适于工业应用的TiO2纳米管的阳极氧化法制备

通过阳极氧化法制备了适于工业应用的大尺寸二氧化钛纳米管阵列.考察了电极形状和面积、氧化电压、氧化时间、预处理等因素对阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列形貌的影响.结果显示,电极形状对纳米管的制备没有影响;阳极氧化前打磨与否对纳米管也没有影响;氧化电压、氧化时间和电极面积对纳米管的影响较大,只有在合适的电压和时间下才能制成纳米管阵列.电极面积影响电流密度,从而影响纳米管的形貌,试验中电极最大面积为360cm2.通过试验得出工业化制备二氧化钛纳米管阵列的最佳条件是电压20V,电解时间30min,反应前不用进行打磨.实验结果显示制成的纳米管阵列对强酸强碱的耐受力强,完全可以适应工业化废水的pH变化.     

CeO2/TiO2纳米管催化剂脱硝性能研究

利用废气中本身含有的CO催化还原烟气中的NO_x,可以实现以废治废。采用TiO₂纳米管负载CeO₂,制备CeO₂/TiO₂纳米管催化剂,并对其进行了SEM表征及影响因素实验。实验结果表明：在n（Ce）∶n（Ti）=3∶7、焙烧温度500 ℃、焙烧时间3 h时制备的CeO₂/TiO₂纳米管催化剂形貌较好,表面颗粒分布相对均匀;反应温度400~600 ℃时NO脱除率达98%;该催化剂具有一定的抗氧性能;当n（SO₂）∶n（NO）=（1∶2）~（2∶1）时,NO脱除率仍然在95%以上。     

GR/TNT复合光催化剂的制备及其降解苯酚的性能研究

以P25为原料,采用碱热法制备二氧化钛纳米管(Ti O_2nanotubes,TNT),Hummers法制备氧化石墨(Graphite Oxide,GO),水热法生成石墨烯二氧化钛纳米管(GR/TNT)复合光催化剂。通过XRD、FTIR、SEM及UV-Vis光谱仪对材料进行表征,表明GR/TNT由化学键结合,且禁带宽度由3.2 e V减小到1.38 e V。掺杂GR可抑制TNT空穴和电子间的复合,且拓宽其光响应范围,光催化活性可延伸到可见光范围。通过GR/TNT降解苯酚,确定其最佳制备条件。180℃下水热反应3 h的2.5%GR/TNT光催化效果最佳,在紫外光(11 W)和可见光(500 W)条件下,10 mg/L的苯酚降解率分别可达95%和80%。GR/TNT降解苯酚满足一级反应动力学方程(R~2≥0.95),且具有较好的稳定性和重复使用性,循环5次利用率可达到初次的88%。     

Zn-杂多酸合物催化降解碱性藏花红实验研究

以自制的多金属氧酸盐Zn1.5PW12O40纳米管作为催化剂,以空气作为氧化剂,对碱性藏花红进行了催化氧化实验。结果表明:中空结构、纳米级Zn1.5PW12O40适合用作催化剂。空气氧化体系中的催化氧化最佳反应时间为4h,降解率达到78%,降解速率达到665μg/h;催化剂的活性和稳定性均较高,循环使用4次时降解率仍>65%。     

Zn-TiO_2纳米管的光催化活性

采用水热合成-浸渍法制备锌掺杂TiO2纳米管（Zn-TiO2纳米管）,透射电镜照片显示Zn-TiO2纳米管为两端开口形貌均一的中空管状结构,管径约6～8 nm,壁厚约1 nm,长度约50～200 nm。研究了Zn-TiO2纳米管对甲基橙的光催化性能,结果表明：掺杂适量锌提高了TiO2纳米管对甲基橙的光催化降解性能,0.4%Zn-TiO2纳米管的光催化性能最佳。同时还探讨了Zn-TiO2纳米管用量和初始pH值等因素对光催化降解甲基橙的影响,结果显示Zn-TiO2纳米管能有效地降解甲基橙。随着光催化反应进行,CODCr去除率和脱色率变化规律不完全相同,可能是由于芳基和烷基降解速率不同所致。     

催化氧化技术降解碱性藏花红废水

采用自制的多金属氧酸盐Zn1.5PW12O40纳米管作为催化剂和分子氧作为氧化剂的催化氧化技术进行碱性藏花红的降解实验。结果表明:Zn1.5PW12O40适合用作催化剂,中空结构,杂多酸型,纳米级;空气氧化体系中的催化氧化最佳反应时间为4h,降解率78%、降解速率665μg/h;催化剂的活性和稳定性均较高,循环使用4次时,降解率仍>65%。     

Pd/N共掺杂TiO_2的制备及其光催化降解苯酚的研究

将纳米管钛酸浸入含尿素和金属(Pd)硝酸盐的乙醇溶液中,乙醇超声挥发后所得样品先在空气气氛、600℃下煅烧,再在H2气氛、400℃下热还原制备得到Pd/N共掺杂TiO2光催化剂(Pd/N-TiO2)。利用光电子能谱(XPS)仪研究了催化剂表面N、Pd元素的化学态。结果表明,N元素以Ti—O—N形式存在,Pd元素以单质金属状态存在。考察了Pd/N-TiO2的紫外光光催化降解苯酚的活性,与单纯TiO2光催化剂和N掺杂TiO2光催化剂相比,Pd/N-TiO2活性明显提高。研究了催化剂用量、苯酚初始浓度和pH、O2流量以及外加双氧水等条件对紫外光光催化降解苯酚的活性的影响,得到光催化降解苯酚的最佳工艺条件:苯酚初始质量浓度为120mg/L,催化剂用量为0.10g/L,苯酚溶液初始pH为8,O2流量为80mL/min,加入适量双氧水。     

钛酸纳米管的光催化性能研究

以Ti0_2(Degussa P25)和NaOH为原料,采用水热法制备钛酸纳米管.以亚甲基蓝溶液(Methylene Blue,简称MB)为模型污染物,研究水热反应条件对所制钛酸纳米管光催化性能的影响,以及钛酸纳米管加入量、溶液pH值和MB初始浓度等光催化反应条件对钛酸纳米管光催化性能的影响.研究表明:水热反应温度为150℃,反应时间为48 h制得的钛酸纳米管对MB的光催化效率最高;钛酸纳米管的加入量、溶液pH值和MB初始浓度等光催化反应条件对钛酸纳米管的光催化性能有较大影响.     

掺铁TiO2纳米管阵列模拟太阳光光电催化降解双酚A的研究

双酚A(BPA)是一种典型的内分泌干扰物,其处理技术的开发对环境治理和人类健康都非常重要.以氙灯为模拟太阳光光源,掺铁Ti O2纳米管阵列(Fe/TNA)为光阳极,对BPA进行光电催化降解实验研究.通过场发射扫描电镜、X射线衍射以及紫外-可见漫反射表征Fe/TNA的形貌、物相和光吸收性能.结果表明,与纯Ti O2纳米管阵列(TNA)相比,Fe/TNA光吸收边界发生红移,在可见光区的吸收增强.考察Fe掺杂量、电流密度、不同阴极材料下曝气速率等因素对光电催化降解BPA的影响.结果表明,降解反应符合准一级反应动力学方程,在以0.9 mol·L-1Fe(NO3)3浸渍改性的Fe/TNA为光阳极、钛箔为阴极,电流密度为1.15 m A·cm-2的条件下反应4 h,10 mg·L-1BPA降解率可达72.3%,反应速率常数为5.32×10-3min-1,分别是以TNA为光阳极时的1.24倍和1.52倍;曝气可提升光电催化降解BPA的效果,以钛箔为阴极,曝气速率为1.0 L·min-1和以碳布为阴极,曝气速率为0.2 L·min-1条件下降解4 h,BPA的降解率分别可达82.7%和94.1%,反应速率常数分别为7.20×10-3min-1和11.6×10-3min-1.     

TiO_2纳米管修饰电极处理反渗透浓水研究

研制了新型的TiO2纳米管修饰电极,应用于反渗透膜浓水的电化学氧化处理;利用扫描电镜和线性极化曲线对电极进行了表征;考察了电解时间、电流密度和pH值因素对电化学氧化处理反渗透膜浓水的影响;并分析了电极对反渗透浓水中各有机物组分的去除效果。实验结果表明TiO2纳米管修饰电极对反渗透浓水具有较高的电催化性能。