二氧化钛纳米微粒的制备及对染料甲基紫的降解

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纳米级二氧化钛微粒。通过二氧化钛的XRD衍射分析的实验结果,利用X射线线宽法计算二氧化钛微粒的平均粒径为22nm。以甲基紫溶液做光催化降解实验,考察各种因素对光催化降解效果的影响。结果表明：在30W紫外灯照射下,甲基紫起始浓度10mg/L,催化剂用量1．0g／L,pH为3．0,100min即可降解92％。     

钒酸银改性二氧化钛制备及其可见光光催化性能研究

通过水热法将钒酸银掺杂负载到二氧化钛上,制备了一种新型改性二氧化钛复合光催化剂.利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和紫外-可见光漫反射技术对催化剂进行了表征,以亚甲基蓝为目标降解物,考察了该催化剂在可见光下的光催化活性、稳定性等,探讨分析了反应机理.结果表明,可见光下该催化剂降解亚甲基蓝的反应过程符合一级反应动力学,其降解速率常数为0.009min-1,是二氧化钛P25的3倍,且3次回收利用后降解率仅下降4.8%,仍具有较高活性.钒酸银与二氧化钛形成耦合异质结,在可见光照射下,光生电子由钒酸银导带传到二氧化钛导带上,空穴则聚集在钒酸银价带上,产生的h+、·OH等是降解亚甲基蓝的主要物质,电子与受体的结合是反应的限速步骤.     

氮掺杂二氧化钛光催化氧化降解污水中四环素

以氮掺杂二氧化钛(N-TiO_2)作为催化剂,四环素作为目标污染物,以可见光作为光源,研究N-TiO_2在可见光源条件下,光催化氧化降解四环素的效果。当四环素初始浓度为50 mg/L时,在pH=8,催化剂投加量为1. 0 g/L较优的反应条件下,N-TiO_2光催化氧化降解四环素的效率可达到97%以上。研究表明:阴离子对降解过程有抑制作用,但对最终降解效果无显著影响。反应过程中起主要作用的活性基团为光生空穴。     

TiO2/硅藻土光催化氧化降解甲基橙的研究

使用经过预处理的硅藻土做载体,采用溶胶-凝胶法制备硅藻土负载二氧化钛光催化剂,利用XRD和EDS对其进行表征.通过分析光催化反应的主要影响因素,研究了硅藻土负载二氧化钛光催化剂对甲基橙的催化降解效果.结果表明：负载3次,在550℃焙烧2h,制备出的负载型催化剂催化活性较高,催化剂上的TiO2为锐钛矿结构.当催化剂投加量为lg/L,溶液初始浓度为15 mg/L,pH为3,H2O2为2 mmol/L时,对甲基橙的降解效果达到最佳.     

172nm真空紫外辐射降解水相有机染料的机理研究

研究了氙准分子灯的172nm真空紫外辐射对水相有机染料枣红的分解机理.氙准分子灯为平面状结构,反应溶液作为灯的一端电极直接与灯表面接触.分别在枣红溶液中通入氧气和氮气以及加入KCl,以具体确定172nm辐射对枣红分子的降解是通过直接光分解还是自由基起作用.研究结果表明,在枣红的降解过程中,直接光分解起主要作用,光降解过程符合准一级动力学反应,光量子产率为6 8×10 - 3mol·eistein- 1 .在HO·、HO2 ·和O2 ·- 自由基作用下,枣红的降解在10min后偏离了准一级反应.枣红降解效率达到约80 %后,COD去除率开始增大.GC MS分析表明,在光分解和热氧化作用下,枣红分子在降解过程中形成了许多小分子碎片.     

光催化降解甲基橙溶液的研究

以自制125W高压汞灯为光源的敞口固定床型光催化反应器(简称光反应器)对甲基橙溶液进行光催化降解试验。催化剂用量23.4mg／L。考察曝气量、循环流速、双氧水加入量、初始pH值对反应的影响。得到最佳条件：循环流速10000mL／min，双氧水加入量1．9mmol／L，pH值4.4，20mg／L甲基橙水溶液降解反应速率常数为2．29h^-1。     

酞菁-二氧化钛光催化剂的制备及其光催化降解效果

采用溶胶-凝胶法制备酞菁-TiO2光催化剂,并分别掺杂铁、铜、钴、镍元素。酞菁作为光敏化剂,提高TiO2在可见光下对有机染料的降解效果。采用SEM对催化剂进行表征,研究在可见光下酞菁-TiO2光催化剂对5种有机染料(甲基橙、甲基红、甲酚紫、亚甲基蓝和孔雀石绿)的降解效果,结果表明,酞菁铁-TiO2,酞菁钴-TiO2,酞菁铜-TiO2,酞菁镍-TiO2均能有效降解这几种有机染料,光催化反应300 min后降解率达92%。比较4种催化剂对甲基橙的降解率,酞菁钴-TiO2催化剂降解效果最明显,以下是酞菁铁、酞菁镍和酞菁铜-TiO2催化剂。     

利用碳氮共掺杂二氧化钛纳米管阵列实现同时降解甲基橙和产氢

本研究结合阳极氧化和超声辅助沉积的方法合成碳氮共掺杂的二氧化钛纳米管阵列,并采用XRD、FESEM、UV-vis、XPS等技术对材料进行表征.光电化学(PEC)体系中,碳氮共掺杂二氧化钛纳米管阵列作为阳极,甲基橙溶液作为光电催化氧化的对象,对光催化剂的氧化性能进行了考察,与此同时,在阴极实现光解水产氢,最终在PEC体系中实现同时降解甲基橙和产氢.XRD、FESEM、UV-vis、XPS及TEM等表征结果表明,碳氮成功地掺入到了二氧化钛纳米管阵列中,并未破坏其多孔有序的结构,而且比二氧化钛纳米管阵列具有更高的光催化活性.光电催化降解甲基橙的实验当中,在酸性溶液条件下,二氧化钛纳米管阵列的催化氧化效率较高,降解效率达到了100%,其速率常数为2.3×10-3s-1(p H=4),同时也具有较高的产氢速率(0.95 mmol·h-1),因此,该实验体系在光电催化降解污水中的有机污染物同时产氢方面有应用前景.     

生物合成施氏矿物作为类芬顿反应催化剂降解甲基橙的研究

应用生物合成施氏矿物作为光助类芬顿反应催化剂促进甲基橙的降解.施氏矿物通过A.f-LX5细胞悬浮液在初始p H值2.5和28℃时氧化Fe SO43d生成,并进行X射线衍射和扫描电子显微镜表征.本研究分析了不同初始p H、H2O2浓度及催化剂装载量对在光助类芬顿反应中甲基橙氧化降解效率的影响.结果表明,生物合成施氏矿物具有较高的催化活性,并且通过羟基自由基机制使甲基橙降解.在近中性、较高Cl-、SO2-4及NO-3浓度条件下,施氏矿物仍然能保持较高催化甲基橙降解的效率.本研究验证了以生物合成施氏矿物作为催化剂的异相光助类芬顿反应是一种处理含甲基橙废水有应用前景的高级氧化技术.     

介质阻挡放电结合TiO_2/活性碳纤维降解咖啡因

实验研究了在大气压力和室温条件下,利用介质阻挡放电(DBD)等离子体技术结合二氧化钛/活性碳纤维催化剂(TiO_2/ACFs)去除水溶液中的咖啡因。采用溶胶-凝胶法制备得到了TiO_2/ACFs复合催化剂,扫描电镜(SEM)表征显示,二氧化钛在活性碳纤维表面均匀分布。研究表明,当咖啡因的初始浓度为10 mg L~(-1)时,相比较与单独DBD等离子体系,在输入功率40-90 W的范围内,复合催化剂的加入使咖啡因的的去除率提高了12-34%,能量效率提高0.06-0.11 g·k W~(-1)·h~(-1),矿化率提高7-14%。自由基淬灭实验证明氧气和羟基自由基在咖啡因的降解过程中起到主要作用。产物分析表明咖啡因在等离子体协同TiO_2/活性炭纤维复合体系下的降解途径主要为嘌呤环上的羟基化和开环反应。     

银、钕掺杂TiO_2催化光解甲基橙的实验研究

实验用水热合成法制备出银、钕掺杂TiO2催化剂粉体,然后以高压汞灯为光源,掺杂TiO2催化剂粉体为光化降解催化剂,探究对甲基橙模拟印染废水光催化分解的效果。光解实验研究采用正交设计法,以模拟废水浓度、催化剂用量、光照时间以及pH为因素,各因素选取4个水平,对催化光解甲基橙染料的降解率进行评价。分析结果表明:银、钕掺杂TiO2催化剂对甲基橙光化降解有良好的效果,最佳实验条件为:溶液pH为5,甲基橙的初始质量浓度为2 mg/L,催化剂投加量60 mg/L和光照时间80 min。在最佳条件下,连续光照8 h后甲基橙的降解率达到92%以上。     

超声-Cd~(2+)/N共掺杂TiO_2可见光催化降解苯酚研究

以钛酸丁酯为原料,用溶胶-凝胶法合成Cd~(2+)/N共掺杂的二氧化钛,采用X光衍射仪对其粉体的物相进行了表征。进而研究此合成掺杂光催化剂在US(超声波)/Vis(可见光)下降解水中苯酚的降解效果,结果表明,在Cd~(2+)、N共掺杂的二氧化钛作为催化剂的情况下,可见光光催化降解苯酚有一定的效果;超声波的加入能够明显提高可见光光催化降解苯酚的降解率。     

纳米TiO2光催化降解对甲基苯磺酸的研究

采用TiO2/UV光催化降解法处理对甲基苯磺酸的水溶液,探讨了二氧化钛的投加量、溶液的初始浓度、溶液的pH、紫外光照射时间和强度、常见无机离子等因素对对甲基苯磺酸的降解效率的影响.结果表明,在浓度为0.030 g·L-1对甲基苯磺酸溶液中,光催化剂TiO2最佳投加量为0.10 g·L-1,控制空气分压为5.2kPa,紫外光照射2h,溶液为中性时,对甲基苯磺酸废水降解率达到67.4%.二氧化钛的用量、溶液的pH是影响纳米TiO2光催化降解对甲基苯磺酸的主要因素.在此基础上还考察了无机阳离子和无机阴离子对反应的影响,并取得了满意的效果.     

二氧化钛悬浆体系太阳光催化降解甲基橙研究

利用太阳光作为光源，采用二氧化钛悬浆体系，考察了甲基橙溶液光催化降解反应中影响反应速度的相关因素．实验结果表明，太阳光强度、二氧化钛的投加量、反应器的Ａ／Ｖ值、溶液的初始浓度是影响反应速率的重要因素．在平均照度为９２６００ｌｘ的晴天，初始浓度为２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液，初始ｐＨ为３８８，反应器Ａ／Ｖ值为３６ｍ－１时，光照２ｈ后色度去除率达９０％以上，４ｈ后ＴＯＣ去除率接近７０％．实验结果证明了非聚焦开放式反应器构型和二氧化钛悬浆体系能很好地利用太阳能、有效地完成对甲基橙的脱色和有机碳的去除．各因素与甲基橙脱色速率的关系将作为进一步设计反应器的重要参数．     

以一种黏土矿物材料为非均相类芬顿催化剂对甲基橙的降解

为实现以甲基橙为代表的偶氮类染料的高效降解,采用一种黏土矿物材料——Quantum Energy? Radiating Material（下称QE）为催化剂,系统分析了其在非均相类芬顿反应中的催化剂协同静态吸附作用,并考察了不同因素对甲基橙去除效果的影响,同时基于降解过程中Fe2+和总Fe析出量（以ρ计）、·OH等的变化过程,探讨了QE降解甲基橙的作用机制.结果表明,QE对甲基橙具有良好的吸附作用,同时,其作为非均相类芬顿催化剂对甲基橙的降解受到pH、温度、c（H₂O₂）、催化剂投加量等因素的影响.优化后的降解条件:初始ρ（甲基橙）为50 mg/L、QE投加量为5 g/L、c（H₂O₂）为100 mmol/L、pH为2、温度为60℃,在该条件下反应40 min后,甲基橙的去除率可达到99%.以叔丁醇作为·OH淬灭剂,随着c（叔丁醇）的增高,反应体系中甲基橙的去除率随之下降,说明·OH在该体系甲基橙降解中起重要作用;对在反应过程中Fe2+和总Fe析出量的监测数据表明,体系中QE对甲基橙的降解为均相芬顿反应、非均相芬顿反应和吸附作用协同作用的结果.研究显示,以QE为催化剂,通过吸附协同催化氧化作用可以有效处理含甲基橙的染料废水.      

卟啉铁敏化二氧化钛可见光降解甲基橙

以卟啉铁为敏化剂,P25为二氧化钛载体,采用化学吸附合成了卟啉铁敏化二氧化钛复合催化剂:Fe Pp/Ti O2。利用SEM、XRD、DRS、对复合催化剂Fe Pp/Ti O2进行了表征和分析,分析结果表明,Fe Pp吸附于二氧化钛表面,未改变二氧化钛的形貌和晶型,卟啉铁使二氧化钛在可见光区(λ≥420 nm)有显著的吸收。可见光降解甲基橙结果表明,与未敏化的Ti O2相比,Fe Pp/Ti O2在可见光区(λ≥420 nm)能有效提高甲基橙溶液的降解率,3 h降解达到95.8%,并且催化性能稳定,可重复利用。     

FeY催化剂光助Fenton法降解亚甲基蓝染料废水

文章以NaY分子筛为载体,通过离子交换法制备FeY催化剂,并对其在非均相光-Fenton体系中催化降解亚甲基蓝染料废水进行了研究,考察其催化降解性能、重复性和再生性。结果表明,在反应温度为25℃、FeY催化剂投加量为1 g/L、H2O2浓度为4 mmol/L、pH为4、UV光照射60 min时,非均相体系对染料废水的脱色率和COD去除率分别达到97%和84%。通过比较发现,相对于黑暗条件,太阳光和UV光都能显著提高降解效率,并且两种光源效果相当。FeY催化剂比均相催化剂具有更高的催化活性,并且脱附率低,重复性较好,经500℃焙烧2 h的再生催化剂对染料废水的脱色率和COD去除率均可达原来的90%以上。     

石墨烯/二氧化钛降解亚甲基蓝的研究

以钛酸丁酯和氧化石墨烯为前驱物,通过水热法制备石墨烯/二氧化钛(GR/TiO2)复合光催化剂。采用XRD、TEM和FT-IR等技术手段对GR/TiO2粉体的结构和形貌进行了表征。利用对亚甲基蓝光催化降解,考察了GR/TiO2的光催化降解能力,并研究了H2O2用量和p H等因素对光催化降解速率的影响。结果表明:复合催化剂中,TiO2为锐钛型晶体,粒径为25 nm左右,分散在薄纱状的石墨烯上;复合催化剂通过紫外光下光催化性能有所提高,对可见光产生响应,具有良好的稳定性;加入适量H2O2能提高反应速率,碱性条件下,对亚甲基蓝的降解效率更高。     

S掺杂无定形TiO2的制备及可见光催化活性

以硫脲为硫源,采用溶胶-凝胶法和低温煅烧法制备S掺杂二氧化钛(S-TiO_2),用XRD、TEM、XPS、FTIR和UV-vis DRS等方法对其进行表征,以水溶液中甲基橙(MO)为目标污染物,评价了其在可见光(λ400 nm)下的催化性能。结果表明,300℃条件下制备的S-TiO_2为无定型态,呈不规则表面粗糙的类片状结构;S-TiO~(4+)_2中Ti以Ti~(4+)和Ti~(3+)存在,S分别以S~(6+)和S的氧化态存在并取代TiO_2晶格中部分Ti,形成Ti-O-S结构,缩小了TiO_2的带隙,增强了其在可见光下的光催化活性。S掺杂量对催化活性有一定的影响,S掺杂量为3%的无定形S-TiO_2(300)催化剂对甲基橙有较好的催化降解效果,光生空穴在降解有机物中起重要作用。     

二氧化钛催化剂的制备及其催化性能研究

TiO₂光催化剂具有光催化活性高,吸收紫外光性能强,无毒等特点。本文主要采用溶胶-凝胶法合成TiO₂溶胶,分析反应条件对二氧化钛溶胶形成的影响,研究合成所得TiO₂的光催化性能。为了改进二氧化钛的光催化性能,将二氧化钛分散于壳聚糖体系中,以提高二氧化钛的光催化效果,通过对甲基橙这种较难降解的染料化合物的催化降解实验,探究二氧化钛在降解印染废水方面的光催化性能。