基于水热法制备的TiO_2/MoS_2复合光催化剂及其光催化制氢活性

采用水热法制备出了TiO_2/MoS_2复合光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(DRS)、X射线光电子能谱分析(XPS)和光致发光光谱(PL)方法对TiO_2/MoS_2进行表征.研究了MoS_2负载量、复合催化剂TiO_2/MoS_2表面担载的贵金属种类(Pt、Pd、Ru)及其担载量、空穴牺牲剂种类对光催化反应制氢活性的影响,并考察了催化剂的稳定性.研究结果表明,硫化钼和二氧化钛复合能显著提高光催化产氢性能,硫化钼的最佳负载量为5 wt%,比产氢速率为776.99μmol·h~(-1)·g~(-1),其产氢活性是纯TiO_2的4.92倍,商业P25的3.67倍;复合催化剂TiO_2/5 wt%MoS_2表面担载的贵金属种类及其质量分数对产氢性能有一定的影响,其中0.5 wt%的Pd对产氢性能的影响最大,能明显提高复合催化剂的产氢性能,比产氢速率可提高至2599μmol·h~(-1)·g~(-1);该催化剂可利用不同有机物作为牺牲剂产氢,如甲醇、乙醇和乳酸,三者产氢量的次序为:甲醇乳酸乙醇;经过5次循环实验,复合催化剂Pd/(TiO_2/MoS_2)仍能保持90%的活性.另外,对复合催化剂光催化产氢机理也进行了分析.     

异质结型光催化剂CuO/SnO2的制备及产氢性能

光催化降解有机废水可以实现在降解污染物同时回收清洁能源.本研究采用简单沉淀法制备了CuO/SnO2系列复合光催化剂,并用XRD、TEM对其结构进行表征.分别考察了氧化铜含量和乙醇浓度对复合材料光催化产氢性能的影响.实验结果表明,通过氧化铜与二氧化锡适当比例复合能显著提高复合材料的光催化产氢性能.复合材料48.51%CuO/SnO2的产氢性能比纯二氧化锡提高了近5倍.乙醇的浓度也对复合材料的产氢性能有较大影响,最佳的乙醇浓度为2.00 mol.L-1左右.长时间光催化产氢结果表明,每降解废水中1 kg的COD可产生氢气3724 mL.另外,对复合材料光催化分解乙醇的产氢机理也进行了分析.     

蛋氨酸为硫源的硫掺杂二氧化钛的光催化活性

为改善二氧化钛的可见光催化活性,以蛋氨酸为硫源,在温和条件下采用溶胶-凝胶法制备了硫掺杂二氧化钛粉末。采用XRD、TEM、UV-Vis漫反射吸收光谱和XPS等方法对制备的样品进行表征,以甲基橙的光降解效果考察其可见光催化活性。结果显示：350~500℃所制备的硫掺杂二氧化钛均为锐钛矿相,600℃出现混晶,且硫的掺杂一定程度的抑制了粒径的增长和晶相的转变;硫以阳离子形式进入二氧化钛晶格中,引起光催化剂在可见光区的光吸收;掺杂样品表现出较好的可见光催化活性,且随煅烧温度的增加,催化活性逐渐降低。正交试验得出优化条件为：S/Ti物质的量配比为1.6%,煅烧温度为450℃,煅烧时间为3 h。     

SO_4~(2-)/TiO_2光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

将溶胶-凝胶法制备的SO42-/TiO2在不同温度下焙烧得到了具有不同特性的催化剂,用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、静态吸附等手段对催化剂进行了表征.研究了不同特性的SO42-/TiO2催化剂光催化还原Cr(Ⅵ)的行为,并对其影响因素进行了分析.结果表明:SO42-/TiO2在300-600℃下焙烧均具有较高的催化效率,而在700℃及800℃下焙烧其催化活性显著降低.SO42-/TiO2的这种催化特性是由其吸附性能、晶相组成及表面酸量决定的.     

掺铁TiO2对庚烷气相光催化活性的研究

以乙酰丙酮铁和钛酸四丁酯为前驱体,制备掺铁TiO2复合光催化剂,以光催化降解正庚烷为反应模型,测定掺铁对TiO2光催化剂的结构、光吸收和光催化活性的影响．XRD的表征结果显示,焙烧温度升高,锐钛矿型TiO2转化成金红石型,且在700℃下有铁板钛矿生成;UV-Vis的结果表明,TiO2掺铁后增强了在可见光区的吸收,并且随着含铁量的增大,红移增大,提高了对可见光的利用率．相同掺铁量(Fe／Ti=0．07)下,500℃焙烧的光催化剂对庚烷的光催化降解活性最高,300℃次之,700℃最差．相同焙烧温度下,掺铁量在0．007-0．07范围内,光催化活性随掺杂量的增大而下降．     

AgI/TiO2催化剂的焙烧处理及其可见光催化活性

常温下以TIO2为载体,使用沉积-沉淀法合成了具有不同AgI负载量的AgI/TiO2合光催化剂,并研究了焙烧处理对AgI/TiO2在可见光下(λ＞420nm)催化降解甲基橙(MO)的影响.结果表明,焙烧处理有效提高了AgI/TiO2的光催化性能,当焙烧温度高于200℃时,AgI/TiO2的光催化活性接近并达到最大值.当负载的AgI与TiO2的物质的量之比为0.15时,AgI%TiO2光催化降解MO的效率最高.XRD和UV-Vis测试表明焙烧处理提高了光敏组分AgI混晶中的γ相含量,拓宽了AgI/TiO2在可见光区的吸收范围,提高了光催化活性.     

焙烧温度对N掺杂TiO2催化剂催化性能的影响

以Ti（SO4）2为钛源、碳酸氢铵为氮源,采用均匀沉淀法制得水合沉淀物,在N2保护下对水合沉淀物进行程序升温处理,制得了不同焙烧温度的N掺杂TiO2可见光响应催化剂.以三硝基间苯二酚为目标降解物,研究了所制备微粒在可见光区及紫外光区的光催化活性.对所制备的催化剂采用X射线衍射、热重-差热分析、傅立叶变换红外光谱和紫外-可见漫反射光谱对催化剂进行表征,研究改性催化剂的晶相结构、热稳定性、表面结构和光谱特征.结果表明：N-掺杂TiO2的可见光催化活性显著提高,焙烧温度为300℃时可见光催化活性最为优异,在不降低紫外段催化能力的同时,催化剂的吸收带边红移至468nm.     

SO2-4/TiO2光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

将溶胶-凝胶法制备的SO^2-4／TiO2在不同温度下焙烧得到了具有不同特性的催化剂,用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、静态吸附等手段对催化剂进行了表征,研究了不同特性的SO^2-4／TiO2催化剂光催化还原Cr(Ⅵ)的行为,并对其影响因素进行了分析,结果表明：SO^2-4／TiO2在300—600℃下焙烧均具有较高的催化效率,而在700℃及800℃下焙烧其催化活性显著降低,SO^2-4／TiO2的这种催化特性是由其吸附性能、晶相组成及表面酸量决定的。     

纳米TiO2光催化降解直接耐晒蓝的研究

利用溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯制备TiO2纳米粉末，考察不同温度焙烧的TiO2催化剂对直接耐晒蓝的光催化降解性能，并用XRD和TEM对催化剂进行了表征．结果表明，400-550℃焙烧的TiO2使直接耐晒蓝溶液的颜色逐渐褪去。最后将苯环结构分解。6h时染料溶液CODcr降解率为88％．降解产物中除含极微量有机酸外，其余均为无机物．当TiO2的焙烧温度为475℃时(颗粒大小为10-20nm)，反应速率最大，为0．0186min^-1，分别比焙烧温度为400℃和550℃时的反应速率大6．8和7．1倍．当体系起始pH值为4．50-7．52时，反应速率随pH值的降低而增大。     

多孔陶瓷球负载纳米晶粒二氧化钛光催化剂的制备及光催化活性

以多孔陶瓷球为载体,采用溶胶-凝胶法在其表面进行纳米TiO2薄膜负载,制备了多孔陶瓷球负载纳米晶粒二氧化钛光催化剂,经X射线衍射法(XRD)等手段对其表征结果表明,复合载体经500℃焙烧后,TiO2以锐钛矿晶型存在。对催化剂降解活性艳蓝溶液的催化活性进行研究表明,催化剂在5 h内可完全降解活性艳蓝染料。