氮掺杂TiO2可见光光催化剂的制备及性能

以尿素和钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法低温下制备了高可见光催化活性的氮掺杂TiO2(NDT)光催化剂,采用XRD、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征,并在自制光催化反应器中降解甲基橙评价了样品的光催化活性。结果表明,当氮与钛的摩尔比为0.5∶1时,350℃焙烧的样品(NDT350)具有最佳的可见光光谱吸收和光催化活性,该催化剂为锐钛矿晶相,平均粒径为21 nm,比表面积为89.13 m2/g。可见光辐照下,NDT350降解甲基橙的表观反应速率常数为1.381×10-2min-1,是商业P25催化剂的16.85倍。NDT350优良的可见光催化活性与其大的比表面积和强烈的可见光光谱吸收有关。     

SiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂的制备及性能

以三聚氰胺为前驱体,采用热解法合成石墨相g-C_3N_4。将SiO_2与g-C_3N_4以不同质量比复合,采用煅烧法制备SiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂。采用紫外—可见漫反射光谱(UVVis DRS)、光致发光光谱(PL)等对其进行表征。通过甲基橙的可见光催化降解,评价SiO_2/g-C_3N_4的可见光催化活性。当SiO_2在SiO_2/g-C_3N_4质量分数为13.0%时,SiO_2/gC_3N_4光催化活性最高,在该条件下,可见光照射2h,甲基橙的光催化脱色率达到45.8%。     

异质结光催化剂SnS_2/g-C_3N_4的光催化性能研究

以尿素为前驱体,采用热解法合成了石墨相g-C_3N_4;以SnCl_4·5H_2O和硫代乙酰胺为前驱体,采用水热法合成超薄六边形SnS_2纳米片。再将SnS_2与g-C_3N_4以不同质量比复合,采用简便的超声分散法制备了超薄的SnS_2/g-C_3N_4异质结光催化剂。采用紫外—可见漫反射光谱(UV—VisDRS)、紫外—可见光谱(UV—Vis)等对其进行了表征。通过甲基橙的可见光催化降解,评价了SnS_2/g-C_3N_4异质结光催化剂的可见光催化活性。当SnS_2与g-C_3N_4质量比为0.05时,SnS_2/g-C_3N_4异质结光催化剂的光催化活性最高,在该条件下,可见光照射1h,甲基橙的光催化脱色率达到48.2%。     

掺硼氧化银光催化剂制备及降解模拟印染废水

采用离子交换共沉淀法制备掺硼氧化银光催化剂并进行相应表征,以甲基橙为降解对象对其光催化氧化性能进行考察,并将其用于可见光下降解多种有机物及模拟印染废水。实验结果表明:掺硼氧化银光催化剂能带带隙为1.29e V,具有很好的光催化氧化-还原能力,可见光下降解甲基橙,光照120 s可实现甲基橙完全降解;重复使用活性保持稳定;对不同有机物均可实现光催化氧化完全降解;模拟印染废水降解实验证实,在p H值5~10范围内,可见光照射下氧化银光催化剂在25 min内可实现混合染料的完全降解。掺硼氧化银是一种具有应用前景的可见光光催化剂。     

氮掺杂氧化钛的简易制备及可见光催化活性的研究

为开发对可见光响应的催化剂，以尿素为氮掺杂剂，采用简易溶胶-凝胶法制备氮掺杂氧化钛，并以2,4-DCP的降解检验其光催化活性。XRD、BET、XPS和UV-Vis漫反射光谱分析表明，随着氮/钛原子比（N/Ti)的增大，各催化剂晶粒尺寸减小，比表面积增大，锐钛矿相向金红石相的转变得到抑制，除0#样品出现金红石相外，其他催化剂均只出现锐钛矿相；掺入催化剂的N位于晶格O位点和晶格间隙，替代N和间隙N掺杂使催化剂的光吸收发生明显的红移。荧光光谱分析表明，当N/Ti在0～6范围内增加时，反应体系中·OH自由基的产生速率增加，当N/Ti增大至8时，速率则下降。相似的规律也表现在氮掺杂量对光催化活性的影响。适量氮掺杂能增强氧化钛的可见光催化活性，该改性催化剂可用于有机污染物的太阳光激催化降解。     

BiVO_4催化剂的离子液体辅助水热合成及其可见光催化活性

采用溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)离子液体辅助水热合成法制备了光催化剂Bi VO4。以高压氙灯作为可见光源,亚甲基蓝为目标污染物,考察反应温度、p H、反应时间和离子用量等制备条件对Bi VO4的可见光催化活性的影响,确定了最佳制备条件。并采用XRD、SEM和UV-Vis漫反射等分析手段对催化剂的晶相、形貌和光学特性进行了表征。结果表明,在离子液体加入量为2 m L、p H=4、反应温度为180℃、反应时间为4 h的条件下,制得的Bi VO4催化剂的可见光光催化活性最高。制得的Bi VO4为单斜相,呈分散的、大小均匀的片状,在200~500 nm范围有一个较宽的强吸收平台,具有良好的可见光催化活性,在可见光照射下对浓度为5 mg/L的亚甲基蓝的光催化脱色率达97%以上。     

微乳法制备Fe-TiO_2纳米晶复合体及光催化性能

采用微乳法制备铁掺杂TiO2纳米晶（Fe-TiO2）复合体,通过热重-差热（TG-DTA）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和紫外漫反射光谱（DRS）等对其结构和形态进行表征;以亚甲基蓝溶液（MB）为标准模拟降解物,对Fe-TiO2,纯TiO2和P25光催化降解性能进行评价。结果表明,Fe-TiO2的光催化活性明显〉P25,原因是Fe掺杂不仅能抑制TiO2晶粒生长,提高TiO2的热稳定性和比表面积,而且能够拓展TiO2的吸收波长范围至可见光区,提高了Ti3＋离子浓度,降低了光生载流子的复合几率。     

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％。     

TiO2／SiO2催化剂可见光降解偶氮染料的研究

以多孔硅胶作载体.通过酸性溶胶法制备了TiO2/SiO2催化剂.采用X射线衍射(XRD)、热重一差热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)和BET等方法对该催化剂进行了表征.以偶氮染料酸性橙7(A07)的可见光降解作为探针反应,研究了TiO2/SiO2的催化活性.结果表明,TiO2的平均晶粒尺寸为5.1 nm,晶型为锐钛矿;TiO2/SiO2具有大的比表面积,比P-25催化剂具有更高的光催化活性和更好的沉降性能,便于回收利用.     

碘掺杂Ti02可见光光催化性能研究

在低于100℃温度条件下，采用溶胶一凝胶法以钛酸正丁酯为钛源，碘酸钾为碘源，制备了I掺杂纳米TiO2催化剂（I-TiO2），运用x-射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）及x-射线光电子能谱（XPS）等对催化剂进行表征，结果表明，TiO2及I-TiO2催化剂均为锐钛矿，I吸附并包裹在TiO2表面或以间隙进入的形式存在，并未进入TiO2晶格。通过在可见光照射下（A〉420nm）以罗丹明B（RhodamineB，RhB）的光催化降解为探针反应研究了在不同条件下制备催化剂的催化性能，结果表明，掺杂比为n1：n^ti=0．05：l，焙烧温度为400℃，降解介质条件pH=7时，l-TiO2光催化活性明显优于未掺杂的TiO2。光催化降解过程通过红外光谱（IR），总有机碳（TOC）跟踪测定，比较了TiO2掺杂前后降解RhB和对氯苯酚（4-CP）的光催化特性差异；同时采用苯甲酸荧光光度法跟踪测定体系中的氧化物种，表明在可见光下，I-TiO2光催化体系中产生·OH高活性氧化物种从而氧化降解目标化合物。     

N-doped SiO2/TiO2 mesoporous nanoparticles with enhanced photocatalytic activity under visible-light irradiation

Mesoporous nanocrystalline N-doped SiO2/TiO2 visible-light photocatalysts were prepared by treating SiO2/TiO2 xerogels in a flow of nitrogen gas bubbled through concentrated ammonia solution. Structural characterization and performance analysis results revealed that the addition of SiO2 remarkably altered the phase composition, specific surface area, microstructure, as well as the photocatalytic activity of N-doped TiO2. The presence of SiO2 in N-doped TiO2 particles suppressed the formation of rutile phase and the crystal growth of N-doped TiO2 particles during thermal calcinations. When weight ratio of SiO2/TiO2 was in 0.05-0.20, the N-doped SiO2/TiO2 exhibited higher photocatalytic activity than the N-doped TiO2, and optimum ratio was found to be 0.05. The enhanced photocatalytic activity could be attributed to the higher specific area, larger pore volume, and more surface hydroxyl groups in the catalyst.     

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%。     

Preparation of a titanium dioxide photocatalyst codoped with cerium and iodine and its performance in the degradation of oxalic acid

A novel class of visible light-activated photocatalysts was prepared by codoping TiO(2) with cerium and iodine (Ce-I-TiO(2)). The particles were characterized using the Brunauer-Emmett-Teller method, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and UV-Visible light absorption. Particles of Ce-I-TiO(2) had greater photoabsorption in the 400-800 nm wavelength range than iodine-doped TiO(2) (I-TiO(2)). The effects on the photocatalytic degradation of oxalic acid under visible light or UV-Visible light irradiation were investigated. The photocatalytic activity of Ce-I-TiO(2) calcined at 673 K was significantly higher than that of Ce-I-TiO(2) calcined at 773 K and I-TiO(2) calcined at 673 K in aqueous oxalic acid solution under visible light or UV-Visible light irradiation. Under visible light irradiation, oxalic acid was first adsorbed on the surface of the catalysts rather than reacted with free radicals in the bulk solution, and then oxidized by (·)OH(ads) to CO(2), which was verified by studying the effects of nitrogen purging and scavengers, as well as by gas chromatography/mass spectrometry.     

Fe^3＋掺杂TiO2/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Fe^3＋掺杂TiO2/凹凸棒（Fe^3＋-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、Fe^3＋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%、Fe^3＋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。敏世雄王芳魏立强王永生冯雷佟永纯韩玉琦     

Photocatalytic degradation of dyes on a magnetically separated photocatalyst under visible and UV irradiation

A novel kind of magnetically separable photocatalyst of TiO2/SiO2/gamma-Fe2O3 (TSF) is prepared. Scanning tunnel microscope (STM) and X-ray diffractometer (XRD) were used to characterize the structure of the photocatalyst. In the TSF photocatalyst, a TiO2 shell is for photocatalysis, a gamma-Fe2O3 core as a carrier is for separation by the magnetic field and a SiO2 membrane between the TiO2 shell and the gamma-Fe2O3 core is used to weaken the adverse influence of gamma-Fe2O3 on the photocatalysis of TiO2. Three kinds of dyes, Fluoresein, Orange II and Red acid G, were used to examine the photocatalytic activity of TSF. Due to strong UV adsorption of the gamma-Fe2O3, the photocatalytic activity of TSF was lower than that of the pure TiO2. Deducting the light absorption of the gamma-Fe2O3 particles, the photocatalytic activity of TSF was found to be higher than that of the P25 under UV irradiation. On the other hand, the photocatalytic activity of TSF under visible irradiation was much lower than that of the P25 TiO2 even deducting the visible light absorption of the gamma-Fe2O3 particles. Differences in the photocatalytic mechanisms under UV and visible irradiation lead to the differences in the photodegradation characteristics of dyes on TSF. The recycled TSF exhibited a good repeatability of photocatalytic activity.     

纳米TiO2-xNx催化剂的制备及其活性研究

以钛酸丁酯为前驱物、无水乙醇作溶剂、二乙醇胺作为抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,在NN3气流中直接进行热处理,制备一系列不同焙烧温度的淡黄色的掺氮纳米TiO2粉体。经XRD、UV-Vis和FTIR分析表明,实验制得的TiO2-xNx在350、400、450、500和550℃热处理3 h后仍为锐钛型;450℃保温3 h掺氮样品具有最佳的紫外-可见光响应,其吸收边红移至720 nm左右。罗丹明B的可见光降解实验及产物分析表明,掺氮样品具有良好的可见光催化活性。     

N掺杂TiO_2可见光催化降解有机物机理研究

实验研究了掺杂N的TiO2光催化剂在可见光下对有机物的降解机理,研究方法有：加入自由基俘获剂探索对反应速率的影响、有机物降解过程TOC与脱色比较,化学探针法测定了实验中存在的HO.。结果表明,有机物在脱色的同时苯环也在断裂,说明有机物的降解是受无选择性的氧化剂攻击而完成;除亚甲基蓝以外,加入自由基俘获剂对可见光反应速率均有抑制现象,证明自由基的攻击是有机物可见光催化降解的主要途径。分别以二甲基亚砜和水杨酸为分子探针,实验结果证明了光催化反应系统中存在HO.物种,前者与HO.反应形成特定的偶氮结构有机物在425 nm处有吸收,后者与HO.反应生成2,3-二羟基苯甲酸和2,5-二羟基苯甲酸。亚甲基蓝、苯酚和水杨酸经5 h的可见光催化降解后,其TOC分别降低了62.8%、78.9%和96.0%,说明掺杂N的TiO2有较强的可见光催化降解有机物能力。     

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。