纳米二氧化钛可见光催化的研究进展

TiO2纳米材料是目前研究最为广泛的光催化纳米材料之一。但TiO2通常只在紫外光下具有光催化活性,严重影响了它的实际应用范围。光敏化作用以及配合物-金属电子转移等途径可将TiO2的光响应范围拓展到可见光区域,成为TiO2光催化领域的研究热点。综述了近年来光敏化作用和配合物-金属电子转移等方法在TiO2可见光催化领域的研究进展,旨在为今后进一步扩大TiO2的实际应用提出新的研究方向。     

纳米TiO2-石墨烯光催化剂的水热合成及其光催化性能

以钛酸四正丁酯和石墨为原料，通过水热法制备了锐钛矿型为主的纳米TiO2复合光催化剂（纳米TiO2-石墨烯），并采用XRD，FTIR，FESEM，TEM技术对其进行了表征。通过紫外光照射降解溶液中的罗丹明B（RhB）研究了TiO2-石墨烯的光催化活性，分析了初始罗丹明B质量浓度、催化剂加入量、溶液pH和催化剂使用次数等影响降解效果的因素。实验结果表明：在初始RhB质量浓度为20 mg/L、溶液pH为7.10、催化剂加入量为1.000 g/L的条件下，紫外光照射30 min时，纳米TiO2-石墨烯对RhB的降解率高达98.69%，明显高于纳米TiO2的44.69%;纳米TiO2-石墨烯稳定性较强，可多次重复使用。     

纳米TiO2光电催化氧化法测定COD的影响因素

以纳米TiO2为光阳极，利用薄层微型反应器纳米TiO2光电催化氧化的方法测定COD，具有快速、准确、无二次污染的特点。研究了电解质类型、光源种类等对薄层微型反应器中光电催化测定COD的影响。研究结果表明：与NaNO，和KCl比较，NaH2PO4作电解质时的紫外光吸收低、电极表面氧化性能稳定，性能良好；与镓灯、碘镓灯比较，中压汞灯的紫外光谱丰富、辐射照度大，有利于TiO2光电催化反应的进行；通过热重分析，确定电极薄膜的烧结温度为520℃。     

纳米二氧化钛光催化降解水中有机污染物的研究进展

TiO2在光催化降解水中有机污染物方面具有明显的优势。综述了pH、TiO2表面改性、载体、外加氧化剂及其他因素对TiO2光催化降解水中有机污染物催化活性的影响，讨论了光电催化 、太阳能利用等对光催化领域的推动作用，展望了这方面工作的发展方向。     

催化臭氧氧化法处理甲醛废水

用异丙醇钛盐表面改性法制备TiO2／SiO2催化剂，对甲醛废水进行催化臭氧氧化处理。通过比表面积的BET测定法、X射线衍射和拉曼光谱等分析方法对TiO2／SiO2催化剂进行了表征，考察了TiO2／SiO2催化剂加入量、臭氧流量及溶液pH等因素对甲醛催化臭氧氧化效果的影响。实验结果表明，在SiO2表面，TiO2微晶粒子以锐钛矿型高度分散；在甲醛质量浓度700mg／L、COD1000mg／L、TiO2／SiO2催化剂加入量2．0g、臭氧流量2．5mg／min、溶液pH8．5的条件下，催化臭氧氧化反应30min后，甲醛质量浓度由700mg／L降至39mg／L，COD去除率认到87．5％．     

微波无极紫外光催化-内电解协同降解活性艳红X-3B

采用微波无极紫外光源,以活性炭作为光催化剂TiO2的载体,与外加铁屑构成内电解反应,处理活性艳红X-3B模拟废水.实验结果表明,微波无极紫外光催化-内电解法对活性艳红X-3B的降解速率是微波无极紫外光催化和微波-内电解法单独作用时降解速率之和的2倍.在活性艳红X-3B模拟废水初始pH为7、空气曝气量为0.50 L/min、铁屑加入量为5 g/L、反应温度为40～45℃的最佳条件下,微波无极紫外光催化-内电解法的活性艳红X-3B模拟废水色度去除率达100%,TOC和可吸附有机卤化物的去除率分别为69.5%和81.8%.     

超声及N掺杂对TiO2光催化降解甲基橙活性的影响

在超声条件下采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂纳米TiO2光催化剂,以甲基橙的光催化降解评价其光催化活性.运用XRD、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱等技术对试样的粒径、晶体结构及光学性能进行了表征.实验结果表明:超声能明显减小TiO2颗粒的粒径,提高颗粒分散度,提高TiO2在紫外光下的光催化剂活性;超声对N的掺杂产生了促进作用,使N掺杂纳米TiO2对可见光的吸收能力显著增强,在可见光下的光催化降解速率提高23％.     

TiO2催化高压脉冲放电等离子体降解2，4-二硝基苯酚

采用TiO2催化高压脉冲放电等离子体降解废水中的2,4-二硝基苯酚,对反应进行了动力学研究.研究结果表明,在高压脉冲放电等离子体及TiO2催化高压脉冲放电等离子体反应中,2,4-二硝基苯酚的降解过程均符合表观一级反应动力学方程.加入TiO2催化剂、提高放电电压均可提高2,4-二硝基苯酚的降解反应速率常数.在TiO2加入量为0.15%、放电电压为16 kV时,2,4-二硝基苯酚的降解率为87.4%,TiO2的催化效应增强因子为1.55.     

光催化还原CO2的研究进展

介绍了多种将CO2转化为化工产品的光催化还原体系,包括TiO2体系、金属修饰的TiO2体系、有机光敏化剂修饰的TiO2体系和其他光敏半导体材料体系.评述了不同光催化体系的特点及其催化性能.讨论了光源波长、反应温度、CO2压力和浓度、H2O和CO2摩尔比等实验条件对反应产物种类及其产量的影响,指出催化剂的活性、光源波长和...     

二氧化钛光催化降解处理染料废水

研究了TiO2的添加量，粒径大小，作用时间对3种染料废水脱色率的影响及TiO2薄膜对染料废水的处理效果。对于汽巴克染绿和直接大红染料溶液，适宜的TiO2添加量均为5g/L，紫外灯照射60min，其脱色率大于85％。对于阳离子红染料溶液，适宜的TiO2添加量为3g/L，其脱色率为83．5％。粒径小的TiO2作用效果优于粒径大的效果。在室温和适宜的TiO2添加量的条件下，随照射时间的延长，太阳光的光催化降解效果渐渐接近于紫外光的光催化降解效果。将TiO2薄膜固定在陶瓷睛上，有利于TiO2的重复使用。     

新型负载型光催化剂的制备及其光催化活性研究

以硝酸钙和磷酸为原料,采用均匀沉淀法制备了羟基磷灰石(HAP);以HAP为载体,采用浸渍-提拉法制得负载型光催化剂TiO2／HAP,并用其对酸性媒介红B进行光催化氧化实验;探讨了HAP煅烧温度和TiO2负载量对TiO2／HAP光催化活性的影响,并利用XRD、FT—IR和TEM对载体及TiO2／HAP催化剂进行了表征。实验结果表明,煅烧温度、TiO2负载量对HAP吸附性能及催化活性有较大的影响;TiO2／HAP的催化活性明显优于TiO2／玻片的催化活性。     

N掺杂TiO_2光催化剂的制备及其H_2O_2改性的研究

以钛酸四丁酯为前驱物,采用水解沉淀法制备了N掺杂TiO_2光催化剂和H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂.实验表明,H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂的最佳制备条件为:氨水(质量分数28%)加入量20 mL,焙烧温度500 ℃,H_2O_2(质量分数30%)加入量2.0 mL.日光下,N掺杂TiO_2光催化剂及H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂在反应90 min时的活性红紫去除率达99%,它们对活性红紫的去除率远高于P_(25)TiO_2光催化剂.H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂中N质量分数比改性前明显提高,制备的两种催化剂中不仅含有N元素,同时还含有C和H元素.     

二氧化钛薄膜光催化性能的影响因素及提高途径

TiO2薄膜光催化技术有广阔的应用前景,在国内外得到了广泛的研究。介绍了TiO2薄膜光催化降解的研究现状,指出了影响薄膜光催化性能的若干因素和提高薄膜光催化效率的相应手段。另外,对金属复合、半导体复合对TiO2薄膜光催化性能的影响和可见光催化的研究现状进行了评述。     

二氧化钛的改性及其对降解水中有机污染物的促进作用

综述了TiO2光催化剂的改性方法及其对光催化降解水中有机污染物的促进作用,介绍了复合物、煅烧温度、掺杂量、掺杂金属离子的种类和浓度对TiO2光催化性能的影响。     

薄膜负载型TiO_2光催化降解乙酸

利用TiCl_4水解法在玻璃表面制备纳米TiO_2光催化膜,考察了TiO_2光催化膜对乙酸光催化降解过程的影响因素.实验结果表明:使用活化温度为460℃、镀膜4次、表面积168 cm~2的TiO_2光催化膜处理500 mL0.667 mmoL/L的乙酸350 min时,乙酸降解率为80.0%,与等量TiO_2粉末相比光催化膜活性显著增加;当乙酸初始浓度c_0小于0.667 mmoL/L时,光催化降解过程可用Langmuir-Hinshelwood动力学方程来描述;TiO_2膜连续使用5次(30 h)时的光催化活性基本不变;用质量分数为5%的HCl溶液浸泡失去活性的光催化膜1 h,TiO_2光催化膜的活性可完全恢复.     

氧化钆掺杂二氧化钛催化超声降解甲基橙的研究

用实验室合成的Gd2O3掺杂TiO2为催化剂,以甲基橙超声降解反应为模型,研究了各种因素对Gd2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的影响。研究结果表明,Gd2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的效果明显优于非掺杂的锐钛矿型TiO2的情况;在甲基橙溶液pH1．0～3．0、甲基橙质量浓度20mg／L、溶液用量100mL、催化剂用量0．5～1．0g／L的条件下,用输出功率1．0W／cm^2和频率25kHz的超声波照射60min,甲基橙降解率可达98．6％,COD去除率可达99．0％。     

二氧化钛对活性艳红X-3B的光催化降解研究

以TiO2作为光催化剂,研究了TiO2对活性艳红X-3B的光催化氧化降解行为。结果表明,以锐钛矿为主的混晶型Ti02的催化活性最好;X-3B的光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood动力学模式,并求出其动力学参数女(表观反应速率常数)为0．5921,KA(吸附平衡常数)为0．1725;温度对X-3B的降解影响很小,其活化能仅为6．04kJ／mol;溶液中盐度的增加会不断降低TiO2对X-3B的光催化降解速率。     

TiO_2/GeO_2复合膜光催化氧化处理活性蓝染料废水

自制了一种新的TiO_2/GeO_2复合膜光催化氧化反应器,研究了该反应器对经臭氧氧化处理后的活性蓝染料废水的光催化氧化降解过程.在过氧化氢加入量为400 mg/L、光照120 min的条件下,COD去除率可达92.5%,处理后废水COD为39.4 mg/L,达到GB8978-1996<污水综合排放标准>.     

纳米二氧化钛改性聚醚砜超滤膜

采用液-固相转化法,以聚醚砜(PES)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为原料制备PES超滤膜,并添加纳米TiO_2制备改性PES超滤膜.纳米TiO_2可降低制膜液的黏度,提高膜的亲水性能和抗污染性能.在PES质量分数为18%、PVP质量分数为12%、TiO_2质量分数为5.3%、DMAc质量分数为64.7%的条件下制备的改性PES超滤膜性能最佳,在24 ℃、0.2 Mpa操作条件下,膜的纯水通量为80.31 mL/ (cm~2·h), 截留率达99.16%.改性PES超滤膜过滤出水水质达到GB/T18920-2002<城市污水再生利用城市杂用水水质>标准.清洗后,未改性PES超滤膜的膜通量恢复率为68.08%,改性PES超滤膜的膜通量恢复率为85.31%.     

H2S燃料电池的研究进展

H2S燃料电池是一种环境友好、发电效率较高并且同时共生其他化学产品的装置，为合H2S气体的处理提供了新的思路。按照采用的固体电解质的导电粒子的不同阐释了H2S的电化学氧化基本原理，指出对H2S燃料电池的电化学氧化机理的研究将进一步扩大H2S资源化利用的范围，以实现H2S燃料电池电能与化学产品的同步生产。目前H2S燃料电池固体电解质薄膜和阳极电催化剂的研制及其一体化技术是H2S燃料电池的关键。