纳米TiO_2的溶胶-微波法合成及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法、溶胶-水热法及溶胶-微波法三种方法合成出纳米TiO2,借助XRD、UV-Vis吸收光谱等测试手段对其进行了表征,并以甲基橙为模型污染物,考察了样品的光催化性能。物相分析表明,所得样品均为锐钛矿相TiO2,与其它两种方法相比,溶胶-微波法合成的样品衍射峰明显宽化,强度明显降低,说明该法合成出纳米TiO2粒径较小;UV-Vis吸收光谱表明,溶胶-微波法合成的样品在可见光区和紫外光区对光均呈现更强的吸收,说明该法合成的粉末对光具有更高的利用率。光催化实验表明,溶胶-微波法合成样品的光催化活性高于另两种方法,紫外灯连续照射5h,甲基橙溶液脱色率为99.06%。此外,将该样品用于延安卷烟厂蒸叶车间废水的光催化氧化处理,效果较好,太阳光照射3d后COD去除率为77.4%。     

硅钨酸敏化TiO_2的制备及光催化性能研究

以硅钨酸为敏化剂,采用水热法合成了杂多酸敏化光催化剂TiO2-SiW。利用X-射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等测试手段对样品进行表征,以罗丹明B为模拟污染物评价其光催化活性。XRD结果表明,所得TiO2催化剂为锐钛矿型;UV-vis吸收光谱分析表明,杂多酸敏化使TiO2在可见光区的吸收增强,吸收边红移;光催化实验结果表明,所得TiO2-SiW催化剂光催化活性较好,将催化剂对模拟污染物的处理取得了较好的成果。     

CuO-SnO_2纳米复合光催化剂的制备及其催化性能

文章用共沉淀法合成了铜锡复合氧化物光催化剂,并用X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射(UV-Vis)和透射电子显微镜(TEM)方法对不同焙烧温度下制得的CuO-SnO2纳米复合氧化物的物相组成、晶粒尺寸及光学性质进行了表征。以酸性蓝62染料溶液为模拟废水,在氙灯(模拟日光)光照下,对CuO-SnO2纳米复合氧化物的光催化活性进行了评价,考察了焙烧温度,焙烧时间和活性组分配比对其催化活性的影响。结果表明:在500℃焙烧3h制得的CuO-SnO(2 Cu与Sn摩尔比1:1)纳米复合氧化物具有最高的光催化活性,同样条件下,其光催化活性比Degussa P25 TiO2提高约1.6倍。     

TiO2/膨润土纳米复合光催化剂降解偶氮染料的研究

采用酸性溶胶法合成TiO2 膨润土纳米复合光催化剂 ,并研究其光催化降解阳离子偶氮染料 .X射线衍射 (XRD)分析表明 ,TiO2 膨润土纳米复合物的d0 0 1衍射角为 9 0 6° .该复合催化剂具有较高的光催化降解有机污染物的活性 ,随着光照时间的延长 ,阳离子红GTL的特征峰 490 5nm强度逐渐减弱 ,最后它的特征峰可彻底消失 ,GTL的偶氮键是最活跃的化学键 ,它易于被氧化断键 .该复合催化剂的催化活性受溶液的pH影响较大 ,在中性和碱性条件下其光催化活性更强 .适量的过氧化氢可以加速光催化氧化反应 ,但过量的H2 O2 却抑制了羟基自由基的生成 ,从而使H2 O2 的利用效率下降 ,在本实验条件下其最佳用量是 6mmol L .     

WC/TiO2纳米复合界面光催化剂制备及其光催化降解酚类污染物研究

设计并制备了新型WC/TiO2纳米复合界面光催化剂应用于酚类污染物的光催化降解反应中.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)技术分析了WC/TiO2纳米复合界面光催化剂的晶型和表面形貌.结果显示锐钛矿型TiO2纳米颗粒均匀地分散在WC纳米球表面并很好地构筑了WC/TiO2界面.研究了不同WC负载比例的WC/TiO2光催化剂在模拟太阳光照射下降解苯酚的光催化性能.结果表明:WC/TiO2复合界面的形成可以有效地提高TiO2光催化降解性能;其中,3%WC/TiO2(质量分数)光催化降解苯酚的活性最高.利用紫外-可见光谱(UV-Vis)和高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)分析了WC/TiO2纳米复合界面光催化剂降解苯酚的中间产物,提出了苯酚在WC/TiO2界面上可能的降解机理.     

TiO_2/SiO_2纳米介孔复合薄膜的制备及其光催化降解性能研究

采用两步溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2纳米介孔复合薄膜,经X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和透射及扫描电子显微镜(TEM,SEM)表征,显示介孔复合薄膜中锐钛矿型TiO2纳米粒子均匀分散在 SiO2介孔基底中,经光催化降解氨气的试验,结果表明该介孔复合薄膜的光催化活性比普通的TiO2粒子有较大的提高.     

活性炭负载型TiO_2光催化降解采油废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭负载型的TiO2复合光催化剂,通过SEM和XRD对其进行表征,并利用采油废水的COD去除率来考察自制TiO2/AC复合催化剂对采油废水的处理效果。结果表明:活性炭表面负载了均匀的纯锐钛矿型TiO2薄膜,其晶粒尺寸为24.0 nm;TiO2/AC复合催化剂对采油废水中大多数有机物有不同程度的光催化降解;处理后采油废水COD去除率可达65.3%。     

纳米复合GeO2/TiO2的制备及光催化性能研究

采用改进的Sol-gel方法,制备了一种新型的单分散椭球形微孔结构的纳米GeO2/TiO2复合光催化剂,并用TG-DTA、XRD、XPS、UV-vis、FT-IR、TEM、BET等手段进行了表征.以难生化降解的染料罗丹明B为目标降解物,采用HPLC测定不同光照时间下催化剂对染料降解的情况,考察了催化剂的光催化活性结果表明,改进的Sol-gel法制得的复合光催化剂具有明显的孔结构,而且比表面积大、粒径小、粒径分布窄、分散性好;与适量GeO2复合后能够有效提高TiO2纳米粒子的光催化活性;复合光催化剂的最佳制备条件为GeO2摩尔含量为0.1%,煅烧温度为400℃,所制得的GeO2/TiO2光催化活性比纯TiO2有显著提高.     

V~(5+)/TiO_2-SiO_2-GF复合光催化剂制备及降解甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2、TiO2-SiO2、V5+/TiO2-SiO2光催化剂,并分别负载于玻璃纤维布上,利用X射线衍射(XRD)和比表面及孔隙度(BET)分析技术对样品进行了表征。以甲醛的降解率来评价复合光催化剂的光催化活性。结果表明:玻璃纤维布预处理方式、TiO2与SiO2的复合配比、V的掺杂量、煅烧温度对纳米TiO2的光催化活性有影响。V5+/TiO2-SiO2复合光催化剂比表面积为143.74 m2/g,晶粒粒径为16.9 nm。     

钒氮共掺杂TiO_2的制备及其光催化性能

通过水解沉淀-浸渍法制备了钒、氮共掺杂纳米TiO2光催化剂,并用XRD、UV-Vis、XPS表征了其结构特征。XRD分析结果表明,共掺杂和单掺杂均为单一的锐钛矿相,氮和钒都进入了TiO2晶格中。UV-Vis漫反射光谱显示,钒、氮的掺杂使得催化剂对可见光的响应红移至509 nm。XPS研究表明,N以O-Ti-N和Ti-O-N结构存在于钒氮共掺杂TiO2中,V以V4+和V3+的形式存在于钒氮共掺杂TiO2晶格中。分别以汞灯和太阳光为光源,以亚甲基蓝为降解物,进行催化剂的光催化降解实验,结果表明,煅烧温度为300℃,钒的掺杂量为1%时,钒、氮共掺杂TiO2的光催化降解效率最高。     

纳米TiO_2包覆微米Cr_2O_3粒子的制备及表征研究

目的研究室温条件下纳米TiO_2包覆微米Cr_2O_3粒子的物相、显微组织及其光催化活性。方法采用钛酸丁酯为原料,通过酸催化的胶溶-沉淀法制备纳米TiO_2包覆微米Cr_2O_3复合粒子,利用SEM,XPS,XRD,Raman及紫外-可见漫反射光谱等手段对复合粒子进行表征。结果 XPS分析表明,微米Cr_2O_3粒子的表面存在C,O,Ti,Sn,Cr等元素。场发射扫描电镜观察表明,粒径大小为10~15 nm左右的TiO_2颗粒包覆在Cr_2O_3微粒表面,从而形成纳米/微米复合结构。Raman光谱结果显示,空载实验获得的TiO_2颗粒样品呈现锐钛矿型。UV-Vis光谱分析表明,负载Cr_2O_3微粒后使半导体的吸收峰值明显红移,在370,460,600 nm处出现了3个吸收峰,最大吸收波长达到750 nm左右。结论锐钛矿相TiO_2成功包覆在微米Cr_2O_3粒子表面,扩展了复合半导体的光响应范围,有望实现可见光催化活性。     

稀土铒掺杂TiO_2光催化剂的吸附和光催化活性研究

通过溶胶-凝胶法成功的制备了一系列Er3+掺杂的TiO2光催化剂,并通过XRD、DRS对催化剂进行了表征,结果表明所制催化剂为锐钛矿型,Er3+的掺杂有利于抑制晶粒生长,提高晶体的热稳定性。紫外-可见吸收(DRS)光谱证实,Er3+的掺杂增强了催化剂在可见光区域的吸收能力。吸附实验结果表明,Er3+的掺杂显著提高了橙黄I在TiO2催化剂表面的吸附能力,随掺杂量增加,吸附增强。活性实验结果表明,Er3+的掺杂显著提高了TiO2的光催化活性,最佳掺杂量为1.5%。     

锐态型纳米TiO_2光催化处理含镉废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备锐态型纳米TiO2,用XRD、SEM对粉体进行表征。在紫外光的作用下将自制纳米TiO2光催化处理废水中的Cd2+。考察反应时间、pH值、废水负荷、催化剂用量等因素对去除率的影响。实验结果表明:纳米TiO2光催化处理含镉废水的去除率高,含镉废水pH值、废水负荷、纳米二氧化钛浓度以及反应时间等因素影响含镉废水去除率。在优化的处理条件中:废水镉浓度为30mg/L,纳米TiO2投加量为3mg/L,含镉废水的pH为10,反应时间为2.5h,废水中镉的去除率可达99.52%。     

H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2可见光下光催化降解孔雀石绿的研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备TiO2光催化剂,然后浸渍法制备出H3PW12O40/TiO2复合型光催化剂,并运用XRD、SEM、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析.研究了可见光光照下H3PW12O40/TiO2对孔雀石绿降解的光催化活性,考察了浸渍量、催化剂用量、底物浓度、pH值对光催化降解率的影响.实验表明,在pH=5条件下,H3PW12O40/TiO2催化剂用量为0.3g.L-1,浓度为10mg·mL-1的孔雀石绿溶液在2L·min-1曝气、300W可见光下光照4h后光催化降解率为78%,比TiO2光催化活性提高了24%.     

金属掺杂纳米TiO2薄膜的制备和抗菌性能研究

采用sol—gel法在载玻片表面制备了Ce,Cu,i．a,Ag掺杂的锐铁矿相TiO2薄膜,并通过SEM,XRD．FT—IR及UVVIS进行了表征,比较了薄膜的抗菌性能．UV—VIS研究表明,金属掺杂纳米TiO2薄膜在近紫外区吸光度有明显提高。抗菌实验表明掺Ag的TiO2薄膜抗菌效果最佳。     

钛酸铋光催化降解水中酸性大红的研究

采用异丙醇助水热法制备了钛酸铋光催化剂,UV-vis漫反射测试表明其光吸收带较TiO2发生了红移,通过多点BET法计算出其比表面积为14.16m2/g,平均孔径为21.05nm。以酸性大红为模拟污染物,在三相内循环流化床光催化反应器中进行光催化反应,研究了废水的pH值以及钛酸铋投加量对酸性大红脱色率的影响。结果表明:废水的pH=3.0,催化剂投加量为0.1g/L是最佳反应条件;当流量为10L/h时,连续运行3h后,酸性大红染料的去除率可达92.0%;当处理水量增大时,经过两级处理,酸性大红染料的总去除率仍可达到94.4%。     

纳米TiO_2-CS微球光催化降解亚甲基兰的研究

将用化学方法改性后的纳米TiO2与壳聚糖(CS)共混,通过反相悬浮、交联制备了纳米TiO2-CS微球光催化剂,以亚甲基兰为对象,紫外灯为光源,研究了亚甲基兰的初始浓度、光照时间、不同pH值、纳米TiO2的含量、催化剂用量对亚甲基兰光降解率的影响。结果表明:纳米TiO2-CS微球能显著地降解亚甲基兰,且易于回收、能重复使用,为其实际应用提供了有价值的参数。     

纳米二氧化钛光催化降解造纸废水的试验研究

以廉价的无机盐四氯化钛为原料,采用溶胶-凝胶法制备出纳米TiO2粉末作为光催化剂,在高压汞灯的光源照射下对河北省某造纸厂废水进行了光催化降解.考察了TiO2光催化剂的热处理温度、用量、pH值、反应时间等因素对废水COD降解率的影响.研究表明:经460℃热处理1 h的Ti02光催化效果较好,在COD浓度300 mg/L,...     

新型纳米材料光催化反应器研究

为了充分发挥纳米材料的光催化性能,研制了一种带有旋转叶片且可负载光催化纳米材料的光催化反应器.并以制备的纳米TiO2/硅藻土复合材料作为光催化剂、TNT生产废水为处理对象,考察了催化材料附载量、废水浓度和多次重复使用对反应器催化降解效率的影响.结果表明:附载有光催化纳米材料的反应器经过6次6h重复使用,对TNT生产废水催化降解效率仍然保持在75%以上,远高于直接分散在废水中纳米材料的处理效率(47.25%),即多次重复使用并保持高降解效率;而且可较好地避免纳米光催化材料的团聚.避免因回收造成的纳米材料光催化效率降低以及回收不完全造成的水体二次污染等现象.     

Characterization of metal doped-titanium dioxide and behaviors on photocatalytic oxidation of nitrogen oxides

A series of nanosized ion-doped TiO_2 catalysts with different ion content(between 0.1 at.% and 1.0 at.%) have been prepared by wet impregnation method and investigated with respect to their behavior for UV photocatalytic oxidation of nitric oxide.The catalytic activity was correlated with structural,electronic and surface examinations of the catalysts using X-ray diffraction analysis (XRD),ultraviolet-visible(UV-Vis)absorption spectroscopy,transmission electron microscopy(TEM),energy disperse spectrometer (EDS)and high resolution-transmission electron microscopy (HR-TEM) techniques.An enhancement of the photocatalytic activity was observed for Zn~(2 ) doping catalyst ranged from 0.1 at.% to 1.0 at.% which was attributed to the lengthened lifetime of electrons and holes.The improvement in photocatalytic activity could be also observed with the low doping concentration of Cr~(3 )(0.1 at.%). However,the doping of Fe~(3 ),Mo~(6 ),Mn~(2 ) and the high doping concentration of Cr~(3 ) had no contribution to photocatalytic activity of nitric oxide.