CF-TiO2的制备及其在模拟太阳光下的光催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和氟化钠分别为碳源和氟源,采用溶胶-凝胶法制备了CF-TiO2光催化剂,并对其进行了SEM、XRD、N2吸附、XPS、UV-visDRS和PL表征。研究了CF-TiO2在模拟太阳光下光催化降解亚甲基蓝溶液的活性,并讨论了氟掺杂量以及CTAB加入量对催化性能的影响。结果表明,CF-TiO2为锐钛矿型,孔结构丰富、比表面积大,氟碳共掺后使TiO2光催化剂的禁带宽度变窄为2.40 eV,在可见光区吸收增强,有效提高TiO2在模拟太阳光下的光催化活性,而且当n(F/Ti)(氟钛摩尔比)为0.1,加入碳源CTAB量为2 g时,其光催化活性最好。     

Bi-Ti-O体系的制备、表征及性能

采用溶胶-活性炭浸渍法制备了Bi-Ti-O体系光催化剂,并以XRD、SEM、UV-Vis DRS对其进行表征。以在紫外光照射下对甲基橙的降解评价其光催化活性,分别考察了不同Bi/Ti比及煅烧温度的影响。实验表明,其光催化性能由粒径、吸光性能等共同影响。煅烧温度的提高使其在紫外区吸光性能有所下降,光催化活性相应降低。随着Bi含量的增加,在500℃时其禁带宽度有增加趋势,其形貌也发生了较大变化。而温度的升高,也使样品逐渐烧结团聚,降低了其光催化活性。在Bi/Ti比为5∶5和7∶3,煅烧温度为500℃时,由于Bi2O3、Bi2Ti2O7和Bi4Ti3O12三相共生共存,其混晶效应使得在紫外区的吸收明显增强,相应地提高了光催化活性。     

纳米TiO2光催化氧化去除水中痕量双氯芬酸的研究

以TiCl4为前驱体,采用水解法经不同温度煅烧制备了具有不同理化性能的纳米TiO2光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、物理吸附仪、紫外—可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)等手段对纳米TiO2的晶相结构、粒径、孔径分布以及禁带宽度等进行了表征。以蒸馏水配制的双氯芬酸溶液为目标物,进行了纳米TiO2光催化氧化去除双氯芬酸的活性测试,研究了纳米TiO2的理化性能与光催化氧化活性之间的关系。结果表明,经400℃煅烧制得的纳米TiO2样品具有最高的光催化氧化活性,其在紫外光照射60min下对双氯芬酸的去除率为98%左右,比单独紫外光照射高出85百分点。纳米TiO2光催化氧化去除双氯芬酸的反应近似一级反应动力学模型,其中经400℃煅烧制得的纳米TiO2光催化氧化去除双氯芬酸的表观反应速率常数为0.054 54min-1,是普通商用TiO2的2倍左右,与德国Degussa P-25TiO2的光催化氧化活性最相近。     

V/Ce共掺杂TiO2光催化降解甲醛的实验研究

采用溶胶-凝胶法制备了不掺杂、V掺杂、Ce掺杂、V/Ce共掺杂纳米TiO2光催化剂,并将其分别负载于瓷砖上,利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜分析（SEM）技术对薄膜样品的结构和形貌进行了表征。通过对甲醛的降解实验评价光催化剂的光催化活性。实验结果表明,光催化剂的负载量、共掺杂离子的掺杂量、掺杂配比、煅烧温度影响纳米TiO2的光催化活性。V/Ce共掺杂TiO2光催化剂产生了协同效应,其光催化活性优于纯TiO2和单掺杂TiO2样品。     

纳米Bi2O3/TiO2复合光催化剂的制备及性能研究

以光催化效果为评价标准，采用超声波作用下水解法制备Bi2O3／TiO2复合光催化剂，考察了水解条件和Bi2O3掺入量等制备条件对复合光催化剂性能的影响。结果表明，与传统制备方法相比，该方法操作简单、快速；当水和乙醇的比例为4：1时所得样品的光催化活性最好；Bi2O3的掺入拓宽了TiO2对光的吸收范围，提高了TiO2的光催化活性，掺入量（Bi2O3）为0．25％复合光催化剂催化活性最高；复合光催化剂对多种水溶性染料均具有较好的处理效果。     

Fe/Si/TiO2三元复合光催化剂的性能研究

用溶胶-凝胶法制备了Fe/Si/TiO2三元复合光催化剂,利用X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对样品进行了分析表征,并以甲基橙为模拟污染物,考察了其光催化活性.结果表明,Fe/Si/TiO2三元复合光催化剂与TiO2相比,光催化活性明显提高;当煅烧温度为900℃、添加Fe的摩尔分数为0.050%时,光催化活性最佳.     

TiO_2、BiVO_4、Cu_2O光催化降解低浓度甲醛

比较研究了3种(TiO_2,BiVO_4,Cu_2O)光催化剂对低浓度甲醛的降解过程,拟通过结构分析(晶粒尺寸、比表面积、禁带宽度)和实验评价其性能优劣,优选出光催化性能较好的材料。通过结构分析和降解甲醛实验发现,甲醛初始浓度较低时,BiVO_4降解率优于其他,随甲醛浓度增加,催化剂降解率均呈上升趋势,TiO_2-1(T-1)、TiO_2-2(T-2)降解率增加显著。随环境湿度增大,降解率先上升后下降,BiVO_4-1(B-1)、BiVO_4-2(B-2)降解率下降的较为缓慢。同一物质当晶粒尺寸越小比表面积越大,其降解率越好。T-2比B-1有更好的稳定性。分析认为在较低甲醛浓度时,决定光催化降解率的主要因素是催化剂的表面反应速率。随着甲醛初始浓度的增加,吸附脱附成为主要限制步骤。随环境湿度增加,甲醛降解率先上升后下降,具有较小比表面积的BiVO_4降解甲醛效率下降不显著。连续的工作产生甲醛分解副产物,不易堵塞具有大比表面积的T-2的活性位点,所以T-2有更好的稳定性。     

Pd/N共掺杂TiO_2的制备及其光催化降解苯酚的研究

将纳米管钛酸浸入含尿素和金属(Pd)硝酸盐的乙醇溶液中,乙醇超声挥发后所得样品先在空气气氛、600℃下煅烧,再在H2气氛、400℃下热还原制备得到Pd/N共掺杂TiO2光催化剂(Pd/N-TiO2)。利用光电子能谱(XPS)仪研究了催化剂表面N、Pd元素的化学态。结果表明,N元素以Ti—O—N形式存在,Pd元素以单质金属状态存在。考察了Pd/N-TiO2的紫外光光催化降解苯酚的活性,与单纯TiO2光催化剂和N掺杂TiO2光催化剂相比,Pd/N-TiO2活性明显提高。研究了催化剂用量、苯酚初始浓度和pH、O2流量以及外加双氧水等条件对紫外光光催化降解苯酚的活性的影响,得到光催化降解苯酚的最佳工艺条件:苯酚初始质量浓度为120mg/L,催化剂用量为0.10g/L,苯酚溶液初始pH为8,O2流量为80mL/min,加入适量双氧水。     

V/Ce共掺杂TiO2光催化降解甲醛的实验研究

采用溶胶凝胶法制备了不掺杂、V 掺杂、Ce掺杂、V/Ce共掺杂纳米TiO₂光催化剂，并将其分别负载于瓷砖上，利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜分析（SEM）技术对薄膜样品的结构和形貌进行了表征。通过对甲醛的降解实验评价光催化剂的光催化活性。实验结果表明，光催化剂的负载量、共掺杂离子的掺杂量、掺杂配比、煅烧温度影响纳米TiO₂的光催化活性。V/Ce共掺杂TiO₂光催化剂产生了协同效应，其光催化活性优于纯TiO₂和单掺杂TiO₂样品。     

添加壳聚糖溶胶-凝胶法制备的TiO_2光催化剂及其光催化性能研究

采用添加壳聚糖(CTS)的溶胶-凝胶法制备了具有较高光催化活性的TiO_2光催化剂,并用XRD、TEM、BET和IR等手段对其进行表征。结果表明,CTS的添加使TiO_2衍射强度增强、分散性提高、比表面积增大从而使光催化活性提高;用所制备的催化剂光催化降解甲基橙反应60 min后,其去除率由不添加CTS所制备TiO_2的32%提高到48%,TOC去除率由14%提高到23%。     

钢渣制光催化剂降解甲基橙的性能研究

以废弃的冶金钢渣为原料制备了光催化剂,对其进行了物性测试,并通过处理甲基橙模拟废水,研究了光催化剂投加量、模拟废水pH值和初始浓度及投加FeCl2作助剂对光催化剂性能的影响.结果表明,实验制备的钢渣光催化剂粉体颗粒分散均匀,紫外-可见光吸收波长较纯TiO2产生了红移,并且具有良好的光催化活性,在最佳处理条件下,光催化氧...     

添加壳聚糖溶胶-凝胶法制备的TiO2光催化剂及其光催化性能研究

采用添加壳聚糖（CTS）的溶胶-凝胶法制备了具有较高光催化活性的TiO2光催化剂，并用XRD、TEM、BET和IR等手段对其进行表征。结果表明，CTS的添加使TiO2衍射强度增强、分散性提高、比表面积增大从而使光催化活性提高；用所制备的催化剂光催化降解甲基橙反应60min后，其去除率由不添加CTS所制备TiO2的32％提高到48％，TOC去除率由14％提高到23％。     

基于MOF模板的纳米立方块α-Fe_2O_3水热合成及光催化降解活性测试研究

在无表面活性剂条件下,以普鲁士蓝结构的Fe4(Fe(CN)6)3为前驱体,通过水热法合成了纳米立方块结构的α-Fe2O3,并利用X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜对产物的形貌进行了表征。同时对其光催化降解活性进行了研究,结果表明,立方体纳米α-Fe2O3可以作为一种新型的光催化剂用于环境有机物的光催化降解。     

铁酸锰纳米球修饰石墨相氮化碳光催化活化过一硫酸盐去除双酚A

采用水热法制备了铁酸锰(MnFe_2O_4)纳米球修饰的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)复合光催化剂(MnFe_2O_4/g-C_3N_4),并对其光催化活化过一硫酸盐(PMS)去除内分泌干扰物双酚A(BPA)的性能进行探究。考察了PMS浓度、MnFe_2O_4负载量、催化剂投加量及pH对双酚A去除的影响。XRD、SEM、TEM及FT-IR等结果证明,MnFe_2O_4纳米球已成功负载于g-C_3N_4。光催化实验结果表明,与单独g-C_3N_4相比,MnFe_2O_4/g-C_3N_4光催化活性有明显提升。同时,PMS的加入可进一步大幅提高该复合光催化剂的光催化性能。当PMS浓度为1 mmol·L~(-1)、MnFe_2O_4负载量为20%及催化剂投加量为0.5 g·L~(-1)时,复合催化剂光催化活性最佳,反应2 h后,BPA的去除率达到98%。光电化学测试结果表明,引入MnFe_2O_4后可提升g-C_3N_4光生载流子分离能力。重复性实验结果表明该复合光催化剂具备较好的稳定性。本研究可为新型高效光催化体系的开发及其在环境污染控制领域的应用提供参考。     

Ce掺杂的CNTs-TiO2光催化剂制备及其NO氧化性能

为探讨湿法脱硫后光催化在烟气脱硝方面的应用潜力,采用溶胶-凝胶法制备了金属、非金属掺杂的CNTs-TiO_2复合光催化剂,并在模拟烟气条件下对所得催化剂的NO氧化性能进行了测试与对比筛选,通过SEM、BET、XRD、Raman、XPS、DRS等手段进行表征。结果表明:TiO_2的氧化效率最低,掺杂金属比掺杂非金属的光催化剂的氧化效率略高,复合CNTs的光催化剂的氧化效率明显提高;CNTs-Ce/TiO_2比表面积较大,Ti—O键长最短,从而有利于光生电子沿Ti—O键向CNTs转移,可形成更多的三价铈氧化物,有利于催化剂表面的氧吸附;带隙宽度较低以及极大的紫外光吸光度,在NO氧化性能测试中表现出最优异的脱除效率,与TiO_2相比,效率提升了19%,与CNTs-TiO_2相比,效率提升了13%。进一步分析可知:Ce和CNTs具有协同作用,Ce掺杂TiO_2可以有效抑制光生载流子的结合,从而提高光催化活性;复合CNTs提高了催化剂比表面积并促进了氧空位的形成,从而促进整个催化氧化反应。     

TiO2/CdS复合半导体光催化剂降解甲基橙的实验研究

采用Sol-Gel法制备TiO2/CdS复合半导体光催化剂,以8 W-365 nm的紫外灯为光源、甲基橙溶液模拟染料废水、在自制的光催化反应器中研究TiO2/CdS的光催化活性和光催化降解甲基橙的特点和规律.结果表明,当CdS掺入量为0.5%(摩尔比)时,TiO2/CdS的光催化活性最高;当CdS的掺入量＞3.5%(摩尔比)时,TiO2/CdS光催化剂的光催化活性低于TiO2的光催化活性;对初始浓度为15 mg/L的甲基橙溶液处理2.5 h后,脱色率可达44%;甲基橙的光催化降解反应符合Y=A B1×X B2×X2动力学模型.     

CdS-TiO_2/MWCNTs结构表征及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)负载的双组分复合半导体光催化剂CdS-TiO2/MWCNTs。通过透射电镜(TEM)、比表面分析(BET)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了CdS-TiO2/MWCNTs对甲苯降解的光催化性能。结果表明:纳米活性粒子CdS-TiO2均匀负载于MWCNTs上,比表面积、光吸收阈值和强度增大,活性粒子间以及活性粒子与载体之间具有协同作用,有利于光催化性能的提高,CdS-TiO2/MWCNTs在主波长为254 nm紫外光照射下对甲苯的降解效果较好,去除率可达55.3%。     

CdS-TiO2/MWCNTs结构表征及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管（MWCNTs）负载的双组分复合半导体光催化剂CdS-TiO2/MWCNTs。通过透射电镜（TEM）、比表面分析（BET）、X射线衍射（XRD）和紫外-可见吸收光谱（UV-vis）等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了CdS-TiO2/MWCNTs对甲苯降解的光催化性能。结果表明：纳米活性粒子CdS-TiO2均匀负载于MWCNTs上,比表面积、光吸收阈值和强度增大,活性粒子间以及活性粒子与载体之间具有协同作用,有利于光催化性能的提高,CdS-TiO2/MWCNTs在主波长为254 nm紫外光照射下对甲苯的降解效果较好,去除率可达55.3%。     

炉渣制光催化剂催化降解水中罗丹明B的研究

以废弃的钢铁冶炼炉渣为原料制备了光催化剂GN,并对其进行了X衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱、比表面积及孔径分布等物性测试,通过在三相内循环流化床光催化反应器中对罗丹明B废水进行处理,确定了GN的最佳光催化氧化条件.将GN与传统的光催化剂TiO2作比较,结果表明,GN不仅具备较高的光催化活性,而且成本更低,为钢铁冶炼炉渣的循环再利用提供了一种新思路,同时也为光催化氧化技术的工业化应用提供了一条新颖、经济、可行的途径.     

TiO2光催化剂在污水处理中的应用

在污水处理方面TiO2光催化剂以其独特的氧化活性、光学性能和无机化能力引起了人们极大的关注.对TiO2光催化原理、农药、染料和环境荷尔蒙等有机污染物的分解,提高催化效率的方法以及其实用技术等方面,分别作了综合评述.