石英棒负载TiO2光催化膜的制备、表征与降解性能

利用浸涂法在石英光导棒上制得了TiO2光催化膜.用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法对膜的形貌和晶相组成进行了表征,以苯酚为模型污染物考察了膜的活性.结果表明,所制得的TiO2膜催化剂主要由锐钛矿和金红石2种晶相组成;光催化降解苯酚的效果明显优于直接光解;当苯酚初始浓度为0.98 mg/L时,反应2.5 h后的降解率为86%.     

纳米TiO2薄膜在不同陶瓷表面的负载及其光催化性能研究

利用2种不同表面处理的陶瓷作为载体，用溶胶凝胶法在其表面进行了纳米TiO2光催化薄膜的负载。采用X射线衍射法（XRD）、X射线光电于能谱仪（XPS）和扫描电镜（SEM）对薄膜的粒径、横断面及表面组成进行了表征和分析，结果表明，TiO2的平均粒径约为15nm，釉面陶瓷TiO2薄膜分布均匀，膜厚约为300nm；无釉陶瓷TiO2薄膜分布不均，膜层不明显；2种载体中的一些基质离子在TiO2薄膜有渗透。苯酚的降解实验表明，以2种不同表面处理的陶瓷为载体的TiO2薄膜对苯酚的降解均符合一级反应动力学，就催化活性而言，TiO2／釉面陶瓷〉TiO2／无釉陶瓷，分析认为基质渗透的Ca^2＋有降低TiO2光催化活性的作用；该薄膜对实际生产多菌灵废水具有催化降解作用。重复降解实验20次，TiO2／釉面陶瓷和TiO2／无釉陶瓷对苯酚的去除率仅分别降低9％和6％。     

SO2-4/TiO2光催化降解苯酚

以工业硫酸氧钛为原料水解制得SO42-/TiO2光催化剂,并以苯酚为目标降解物,考察了SO24-/TiO2的光催化性能。结果表明:随着SO42-/TiO2制备过程中焙烧温度的升高,其光催化活性逐渐增加,650℃焙烧获得的SO24-/TiO2的光催化活性最好,此后再升高温度会因催化剂中硫的挥发而下降;在确定苯酚原液初始浓度为50 mg/L条件下,SO42-/TiO2的光催化降解苯酚的最佳工艺条件为反应时间2 h、苯酚pH为7、催化剂用量1 g/L。XRD、SEM和FTIR的分析结果显示实验温度下制得的SO42-/TiO2均为锐钛型TiO2;其间掺杂的SO24-在TiO2表面分散性较好,没有聚集成大的颗粒;红外分析的结果初步判定低温(<550℃)焙烧制得的催化剂SO42-在TiO2表面是螯合双配位吸附,高温焙烧时(>550℃)SO42-在TiO2表面是桥式配位吸附。     

SO_4~（2-）/TiO_2光催化降解苯酚

以工业硫酸氧钛为原料水解制得SO42-/TiO2光催化剂,并以苯酚为目标降解物,考察了SO24-/TiO2的光催化性能。结果表明：随着SO42-/TiO2制备过程中焙烧温度的升高,其光催化活性逐渐增加,650℃焙烧获得的SO24-/TiO2的光催化活性最好,此后再升高温度会因催化剂中硫的挥发而下降;在确定苯酚原液初始浓度为50 mg/L条件下,SO42-/TiO2的光催化降解苯酚的最佳工艺条件为反应时间2 h、苯酚pH为7、催化剂用量1 g/L。XRD、SEM和FTIR的分析结果显示实验温度下制得的SO42-/TiO2均为锐钛型TiO2;其间掺杂的SO24-在TiO2表面分散性较好,没有聚集成大的颗粒;红外分析的结果初步判定低温（〈550℃）焙烧制得的催化剂SO42-在TiO2表面是螯合双配位吸附,高温焙烧时（〉550℃）SO42-在TiO2表面是桥式配位吸附。     

纳米TiO2薄膜在不同陶瓷表面的负载及其光催化性能研究

利用2种不同表面处理的陶瓷作为载体,用溶胶凝胶法在其表面进行了纳米TiO2光催化薄膜的负载.采用X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电镜(SEM)对薄膜的粒径、横断面及表面组成进行了表征和分析,结果表明,TiO2的平均粒径约为15 nm,釉面陶瓷TiO2薄膜分布均匀,膜厚约为300 nm;无釉陶瓷TiO2薄膜分布不均,膜层不明显;2种载体中的一些基质离子在TiO2薄膜有渗透.苯酚的降解实验表明,以2种不同表面处理的陶瓷为载体的TiO2薄膜对苯酚的降解均符合一级反应动力学,就催化活性而言,TiO2/釉面陶瓷＞TiO2/无釉陶瓷,分析认为基质渗透的Ca2 有降低TiO2光催化活性的作用;该薄膜对实际生产多菌灵废水具有催化降解作用.重复降解实验20次,TiO2/釉面陶瓷和TiO2/无釉陶瓷对苯酚的去除率仅分别降低9%和6%.     

TiO2光催化降解水中苯酚的试验研究

以悬浆态TiO2为光催化剂，在紫外光催化反应器中，进行了苯酚溶液的动态光催化降解性能的研究，考察了TiO2用量、TiO2焙烧温度、溶液pH值以及循环流量对苯酚光催化降解的影响。结果表明，TiO2用量1．0g／L，TiO2焙烧温度450℃，循环流量20L／h，紫外光照反应5h，苯酚去除率为71．2％。     

TiO2膜降解水中污染物的稳定性考察与再生方法研究

针对实际水处理中对催化剂性能的要求,以光催化降解苯酚溶液作为探针反应,考察了玻璃纤维网上负载的TiO2膜催化剂长期使用条件下的稳定性,研究了催化剂在自来水中使用失活后的再生方法.结果表明,经过50次使用之后,膜催化剂120 min反应对苯酚的降解率从100%下降至83%,总体上看,所制催化剂还是具有相当好的稳定性;在反应器中用蒸馏水浸泡配合光催化反应对TiO2膜催化剂进行原位再生是一种可行的再生途径.     

TiO2光催化对微滤去除腐殖酸的膜污染控制研究

着重研究了不同紫外灯光源和照射时间条件下，TiO2光催化（PCO）对微滤去除腐殖酸过程中的膜污染控制，并探讨了膜污染的控制机理。研究结果表明，TiO2光催化能有效提高微滤对腐殖酸的去除，同时降低膜通量的下降，起到有效控制膜污染的作用。进一步的实验分析表明，TiO2光催化控制膜污染的主要机理在于将腐殖酸降解为易于被TiO2吸附的小分子量物质，吸附腐殖酸降解产物后的TiO2聚合颗粒粒径增大，易于在膜表面形成更为松散的沉积层，并使膜污染从以膜孔堵塞和沉积层污染为主转化为以沉积层污染为主的可逆性污染。     

可见光响应的碘掺杂TiO2光催化剂的制备及其作用机理

以钛酸四丁酯为前驱物制备了碘掺杂TiO2催化剂(I-TiO2),考察了碘掺杂量、水解水量、水解温度和煅烧温度对催化剂物理化学性质与光催化活性的影响。X射线衍射(XRD)结果显示,I-TiO2由锐钛矿相和金红石相组成。在可见光照射下,通过降解水溶液中的苯酚评价了I-TiO2催化剂的光催化性能。结果表明,在水解温度为20℃,水解水量为300 mL,煅烧温度为400℃,碘钛比(摩尔比)为20%的制备条件下,催化剂显示了最优的光催化活性。通过向反应体系中引入自由基捕获剂及降低溶解氧,证实光催化降解苯酚主要由光生空穴或吸附的羟基自由基引发。     

固定化催化剂TiO2膜光催化降解三氯乙醛的研究

研究了负载于玻璃上的固定化催化剂TiO2膜光催化降解水中三氯乙醛的效果,探讨了TiO2膜光催化降解三氯乙醛的机理,考察了溶液pH值和三氯乙醛初始浓度埘TiO2膜光催化降解三氯乙醛的影响,并研究了固定化催化剂TiO2膜光催化降解三氯乙醛的动力学.结果表明,固定化催化剂TiO2膜光催化降解水中三氯乙醛的效果良好,当三氯乙醛初始浓度为2.25 mg/L时,在紫外光照时间3 h下,三氯乙醛的降解率高达100%.在相司紫外光照时间下,三氯乙醛的光催化降解率随着三氯乙醛初始浓度的增大而下降.在溶液pH=6.5时,三氯乙醛的降解效率最高.固定化催化剂TiO2膜光催化降解三氯乙醛的反应遵循一级反应动力学,反应速率常数随三氯乙醛初始浓度的增大而减小.     

TiO2膜降解水中污染物的稳定性考察与再生方法研究

针对实际水处理中对催化剂性能的要求，以光催化降解苯酚溶液作为探针反应，考察了玻璃纤维网上负载的TiO₂膜催化剂长期使用条件下的稳定性，研究了催化剂在自来水中使用失活后的再生方法。结果表明，经过50次使用之后，膜催化剂120 min反应对苯酚的降解率从100%下降至83%，总体上看，所制催化剂还是具有相当好的稳定性；在反应器中用蒸馏水浸泡配合光催化反应对TiO₂膜催化剂进行原位再生是一种可行的再生途径。     

TiO2纳米粒子光催化降解室内挥发性有机污染物苯的研究

利用溶胶凝胶法制备了纳米TiO2粒子。通过X射线粉末衍射分析，晶相为锐钛矿和金红石混晶，晶粒尺寸约为13nm。以苯为目标污染物，研究了不同的苯初始浓度、氧气、催化剂的用量以及光源强度和波长对光催化效率的影响。结果发现，氧气可以提高光催化降解苯的效率；无论在有氧条件还是无氧条件下，随着苯初始浓度的降低，光催化效率升高；光源的强度和波长对光催化效率具有影响；对于光催化降解0．70μg／cm^3苯而言，最佳的TiO2投入量为0.1g。     

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。     

溴掺杂TiO_2光催化剂的制备与性能研究

以KBr和Ti(SO4)2为原料,通过水热法制备了高催化活性的溴掺杂纳米TiO2(Br-TiO2)光催化剂,利用XRD、XPS、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征。通过苯酚降解实验评价了Br-TiO2的光催化活性。结果表明,700℃焙烧、溴与钛的摩尔比为0.35∶1时,Br-TiO2具有最佳光催化活性。该催化剂为晶体发育完整的锐钛矿相TiO2,粒径平均大小为50 nm,比表面积为16.81 m2/g,在紫外区的吸收得到加强,光催化能力优于Degussa P-25。确定了降解苯酚的最佳条件:催化剂投加量为0.5 g/L,苯酚初始浓度为10 mg/L,pH值为6.0。     

TiO2纳米管的水热合成表征及其光催化性能研究

采用水热化学反应的方法制备了TiO2纳米管,并采用TEM、XRD等分析手段对TiO2纳米管的形貌和晶相进行了表征,对比了管与粉的光催化性能.结果表明,采用该方法制得的TiO2纳米管的管径小、管形均匀,TiO2纳米管的光催化性能明显高于TiO2纳米粉.     

掺Ni^2＋的TiO2颗粒光催化性能的研究

通过溶胶．凝胶法制备掺杂Ni^2＋的纳米TiO2，并用XRD和TEM进行了表征，发现Ni^2＋的掺杂减小了TiO2颗粒的粒径，Ni2＋／TiO2晶型为锐钛型。通过对目标物罗丹明B的光催化降解实验，发现Ni^2＋的掺杂提高了TiO2的光催化活性，其降解罗丹明B的反应遵从一级反应动力学方程，Ni^2＋惨杂量为1．2％时的光催化活性最高。     

TiO2光催化复合分离膜对水中天然有机物的去除

在水源污染越来越严重、水质标准日益严格的背景下，超滤（UF）已逐渐成为替代饮用水常规处理技术的最佳选择之一。本研究中采用相转化法，将聚偏氟乙烯（PVDF）、聚乙二醇（PEG）和二氧化钛（TiO2）共混制得光催化复合分离膜并对其进行扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和X射线能谱仪（EDS）等相应的表征。比较了有无光照条件下，PVDF-PEG和PVDF—PEG—TiO2膜对腐殖酸（HA）的截留和超滤过程中的膜污染情况。研究结果表明，TiO2光催化复合分离膜能提高对水中天然有机物的去除并同时降低膜污染。紫外光照强度越强，PVDF-PEG—TiO2膜的抗污染性能越好。另外，光催化能更有效地减少超滤初始浓度较低的腐殖酸溶液过程中的膜通量衰减。     

纳米二氧化钛的改性及光催化氧化烷烃研究

催化剂的表面结构是影响催化反应的重要因素之一.利用原位红外(In-situ FT-IR)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)等现代物理技术考察了热处理改性对纳米 TiO2的表面结构、晶相结构、粒子大小、比表面积和吸光性能的影响,采用In-situ FT-IR光谱着重研究了纳米TiO2催化剂上环己烷光催化降解机制及催化剂的结构特性与催化反应之间的相关性.研究表明,400 ℃条件下热处理纳米TiO2具有最佳光催化活性,适宜的表面结构、晶相结构、吸光能力及晶化度是纳米TiO2光催化剂高催化活性的主要原因.借助In-situ FT-IR光谱,观察到环己烷氧化的主要产物是CO2和H2O,同时捕捉到了中间产物CO以及乙酸,提出了环己烷光催化降解的可能机理.     

微米级负载型TiO2催化剂在光催化-膜分离反应器中的应用

基于光催化．膜分离三相流化床反应器的结构特点及膜分离特性，以微米级MCM-41分子筛为载体，采用原位生成法制备微米级负载型TiO2催化剂。针对微米级负载型TiO2催化剂在光催化一膜分离反应器中的分布特性、悬浮特性、分离特性及膜污染特性进行研究。结果表明，曝气量一定的情况下，微米级负载型TiO2催化剂在光催化一膜分离反应器中具有良好的悬浮特性，且优于纳米TiO2。随着催化剂投加量的增加，悬浮浓度也随之增加。光催化反应器底部曝气0．3m。／h、催化剂投加量为1g／L时为宜。膜分离器中催化剂悬浮浓度明显低于光催化反应器；该微米级催化剂与纳米TiO2相比具有不粘附、不堵塞膜孔等优良特性，能够有效降低膜污染，延长分离膜使用寿命。膜底曝气为0．1m3／h时，反应器连续运行5h（未加反冲洗）后，微米级负载型TiO2催化剂和纳米TiO2对膜组件的污染程度分别为膜通量衰减率4．3％和37．4％。反应器连续运行72h，膜组件依然具有很好的分离特性。     

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。