掺钒TiO_2薄膜光催化降解甲醛的影响因素研究

以毛玻璃片为载体,采用溶胶-凝胶法制备掺钒TiO2薄膜。用X射线衍射(XRD)对钒掺杂TiO2与未掺杂TiO2进行表征。考察不同反应条件及制备条件下TiO2薄膜在可见光下对甲醛的催化活性的影响,并对TiO2薄膜光催化降解甲醛的反应动力学进行研究。结果表明,掺钒1%,煅烧温度700℃,煅烧3 h制得的TiO2薄膜,在通氧情况下0.8 g/毛玻璃片负载量对碱性甲醛溶液的催化活性较好,并且甲醛的降解反应能够较好地符合Langmuir-Hinshelwood一级动力学规律。     

TiO_2光催化剂降解含阿奇霉素废水的研究

以纯TiO2、纳米TiO2、掺Fe3+及掺Fe的纳米TiO2为光催化剂,在暗室光催化反应器中进行了含阿奇霉素废水的光催化氧化降解性能研究。系统考察了光催化剂种类、光照时间、催化剂用量、掺Fe量等因素对降解过程的影响。结果表明,在pH=6.4、t=30min、催化剂用量为10g/L时,掺0.05%Fe的纳米TiO2降解效果最佳。     

碳掺杂二氧化钛粉体的制备及光催化性能研究

以硫酸钛和尿素为前驱,葡萄糖(C6H12O6)为碳源,采用均匀沉淀-水热法制备了碳掺杂的二氧化钛(TiO2)粉体,通过对甲基橙在汞灯(模拟紫外光)和氙灯(模拟太阳光)下的降解试验,研究了掺碳量对TiO2粉体光催化活性的影响。结果表明:碳掺杂可提高TiO2粉体在可见光范围内降解甲基橙的能力,当碳、钛摩尔比为0.225时,碳掺杂TiO2粉体在可见光范围内的光催化活性最强。     

固相反应两步法制备掺硫TiO_2及降解聚丙烯酰胺

以偏钛酸、硫脲为原料,第一步采用低热固相反应法合成含硫氧化钛前驱体,第二步经中温(400、500、600℃)灼烧制得TiO2-xSx粉末晶体。用XRD、SEM、XPS对制备的粉体结构、形貌和组成进行表征。通过对聚丙烯酰胺(PAM)降解实验,研究TiO2-xSx在太阳光照下的光催化性能,并通过正交试验研究了油田回注水中聚丙烯酰胺(PAM)的最佳降解条件。结果表明,用该方法制备的掺硫氧化钛相转变温度明显降低;在降解PAM的实验中表现出良好的可见光催化活性,比未掺杂TiO2的降解率提高了1.2倍。硫掺杂TiO2处理聚丙烯酰胺的最佳条件为温度40℃、pH=3、催化剂投加量为0.3g、氧化时间90min,COD去除率达到69.5%。     

纳米TiN制备可见光活性TiO_2光催化剂的研究

在O2/N2混合气氛中煅烧TiN纳米粒子,制备出了一种响应可见光的氮掺杂TiO2光催化剂(TiO2-xNx)。紫外-可见吸收光谱表明,该光催化剂在可见光区具有明显的吸收。该光催化剂的XRD图谱表明,TiO2-xNx的晶型为锐钛矿相和金红石相的混合相。甲基橙溶液的降解实验结果表明,在O2/N2比例为1∶15(体积比),通氧时间为15 min,煅烧温度为650°C时,制得的催化剂活性最高。     

ZnFe_2O_4/TiO_2光催化剂制备及乙酰甲胺磷降解性能研究

分别采用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了ZnFe2O4和掺杂ZnFe2O4的纳米级TiO2光催化剂,进行了XRD、TEM和UV visDRS表征,以卤素灯为光源对纳米TiO2降解水溶液中乙酰甲胺磷农药进行了研究。考察了反应液初始pH值、催化剂用量、H2O2用量对降解率的影响。实验结果表明,焙烧温度为400℃、掺杂量为0.5%的ZnFe2O4/TiO2纳米粉体降解效果最佳,在相同条件下,反应2h后农药降解率可比纯TiO2提高20%左右。正交实验优化了降解反应条件,在常温常压下,起始pH值为12、H2O2浓度为12mmol/L、催化剂浓度为0.5g/L、反应3h后,初始浓度为1.0×10-4mol/L的乙酰甲胺磷农药降解率可达61.2%。     

g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂的制备及酸化改性

以偏钛酸和三聚氰胺为原料,经煅烧制备g-C_3N_4/TiO_2复合纳米光催化剂,研究不同原料配比、煅烧温度和升温速率等制备条件对其可见光催化性能的影响,并采用UV-Vis DRS、FT-IR、XRD、TEM和PL等方法对催化剂进行表征。在可见光条件下,用制备的复合催化剂降解亚甲基蓝,考察了催化剂酸化改性处理对亚甲基蓝光降解效率的影响。结果表明:当m(偏钛酸)∶m(三聚氰胺)为1∶4、煅烧温度为500℃、升温速率为10℃/min时,g-C_3N_4/TiO_2复合纳米材料对20 mg/L亚甲基蓝的可见光降解效率最高,其3 h时降解率可达99.64%。经酸化改性处理后的催化剂,其电子空穴复合率被有效降低,光催化性能得到提高。此外,光催化机理的研究表明,·O_2~-是降解过程中起主要作用的活性物质。     

钒氮共掺杂TiO_2的制备及其光催化性能

通过水解沉淀-浸渍法制备了钒、氮共掺杂纳米TiO2光催化剂,并用XRD、UV-Vis、XPS表征了其结构特征。XRD分析结果表明,共掺杂和单掺杂均为单一的锐钛矿相,氮和钒都进入了TiO2晶格中。UV-Vis漫反射光谱显示,钒、氮的掺杂使得催化剂对可见光的响应红移至509 nm。XPS研究表明,N以O-Ti-N和Ti-O-N结构存在于钒氮共掺杂TiO2中,V以V4+和V3+的形式存在于钒氮共掺杂TiO2晶格中。分别以汞灯和太阳光为光源,以亚甲基蓝为降解物,进行催化剂的光催化降解实验,结果表明,煅烧温度为300℃,钒的掺杂量为1%时,钒、氮共掺杂TiO2的光催化降解效率最高。     

金属离子掺杂TiO_2薄膜光催化去除气相中甲醛

采用溶胶-凝胶法在普通玻璃表面制备TiO2,Fe3+/TiO2,La3+/TiO2三种光催化剂,研究了煅烧温度、煅烧时间、涂膜层数、Fe3+和La3+加入量等因素对光催化剂降解气相甲醛的影响。结果表明,La3+/TiO2光催化性能略好于TiO2,Fe3+/TiO2光催化性能最佳。当掺Fe3+的TiO2催化剂煅烧温度为450℃,煅烧时间为2h,Fe:T(imol)=0.3%,涂覆层数为4层,光催化反应3h,实验封闭体系中甲醛的降解率可达49.24%。     

自制TiO_2光催化剂降解制药废水的研究

以TiOSO4为原料,采取SAS工艺制备了TiO2和掺铁的光催化剂,对某制药废水(COD=1309mg/L)进行了降解实验。研究了光源、煅烧温度、掺铁比例、pH值、附加条件对废水降解率的影响。结果表明:700℃制备的TiO2在紫外光和太阳光下的降解率分别为77%和70%。掺铁比例为0.5%的TiO2对废水的降解率为81%。pH=2的废水降解率为82%。附加曝气对废水的1h降解率比超声和磁力搅拌的高10%和12%。     

（School of Life Science, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China）

Introduction B isphenol A (BPA ), 2,2-bis(4-hydroxyphenyl) propane (CA S 80-05-07), is a representative m aterial am ong endocrine disrupting chem icals (ED Cs) and has been extensively used as a raw m aterial of epoxy and polycarbonate resins, and also a…     

TiO_2薄膜光催化降解邻苯二甲酸乙酯的研究

采用solgel法制备TiO2薄膜。以该薄膜为催化剂,研究了在H2O2存在的条件下,对内分泌干扰物质邻苯二甲酸乙酯(DEP)的光催化降解反应。分别讨论了pH值、H2O2的加入量、DEP的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响。结果表明在pH=2、50mg/L的H2O2中对初始浓度为50mg/L的DEP溶液光照150min有较好的降解效果。     

掺氮Ta2O5诱发可见光-类Fenton体系降解阿特拉津研究

通过制备具有强可见光吸收和活性的半导体掺氮Ta2O5,利用其可见光Fe3+还原活性,实现了可见光-类Fenton体系有效地降解阿特拉津.结果表明,氨气流量0.3 L.min-1、700℃氮化时间6 h制备出的掺氮Ta2O5在可见光下还原Fe3+的能力最佳;阿特拉津降解效果与各种操作条件———光强、催化剂投加量、Fe3+、H2O2、阿特拉津初始浓度及pH值有关,并通过H2O2的分解揭示影响的原因.在pH为2.6、[atrazine]0=18 mg.L-1、[H2O2]0=2.5 mmol.L-1、[Fe3+]0=0.5 mmol.L-1、掺氮Ta2O5投加量为0.6 g.L-1、500 W氙灯照射下,反应60 min时,阿特拉津的降解率为97%.该研究为可见光-类Fenton体系降解有机污染物的实际应用提供了基础数据和理论指导.     

掺杂镧硼TiO_2光催化剂的制备及可见光活性研究

采用溶胶一凝胶法,制备新型La3+/B/TiO2光催化剂,使用氙灯为光源研究了催化剂光降解甲基橙溶液的催化活性。结果表明,当掺杂0.05%La3+,2.0%B,在500℃下焙烧2 h时,所得催化剂对甲基橙具有最高的光催化活性,与单一的TiO2和单独La3+或者B掺杂的光催化剂比较,La3+/B/TiO2具有相对较高的催化活性。     

MWNTs/TiO2/聚酯功能复合膜吸附及其净化性能

以聚酯工业滤布为基膜,采用溶胶凝胶和浸渍方法制备了具有吸附-光催化功能的多壁碳纳米管(MWNTs)/TiO2涂层的复合膜,该复合膜对模拟水样低浓度(10mg/L)的双酚A具有较高吸附性能.随着复合膜上负载二氧化钛中的MWNTs的比例(17.6%,29.9%,和46.0%)增加,吸附去除率显著提高;吸附饱和的复合膜上的污染物双酚A可通过20W 紫外灯(l=254nm)照射Fenton氧化反应去除.吸附实验和HPLC分析表明,除了超声处理会引起浸渍负载的材料脱落外,复合膜吸附性能恢复较好.     

Degradation of dyestuff wastewater using visible light in the presence of a novel nano TiO2 catalyst doped with upconversion luminescence agent

IntroductionEvery year ,the dyeing processes and dye productionbring large amounts of wastewaters containing highconcentration poisonous organic compounds ( Neppolian,2002 ; An, 2002) . If not being treated properly andbetimes , the wastewaters will serio…     

可见光响应Pr3+:Y2SiO5/ TiO2薄膜的制备

目的研究层涂法制备Pr~(3+):Y_2SiO_5/TiO_2复合薄膜的结构与可见光催化性能。方法分别以钛酸丁酯(TBOT)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过溶胶-凝胶法制得TiO_2凝胶和Pr掺杂的Y_2SiO_5凝胶,以碳纤维为薄膜载体,并通过浸渍提拉法制备Pr~(3+):Y_2SiO_5/TiO_2层涂薄膜,研究层涂法制备复合薄膜对复合薄膜结构、形貌以及光催化效果的影响。结果复合薄膜具有明显的分层界限,形貌较平整,有较少龟裂;复合薄膜性能受涂覆次序的影响较大。结论依次将Pr~(3+):Y_2SiO_5和TiO_2涂覆在碳纤维上的复合薄膜具有较好的光催化性能,可见光光照2 h,对亚甲基蓝的脱色率达到94%,其可见光催化效率高于TiO_2薄膜的59%。     

超薄硫掺杂石墨相氮化碳纳米片光催化降解双酚A

内分泌干扰物双酚A (BPA)的广泛分布对水环境和人类健康造成了潜在的威胁. 为探究超薄硫掺杂的石墨相氮化碳纳米片(US-CN)对BPA的光催化降解性能及其降解机理,使用US-CN对BPA进行了光催化降解,使用电子顺磁共振(EPR)检测了光降解过程中产生的反应性氧自由基(ROS),通过密度泛函理论(DFT)结合自然布局分析(NPA)计算了BPA的原子电荷值,使用LC-MS检测了BPA光催化降解过程的中间产物. 结果表明:①US-CN在可见光(VL)下(简称“US-CN/VL体系”)100 min内对BPA的去除率可达66.39%,去除率的准一级反应动力学常数约为石墨相氮化碳(CN)的6倍. ②在US-CN/VL体系中添加L-组氨酸后,60 min内BPA的去除率从50.00%降至6.45%,表明单线态氧(1O₂)是导致BPA降解的主要ROS. ③在US-CN/VL体系中,1O₂可能由超氧自由基或溶解氧转化产生. ④基于密度泛函理论计算了BPA分子易被1O₂攻击的富电子原子位点, 并检测出BPA的5种降解中间产物,推测BPA在US-CN/VL体系中可能存在去甲基化和羟基化两种降解路径. 研究显示,US-CN在可见光下能产生以1O₂为主的ROS,攻击BPA的富电子原子,对BPA有良好的光催化效果.      

上转光剂掺杂新型纳米TiO2催化剂的制备及利用可见光降解反应艳蓝KN-R染料的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂,40CdF2·60BaF2·0.8Er2O3,此上转光剂在488 nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387 nm的上转换紫外发射峰.采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂的纳米TiO2可见光光催化剂.采用X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征.以反应艳蓝KN-R为研究对象,研究了在(三基色灯下发出的)可见光的照射下该可见光光催化剂的催化降解性能,并与未掺杂纳米TiO2粉末的催化剂性能进行了对比.实验结果表明,作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用,在可见光照射50 h后反应艳蓝KN-R降解率达74.36%,大大高于未掺杂纳米TiO2的降解率(23.10%).     

不同煅烧温度制备的Mn、N掺杂TiO2光催化性能研究

以MnSO4·H2O为锰源,尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备不同锻烧温度的纯TiO2、Mn-TiO2及Mn-N-TiO2光催化剂,利用X射线衍射、紫外-可见光漫反射光谱及电子自旋共振等技术对样品形貌和结构进行表征,并以罗丹明B的光催化降解为模型反应,考察不同锻烧温度对其光催化活性的影响.结果表明,Mn、N成功掺入TiO2后,有利于提高光催化剂的热稳定性,抑制锐钛矿相向金红石相转化,且光吸收拓展到可见光区域.Mn、N共掺杂样品比单Mn掺杂样品具有更高的光催化活性,400℃下锻烧的Mn-N-TiO2在可见光下对罗丹明B的降解具有最高的光催化活性,光照2h降解率达到100%.高温锻烧Mn-N-TiO2和Mn-TiO2样品在紫外光照射30min后对罗丹明B的降解率在90%以上.