纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝的动力学研究

采用偶联剂法在聚丙烯多面球表面固载纳米TiO2,在高压汞灯照射下,以亚甲基蓝染料为研究对象,对光催化氧化亚甲基蓝溶液的反应动力学进行了试验研究,结果表明:负载TiO2薄膜的聚丙烯多面球光催化降解亚甲基蓝溶液的反应表现为一级动力学反应,反应速率遵从多相催化动力学方程——Langmuir-Hinshelwood方程,反应速率常数K为0.2544mg/(L.min),吸附平衡常数KA为0.4474mg-1.L。     

光催化活性纳米TiO_2溶胶的低温制备及其表征

以TiCl4为原料,低于100℃条件下制备了锐钛矿型纳米TiO2溶胶。通过XRD测试和对甲基橙和亚甲基兰的光催化降解试验,考察了TiO2溶胶制备过程中各因素对TiO2内部结构和性能的影响,进而选出最佳的制备条件。通过光催化降解品红试验和对馒头片的抗菌试验检验了此条件下制备的TiO2溶胶具有良好的光催化活性。     

Fe^3＋掺杂TiO2纳米膜的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出掺杂Fe^3＋的TiO2纳米膜,并用x射线衍射方法进行表征;探讨了金属离子铁离子掺杂对TiO2纳米膜光催化降解性能的影响;研究了TiO2纳米膜及掺杂改性的TiO2纳米膜对甲基兰的降解作用,同时还尝试不同掺杂的TiO2纳米膜的杀菌功能。实验结果表明通过掺杂Fe的TiO2纳米膜有优良的光催化降解性能。     

可磁分离光催化剂纳米球及其催化性能的研究

通过反胶束和酸催化溶胶-凝胶法制备出了一种可磁分离的光催化剂纳米球SiO2/NiFe2O4/TiO(2TSN),这种光催化剂纳米球显示出了超顺磁性,能够通过外加磁场方便的实现催化剂在水中的分离与回收。该光催化剂纳米球的X-射线衍射和TEM结果表明:纳米TiO2颗粒包裹在磁性硅球-SiO2/NiFe2O4(SN)的表面,形成TiO2壳层。利用光催化降解甲基橙的效果考察了这种光催化剂纳米球的活性,结果表明:在NiFe2O4和TiO2之间包覆一层无定性的SiO2可以显著提高样品的光催化性能。     

二氧化钛悬浮体系中几种不同结构染料的光催化降解实验

以钛酸丁酯为原料,乙醇为溶剂,利用溶胶凝胶法制备纳米TiO2微粒。以紫外灯为光源,以橙黄Ⅱ、酸性品红和亚甲基蓝溶液为降解对象,实验考察了纳米TiO2微粒的光催化活性,同时比较了不同结构的染料的降解效果。结果表明:自制的纳米TiO2对染料废水具有明显的降解,不同结构的染料中,具有单偶氮结构的染料橙黄Ⅱ的降解效果最好。     

制备方法对纳米TiO_2光催化活性的影响

分别用化学沉淀法、溶胶-凝胶法和微乳液法制备了纳米级TiO2粉体。用XRD、TEM、TG-DTA对其进行了研究与表征,以次甲基兰溶液的光催化降解为模型反应,考察了制备方法对粉体的晶型、形貌、粒径及其光催化活性的影响。结果表明:从工业化生产目的出发,在相近实验条件下,化学沉淀法制备的TiO2粉体颗粒均匀、粒径小、光催化能力强,产品综合性能最好。此项研究在光催化剂应用领域具有一定的理论和实际意义。     

单波长、双波长、三波长分光光度法测量TiO_2悬浮体系中亚甲基蓝浓度的表征

纳米颗粒态TiO2在实际运用中往往会形成TiO2悬浮颗粒和溶解态物质共存的混合液。对于混合液中溶解物系,以亚甲基蓝为被测物,首次系统考察了单波长、两波长、三波长三种分光光度法在亚甲基蓝浓度为2.00 mg/l和TiO2浑浊度分别为0.11、0.14、0.17、0.21、0.27、0.31、0.34、0.37、0.41、0.51、0.53,TiO2浑浊度为0.34和亚甲基蓝浓度分别为1.00、1.25、1.50、1.75、2.00、2.25、2.50 mg/l两种情况下的测定结果的相对误差和标准差。结果表明,分光光度法测定结果的相对误差和标准差都会有不同程度的波动,这与TiO2对光的改变效应和亚甲基蓝聚合体效应是有关的,而单波长分光光度法的准确度和重现性较好,特别是在浑浊度不变的情况下。其中,导致吸光度产生急剧偏差的"综合效应"被首次提出。     

沸石负载介孔TiO_2的制备及其可见光催化性能研究

以人工沸石为载体,采用溶胶-凝胶法,制备出了沸石负载介孔改性TiO2光催化剂。以亚甲基蓝为目标污染物,研究了不同掺杂金属及介孔薄膜制备方法对纳米TiO2可见光催化性能的影响。用扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等手段研究了掺杂改性前后TiO2的变化。研究发现,N-Fe掺杂可使催化剂的光吸收谱带红移。当掺杂Fe的比为0.2%,焙烧温度为500℃时制备的TiO2效果最好,在可见光照射2 h后,亚甲基蓝的去除率可达90%。研究表明经十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为模板剂修饰后的TiO2催化效果有明显提高,通过将经过萃取去除模板剂的共掺TiO2和直接高温焙烧的TiO2对比后发现,前者比后者降解亚甲基蓝的效果要好,原因在于,高温直接焙烧去除模板剂很容易使模板剂形成的骨架塌陷,减小了比表面积,从而影响了其光催化性能。     

纳米TiO2薄膜在不同基质表面的负载及光催化性能

以釉面陶瓷和普通钠钙玻璃为载体,用溶胶凝胶法在其表面进行了纳米TiO2薄膜的负载.采用X射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜进行了表征与分析.结果表明,TiO2为完全的锐钛矿型,平均粒径约为15nm;TiO2薄膜在2种载体上分布均匀,膜厚约为300nm;TiO2薄膜在釉面陶瓷表面呈连续分布,而在玻璃表面上出现了破裂现象;2种载体中的一些基质离子在TiO2薄膜均有渗透.光降解实验表明,2种载体上的TiO2薄膜对亚甲基蓝的降解均符合一级反应动力学.TiO2/釉面陶瓷催化活性大于TiO2/玻璃,该薄膜对实际生产多菌灵废水具有催化降解作用.2种载体上的TiO2薄膜重复使用20次,对亚甲基蓝的去除率降低约2%.     

焦炭负载型纳米TiO2光催化剂的制备优化试验及其降解效果分析

以焦炭为载体,Na2SiO3为粘结剂制备了负载型纳米TiO2光催化剂,通过单因素试验和正交试验优化出制备该光催化剂的最佳条件,研究分析了该催化剂在紫外灯辐照下降解亚甲基蓝染料废水的效果及影响因素。试验结果表明,煅烧3h,粘结剂浓度为20％wt,煅烧温度为400℃时制备的负载型纳米TiO2光催化剂的降解效果最好,达到80．88％。     

杂多酸/TiO2复合光催化材料的制备及光催化性能

采用浸渍法制备了复合杂多酸(H3PW12O40/TiO2,H4SiW12O40/TiO2)催化材料,通过UV-Vis、IR和XRD对其结构进行了表征,研究了合成的催化剂对有机染料亚甲基蓝降解的催化活性.讨论了催化剂投加量、亚甲基蓝溶液的初始浓度、酸度等对催化脱色效果的影响.结果表明,当溶液酸度为pH=3,催化剂用量为4...     

不同煅烧温度制备TiO_2及光解2-氯苯甲酸

为了考察煅烧温度对TiO2结构和光催化活性的影响,以酞酸丁酯作为前驱体,利用溶胶-凝胶法在不同煅烧温度下制备TiO2,并用亚甲基蓝测试其光催化活性。TG热重分析表明,450~700℃时TiO2有晶型变化,XRD表征说明,TiO2晶型受煅烧温度影响显著,其中450~600℃煅烧制备的TiO2为锐钛矿型,650℃煅烧时TiO2出现金红石晶型;亚甲基蓝光解实验结果表明,煅烧温度显著影响TiO2的光催化活性,其中,450~600℃煅烧TiO2对亚甲基蓝光解效果较好,光降解2.5h后降解率高达95%~97%;550℃煅烧制备的锐钛矿型TiO2对2-氯苯甲酸有一定光解催化效果,紫外光解4h后降解率高达80%左右,光解过程符合零级动力学模式。     

TiO_2/ACFs催化剂光催化降解染料废水活性研究

以活性炭纤维为载体,采用溶胶-凝胶法制备得到了活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂(TiO2/ACFs),并且以亚甲基蓝为模型化合物模拟研究了活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂(TiO2/ACFs)对染料废水的光催化活性。通过扫描电镜(SEM)、XRD等表征方法对活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂(TiO2/ACFs)的结构进行了研究。SEM表征显示,大部分二氧化钛以膜的形式均匀地包裹在活性炭纤维丝上,二氧化钛膜层的厚度大约为330 nm,还有一部分TiO2是以颗粒的形式负载在活性炭纤维上。FT-IR分析可知,ACF与TiO2之间有Ti—O—C键生成,说明TiO2与ACF结合牢固,TiO2不易脱落。通过对亚甲基蓝降解可知当煅烧温度为500℃时,TiO2/ACF的光催化性能最好,通过对比发现500℃煅烧制备的催化剂也具有最好的循环使用性能,经过4次循环后该催化剂对亚甲基蓝的去除率仍达到90.2%。     

Preparation and application of efficient TiO2/ACFs photocatalyst

Activated carbon fibers （ACFs） supported titanium dioxide （TiO2） photocatalyst was developed by sol-gel method. The surface morphology and microstructure of the photocatalyst were characterized with scan electron microscope（SEM）, X-ray diffraction patterns and specific surface area analysis. The prepared photocatalyst is specially helpful for the removal of low molecular weight organic pollutants in wastewater. Decomposition efficiency of methylene blue solution by TiO2/ACFs catalyst reached almost 100% under 60 min reaction, while the decomposition efficiency by pure TiO2 was only 25% under 3 h reaction. The mineralization of toluene aqueous solution was measured by total organic carbon instrument, and the evolution of intermediate species was detected by gas chromatograph instrument. The results indicated that the prepared photocatalyst not only enhanced the photoactivity of TiO2, but also suppressed the emergence of intermediate species, which may be more deleterious to human. The enhancement of photocatalysis was due to increased efficiency of adsorption and desorption, which were control steps in heterogeneous photocatalysis.     

上转光剂掺杂新型纳米TiO2催化剂的制备及利用可见光降解反应艳蓝KN-R染料的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂,40CdF2·60BaF2·0.8Er2O3,此上转光剂在488 nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387 nm的上转换紫外发射峰.采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂的纳米TiO2可见光光催化剂.采用X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征.以反应艳蓝KN-R为研究对象,研究了在(三基色灯下发出的)可见光的照射下该可见光光催化剂的催化降解性能,并与未掺杂纳米TiO2粉末的催化剂性能进行了对比.实验结果表明,作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用,在可见光照射50 h后反应艳蓝KN-R降解率达74.36%,大大高于未掺杂纳米TiO2的降解率(23.10%).     

Photocatalytic degradation of L-acid by TiO2 supported on the activated carbon

Introduction Aromatic sulfonic acid, which is produced in large amounts in chemical industry since the end of 19th century, has been widely applied in many industrial processes, including the various steps of procedure (Alonso and Barcelo, 2000). Naphthalene- sulfonic acids are of importance as dye intermediates and commonly used in the textile auxiliary industry employing many azo dyes and pigments. Among them, 1-naphthol-5-sulphonic acid (L-acid) is widely used in the printing as the raw ma…     

Sonocatalytic degradation of methyl orange in the presence of (nanometer and ordinary) anatase TiO2 powders

The nanometer and ordinary anatase titanium dioxide(TiO2 ) powders were adopted as the sonocatalysts for the degradation of methyl orange used as a model compound for the first time. It was found that the sonocatalytic degradation effect of methyl orange in the presence of TiO2 powder were much better than that without TiO2, but the sonocatalytic activity of the nanometer anatase TiO2 particle was obviously higher than that of ordinary anatase TiO2 particle. Although there are many factors influencing sonocatalytic degradation of methyl orange, the experimental results showed that the best degradation ratio of methyl orange could be obtained when the experimental conditions were: initial concentration 15 mg/L, nanometer anatase TiO2 adding amount 750 mg/L, ultrasonic frequency 40 kHz, output power 50 W, pH = 3.0 and temperature 40℃ within 150 min. In addition, the catalytic activity of reused nanometer anatase TiO2 catalyst was also studied and found to decline gradually comparing with initial nanometer anatase TiO2 catalyst. All experiments indicated that the method of the sonocatalytic degradation of organic pollutants in the presence of TiO2 powder was an advisable choice for non-or lowtransparent organic wastewaters.