氮掺杂氧化钛的简易制备及可见光催化活性的研究

为开发对可见光响应的催化剂，以尿素为氮掺杂剂，采用简易溶胶-凝胶法制备氮掺杂氧化钛，并以2,4-DCP的降解检验其光催化活性。XRD、BET、XPS和UV-Vis漫反射光谱分析表明，随着氮/钛原子比（N/Ti)的增大，各催化剂晶粒尺寸减小，比表面积增大，锐钛矿相向金红石相的转变得到抑制，除0#样品出现金红石相外，其他催化剂均只出现锐钛矿相；掺入催化剂的N位于晶格O位点和晶格间隙，替代N和间隙N掺杂使催化剂的光吸收发生明显的红移。荧光光谱分析表明，当N/Ti在0～6范围内增加时，反应体系中·OH自由基的产生速率增加，当N/Ti增大至8时，速率则下降。相似的规律也表现在氮掺杂量对光催化活性的影响。适量氮掺杂能增强氧化钛的可见光催化活性，该改性催化剂可用于有机污染物的太阳光激催化降解。     

可见光下氮掺杂二氧化钛对巯基苯并噻唑的降解

光降解反应中为了有效地利用可见光,以氨水为氮源,采用溶胶凝胶法在温和条件下制备出黄色氮掺杂二氧化钛。分别采用XRD、TEM、XPS和UV-Vis漫反射光谱对样品进行了表征。结果表明,所制备的样品均为锐钛矿相,晶粒随N/Ti配比的增加而增大;氮掺杂进入二氧化钛晶格中使可见光吸收增强。为控制水处理过程中的气味问题,以巯基苯并噻唑为探针,考察了氮掺杂二氧化钛的可见光活性。结果显示氮掺杂二氧化钛在可见光照射下可使巯基苯并噻唑的降解率为商用二氧化钛DegussaP-25的3倍。此外,存在一个最佳N/Ti配比显示出最高的可见光活性。     

绢云母负载N掺杂纳米二氧化钛的制备及性能研究

以绢云母为载体,采用水解-沉淀法制备出了绢云母负载纳米TiO2粉体(TiO2/M),以尿素为氮源,采用后掺杂法制得具有可见光响应的N掺杂TiO2/M.采用XRD,XPS,SEM,DUV等手段对样品进行了性能表征;并以日光色镝灯为光源,甲基橙为模拟污染物检测其光催化活性.研究了N的掺杂对粉体中TiO2晶相结构,粒度和光催化性能的影响.结果表明,绢云母与TiO2通过桥氧相连形成包覆层,N的掺杂抑制了TiO2晶粒的长大,减缓锐钛矿向金红石相的转变,同时N的掺杂形成Ti—O—N键,形成新的能级结构,使样品对光的吸收边红移至440—550 nm,具有明显的可见光响应,对甲基橙的光催化降解率与没有掺N的样品相比,最高可达1.6倍.     

氮掺杂型纳米TiO2在可见光及太阳光下的光催化性能研究

采用钛酸四丁酯为原料,以氨水水解-沉淀法制备出了氮掺杂型纳米TiO2催化剂(N/TiO2),以XRD、XPS、UV-Vis等手段对其进行表征;并通过对偶氮染料橙黄G的降解反应,研究了N/TiO2在可见光及太阳光下的光催化性能,探讨了pH值、外加H2O2氧化剂对光催化降解率的影响,并与P25型纳米TiO2进行了对比.结果表明,在可见光下,N/TiO2对橙黄G具有较高的催化活性,反应150min后降解率可达96.29%,显著高于P25型TiO2(42.55%);在太阳光下,N/TiO2对橙黄G的光催化降解速率较快,反应60min降解率与P25型TiO2基本相同,分别为99.37%、99.94%;较低的pH值环境并适量添加H2O2可显著提高N/TiO2催化效率,在可见光及太阳光下的最佳pH值均为2～3,最佳H2O2加入量分别为0.5mL·L-1、1.5 mL·L-1.     

可见光下氮掺杂罗丹明B分子印迹TiO_2的选择性光催化性能

采用溶胶-凝胶法和分子印迹技术,以尿素为氮源、罗丹明B为模板分子制备了氮掺杂罗丹明B分子印迹TiO_2粉末(N-TiO_2-RhB),并对样品进行了XRD、UV-Vis DRS和BET表征。表征结果显示:氮掺杂和分子印迹一定程度改善了样品的孔隙结构和孔径分布,N-TiO_2-RhB的比表面积和孔体积分别为TiO_2的1.9倍和1.5倍;氮掺杂使TiO_2的光吸收带边发生红移,而分子印迹不能改变催化剂的光吸收带边。N-TiO_2-RhB具有最佳的可见光活性和选择性,对罗丹明B的降解率高达92.7%。对罗丹明B、罗丹明6G、甲基紫和甲基绿的降解过程均符合一级反应动力学方程。     

可见光下氮掺杂二氧化钛对有机污染物的降解动力学研究

温和条件下以碳酸铵为氮源,采用溶胶凝胶法制备氮掺杂二氧化钛粉末,以XRD、UV-Vis漫反射吸收光谱以及BET等手段对掺杂二氧化钛进行了表征。通过吸附等温线的计算以及可见光催化活性的测定,考察了氮掺杂二氧化钛对巯基苯并噻唑的降解动力学。结果显示,实验范围内所制备的样品均为锐钛矿相,样品粒径随N／Ti配比的增加而增大;氮的掺杂产生更多的孔结构和多样孔型,增大了光催化剂对有机物的吸附能力,且氮的掺杂增强了二氧化钛在可见光区的光吸收。通过Langmuir-Hinshelwood积分动力学模型对表观速率常数、吸附平衡常数及反应速率常数的分析,表明氦的掺杂有效地改善了二氧化钛的可见光活性,其中吸附能力的增大对表观速率常数的提高有更显著的贡献。     

氮掺杂活性炭催化湿式氧化—Ca（OH）2沉淀工艺去除草甘膦废水中的磷

用30%（w）H₂O₂溶液氧化处理活性炭（AC）,再以三聚氰胺为含氮前驱体经高温处理制得氮掺杂AC催化剂。采用催化湿式氧化（CWO）法去除草甘膦废水中的有机磷（OP）,将其彻底氧化降解为PO₄^3-,再利用Ca（OH）₂沉淀法去除总磷（TP）。表征结果显示：氮掺杂改性可在AC表面形成多种含氮碱性官能团,从而提高其对OP的催化氧化活性。实验结果表明：在温和的工艺条件下（130 ℃,1 MPa）,该催化剂对不同来源废水的OP去除率均高于90%;当m（Ca（OH）₂）∶m（TP）为20时,Ca（OH）₂沉淀可有效去除CWO出水中的TP,最终出水TP质量浓度小于5 mg/L,可有效缓解后续生化系统除磷的压力。     

Photo-catalytic decolourisation of toxic dye with N-doped titania: A case study with Acid Blue 25

Dyes are one of the hazardous water pollutants.Toxic Acid Blue 25,an anthraquinonic dye,has been decolourised by photo-catalysing it with nitrogen doped titania in aqueous medium.The photo catalyst was prepared from 15% TiCl 3 and 25% aqueous NH 3 solution as precursor.XRD and TEM revealed the formation of well crystalline anatase phase having particle size in the nano-range.BET surface area of the sample was higher than that of pure anatase TiO 2.DRS showed higher absorption of radiation in visible range compared to pure anatase TiO 2.XPS revealed the presence of nitrogen in N-Ti-O environment.The experimental parameters,namely,photocatalyst dose,initial dye concentration as well as solution pH influence the decolourisation process.At pH 3.0,the N-TiO 2 could decolourise almost 100% Acid Blue 25 within one hour.The influence of N-TiO 2 dose,initial concentration of Acid Blue 25 and solution pH on adsorption-desorption equilibrium is also studied.The adsorption process follows Lagergren first order kinetics while the modified Langmuir-Hinselwood model is suitably fitted for photocatalytic decolourisation of Acid Blue 25.     

氮掺杂生物炭催化臭氧对于布洛芬的降解特性与机制

系统研究了新型氮掺杂生物炭材料(N-C)催化臭氧对于水中布洛芬(IBP)的氧化降解效能及机制,并深入探究了初始pH、臭氧投加量、催化剂投加量、不同阴离子和背景水质条件对IBP降解效率的影响.结果 表明,相较于一些常见的碳基催化剂(g-C3N4、生物炭、颗粒活性炭)及金属催化剂(MnO2、Fe3O4),N-C催化臭氧体系...     

氮掺杂二氧化钛可见光催化降解曙红Y溶液

采用溶胶凝胶法制备了氮掺杂二氧化钛光催化剂,用XRD、SEM、FTIR和粒度分析仪对催化剂进行了表征,并且在可见光作用下对曙红Y溶液进行了光催化降解实验。研究了催化剂的投加量、曙红Y的初始浓度、光照时间和pH对曙红Y溶液的光降解效果。结果表明,以可见光作光源,催化剂的投入量为0.4 g,曙红Y溶液的初始浓度为20 mg/L,光照时间为50 min,pH=4条件下,曙红Y溶液的降解率达98.87%。