纳米二氧化钛复合石墨烯催化剂的制备及处理染料废水

以硫酸钛为原料,采用共沉淀法,制备了一系列纳米二氧化钛复合石墨烯催化剂,采用XRD和FTIR对样品进行表征。通过紫外光照射亚甲基蓝溶液光催化降解实验,研究石墨烯的加入量对TiO2光催化性能的影响,结果表明,TiO2-GO-5具有最佳的光催化性能。在pH=6.00、TiO2-GO-5的投加量为0.070 g/50 mL、光照3 h条件下,100 mg/L亚甲基蓝溶液的脱色率达到最大值为90.52%。     

TiO2/活性炭复合纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附研究

摘要以自制的TiO2/活性炭复合纳米纤维膜作为吸附剂,以亚甲基蓝为目标污染物,研究了亚甲基蓝初始浓度、温度、TiO2/活性炭复合纳米纤维膜投加量、pH等对TiO2/活性炭复合纳米纤维膜吸附去除亚甲基蓝的影响,并研究了TiO2/活性炭复合纳米纤维膜的Zeta电位、接触角、光催化再生性能.结果表明:(1)静态吸附时,随着亚...     

亚甲基蓝表面修饰纳米TiO2降解造纸废水动力学

以亚甲基蓝(MB)作为表面修饰剂,采用简单的化学吸附法制备亚甲基蓝表面修饰的纳米TiO2光催化剂(TiO2-MB)。经表面修饰后,TiO2-MB光催化剂波长响应范围红移至可见光区575 nm处。探讨了光催化剂量、光照时间和溶液pH值对TiO2-MB光催化降解造纸废水的影响;研究了纳米TiO2-MB对造纸废水的暗吸附规律和光降解性能。结果表明:纳米TiO2-MB对造纸废水的吸附规律都较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,属于吸热反应;光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型。在160 W高压汞灯光照80 min,3.0 g/L纳米TiO2-MB光催化降解pH=2.0的造纸废水(COD:2 069.8 mg/L),COD去除率可达94.7%,处理效果远高于避光条件下。光催化剂经8次使用仍具有较高的催化活性。     

ZnO在光催化降解亚甲基蓝染料领域中应用研究

以Zn(CH3COO)2·2H2O为起始原料,采用非水解溶胶—凝胶法合成ZnO光催化剂,并对其进行了表征。以亚甲基蓝为光催化反应的模型化合物,考察了ZnO光催化剂的紫外光催化活性,探索了清除剂(异丙醇、草酸铵、对苯醌、H2O2酶)对ZnO紫外光催化活性的影响。结果表明,此方法制备的ZnO具有良好的光催化性能,光照1h,ZnO光催化降解亚甲基蓝的脱色率达到84.1%;而同样条件下,TiO2光催化降解亚甲基蓝的脱色率为73.8%。     

Cu(Ⅱ)-AgNbO3紫外光催化亚甲基蓝脱色性能研究

采用浸渍法制备了Ca(Ⅱ)-AgNbO3光催化剂,并运用XRD、FT-IR、DRS、XPS和SEM对催化剂进行表征和分析.实验以亚甲基蓝为模拟污染物,在紫外光下考察Cu(Ⅱ)掺杂对AgNbO3光催化效果的影响.分析显示,掺杂Cu(Ⅱ)后AgNbO3晶型及表面形貌没有发生变化,但在可见光区的吸光度得到有效提高.光催化脱色结果表明,当Cu(Ⅱ)的掺杂量为2%(质量比),热处理温度为300℃,催化剂用量为1 g/L,亚甲基蓝初始浓度为10 mg/L,溶液pH值为7.15时,Cu(Ⅱ)-AgNbO3紫外光催化亚甲基蓝脱色的效果最好,3 h后,亚甲基蓝脱色率可达97.1%.     

H4SiW12O40/TiO2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料,空心微珠为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/beads光催化剂载体,然后浸渍法制备出H4SiW12O40/TiO2/beads表面负载修饰型复合光催化剂,并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析。研究了H4SiW12O40/TiO2/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性,考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响。实验结果表明,在中性条件下,H4SiW12O40/TiO2/beads催化剂的投加量为0.25 g/L,浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%。     

纳米TiO2/CuO复合材料仿生合成及其光催化特性

以钛酸四丁酯为钛源,甘氨酸为模板剂,水热法合成纳米TiO2/CuO复合材料,采用XRD、SEM、FT-IR、XPS、UV-VIS DRS等分析手段对TiO2/CuO复合材料的晶型结构、形貌、粒径及组成进行表征.结果表明,XRD、SEM证实TiO2/CuO复合材料由锐钛矿型TiO2和CuO组成,形貌呈花瓣薄片状纳米花球,花瓣厚约15 nm;FT-IR、XPS表明其含有Ti-O键和Cu-O键,且Ti呈+4价、Cu呈+2价;UV-VIS DR显示其在紫外-可见光区具有显著的光吸收能力.相比P25型TiO2,TiO2/CuO复合材料具有较好的光催化性能,光催化降解亚甲基蓝(MB)的效率高达85％.这可能由于TiO2/CuO复合材料具有宽的可见光区域和窄的带隙,以及CuO对电子的捕获,促进了光生电子和空穴有效分离.     

外负载Ce-TiO2/活性炭复合体对亚甲基蓝光催化

用超临界流体沉积法处理过的活性炭(AC)为载体,钛酸丁酯为前驱物,硝酸铈为掺杂剂,乙醇为溶剂,制备了外负载TiO2-Ce/Csurf复合材料。在紫外灯照射下,以亚甲基蓝溶液为标准模拟降解物,研究了复合体不同热处理温度、不同浓度、不同亚甲基蓝浓度、不同铈掺杂量以及不同反应温度对光催化性能的影响。结果表明:外负载催化剂的催化性能要高于纯TiO2和体负载催化剂。铈离子掺杂能抑制TiO2晶粒生长,阻碍了TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变。当铈离子掺杂量为1.5%,热处理温度为600℃,亚甲基蓝溶液初始浓度为5.5 mg/L,样品浓度为1.5 g/L时,光催化性能最好。     

H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料,空心微珠为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/beads光催化剂载体,然后浸渍法制备出H4SiW12O40/TiO2/beads表面负载修饰型复合光催化剂,并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析.研究了H4SiW12O40/TiO2/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性,考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响.实验结果表明,在中性条件下,H4SiW12O40/TiO2/beads催化剂的投加量为0.25 g/L,浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%.     

光纤传导可见光降解亚甲基蓝

针对浓度大、色度高的印染废水难以处理的情况,选用加入光纤的光催化体系进行研究。采用溶胶凝胶法制备了Ag+/TiO2粉体光催化剂,用固体紫外可见光谱、X射线衍射对其进行表征。选用亚甲基蓝溶液作为目标降解物,评价了Ag+/TiO2在可见光下的光催化活性。分别考察了加入石英芯侧光光纤与塑料侧光光纤反应体系下,催化剂量、光纤数量、光照强度和pH值等因素对亚甲基蓝降解实验的影响。结果表明,选用20 mg/L的亚甲基蓝,采用催化剂量为11.67 g/L,500根侧光光纤,300 W的外部光源,pH值约为11时,光催化降解效果最佳,均能达到90%以上。     

外负载Ce-TiO_2/活性炭复合体对亚甲基蓝光催化

用超临界流体沉积法处理过的活性炭（AC）为载体,钛酸丁酯为前驱物,硝酸铈为掺杂剂,乙醇为溶剂,制备了外负载TiO2-Ce/Csurf复合材料。在紫外灯照射下,以亚甲基蓝溶液为标准模拟降解物,研究了复合体不同热处理温度、不同浓度、不同亚甲基蓝浓度、不同铈掺杂量以及不同反应温度对光催化性能的影响。结果表明：外负载催化剂的催化性能要高于纯TiO2和体负载催化剂。铈离子掺杂能抑制TiO2晶粒生长,阻碍了TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变。当铈离子掺杂量为1.5%,热处理温度为600℃,亚甲基蓝溶液初始浓度为5.5 mg/L,样品浓度为1.5 g/L时,光催化性能最好。     

CuO/TiO2-H2O2可见光催化亚甲基蓝脱色效果及影响因素研究

以水解法制备的锐钛矿型TiO2为载体,制备了CuO/TiO2型光催化剂.以亚甲基蓝为对象,在可见光照射下研究了H2O3加入量、pH值和催化剂投加量对脱色效果的影响,同时与改性前的TiO2催化剂进行了脱色效果的对比.结果表明亚甲基蓝在碱性条件下能较好脱色,H2O2用量和CuO/TiO2催化剂投加量分别为每1 000 mL反应液各加入10 mL和0.1 g时脱色最好;另外,TiO2催化剂也在碱性条件下能较好脱色,H2O2用量和催化剂投加量分别为每1 000 mL反应液各加入12.5 mL和0.1 g时脱色最好.最优条件下对比实验表明,CuO/TiO2型催化剂在可见光照射下具有很高的催化活性,亚甲基蓝2 h脱色率达到88%,远好于改性前的TiO2和Degussa P25催化剂.     

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。     

光催化处理二甲苯废气的影响因素研究

使用自制光催化反应器,以多孔型载体分别负载纳米TiO2和普通TiO2,以256～265 nm紫外光为光源,探讨了TiO2光催化处理二甲苯废气的影响因素及处理性能.结果发现,在以纳米型TiO2作为催化剂、在紫外光强为1000 W且布光均匀、风量为1000 m3/h、进口浓度350 mg/m3、通入臭氧的工况条件下运行,整个系统对二甲苯的去除率平均在90%以上.     

Ag/TiO2-SiO2的制备及其光催化降解有机污染物的研究

结合溶胶凝胶法和光还原法制备了Ag/TiO2-SiO2光催化材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附曲线、紫外—可见漫反射等测试技术对材料形貌、结构等进行了表征,并测试了其对2×10-5 mol/L亚甲基蓝(MB)溶液及实际废水的光催化降解性能。结果表明,适量的Ag负载可有效提高材料的光催化活性。以Ag负载量为5%(质量分数)的Ag/TiO2-SiO2(记为TS-A5)为例,TS-A5与商用光催化剂P25相比具有更优越的可见光催化活性;在500 W氙灯做为光源条件下,5次重复使用后TS-A5对MB仍能保持较高的光催化活性,应用于实际废水中可使其COD明显下降,表明该材料具有较好的实际应用潜力。     

累托石/氧化亚铜纳米复合材料的制备及光催化性能研究

以累托石为载体,用液相合成法制备了累托石/纳米氧化亚铜复合材料,采用SEM、XRD对其进行了表征,并以吸附降解亚甲基蓝的效果探讨了复合材料的吸附及光催化性能.结果表明,在最佳条件为:溶液呈碱性,亚甲基蓝初始浓度90 mg/L,复合材料用量1.33 g/L,温度60℃,反应20 mim时复合材料对亚甲基蓝的降解率可达到9...     

Ag/AgCl改性碳纳米管薄膜连续流光催化去除水中亚甲基蓝

为了探究Ag/AgCl光催化薄膜在连续流状态下对有机污染物的光催化性能,采用连续沉积方法制备了Ag/AgCl改性碳纳米管(CNTs)薄膜,以亚甲基蓝为目标污染物,利用光化学过滤器对亚甲基蓝的光催化脱色效果进行了探究。结果表明,在900μW·cm-2光强下,Ag/AgCl-CNTs复合薄膜在连续流光催化体系中对10 mg·L-1的亚甲基蓝去除率可达90%,比传统序批式反应体系高出70%以上,说明连续流体系的对流传质效果明显优于序批式体系的扩散传质效果。同时,Ag/AgCl的沉积显著改善了CNTs薄膜的光催化脱色性能。在最佳实验条件下,Ag/AgCl改性后,复合薄膜的光催化脱色效果比CNTs薄膜提高了40%。Ag/AgCl-CNTs多功能复合薄膜体系具有光催化降解和膜分离以及减缓膜污染等多重特性。     

Fe_3O_4@SiO_2/TiO_2核壳结构纳米颗粒降解TNT溶液

针对TNT炸药废水具有成分复杂、排放量大、有毒等特点,立足于炸药废水在排放前的降解处理,研究开发一种基于核壳结构Fe3O4@SiO2/TiO2纳米颗粒的高效、可控回收、无二次污染且成本低的光催化降解方法。利用高温碳还原法和溶胶凝胶法制备了具有核壳结构的Fe3O4@SiO2/TiO2纳米颗粒。XRD分析表明,内核Fe3O4呈现磁铁矿特征,表面覆盖的纳米TiO2为锐钛矿型。磁滞回线测试结果显示,复合颗粒的饱和磁化强度为46.5 emu/g,N2吸附-解吸分析结果表明,该颗粒具有典型的介孔结构。使用Fe3O4@SiO2/TiO2纳米颗粒在紫外光下对含TNT废水进行降解,降解率达到81.9%,且颗粒的回收率达到88.4%,为实现高效、可控回收、无二次污染光催化-吸附降解TNT奠定了基础。     

TiO_2晶体的微波水热法制备及光催化性能研究

以TiSO4和尿素为主要原料,EDTA为控制剂,采用微波水热法制备纳米TiO2光催化剂,并分析了纳米TiO2晶粒的最佳形成条件。利用XRD、TEM等技术对制备产物进行表征。结果表明,TiSO4和尿素混合物在微波水热条件下晶化150 min后,产物为锐钛矿型TiO2,且产物粒径小、大小均匀。在紫外光照射下,以自制的锐钛矿型纳米TiO2为催化剂,酸性橙为降解目标物,进一步研究了其光催化性能。结果表明,该TiO2在紫外光照射下表现出稳定的光催化活性。     

Fe~(3+)掺杂TiO_2/凹凸棒复合材料的光催化性能

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe3+掺杂TiO2/凹凸棒(Fe3+-TiO2/ATP)复合光催化剂材料。在可见光条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解反应,评价了样品的光催化性能,研究了TiO2负载量、Fe3+掺杂量和焙烧温度对复合材料光催化性能的影响。在单因素实验的基础上,采用正交实验设计(L25(53))优化了催化剂的制备条件。光催化实验结果表明,MB在复合材料上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型。正交实验结果表明,当TiO2负载量为15%、Fe3+掺杂量为0.5%和焙烧温度为550℃时,得到的复合材料对MB的光催化降解效率最佳,测得表观反应速率常数kapp为6.09×10-3min-1,反应4 h后MB的降解率(Dt)可达75.88%,相同实验条件下与P25(1.51×10-3min-1)相比较,反应速率提高了4.03倍,降解率提高了45.05%。另外,复合材料的沉降性能优于P25,易于分离,是一类有应用前景的复合光催化剂。