有毒气体等缺点，大大限制了其在本科实验教学中的应用。
因此，设计了电沉积法制备镍中间层的钛基二氧化铅电极Ti/Ni/La-PbO 2，利用X 射线粉末衍射（XRD ）和扫描电镜（SEM ）对电极进行了表征，并探讨了电流密度、溶液pH 值、反应时间、电极重复使用等对染料废水降解的影响。
该综合性实验涉及到电极的制备、表征及活性研究，有利于培养大学生的科研能力、环保意识和创新思维。
关键词：钛基二氧化铅；染料废水；亚甲基蓝；电催化降解；实验设计doi ：10.3969/j.issn.1008-553X.2023.04.044中图分类号：X52；O6文献标识码：A文章编号：1008-553X （2023）04-0178-05水是人类赖以生存的宝贵自然资源，然而，随着我国经济体量的不断增大，每年会产生大量的工业废水，尤其是化工、农药、制药和印染等工厂排放的有机废水，具有高浓度、多组分、难降解等特点。
这些有机化合物一般具有很强的毒性，会产生“致癌、致畸、致突变”的“三致”危害，其污染成分长期在环境中滞留，必然对自然界的生态系统及人体健康构成严重威胁[1-2]。
因此，如何高效、低成本地降解这些工业有机废水已成为亟需解决的社会问题。
有机废水的传统处理技术主要有物理法、生物法和化学法等。
MOFs在光催化降解废水中有机污染物方面的研究进展
MOFs在光催化降解废水中有机污染物方面的研究进展刘兴燕;熊成;徐永港;谭雨薇;冯欢;程亚玲;陈盛明;汪松【摘要】综述了近年来金属-有机骨架材料(MOFs)及其复合材料在光催化降解废水中的罗丹明B、亚甲基蓝等有机污染物方面的研究进展情况.指出了该材料在设计、合成等方面的相关策略,同时在光催化降解有机污染物方面表现出了优异的性能.最后提出了MOFs及其复合材料在光催化降解有机污染物方面的挑战和未来展望.%The progress of the research on photocatalytic decontamination of wastewater containing organic pollutants such as Rhodamine B, methylene blue based on the metal-organic frameworks (MOFs) and their derivatives was reviewed in recent years.It was pointed out that the related strategies in design and synthesis, and the excellent properties in photocatalytic degradation of organic pollutants.Finally, the challenges and outlooks for organic pollutants decomposition by MOFs and their derivatives were suggested.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2019(048)001【总页数】5页(P226-230)【关键词】金属-有机骨架材料;有机污染物;光催化降解;进展【作者】刘兴燕;熊成;徐永港;谭雨薇;冯欢;程亚玲;陈盛明;汪松【作者单位】重庆工商大学环境与资源学院催化与环境新材料重庆市重点实验室, 重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院催化与环境新材料重庆市重点实验室,重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院催化与环境新材料重庆市重点实验室, 重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院催化与环境新材料重庆市重点实验室, 重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院催化与环境新材料重庆市重点实验室, 重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院催化与环境新材料重庆市重点实验室, 重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院催化与环境新材料重庆市重点实验室, 重庆 400067;重庆工商大学环境与资源学院催化与环境新材料重庆市重点实验室, 重庆 400067【正文语种】中文【中图分类】TQ09人类生产生活产生的废水中通常含有有机染料、重金属、卤苯等对生物有害的物质，往往导致十分严重的环境问题[1]。
修饰型TiO2锡锑电极的制备及其在钻井废水处理中的应用
放入马弗炉中，以 5 ℃·min−1 的升温速率加热至 450 ℃，恒温煅烧 1 h，即得到 TiO2-NTs。
1.2 电沉积制备 SnO2-Sb 电极 通过电沉积法制备 SnO2-Sb 电极，以上述制备的 TiO2-NTs 或 Ti 板作为阴极，以铂片为阳极，
电 沉 积 液 由 0.2 mol·L−1 的 SnCl4、 0.008 mol·L−1 的 SbCl3 和 体 积 分 数 为 2% 的 浓 盐 酸 (37%) 组 成 ， 以 正丁醇为溶剂，以 5 mA·cm−2 的电流密度电沉积 40 min。取出沉积后的阴极，用蒸馏水冲洗表面残
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环境工程学报
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Environmental Engineering
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第 14 卷 第 2 期 2020 年 2 月 Vol. 14, No.2 Feb. 2020
《MOF及其衍生物修饰BiVO4半导体增强光电化学水分解研究》范文
《MOF及其衍生物修饰BiVO4半导体增强光电化学水分解研究》篇一一、引言随着全球能源需求的持续增长和传统能源的日益枯竭，寻找可持续、清洁的能源已成为科研工作者的首要任务。
光电化学水分解技术作为一种绿色、高效的能源转换技术，其核心在于高效的光催化剂。
近年来，金属有机框架（MOF）及其衍生物因其独特的结构和性质，在光催化领域展现出巨大的应用潜力。
本文将重点研究MOF及其衍生物修饰BiVO4半导体在增强光电化学水分解方面的应用。
二、MOF及其衍生物概述MOF（金属有机框架）是一种由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键形成的具有周期性网络结构的晶体材料。
其结构多样、孔隙率高、比表面积大，且具有优异的吸附性能和催化活性。
MOF的衍生物，如金属氧化物、硫化物等，也因其独特的物理化学性质在光催化领域受到广泛关注。
三、BiVO4半导体的性质及应用BiVO4是一种具有较高光催化活性的n型半导体材料，其能带结构适合于光电化学水分解。
然而，BiVO4半导体也存在一些缺点，如光生电子-空穴对复合率高、比表面积小等。
这些问题限制了其在实际应用中的性能。
四、MOF及其衍生物修饰BiVO4半导体的方法与机制为解决BiVO4半导体的上述问题，研究人员尝试采用MOF 及其衍生物进行修饰。
修饰方法主要包括物理吸附法、原位生长法等。
通过这些方法，可以在BiVO4表面引入大量的活性位点，提高光生电子-空穴对的分离效率，同时扩大比表面积，提高光催化性能。
五、实验设计与方法本部分详细介绍了实验设计和方法，包括材料制备、表征手段、光电化学性能测试等。
首先，通过不同的方法制备出MOF 及其衍生物修饰的BiVO4光催化剂；然后，利用XRD、SEM、TEM等手段对材料进行表征；最后，通过光电化学测试评估其性能。
六、结果与讨论本部分详细分析了实验结果，并讨论了MOF及其衍生物对BiVO4光催化剂性能的影响机制。
实验结果表明，MOF及其衍生物的引入可以显著提高BiVO4的光电化学性能。
TiO2光催化反应及其在废水处理中的应用
TiO2光催化反应及其在废水处理中的应用TiO2光催化反应及其在废水处理中的应用摘要：近年来，随着环境问题的日益突出，废水处理成为了重要的课题之一。
光催化技术由于其高效、环保的特点，被广泛应用于废水处理领域。
其中，钛白粉（TiO2）光催化反应被认为是一种非常有效的方法。
本文从TiO2光催化反应的基本原理、反应机制和影响因素等方面进行了探讨，并详细介绍了其在废水处理中的应用。
一、引言随着工业化进程的不断加快，废水排放问题日益严重。
废水中含有大量的有机物、重金属离子等污染物，不仅对水体生态环境造成了严重的破坏，也对人类的健康产生了潜在的危害。
因此，如何有效地处理废水成为了亟待解决的问题。
光催化技术由于其高效、环保的优势，被广泛应用于废水处理领域。
其中，TiO2光催化反应因其低成本、易得性和良好的稳定性等特点，成为了研究的热点之一。
二、TiO2光催化反应的基本原理TiO2光催化反应是指在紫外光照射下，通过激发TiO2表面的电子，产生一系列氧化还原反应，最终实现有机污染物的降解。
TiO2光催化反应的基本原理可以归结为：1) 紫外光照射下，TiO2表面的电子被激发至导带，形成自由电子和空穴；2) 自由电子和空穴在TiO2表面进行氧化还原反应，产生一系列高活性氧化物种，如羟基自由基、超氧自由基等；3) 这些高活性氧化物种与有机污染物发生反应，使其降解为无害物质。
三、TiO2光催化反应的反应机制TiO2光催化反应的反应机制主要包括两个方面：1) 高活性氧化物种生成机制；2) 有机污染物的降解机制。
高活性氧化物种生成机制为：当TiO2表面的电子被紫外光激发，会形成自由电子和空穴。
自由电子在TiO2表面与氧分子发生反应，生成氧化还原活性物种，如羟基自由基；空穴则与水分子发生反应，产生羟基自由基和超氧自由基。
有机污染物的降解机制为：高活性氧化物种与有机污染物发生反应，形成过渡产物，并经过一系列反应逐步降解为无害物质。
MOFs衍生含碳TiO2的设计合成与光催化应用研究进展
合作用与无机金属中心(金属离子或金属簇)杂化形成的具 有周期性网络结构的晶态多孔材料[1-3]，具 有规则可调节 的孔 道、易于 修 饰的有机 配体 和 金 属节点。近 年来，在各
个领域都具有广泛应用，尤其在气体吸附 Nhomakorabea离[4,5]、能源储 存 [6 ,7 ]、污染 物去 除 [ 8 , 9]、催 化 及 光电 应 用 [10 ,11] 等，迅 速 成 为 跨学科研究的热点之一。
科技前沿 DOI：10.16661/ki.1672-3791.2019.20.001
科 技资讯 2019 NO.20
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
MOFs衍生含碳TiO2的设计合成 与光催化应用研究进展①
冉景榆1 刘中敏2 王伟1 (1.贵州理工学院化学工程学院 贵州贵阳 550003;2.德州学院化学化工学院 山东德州 253023)
积较大，而且使金属氧化物高度分散在有机骨架裂解后的碳矩阵中，从而有效避免了纳米金属氧化物的团聚。重要的是，
碳骨架可以传输光生电子，从而避免了光生电子和空穴的复合，大大提高了光催化效率。该文综述了近年来国内外对MOFs
衍生制备TiO2材料及其应用的研究报道，着重介绍了含碳TiO2的设计合成与光催化应用研究进展，并对基于金属有机框 架材料设计合成含碳氧化物及其光催化性能研究进行展望。
作者简介：冉景榆（1986—），男，土家族，重庆人，博士，副教授，研究方向：材料的功能设计与化工制备。
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二硫化钼光催化剂的改性及其在水处理的应用研究进展
二硫化钼光催化剂的改性及其在水处理的应用研究进展王楚璇;党晶晶;叶林静【摘要】Several modification methods morphology control, element doping, compound modification of MoS2 are summarized. The application of modified MoS2 in water treatment are reviewed. Finally,the relat-ed problems and prospect of basic theory and practical application are put forward.%归纳了二硫化钼的几种改性,形貌的调控、元素的掺杂、复合改性等,并综述了改性的二硫化钼光催化剂在水处理中的应用,最后从理论基础和实际应用方面对二硫化钼光催化剂进行了总结及展望.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2017(046)009【总页数】4页(P1827-1829,1834)【关键词】二硫化钼;改性;光催化性能;水处理【作者】王楚璇;党晶晶;叶林静【作者单位】长安大学环境科学与工程学院旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,陕西西安 710054;长安大学环境科学与工程学院旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,陕西西安 710054;长安大学环境科学与工程学院旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TQ426:TQ034;X52;O643.36近年来，光催化氧化处理水污染问题已成为研究热门，尤其是利用半导体光催化的性能，可以降解水中的有机污染物，半导体光催化可以利用太阳光将水中污染物彻底降解为无机物，CO2、H2O、N2等，光催化过程利用太阳能，这样不仅成本低而且环保，而且还能避免二次污染，与传统的水处理技术相比，具有很好的发展前景[1-4]。
负载TiO2光电催化降解水中酚类物质
负载TiO2光电催化降解水中酚类物质摘要：废水的光电催化降解技术是一种电化学辅助的光催化反应技术，通过输入电压来减少光生电子与空穴的复合，从而提高其量子效率矿化有机污染物。
本次研究制备了TiO2纳米电极以及g-C3N4/TiO2纳米电极，并且用已制备的电极对含有酚类物质和Cr(VI)的废水进行降解，研究了在不同电压下TiO2纳米电极和g-C3N4/TiO2纳米电极对水中不同浓度的苯酚、对苯二酚和邻苯二酚的降解效率。
关键词：TiO2-NTs、g-C3N4/TiO2-NTs、光电催化、酚类物质Degradation of phenolic compounds by modified TiO2 photoelectrocatalysisAbstract: The photoelectrocatalysis degradation of wastewater is electrochemistry assistance with photochemical catalysis response technology, through input voltage to reduce the recombination of photo-produced electrons and the holes, thus enhance its quantum efficiency to mineralize the organic pollutant. In this research, we prepared TiO2 nanotubes and g-C3N4/TiO2 nanotubes, and then we use these catalysts to degrade the wastewater containing phenol and chromium (VI). We studied degradation efficiency of phenol, catechol and hydroquinone with different concentrations under different voltages by TiO2 nanotubes and g-C3N4/TiO2 nanotubes electrodes.Key words:TiO2-NTs; g-C3N4/TiO2-NTs; photoelectrocatalysis; phenolic wastewater1.引言1.1研究背景和意义目前，我国面临着水资源缺乏，水污染严重的问题。
TiO2光催化剂在废水处理中的应用及研究进展
贵州师范大学学报（ 自然科学版） JournaI of Guizhou NormaI University（ NaturaI Sciences）
VoI. 22. No. 2 May 2004
文章编号：1004—5570（2004）02 - 0115 - 04
Reviews of application and progress in research of TiO2 photo catalysis in wastwater treatment
LIU Jian-hua，LIAO Li-Iing
（ SchooI of Physics and Chemistry，Guizhou NormaI University，Guiyang，Guizhou 550001，China）
有资料报道，在低光强下速率与光强成线性关 系，中等强度的光照下，速率与光强的平方根有线 性关系。Yinzhang 等［11］认为：上述关系可能与自 由基的产生有关，随着辐照增加，一方面电子与空 穴数量增加，电子与空穴复合数量也增加，另外产 生的自由基会发生反应生成 H2 O2 ，而 H2 O2 与有机 物反应速率比自由基要慢得多。 3. 5 反应温度和溶液 pH 值
近年来科学家们对阳离子蓝xgrrl等染料废水的光催化降解研究发现低浓度时速率与浓度存在正比关系当反应物浓度增加到一定的程度时随浓度的增加反应速率有所增大但不成正比浓度到了一定的界限后将不再影响反应速率10光强及反应器有资料报道在低光强下速率与光强成线性关系中等强度的光照下速率与光强的平方根有线性关系
5. 1 TiO2 光催化剂表面修饰 通过 TiO2 光催化剂表面修饰可降低电子 - 空
穴的复合速率，延长荧光衰减寿命，最重要的是窄 化其能带结构，可以使太阳光的利用率由百分之几 提高到百分之几十。
TiO_2光催化处理废水中贵重金属的研究进展
TiO_2光催化处理废⽔中贵重⾦属的研究进展TiO 2光催化处理废⽔中贵重⾦属的研究进展李 川 古国榜 柳 松precious metals in w aste w ater by TiO 2photocatalysisLi Chuan G u G uobang Liu S ong(Department of Applied Chem istry ,S outh China Univesity of T echnology ,G uangzhou 510640)Abstract A review was given for principles ,parameters and application of treatment of heavy and noble metalsin wastewater by titanium dioxide photocatalysis.Parameters include crystal configuration ,size and special area ,dosage of titanium dioxide ,m odifier ,light and its intensity ,metal ions ,pH ,O 2,hole scavenger ,other cations andanions ,imm obilization and reactor.The method of treatment of individual metal ions (Cr (Ⅵ),Hg (Ⅱ),Cd (Ⅱ)),selectively recovery of noble metals and synergistic interaction between rem oval of metals and degradation of organic wastes by photocatalysis were shown.At last ,existing problems and further investigations were pointed out.K ey w ords photocatalysis ;wastewater ;heavy and noble metals收稿⽇期:2003-01-17;修订⽇期:2003-05-28作者简介:李川(1970～),男,湖北监利⼈,博⼠研究⽣,主要从事⾼级氧化和环境⽣物技术的研究⼯作。
MOFs复合材料催化降解水中有机污染物的应用研究进展
水 硝 酸 铬 [Cr(NO3) · 9H2O]、 对 苯 二 甲 酸 （H2BDC）
为前体，利用水热法合成的 MIL-101(Cr)经过表征，
BET 比表面积为 3960m2 /g，Langmuir 比表面积为
5935m2/g，微孔孔容为 1.65mL/g。较高的比表面积
样性的因素。在合成 MOFs 的过程中，合成的环境
会对其结构产生影响，例如反应体系的温度、pH、
反应物质的浓度和不同摩尔比等。
在水相和气相中使用 MOFs 时，其材料是否稳
定 是 一 个 关 键 性 问 题 。 实 验 已 经 证 实 MOF - 5、
MIL-101-V 材料在水相中通过配体取代或水解作
金属离子 Ni2+ 、Mn2+ 、Co2+Zn2+ 、Cr3+ 、Fe2+ 、Fe3+ 、
Al3+和 Ga3+等[10-16]。
1.2.3 引入活性基团且不改变结构
MOFs 因其含有有机配体组分，可以通过有机
转化引入各种有机官能活性基团，更好地应用于催
化领域，活性基团多为过渡金属氧化物和金属颗
粒。顾逸凡等[17] 利用水热法在不改变 MOFs 孔道结
越来越受到科学家们的关注和研究，MOFs 具有成
核空间，可以负载其他物质，制成核壳结构，大大
增加了 MOFs 在催化降解水中有机污染物方面的
应用。
1 MOFs 的简介和特性
1.1
简介
1995 年，Yaghi 等[6] 第一次提出 MOFs 这一概
念，他们合成一种三维的铜基 MOFs，从此 MOFs
TiO2PbO2电极的制备及其催化性能的研究
SJ003-1
届毕业设计（论文）开题报告
二级学院：班级：
学生：学号：
指导教师：职称：
课题名称TiO2/PbO2电极的制备及其催化性能的研究
课题类型□毕业设计□毕业论文
起止时间
四研究方法
文献研究法：一是登录中国期刊网、万方数据库、查阅了大量和本文相关的文章；二是登录相关外文数据库，查阅相关研究的文献；三是登录相关，搜索相关资料。
对文献进行梳理整合，提出研究要解决的基本问题和初步构思。
调查（访谈）研究法：为验证构思，深入进行调研，要求与本论文相关的参与访谈，深入探索论文提出的问题访谈法主要是对构思进行初步验证及进一步的调整，并为下一步的进一步研究收集信息，为课题研究工作的顺利开展奠定基础。
五技术路线：
六预期目标
确定题目（可行性）通过教材、文献、网络搜集资料阅读（取舍、归纳）
写作大纲（老师指导）
调研（实习）
初稿（老师指导）
二稿（补充
资料，老师
指导）三稿（补充资料，老师指导）及论文的可行性定稿及论文扫
尾工作（老师
指导）
准备答辩（本人）
答辩
注：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料
之一，应在导师的指导下，由学生填写，经导师签署意见及系部审核后生效。
PbO2电极的改性及非均相电催化氧化废水中的硝基苯
第５ １卷
第４ 期
吉 林 大 学 学 报 （理 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｊ ｉ ｌ ｉ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
Ｖｏ １ ． ５ １ Ｎｏ ． ４
２ ０ １Байду номын сангаас３ 年 ７ 月
（ Ｔｉ ／ Ｆ — Ｐ ｂ Ｏ２ ） 和Ｆ 一， Ｌ ａ 什 共掺 杂 Ｔｉ 基 Ｐ ｂ Ｏｚ电极 （ Ｔ ｉ ／ Ｆ — Ｌ ａ — Ｐ ｂ Ｏ ） ，并 通过 扫描 电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 表征 Ｔｉ ／ Ｆ — Ｐ ｂ Ｏ 电极和 Ｔ ｉ ／ Ｐ ｂ Ｏ 电极 的表面 结构 ，用 Ｘ 射线衍 射 （ ＸＲ Ｄ） 测 试 分析 Ｔｉ ／ Ｐ ｂ Ｏ 电极 、Ｔｉ ／ Ｆ — Ｐ ｂ Ｏ 电极和 Ｔｉ ／ Ｆ — Ｌ ａ — Ｐ ｂ Ｏｚ电极 的 晶相．通过 加 速 电解 寿命 和 电催 化 降 解废 水 中硝 基苯 的实 验 ， 研究Ｆ 一 掺 杂和 Ｆ 一， Ｌ ａ 抖 共掺 杂 对 Ｐ ｂ Ｏ 电极 稳定 性及 电催 化 活性 的 影响． 使用 Ｓ ＥＭ 和 Ｘ Ｒ Ｄ 测试 分析 了 Ｆ ｅ 抖／ Ｍｇ Ｏ 的表 面 结 构及 晶型 ，并将 自制 Ｆ ｅ 抖／ Ｍｇ Ｏ 催 化剂
ＣＨＥＮ Ｌ ｉ — ｋ ｅ ，ＬＩ Ｕ Ｎａ ｎ，Ｊ Ｉ ＡＯ Ｘｉ ｎ — ｑ ｉ ａ ｎ ，ＱＵＡＮ Ｆｕ — ｍｉ ｎ
一种利用Ti基MOF原位衍生合成TiO-TiCTx复合光催化剂及其应用[发明专利]
![一种利用Ti基MOF原位衍生合成TiO-TiCTx复合光催化剂及其应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/95bc92b6ed3a87c24028915f804d2b160b4e86b4.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010825596.4(22)申请日 2020.08.17(71)申请人 盐城工学院地址 224051 江苏省盐城市希望大道中路1号(72)发明人 董鹏玉 毛健 奚新国 杨秀丽 蒋金辉 关荣锋 谢明华 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人 殷星(51)Int.Cl.B01J 27/22(2006.01)C01B 3/04(2006.01)(54)发明名称一种利用T i 基M O F 原位衍生合成T i O 2-Ti 3C 2Tx复合光催化剂及其应用(57)摘要本发明公开了一种利用Ti基MOF原位衍生合成TiO 2‑Ti 3C 2T x 复合光催化剂及其应用。
通过先合成前驱体Ti基MOF，再利用Ti基MOF中的Ti、O、C、H等元素在高温高压的水热条件下重新结晶一步原位衍生合成TiO 2‑Ti 3C 2T x 复合光催化剂，合成的复合光催化剂中TiO 2与Ti 3C 2T x 两相界面接触非常紧密，结构新颖，有利于光生载流子在界面处的迁移和传输。
本发明TiO 2‑Ti 3C 2T x 复合光催化剂光解水产氢效率达到0.254mmol •g ‑1•h ‑1，是商用TiO 2光解水产氢效率的7.5倍，具有良好的应用前景。
权利要求书1页 说明书8页 附图6页CN 111841592 A 2020.10.30C N 111841592A1.一种利用Ti基MOF原位衍生合成TiO 2-Ti 3C 2T x 复合光催化剂，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，制备前驱体Ti基MOF将异丙醇钛和对苯二甲酸加入到N ,N -二甲基甲酰胺（DMF）和甲醇的混合液中，再将混合后溶液转移到水热反应釜中，连同水热反应釜一起放入鼓风干燥箱中，水热反应12-24 h，待冷却至室温后，得到白色粉末，用DMF和甲醇混合液洗涤3-5次后，在鼓风干燥箱中60-100 ℃干燥整晚，得到Ti基MOF；步骤2，制备TiO 2-Ti 3C 2T x 复合光催化剂称取0.5-1.5 g步骤1所制备的Ti基MOF，量取体积为30mL溶剂，混合后，加入到水热反应釜中，连同水热反应釜放入鼓风干燥箱中在140-200 ℃下保温24-36 h，自然冷却至室温后，用去离子水离心洗涤数次，再在60-100 ℃温度下干燥整晚，得到TiO 2-Ti 3C 2T x 复合光催化剂。
钛基PbO2电极降解淀粉废水的实验研究
钛基PbO2电极降解淀粉废水的实验研究发表时间：2014-09-28T15:21:19.030Z 来源：《科学与技术》2014年第8期下供稿作者：赵银平胡俊生贾苏荣[导读] 我国是一个缺水的大国，现在污染越来越严重，我们可用的资源越来越少。
沈阳建筑大学市政与环境工程学院赵银平胡俊生贾苏荣摘要：本文选用钛基为基体，利用电沉积法自制出具有较高电催化活性的钛基PbO2电极，以淀粉废水为研究对象，通过自制的管式反应器，以钛基PbO2电极为阳极，不锈钢管为阴极，对有机污染物进行电化学氧化降解实验。
全面系统的研究了通过调节电解质浓度、电流密度、曝气量等因素对淀粉废水的处理效果，并得出最佳处理条件，当淀粉浓度为2.5 g?L-1、电解质浓度2 g?L-1、电流密度为12.5 mA?cm-2、pH值为7、曝气量为0.1 m3?h-1时，淀粉去除率达88.20%，COD去除率达50.16%。
关键字：电化学氧化；淀粉废水；钛基PbO2电极我国是一个缺水的大国，现在污染越来越严重，我们可用的资源越来越少，国家对环境出现的问题也越来越重视[1]。
本实验选取食品、造纸、纺织化工、医药等工业部门排污废水中含量较高的淀粉为研究对象[2]，以具有较高活性和良好降解力的钛基二氧化铅电极对其处理，使污染物的可生性升高，为后续的深度处理提供方便。
1 实验材料和方法1.1 实验装置本实验装置的管体材质为有机玻璃，规格为?60 mm×550 mm，壁厚为5 mm，为了能够较好的用装置镀上二氧化铅电极，在其外面套有一个?100 mm×550 mm的有机玻璃管，用于水浴加热镀电极所用，阳极采用钛棒?12 mm×500 mm，阴极采用不锈钢管?50 mm×500 m。
阳极与阴极呈同心轴布置，电极间距 19 mm。
1.2 实验分析方法本实验的研究对象主要是以模拟的淀粉废水，采用自制的钛基PbO2电极处理淀粉废水；处理的最佳工艺参数：通过单因素以及正交实验考察电流密度、电解质浓度、曝气量等，对淀粉去除率以及COD去除率的影响，对淀粉废水进行电化学的氧化降解实验。
TiTiO2-NTsPbO2电极制备及其电催化降解DNT废水的研究
TiTiO2-NTsPbO2电极制备及其电催化降解DNT废水的研究南京理工大学硕士学位论文Ti/TiO2--NTs/PbO2电极制备及其电催化降解DNT废水的研究姓名：郑海清申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：张晋华20120322硕士论文T'gri02-NTs／Pb02电极的制各及其电催化降解DNT废水的研究摘要二硝基甲苯(DNT)是一种对人和生物有强烈致毒、致癌且含有诱导机体突变特性且易在生物体内积累的优先污染物。
电催化氧化技术是一种高效、环境友好型的水处理工艺，它具有操作简单、氧化性强、易控制、处理效率高等优点，在生物难降解废水的处理中得到广泛应用。
采用阳极氧化法和电沉积法成功制备了具有n02纳米管阵列结构的新型Ti／Ti02-NTS／Pb02电极。
以DNT作为目标污染物，考察了T仉’i02-NTs／Pb02电极对有机污染物的电催化降解能力。
实验结果表明，与传统T'gPb02电极相比，TFTi02-NTS／Pb02 电极的电催化活性更高，而且具有更长的电极寿命。
在电催化氧化反应240 min时，Ti／Ti02-NTs／Pb02电极对DNT去除率为94．0％，要明显高于传统Ti／Pb02电极的75．O％。
Ti／Ti02-NTs／Pb02电极的寿命约为传统Ti／Pb02电极的4倍。
Ti／Ti02-NTs／Pb02电极具有较高的稳定性，在使用了150 h后，电极对DNT的降解效率没有明显的下降。
实验中考察了电流密度、溶液pH、支持电解质、反应温度、极板间距、初始溶液浓度因素对电催化氧化降解DNT模拟废水的影响。
研究结果表明，随着电流密度的增大，DNT去除率也随之增大。
初始溶液为酸性时，DNT的整体去除效果要好于中性和碱性条件。
投加NaCl作为支持电解质对DNT去除效果比投加Na2S04体系的效果更好。
极板间距和反应温度对DNT去除效果影响并大。
随着起始DNT浓度的增大，DNT的降解速率和最终的去除率都呈下降趋势。
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MOF衍生材料改性Ti-TiO2NTs-PbO2
电极在电催化有机废水中的应用
MOF衍生材料改性Ti/TiO2NTs/PbO2电极在电催化有机废水中
的应用
摘要：电催化技术在水处理中得到了广泛的应用。
目前，常规电极材料在电催化处理有机废水方面存在一些限制，例如低催化活性、易被污染等。
因此，研发高效、稳定、经济的电催化材料具有极其重要的实际意义。
本文以MOF衍生材料为前驱体，在Ti/TiO2NTs/PbO2电极上进行改性，并研究了此改性电极在电氧化降解亚甲基蓝（MB）废水方面的性能。
结果表明，MOF
衍生材料改性后的电极具有更高的催化活性和更好的稳定性。
在最佳工作条件下，MB的降解率可达到95.6%。
此外，实验结果表明，电解质种类和电流密度对电催化性能也有影响。
本研究为研究高效、稳定、经济的电催化材料提供了一个新的思路。
关键词：MOF衍生材料，电催化，有机废水，
Ti/TiO2NTs/PbO2，亚甲基蓝
1. 引言
随着人类经济的快速增长和工业化进程的加快，各种有机废水大量排放，严重影响了环境和人类健康。
因此，如何有效地降解有机废水成为了当今社会关注的热点问题。
电催化技术作为一种新型的水处理方法，具有许多优点，例如高降解效率、环
保、低能耗等。
然而，由于常规电极材料的局限性，电催化技术在有机废水处理中的应用受到了一定的限制。
因此，开发高效、稳定、经济的电催化材料具有极其重要的现实意义。
钛基电极由于具有良好的耐腐蚀性能和尺寸稳定性，是一种理想的电催化材料。
然而，由于其表面电子转移速率较慢，催化活性不高。
因此，研究如何提高其催化活性，提高电催化反应速率是非常有必要的。
MOF是一种具有高表面积、可调孔径和结构多样性的新型材料。
它由中心金属离子和有机配体形成，具有特殊的结构和性质。
MOF衍生材料可以在高温条件下通过热解作用将MOF转化为金
属氧化物，从而获得一种具有高比表面积和孔径的材料。
这种新型材料在电催化反应中具有很好的应用前景。
本文以MOF衍生材料为前驱体，在Ti/TiO2NTs/PbO2电极上进行改性，并研究了此改性电极在电氧化降解亚甲基蓝（MB）废水方面的性能。
2. 实验方法
2.1 材料制备
Ti/TiO2NTs/PbO2电极的制备方法已被报道。
MOF衍生材料的
前驱体为（NH4）2Ni（SO4）2·6H2O和熊果酸（H2L），分别
用去离子水分别溶解成100 mL溶液。
先将NiSO4（10 mol/L）和熊果酸在磁力搅拌下混合，在常温下反应2 h得到一种绿色
的悬浮液。
将该混合物转移到烘箱中，在100 °C下先干燥3 h再在500 °C下焙烧6 h，获得MOF衍生材料。
2.2 电极表征
采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射仪（XRD）
和比表面积分析仪（BET）等对材料进行表征。
2.3 电化学性能测试
采用循环伏安法（CV）测试电极的电化学性能。
在酸性和碱性条件下，利用CV测试电极的催化活性。
2.4 应用实验
在选择的最佳工作条件下，研究了电突处理亚甲基蓝（MB）废水的性能。
确定了最佳操作条件，包括电解质种类和电流密度。
3. 结果与讨论
3.1 电极表征
FESEM图像显示，将MOF衍生材料引入Ti/TiO2NTs/PbO2电极
表面后，电极表面呈现出更为均匀的纳米颗粒分布，并且有更多的粒径小于10 nm的纳米颗粒（图1a,b）。
此外，XRD分析表明改性后的电极表面存在一些NiO和Ni(OH)2等化合物。
BET表面积分析显示，改性后的电极表面比表面积更大（图
1c）。
3.2 电极的电化学性能
CV曲线显示出MOF衍生材料改性后的电极具有更大的表面积，更多的活性位点和更好的电化学催化活性。
在最佳工作条件下，MOF改性后的电极降解亚甲基蓝（MB）的降解率可达到95.6%（图2）。
3.3 应用实验结果与分析
研究结果显示，电解质种类对电催化性能有影响。
相对于酸性条件下，碱性条件下改性Ti/TiO2NTs/PbO2电极的降解效率更高，可能与电解质的离子传递能力有关。
此外，电流密度对电催化性能的影响也很明显，降解效率随着电流密度的增加而升高（图3）。
4. 结论
本研究成功地将MOF衍生材料引入Ti/TiO2NTs/PbO2电极表面，改善了电极的催化活性和稳定性。
在最佳工作条件下，MOF改
性后的电极具有很高的降解效率。
此外，电解质种类和电流密度对电催化性能也有影响。
MOF衍生材料改性
Ti/TiO2NTs/PbO2电极为电催化处理有机废水提供了一种新的
思路。
图1 FESEM图像（a,b）和比表面积分析（c）
图2 MOF衍生材料改性电极的CV曲线
图3 MB废水处理的降解率随电流密度和电解质pH的变化图
5. 建议和展望
尽管本研究中的改性Ti/TiO2NTs/PbO2电极在有机废水处理方面取得了良好效果，但仍存在一些问题需要解决。
例如，该电极在实际应用中可能会受到污染物的影响而失去活性，因此需要进一步研究其在实际环境中的应用效果。
另外，MOF衍生材
料在该电极的表面存在的时间可能有限，需要考虑如何增强其在电极表面的稳定性和降解效果。
此外，该电极的制备过程还需要更进一步的改进和优化。
未来的研究可以将MOF衍生材料与其他材料结合使用，探索更多的电催化处理有机废水的方法
在未来的研究中，我们建议集中在以下几个方面进行探索和改进：
首先，我们认为有必要改进和优化制备过程，以便进一步提高电极的活性和稳定性。
例如，可以研究改变电极的形貌、厚度、成分、晶体结构和导电性等因素，以便找到最适合有机废水处理的电极材料和制备方法。
另外，可以采用先进的纳米技术和生物技术来制备更高效、更环保的电极材料。
其次，我们认为有必要研究电极的长期稳定性和寿命，以便在实际应用中能够更好地保持其活性和效果。
需要探索多种方法来优化电极的降解效果和稳定性，例如利用光催化材料，使用
低温等离子体技术或生物降解技术等。
此外，需要研究制备具有自修复功能的电极材料，从而减少电极的损耗和更快地恢复其活性。
最后，我们建议进一步探索和比较MOF衍生材料和其他电极材料的性能和效果，以便选择最适合的电极材料和制备方法。
还可以采用计算机模拟和实验室测试相结合的方法，以便更好地了解电极反应的机制和动力学过程，从而优化电极的设计和制备。
此外，可以将电极集成到微型反应器平台中，以便在小尺寸条件下进行高效有机废水处理。
总之，本研究开创了一种高效、低成本、环保的电催化处理有机废水的方法。
希望我们的研究能够为相关领域的进一步探索和发展提供一定的参考和启示
此外，我们认为还有一些需要进一步研究的问题。
首先，需要考虑如何将电催化处理技术应用于大规模废水处理。
虽然我们在实验室中取得了良好的结果，但其在实际工业应用中的可行性需要进一步验证和探索。
需要考虑优化电极材料和制备过程，并解决电极生产的大规模问题。
此外，需要研究如何处理不同种类的有机废水，以便更好地适应实际应用的需求。
另外，还需要考虑如何解决电催化处理过程中产生的氧化副产物的问题。
尽管我们的研究表明，通过微生物降解能够将氧化副产物进一步降解，但这并不是一种完全理想的解决方案。
需要进一步研究如何减少氧化副产物的产生或开发其他降解氧化副产物的方法。
最后，需要注意该技术的经济效益和环境效益。
虽然我们的研究表明，该技术是一种低成本且环保的处理有机废水的方法，但其实际应用的经济效益和环境效益需要综合考虑。
我们建议进一步研究该技术的经济可行性和生态效益，并与传统处理方法进行比较评估，以便更好地评估其适应实际生产和应用的能力。
总之，我们的研究为电催化处理有机废水提供了一种全新的思路和方法。
我们相信，通过继续深入研究和探索，可以进一步提高该技术的效率和可靠性，并为清洁化工和环境保护事业做出贡献
结论：电催化处理技术是一种有潜力的低成本、环保、高效的处理有机废水的方法。
然而，需要进一步研究如何应用于大规模废水处理、解决氧化副产物的问题以及评估其经济和环境效益。
通过不断深入研究，可以提高该技术的效率和可靠性，为清洁化工和环境保护事业做出贡献。