N-TiO_2/RGO催化剂的制备及其光催化性能的研究

以三乙胺为氮源,HF为形貌控制剂,采用水热法一步合成了N掺杂(001)面锐钛矿TiO_2纳米片/还原氧化石墨烯(N-Ti O2/RGO)复合催化剂,通过XRD、FTIR、SEM、TEM和Raman对样品的组成结构和形貌进行表征。以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,研究了不同掺N量和氧化石墨烯加入量下制备的复合材料的光催化性能。实验结果表明:当n(N)∶n(Ti)为0.5,氧化石墨烯加入量为15 m L时,N-TiO)2/RGO复合材料的光催化性能最好。在催化剂用量为0.5 g/L,罗丹明B溶液初始浓度为20 mg/L时,紫外光催化反应30 min后,罗丹明B的降解率可达94.02%。     

Er~(3+)-TiO_2催化剂的制备及光催化性能的研究

本实验使用溶胶-凝胶法制得Er~(3+)-TiO_2(铒掺杂二氧化钛)催化剂,以罗丹明B为目标污染物,采用太阳光作为光源,探究在不相同制备条件和降解条件下催化剂的光催化性能。实验结果证明:最佳制备条件为铒钛比(摩尔百分比)1.00%、焙烧温度600℃;当催化剂投加量为0.2 g、降解100 m L、20 mg/L的罗丹明B、p H=7时,降解效果最好。最佳条件下光催化反应2.5 h后降解效果可达到95%以上,其降解效果是纯TiO_2催化剂降解效果的5倍,是N-TiO_2(氮掺杂二氧化钛)催化剂降解效果的3.5倍,且Er~(3+)-TiO_2催化剂的催化性能稳定,重复利用性好。     

光催化剂AgBr/Ag2MoO4@AgVO3的结构表征及其抗菌防污性能

目的制备新型的光催化复合材料,提高其光催化性能。方法通过水热法和原位生长法制备不同摩尔比的AgBr/Ag_2MoO_4@AgVO_3光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等一系列手段对所制备的光催化剂进行表征,并以可见光为光源,有机污染物罗丹明B(RhB)为降解对象,进行光催化活性测试,考察不同复合量的光催化剂对反应活性的影响。同时,以铜绿假单胞菌细胞、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为模式菌,进行抗菌试验考察光催化剂的杀菌性能。结果该复合材料通过AgVO_3的(501)晶面、Ag_2MoO_4的(311)面和AgBr的(200)晶面紧密连接。在罗丹明B(RhB)溶液中加入该复合材料,120 min内降解率达到了94.9%,而纯AgVO_3的降解率为7.8%,说明复合后的材料光催化性能明显提高。此外,在光催化杀菌实验中,超过99.99%的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌细胞均在90 min内被杀死。结论复合后的AgBr/Ag_2MoO_4@AgVO_3异质结光催化剂具有优异的光催化降解性能、杀菌性能和稳定性,该催化剂对于环境污染的治理以及海洋杀菌防污处理都起到一定的作用。     

金属掺杂对纳米管TiO_2光催化去除水中罗丹明B的影响

采用水热合成法,将Fe(NO3)3·9H2O、ZnCl2和AgNO3对纳米管TiO2进行掺杂,使用TEM、XRD、XPS、比表面积分析仪及UV-visDRS对掺杂后的纳米管TiO2进行表征并考察其光催化氧化去除罗丹明B的效果,从而优选最佳掺杂金属。结果表明,煅烧温度可影响纳米管TiO2锐钛矿相相对含量、比表面积及禁带宽度,进而影响其光催化活性。此外,掺杂金属离子的种类不同,纳米管TiO2的光催化活性也受到影响。500℃煅烧非掺杂纳米管TiO2的存在下,光催化氧化罗丹明B的去除率为98.72%。向纳米管TiO2中掺杂Fe3+、Zn2+及Ag+时,光催化氧化罗丹明B的效果得到提高。对以上三种掺杂金属离子而言,掺杂量为1.0%(原子百分含量)的催化剂的最佳煅烧温度为550℃。其中,Fe3+掺杂纳米管TiO2光催化活性最高,50min内光催化氧化罗丹明B的去除率可达99.0%。     

MOFs衍生CuO/ZnO催化剂的制备及其光催化性能的研究

利用Cu₃(BTC)₂为材料模板制备金属氧化物CuO,通过光沉积引入Zn2+煅烧合成双金属氧化物催化剂CuO/ZnO,研究了该催化剂在可见光条件下对罗丹明B的光催化降解性能,确定了罗丹明B在降解过程中的主要活性物种,并利用液相原位红外技术探究其降解机理。结果表明:MOFs衍生物CuO/ZnO催化剂具有优良的光催化降解能力,可见光响应150 min后,对10 mg/L罗丹明B的降解率最高达到67.56%以上,其中发挥主要作用的活性物种是超氧自由基·O₂-;经过5次循环实验后降解率仍在50%以上,证明该材料具有较好的可重复利用性。通过液相原位红外光谱检测,分析推断罗丹明B分子在降解过程中存在乙基、羧基和苯环芳香环结构的破坏以及氨基副产物的释放过程。该研究结果可为高效光催化体系的开发及污染物降解机理的研究提供参考。     

Ag掺杂改性TiO_2催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯

邻苯二甲酸酯是环境中普遍存在的有机污染物(内分泌干扰物)之一。通过湿式机械混合法制备Ag掺杂改性TiO2催化剂。光催化降解实验的结果表明Ag掺杂浓度为1×10-4mol/g,焙烧温度为400℃下所得的催化剂活性较好。对降解体系的研究表明,当催化剂的投加量为0.1~0.3 g/L、pH=5~8时降解效率较高(62.0%)。相对于催化剂的降解过程而言,其吸附作用是比较小的,而是以光催化反应为主。并利用荧光光谱对催化剂的性能进行了初步表征。     

g-C_3N_4/TiO_2复合材料光催化降解布洛芬的机制

以TiCl_3为TiO_2钛源,二聚氰胺为g-C_3N_4前驱体,制备了g-C_3N_4/TiO_2复合材料;通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和紫外可见光吸收光谱(UV-vis)等对g-C_3N_4/TiO_2复合材料进行形貌、元素和催化活性的表征.结果表明,TiO_2能很好地依附在g-C_3N_4的表面;吸收光发生了红移,扩大了TiO_2的吸收光谱范围;催化剂活性实验研究表明g-C_3N_4与TiO_2按1:9的质量掺杂比例制备出的g-C_3N_4-10/TiO_2复合材料对布洛芬(IBU)的光催化降解效果最好;实验同时研究了g-C_3N_4-10/TiO_2复合材料对IBU光催化降解的影响机制.IBU的光催化反应符合准一级动力学规律;酸性环境下有利于IBU的降解;使用异丙醇作为·OH分子探针,检测到·OH存在于g-C_3N_4/TiO_2光催化体系中,并计算得出·OH的贡献率为73.7%,表明·OH在降解中起到主要作用.     

Bi掺杂In2TiO5纳米带的制备及其光催化性能

以Bi(NO_3)_3、Ti(OC_4H_9)_4、In(NO_3)_3和聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为原料,采用静电纺丝法和沉淀法相结合,成功制备了Bi掺杂In_2TiO_5(Bi-In_2TiO_5)纳米带.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和氮气吸附-脱附等温线(BET)等技术对样品进行表征.结果表明,Bi的掺杂未引入新的杂相,样品均为正交晶系结构,掺杂前后样品的形貌未发生明显变化.适量的Bi掺杂,在In2Ti O5晶格中形成杂质能级,降低了In_2TiO_5的带隙能.当掺杂量为2%时,制备的Bi-In_2TiO_5纳米带的光催化活性最高.在氙灯(150 W)辐照下,150 min,对罗丹明B的降解率达95.8%,且该催化剂对氟喹诺酮类抗生素左氧氟沙星(LEV)也表现出优良的光催化降解性能.     

Mn~(2+)掺杂TiO_2的合成及光催化降解罗丹明B性能研究

以TiCl_4为钛源,通过水热法合成了具有光催化活性的TiO_2和Mn~(2+)掺杂的TiO_2。高压汞灯的照射下,测定了TiO_2和Mn~(2+)掺杂的TiO_2催化降解罗丹明B的反应动力学。结果显示催化反应符合一级反应动力学;一定质量范围内Mn~(2+)的掺杂可以提高TiO_2的催化活性,其中,0.5%Mn~(2+)掺杂的TiO_2显示出优良的催化性能。不同的TiO_2和Mn~(2+)掺杂的TiO_2形貌进行扫描电镜分析,结果显示样品均为结晶块状,且都达到微米级别。     

硅胶负载TiO_2催化剂的制备与光催化效果

以硫酸钛为前驱体,尿素为沉淀剂,粗孔微球硅胶为载体,采用水热法在160℃下制备硅胶负载TiO_2(TiO_2/硅胶)光催化剂。通过调节TiO_2含量(15%、30%、40%、55%、70%、85%)和水热时间(2,3,4,5,6 h)制备TiO_2/硅胶光催化剂,并考察了材料的晶体结构、比表面积、TiO_2负载量以及光催化降解腐殖酸性能。结果表明:TiO_2理论投加量为70%,水热时间为5 h时,制备所得的TiO_2/硅胶光催化剂具有最优的光催化活性,此时制备的催化剂为锐钛矿型,比表面积为434.829 m~2/g,TiO_2负载量为37.50%。当使用该催化剂投加量为4 g/L、腐殖酸初始浓度为20 mg/L时,腐殖酸降解率最高,为76.5%,降解过程符合一级反应动力学。催化剂经重复4次使用后,仍具有较好的光催化稳定性。