Co、Ce共掺杂TiO2-SiO2/NiFe2O4磁性介孔微球的光催化性能

以NiFe2O4纳米粒子作磁性载体、十二烷基磺酸钠和聚乙烯吡咯烷酮作模板剂、Co和Ce作掺杂离子、钛酸丁酯作钛源,制备得到(Co,Ce)-TiO2-SiO2/NiFe2O4磁性介孔微球.通过震动样品磁场计、SEM、紫外-可见漫反射吸收光谱、程序升温氧脱附等方法对磁性介孔微球的结构和光吸收性质进行了表征.(Co,Ce)-TiO2-SiO2/NiFe2O4是具有中空结构和超顺磁性的介孔微球,初始吸收边明显向可见光区域拓宽,增强了在可见光区域的吸收和表面吸附氧浓度.实验结果表明,(Co,Ce)-TiO2-SiO2/NiFe2O4能有效地将氨基甲酸酯类化合物光催化降解成无毒的NH+4和NO-3无机产物等.     

磁性粒子/介孔碳的合成及其吸附性能

以介孔分子筛SBA-15为模板,采用三氯化铁和蔗糖同步浇铸的方法,利用纳米刻蚀技术合成了Fe-Fe3O4磁性纳米粒子/介孔碳复合体(简称磁性粒子/介孔碳)。XRD分析和高分辨透射电子显微镜表征结果表明,磁性粒子/介孔碳中含有强磁性粒子——Fe3O4和α-Fe。在初始罗丹明B质量浓度为200 mg/L的溶液中加入于碳化温度为800 oC下制得的磁性粒子/介孔碳1 mg/L,吸附190 min后,平衡吸附量为329 mg/g。吸附后的磁性粒子/介孔碳在乙醇中的脱附率可达93.7%。通过外加磁场可将吸附后的磁性粒子/介孔碳与溶液分离。     

La_2O_3-TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3-Ti O2光催化剂;运用XRD,UV-Vis DRS,BET技术对光催化剂进行了表征;并以太阳光为光源,研究了不同制备条件及光反应条件下La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解效果。实验结果表明:最佳制备条件为镧掺杂量(硝酸镧与钛酸丁酯的质量比)0.9%、焙烧温度500℃、焙烧时间2 h;该条件下制备的光催化剂为中孔结构(平均孔径3.867 nm),禁带宽度小(2.07 e V),Ti O2为锐钛矿相;在光催化剂投加量为2 g/L、溶液p H为3的最佳光反应条件下反应4 h,La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解率达99.7%,远高于N-Ti O2的42.0%;重复使用5次的La2O3-Ti O2光催化剂仍对罗丹明B保持较高的降解率(98.5%)。     

磁载光催化剂Ba2+-TiO2/SiO2-NiFe2O4的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备易于磁分离的Ba2+掺杂磁载光催化剂Ba2+-TiO2/SiO2-NiFe2O4,利用X射线衍射、透射电子显微镜、漫反射光谱等技术对催化剂进行了表征,并考察了催化剂的可见光催化性能.实验结果表明:Ba2+和SiO2-NiFe2O4的掺杂引起TiO2吸收边带红移,拓宽了TiO2的光响应范围,使催化剂的粒径减小,显著提高了催化剂的可见光催化活性;当催化剂焙烧温度为400 ℃、Ba2+掺杂量为0.008(以n(Ba2+):n(TiO2)计)时,对质量浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液光催化降解150 min,亚甲基蓝溶液的脱色率可达93.0%;Ba22+-TiO2/SiO2-NiFe2O4在外加磁场作用下回收率在95%以上.     

超声及N掺杂对TiO2光催化降解甲基橙活性的影响

在超声条件下采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂纳米TiO2光催化剂,以甲基橙的光催化降解评价其光催化活性.运用XRD、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱等技术对试样的粒径、晶体结构及光学性能进行了表征.实验结果表明:超声能明显减小TiO2颗粒的粒径,提高颗粒分散度,提高TiO2在紫外光下的光催化剂活性;超声对N的掺杂产生了促进作用,使N掺杂纳米TiO2对可见光的吸收能力显著增强,在可见光下的光催化降解速率提高23％.     

氮、硫掺杂TiO2-壳聚糖微球的制备及其可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备N、S掺杂TiO2光催化剂,将其与壳聚糖(CS)溶液共混交联,制取N、S掺杂的TiO2-CS(NSTC)微球光催化剂.通过扫描电子显微镜、X射线衍射技术对NSTC微球的形态和晶型结构进行了表征.研究表明,在焙烧温度为450℃、n(N):n(S):n(Ti)=3:3:1的条件下,制备的NSTC微球的可见光催化降解性能最佳.用在最佳条件下制得的NSTC微球在可见光下催化处理pH为3、质量浓度为20 mg/L的甲基橙溶液,反应240 min,甲基橙降解率可达94.1%.NSTC微球重复进行6次可见光催化降解实验,甲基橙降解率仍可达90.0%.     

N掺杂TiO_2光催化剂的制备及其H_2O_2改性的研究

以钛酸四丁酯为前驱物,采用水解沉淀法制备了N掺杂TiO_2光催化剂和H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂.实验表明,H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂的最佳制备条件为:氨水(质量分数28%)加入量20 mL,焙烧温度500 ℃,H_2O_2(质量分数30%)加入量2.0 mL.日光下,N掺杂TiO_2光催化剂及H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂在反应90 min时的活性红紫去除率达99%,它们对活性红紫的去除率远高于P_(25)TiO_2光催化剂.H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂中N质量分数比改性前明显提高,制备的两种催化剂中不仅含有N元素,同时还含有C和H元素.     

介孔TiO2纤维的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶和水蒸气活化热处理技术制备了介孔TiO2纤维,考察了各种因素对介孔TiO2纤维光催化活性的影响,并对介孔TiO2纤维结构进行了表征。介孔TiO2纤维的最佳制备条件：n（TBOT）∶n（C6H10O3）∶n（H2O）∶n（C3H8O）=1∶0.4∶2.0∶16,搅拌时间80min,Si与Ti的摩尔比为0.15,采用分段程序升温工艺,活化温度为700℃。所得介孔TiO2纤维比表面积为127.7m2/g,最可几孔径为7.3nm,具有极高的热稳定性及抗晶型转变能力,反应时间75min时活性艳红X-3B降解率为99.3%。     

WO_3/γ-Bi_2MoO_6异质结的制备及其光催化性能

采用微波溶剂热法—浸渍法制备了WO3/γ-Bi2Mo O6纳米异质结复合可见光催化剂(简称光催化剂),用XRD、SEM、XPS和UV-Vis分光光度法对其进行了表征。以甲基橙为目标降解物,考察了光催化剂的催化性能。表征结果显示:WO3分散在γ-Bi2Mo O6晶体表面,未进入晶格内部;与WO3和γ-Bi2Mo O6相比,WO3/γ-Bi2Mo O6在紫外和可见光区的吸收强度均有所提高,且对光的吸收发生了明显的红移,禁带宽度变窄;二者形成的p-n型异质结能及时有效地促进光生电子-空穴对的分离,提高催化活性。实验结果表明:WO3/γ-Bi2Mo O6的催化活性优于WO3和γ-Bi2Mo O6;在甲基橙溶液初始质量浓度为10 mg/L、光催化剂WO3(1.0%)/γ-Bi2Mo O6加入量为1 g/L时,反应3 h时甲基橙的降解率最高(达97.48%),甲基橙溶液中TOC的去除率也最高(为92.0%)。     

溶胶-凝胶法制备废水处理用光催化剂Sm_2InNbO_7

以Sm(NO3)3、In(NO3)3和Nb2O5为原料,利用溶胶-凝胶法合成具有烧绿石型结构的光催化剂Sm2InNbO7(光催化剂)。考察了光催化剂的结构及性能。实验结果表明:当合成pH为4、焙烧温度为850℃时,可制得比表面积为6.02m2/g的高结晶度的烧绿石结构光催化剂;当催化剂加入量为2.0g/L,可见光催化反应14h亚甲基蓝的降解率可达97.5%。