混晶纳米TiO_2薄膜光催化降解亚甲基蓝

以钛酸四丁酯为原料采用浸渍提拉法在普通瓷片表面制备TiO2混晶薄膜,用XRD对薄膜进行表征,选用亚甲基蓝催化降解考察TiO2混晶薄膜的催化能力,探讨了紫外光光照强度、亚甲基蓝初始浓度和pH对光催化降解的影响。结果表明:600℃煅烧4h可制备金红石为13.2%的混晶薄膜,平均粒径为22nm;初始浓度在0.313～0.937mg/L,催化反应符合一级动力学方程,半衰期随初始浓度的增加而减小;在光照强度为40W和pH为13时降解率为45.6%,并可多次重复使用。     

TiO2纳米粒子光催化氧化室内挥发性有机污染物甲苯的研究

利用溶胶凝胶法制备了粒径约为13nm、晶型为锐钛矿相和金红石相混晶的TiO2光催化剂,并且利用此催化剂对室内空气中主要的挥发性有机污染物甲苯进行了光催化降解研究.对不同的催化剂用量、光强、甲苯的初始浓度以及氧气的存在对光催化反应速率的影响进行了研究.结果表明,光催化降解甲苯的反应符合假一级动力学方程;光强与光催化降解甲苯的反应速率常数之间呈指数关系;随着初始浓度的增加,光催化反应速率常数降低,二者之间存在线性关系;氧气的存在加快了光催化降解甲苯的速率;对于光催化降解初始浓度为37.6μmol·L-1的甲苯而言,催化剂的最佳使用量为0.20～0.30g.     

含碳纳米C-TiO_2薄膜光催化降解气相甲苯研究

对以工业丙烷为燃料、空气为氧化剂、TiCl4为先驱物的火焰CVD法制备的含碳纳米C-TiO2光催化剂,用沉降法在石英玻璃管内壁制备C-TiO2纳米薄膜,以管式反应器为光催化氧化装置,实验研究了含碳纳米C-TiO2的纳米薄膜对甲苯气体的光催化降解规律。探讨了甲苯初始浓度和相对湿度等因素对降解率的影响。实验结果表明,相对湿度约为60%时,对甲苯有最佳的光催化降解效果。在催化剂负载量约为4.9mg、主波长为254nm和365nm的8W紫外灯各一盏、甲苯初始浓度约为60mg/m3、气体流量为400mL/min(甲苯在光催化器中停留时间约为3.45s)的条件下,甲苯的降解率可达45%。     

低浓度甲苯的气相光催化降解研究

研究了较低浓度的甲苯在较短停留时间时(17s～83s)的光催化降解,考察了甲苯初始浓度、停留时间、湿度、光源和催化剂载体等因素的影响,并分析了光催化处理降解能力随甲苯负荷的变化.研究表明,在较短停留时间时,甲苯降解率随进口浓度的增大而下降,且停留时间越短,随进口浓度增大而下降的越快;在某一停留时间范围内,甲苯的降解近似遵循一级反应动力学,动力学常数随浓度的增大而增大;低浓度时甲苯的光催化降解受湿度影响较小;低压汞灯为光源时甲苯的光催化降解率显著高于黑光灯为光源时的降解率;涂覆在不锈钢网状上的光催化剂性能随载体目数的增加而提高,但不及涂覆在铝板上的光催化剂.     

流态化TiO_2光催化降解甲苯的实验

在自制的流化床反应器中,以实验室制备的TiO2/硅胶为催化剂,对甲苯、空气混合气进行光催化降解,探讨了初始浓度、紫外光强度、操作气速和床层高度等因素对甲苯降解率的影响。实验结果表明:在低浓度范围内(20~55mg/m3),甲苯降解率不随浓度变化,高达100%,但浓度进一步增加后降解率下降;甲苯降解率随紫外光强度的增加而提高,但提幅不大;甲苯初始浓度越低,维持最高降解率的时间越长;操作气速存在最佳值3·98cm/s,达到此值时降解效果最好;甲苯降解率随床层高度(静态高度)的增加而线性提高。     

甲苯的光氧化降解试验研究

以气相甲苯为对象,研究其在波长为254 nm紫外光下的光氧化降解反应.同时,考察了甲苯初始浓度、光强和相对湿度对甲苯转化率的影响,分析了甲苯降解中间产物的生成机理.结果表明,随着甲苯初始浓度的增加,甲苯转化率缓慢下降;随着光照强度的增强,甲苯转化率逐渐增加;而提高相对湿度,甲苯转化率则为先升高后降低.在甲苯降解动力学分析中发现其光氧化降解过程符合伪一级反应动力学,且表观速率常数与光照强度成正比.通过对甲苯降解中间产物的分析,发现随着光照强度的增加,含苯环物质的降解更为充分,乙醇、乙酸等的相对含量逐渐增加,苯甲醇、苯甲醛缩二甲醇等的含量逐渐降低,在此基础上提出了甲苯生成含苯环产物及开环生成2-戊酮等的降解机理.     

非晶态TiO2-W薄膜的光催化性能研究

采用磁控溅射技术在玻璃基片上制备了W掺杂的非晶态TiO2薄膜,用XRD、XPS和椭圆偏光测厚仪等对薄膜进行了微观分析.结果表明,TiO2-W薄膜为非晶态结构.Ti以 4价存在;W以0价和 6价形式存在,并且6价和0价W的原子浓度比为6.4:1;薄膜中Ti和W的原子浓度比为2.6:1.对5 mg·L-1的亚甲基蓝溶液光催化脱色试验表明,随着膜厚的增加,光催化降解率递增,当膜厚达到141 nm时,所制备的TiO2-W薄膜对亚甲基蓝的脱色率在2 h达到90%;当膜厚大于141 nm时,光催化降解率不再增加.     

纳米Au/TiO2薄膜真空紫外光催化降解甲醛

为提高真空紫外光催化对甲醛的去除率并降低副产物O3的浓度,采用低温吸附法在TiO2薄膜上负载纳米Au.研究比较了UV254nm光催化(TiO2/UV)、真空紫外光降解(VUV)、真空紫外光催化(TiO2/VUV)等3种方法对低浓度甲醛的降解效果.结果表明,TiO2/VUV对甲醛的去除率显著高于VUV和TiO2/UV.TiO2表面负载纳米Au粒子能促进光生电子和空穴的分离.因此,在真空紫外光催化降解过程中, Au/TiO2不仅提高甲醛的降解率,还显著分解副产物臭氧,使尾气臭氧浓度降低32%.而且Au/TiO2薄膜在真空紫外光催化过程中具有很好的稳定性.     

三氯乙烯在薄膜催化剂上的光催化降解动力学

研究了不同初始浓度三氯乙烯(TCE)在TiO₂薄膜催化剂上的光催化降解.结果表明,TCE在主波长为254nm的低压汞灯照射下易于发生光降解反应,而TiO₂薄膜催化剂能显著提高TCE的降解.光催化降解反应的伪一级速率常数随初始浓度的增加先升后降.在Langmuir-Hinshelwood方程基础上建立的光催化降解动力学模型包含了发生在薄膜催化剂表面的光催化氧化过程和发生的溶液体相的光降解过程,该动力学模型适用于表达低浓度有机物在薄膜催化剂上的光催化降解动力学.     

苯系物光催化开环降解产物低级醛类的健康效应

采用连续流配气系统,利用氮掺杂TiO2,在UV(4 W,254 nm)光照下光催化降解(PCO)室内甲苯和苯甲醛污染物,运用质子转移反应质谱仪实时检测气相中间产物,应用健康风险评估模型分析甲苯、苯甲醛光催化降解过程的健康效应.结果表明,甲苯和苯甲醛转化率和矿化率较高,但如乙醛和甲醛等低级醛类(VAs)中间产物形成潜在的健康风险,常规的转化率和矿化率指标不能全面表征苯系物的光催化过程的健康风险.乙醛极易在气相积累,是影响健康风险变化的关键;甲醛的摩尔分数稳定在较低水平,但其影响不可忽视.甲苯和苯甲醛降解过程的健康风险指数增大因子(η)随VAs积累而增大,最大值分别为8 499.68和21.43,VAs的贡献率为99.3%和98.3%;光催化降解稳定后η分别为236.09和2.30,VAs的贡献率为97.9%和97.8%;η平均值(30 min)分别为932.86和8.52,VAs的贡献率为98.5%和98.0%.由此提出了以低级醛类健康风险指数增大因子贡献值(ηVAs)表征苯系物光催化安全降解过程的特征评价指标.     

复合催化剂对气相苯和甲苯的光催化降解研究

研究了在无催化剂、纯锐钛矿、纯金红石以及复合催化剂时苯和甲苯的光催化降解情况,考察了反应物初始浓度以及不同催化剂组成时苯和甲苯的光催化降解. 结果表明,使用锐钛矿催化剂,苯和甲苯降解效率都有很大提高,而使用金红石催化剂,苯和甲苯降解效率提高的幅度不大,这主要与锐钛矿和金红石的晶体结构有关. 在无催化剂和以金红石为催化剂时,甲苯比苯更容易降解;以锐钛矿为催化剂时苯比甲苯更容易降解. 初始浓度对苯和甲苯的光催化降解过程有一定的影响,在低浓度时降解速率较快,而在高浓度时降解速率较慢. 在锐钛矿催化剂中掺入一定量的金红石可提高催化剂的光催化活性. 对于苯,锐钛矿80%、金红石20%的复合催化剂光催化活性最高;而对于甲苯,锐钛矿90%、金红石10%的复合催化剂光催化活性最高.     

光催化降解模拟室内挥发性有机污染物研究

用浸渍-提拉法制备玻璃弹簧负载型TiO2薄膜催化剂,在自制的反应器中进行光催化降解由丙酮、甲苯、对二甲苯组成的模拟室内挥发性有机污染物VOCs研究。研究发现：催化剂中掺杂金属离子能影响催化剂的降解效果,降解效果依次为掺铈TiO2〉纯TiO2〉掺银TiO2;气体流量显著影响降解效果,丙酮、甲苯和对二甲苯的最佳降解流量分别为3、5、7L／min;混合气体中非对称性的极性分子的降解效率高于对称性分子,导致丙酮、对二甲苯组分降解率降低,甲苯降解率增高。     

TiO2/AC复合光催化剂的研究进展

多孔材料与纳米TiO2复合是目前光催化领域的研究热点.多孔材料作为吸附中心可为TiO2光催化剂提供高浓度反应环境,提高催化剂矿化效率并抑制催化剂失活、解决催化剂分离等难题;目前,国内外研究者对TiO2/AC(活性炭)的光催化机理、TiO2与AC的协同作用机理、TiO2/AC的制备方法进行了较为深入的研究.对TiO2/A...     

负载型纳米TiO2光催化降解水中微量三氯乙烯

利用负载型纳米TiO_2作为光催化剂,对水中微量三氯乙烯进行紫外光催化降解处理。研究表明,三氯乙烯光催化降解过程符合表现一级反应动力学规律。不同的三氯乙烯初始浓度、光照强度和催化剂用量,对三氯乙烯的光催化降解具有不同的效果。在一定初始浓度范围内,随着初始浓度的增大,三氯乙烯光催化降解的反应速率常数逐渐减小;光强与反应速率常数呈正比例相关,显示出有一个最佳值;催化剂的用量与反应速率常数并非呈直线相关。此外,还讨论了三氯乙烯光催化降解的机理。     

B/Y~(3+)共掺杂纳米TiO_2催化剂的制备及其降解甲醛的光催化性能评价

为了提高室内环境空气质量,本论文开展了光催化剂制备的研究。本论文采用溶胶-凝胶法制备B/Y3+共掺杂TiO2复合光催化材料,以甲醛为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性,对不同掺杂对光催化活性的影响、光催化剂的稳定性进行了分析。B/Y3+共掺杂TiO2复合光催化材料大大提高了催化剂的活性,对甲醛降解有较高的效率。     

纳米TiO2薄膜在不同基质表面的负载及光催化性能

以釉面陶瓷和普通钠钙玻璃为载体,用溶胶凝胶法在其表面进行了纳米TiO2薄膜的负载.采用X射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜进行了表征与分析.结果表明,TiO2为完全的锐钛矿型,平均粒径约为15nm;TiO2薄膜在2种载体上分布均匀,膜厚约为300nm;TiO2薄膜在釉面陶瓷表面呈连续分布,而在玻璃表面上出现了破裂现象;2种载体中的一些基质离子在TiO2薄膜均有渗透.光降解实验表明,2种载体上的TiO2薄膜对亚甲基蓝的降解均符合一级反应动力学.TiO2/釉面陶瓷催化活性大于TiO2/玻璃,该薄膜对实际生产多菌灵废水具有催化降解作用.2种载体上的TiO2薄膜重复使用20次,对亚甲基蓝的去除率降低约2%.     

Structural and photocatalytic properties of TiO2 films fabricated on silicon substrates by MOCVD method

Silicon(111) and Silicon(100) were employed for fabrication of TiO2 films by metal organic chemical vapor deposition( MOCVD).Titanium(Ⅳ) isopropoxide(Ti[O(C3H7)4]) was used as a precursor. The as-deposited TiO2 films were characterized with FE-SEM, XRD and AFM. The photocatalytic properties were investigated by decomposition of aqueous Orange Ⅱ. And UV-VlS photospectrometer was used for checking the absorption characteristics and photocatalytic degradation activity. The crystalline and structural properties of TiO2 film had crucial influences on the photodegradation efficiency. For MOCVD in-situ deposited films on Si substrates, the photoactivities varied following a shape of “M”: at Iower(350℃ ), middle(500℃ ) and higher(800℃ ) temperature of deposition, relative lower photodegradation activities were observed. At 400% and 700% of deposition, relative higher efficiencies of degradation were obtained, because one predominant crystallite orientation could be obtained as deposition at the temperature of two levels, especially a single anatase crystalline TiO2 film could be obtained at 700℃.     

偏二甲肼污染及治理方法评价

阐述了偏二甲肼 (Unsymmetricaldimethyl-hydrazine ,简称UDMH)对人体致毒机理 ,对环境的污染特征 ,着重对偏二甲肼污染治理中的臭氧氧化法、自然降解法、离子树脂交换法、活性炭吸附法等技术进行了综合评价 ,并提出了TiO2 光催化氧化法及光和细菌降解偏二甲肼的研究方向。     

邻-氯酚在TiO_2膜上光催化降解及反应动力学特征

以钛酸四丁酯为原料采用Sol Gel法制备了玻璃负载TiO2 膜光催化剂 ,应用XRD表征了不同实验条件下薄膜中TiO2 的晶相结构和粒度。分析了不同层数TiO2 膜的光催化活性和溶液 pH值对邻 氯酚 (2 CP)的影响。结果表明 :处理温度为 50 0℃时不同厚度薄膜中TiO2 均为锐钛矿晶型 ,粒径 8～ 33nm ,5层涂膜光催化活性最高。在高 pH值和低pH值区域 2 CP ,在TiO2 膜上的光催化降解速率较大。 2 CP初始浓度 (C0 )与反应速率 (r0 )的关系符合Langmuir Hinshelwood方程 ,当C0 ≤ 0 .6mmol·L- 1 时 ,降解反应可用一级动力学模式来描述。