TiO_2纳米管光催化处理络合银:Ag(I)与配体协同机制

以纳米Ti O2为原料,采用水热合成法制备Ti O2纳米管,以XRD、FT-IR和SEM进行表征。XRD表明Ti O2纳米管主要为锐钛矿相;FT-IR表明制备材料含有丰富的羟基;SEM表明材料分散均匀、不易团聚,比原料具有更大的比表面积。在300 m L/min空气曝气、p H=3、T=(26±0.5)℃和300 W紫外光照的条件下,进行光催化降解EDTA-Ag(I)和DTPA-Ag(I)的实验。结果表明,制备的催化材料对含络合银废水的处理具有较高的光催化活性,金属银的去除率和EDTA、DTPA的降解率都达到95%以上,反应近似符合一级模型;有机配体的光催化氧化与Ag(I)的光催化还原之间具有明显的协同效应。     

石墨烯/TiO_2复合物的制备及其光催化性能

为拓展二氧化钛(TiO_2)在可见光区的光响应范围,在140℃水热条件下制备了不同氧化石墨烯含量的石墨烯/二氧化钛(RGO/TiO_2)复合材料。利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对材料进行了表征。以甲基橙为目标污染物,研究了在模拟太阳光和紫外光照下TiO_2和RGO/TiO_2对甲基橙的光催化降解性能。结果表明,TiO_2和GO复合后,TiO_2由原来单一的金红石型转变为金红石型和锐钛矿型并存,出现了混晶效应;在模拟太阳光的条件下,复合材料的催化活性均高于TiO_2本身;光照4 h后80 mg氧化石墨烯添加量制备的复合材料对甲基橙的光催化降解率达到69.58%,是TiO_2的1.65倍;在紫外光照1.5 h时,复合材料对甲基橙的降解率达到了70%。由此可知,石墨烯的存在能够促进TiO_2半导体中电子和空穴的有效分离,显著提高了TiO_2光催化剂对可见光的响应。     

CaF2(Tm3+)/TiO2光催化剂的制备及其对海水养殖废水中氨氮的降解研究

采用溶胶凝胶法制备了CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂,并用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)等手段对其晶型、粒径以及形貌进行了表征。对比分析了可见光下纯TiO_2和CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂对模拟海水养殖废水中氨氮的降解情况。结果表明,CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂粒径基本在15～25nm,晶型为锐钛矿型;CaF_2(Tm~(3+))的掺杂提升了TiO_2对可见光的利用率,使光催化效率大幅提升;CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂对海水养殖废水中氨氮的适宜光催化降解条件为CaF_2(Tm~(3+))掺杂比10%(摩尔分数)、CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂投加量0.6g/L、氨氮初始质量浓度100mg/L、H2O2质量浓度0.3g/L、pH=10.0、反应时间2.0h,在此条件下,氨氮去除率可达近90%;光催化降解氨氮的最终降解产物为N_2,处理比较彻底。     

紫外光照处理低浓度萘普生废水

萘普生为水体中常见的一种非甾体药物类污染物。以300W汞灯为光源,研究紫外光照降解法对于含低浓度萘普生废水的处理效果,发现pH对萘普生光解效果有直接影响,降解优异性顺序为酸性>碱性>中性。通过实验,确定了萘普生光解的最佳pH值为4,光照时间为40 min,在该实验条件下,萘普生的降解率达到97.6%。通过液相色谱-质谱联用法对降解后水样进行检测,初步推导出光解中间产物为6-甲氧基-2-乙酰基萘、6-甲氧基-2-乙烯萘及β-萘酚。     

V/Ce共掺杂TiO2光催化降解甲醛的实验研究

采用溶胶-凝胶法制备了不掺杂、V掺杂、Ce掺杂、V/Ce共掺杂纳米TiO2光催化剂,并将其分别负载于瓷砖上,利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜分析（SEM）技术对薄膜样品的结构和形貌进行了表征。通过对甲醛的降解实验评价光催化剂的光催化活性。实验结果表明,光催化剂的负载量、共掺杂离子的掺杂量、掺杂配比、煅烧温度影响纳米TiO2的光催化活性。V/Ce共掺杂TiO2光催化剂产生了协同效应,其光催化活性优于纯TiO2和单掺杂TiO2样品。     

TiO2晶体的微波水热法制备及光催化性能研究

以TiSO4和尿素为主要原料,EDTA为控制剂,采用微波水热法制备纳米TiO2光催化剂,并分析了纳米TiO2晶粒的最佳形成条件。利用XRD、TEM等技术对制备产物进行表征。结果表明,TiSO4和尿素混合物在微波水热条件下晶化150min后,产物为锐钛矿型TiO2,且产物粒径小、大小均匀。在紫外光照射下,以自制的锐钛矿型纳米TiO2为催化剂,酸性橙为降解目标物,进一步研究了其光催化性能。结果表明,该TiO2在紫外光照射下表现出稳定的光催化活性。     

TiO_2晶体的微波水热法制备及光催化性能研究

以TiSO4和尿素为主要原料,EDTA为控制剂,采用微波水热法制备纳米TiO2光催化剂,并分析了纳米TiO2晶粒的最佳形成条件。利用XRD、TEM等技术对制备产物进行表征。结果表明,TiSO4和尿素混合物在微波水热条件下晶化150 min后,产物为锐钛矿型TiO2,且产物粒径小、大小均匀。在紫外光照射下,以自制的锐钛矿型纳米TiO2为催化剂,酸性橙为降解目标物,进一步研究了其光催化性能。结果表明,该TiO2在紫外光照射下表现出稳定的光催化活性。     

混晶TiO_2微纳米管的制备及其对亚甲基蓝染料的光催化降解性能研究

以偕胺肟纤维为模板纤维,通过优化TiCl4浓度、煅烧温度和煅烧时间制备了混晶TiO_2微纳米管,并考察了其对亚甲基蓝的光催化降解性能。结果表明,制备的混晶TiO_2微纳米管中含有锐钛矿和金红石两种晶相。其最佳制备条件:TiCl4摩尔浓度为0.022mol/L、煅烧温度为600℃、煅烧时间为30min。混晶TiO_2微纳米管对亚甲基蓝具有较好的光催化降解性能,太阳光源下降解5h,降解率可达89.44%。     

V/Ce共掺杂TiO2光催化降解甲醛的实验研究

采用溶胶凝胶法制备了不掺杂、V 掺杂、Ce掺杂、V/Ce共掺杂纳米TiO₂光催化剂,并将其分别负载于瓷砖上,利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜分析（SEM）技术对薄膜样品的结构和形貌进行了表征。通过对甲醛的降解实验评价光催化剂的光催化活性。实验结果表明,光催化剂的负载量、共掺杂离子的掺杂量、掺杂配比、煅烧温度影响纳米TiO₂的光催化活性。V/Ce共掺杂TiO₂光催化剂产生了协同效应,其光催化活性优于纯TiO₂和单掺杂TiO₂样品。     

纳米二氧化钛负载改性天然高分子材料的研究

对丝瓜络及纳米二氧化钛进行接枝改性处理,再以戊二醛为中间反应物进行丝瓜络及纳米二氧化钛的交联反应从而在丝瓜络表面形成纳米二氧化钛薄膜,制备复合光催化剂。通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)及扫描电子显微镜(SEM)对样品结构、形貌进行了分析表征,表明纳米二氧化钛通过KH550的连接负载到了丝瓜络表面;室温下,以甲基橙为底物在365nm波长的紫外光照射下进行光催化降解试验,结果表明,复合光催化剂对甲基橙的催化降解率达到32.21%,且重复性光降解试验表明其可持续光降解能力较好。     

TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料的制备及光催化降解特性

以粉煤灰漂珠为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用混合泥浆法制备了TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料作为光催化剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)等测试手段对其进行了表征分析,并以罗丹明B为目标降解物对其光催化活性进行了研究。结果表明:TiO_2负载量的增加有利于提高TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料的光催化活性,但是,TiO_2负载量过多使得附着在粉煤灰漂珠表面的TiO_2呈蓬松状态,在重复使用过程中容易脱落,导致光催化活性下降;粉煤灰漂珠表面负载的TiO_2为锐钛矿型;TiO_2与粉煤灰漂珠没有发生化学键合,只是以物理吸附的形式相结合。TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料的TiO_2最佳负载量为28.57%(质量分数),随着罗丹明B溶液pH升高,光催化活性增强。TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料循环使用5次,对罗丹明B的降解率基本都保持在70%以上,无机阴离子的加入有利于光催化活性的提高,但是过多的阴离子反而会对光催化活性产生抑制作用。     

添加壳聚糖溶胶-凝胶法制备的TiO_2光催化剂及其光催化性能研究

采用添加壳聚糖(CTS)的溶胶-凝胶法制备了具有较高光催化活性的TiO_2光催化剂,并用XRD、TEM、BET和IR等手段对其进行表征。结果表明,CTS的添加使TiO_2衍射强度增强、分散性提高、比表面积增大从而使光催化活性提高;用所制备的催化剂光催化降解甲基橙反应60 min后,其去除率由不添加CTS所制备TiO_2的32%提高到48%,TOC去除率由14%提高到23%。     

负载工艺对ACF担载二氧化钛光催化性能的影响

采用分散液中添加环氧树脂黏结剂并进行热处理的方法,制备出活性炭纤维(ACF)担载二氧化钛光催化材料。并对光催化材料的表面形貌和孔结构进行表征,评价复合光催化材料对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能。重点探讨了负载方式、负载时间以及光催化剂的添加量等方面对光催化活性的影响。研究表明,当采用浸渍方式、负载时间控制在15 min左右、光催化剂添加量达11 g/L时,ACF/TiO2光催化复合材料中光催化剂负载量最佳,在15%左右,对亚甲基蓝(初始浓度为50 mg/L)的降解效果最好,在2 h内可以达到90%。     

负载型混晶相TiO2光催化剂的低温制备及其光催化活性

以蒙皂石为载体,钛酸四丁酯为前驱物,在较低温度下由溶胶凝胶法制备得到负载型TiO₂光催化剂。研究了理论负载量、固定化温度、干燥、焙烧温度对TiO₂/蒙皂石复合光催化剂光催化性能的影响。采用XRD分析技术对复合材料进行了表征。结果表明,负载的TiO₂以锐钛矿-金红石的混晶相存在。当TiO₂理论负载量为15 mmol/g、溶胶反应温度为25℃、干燥温度为70℃时,TiO₂/蒙皂石复合光催化剂对偶氮染料光催化反应1 h降解率达93.40%。该制备技术的特点是在省去高温焙烧的条件下,制备出光催化活性高的负载型光催化剂。     

天然沸石负载TiO2光催化降解敌敌畏和对硫磷

以钛酸丁酯为原料,以天然沸石作载体负载TiO2制备光催化剂;并采用高压汞灯为光源,用负载型TiO2光催化降解敌敌畏和对硫磷.结果表明,浓度为1.2×10-4mol/L的农药光照2 h左右可完全被光催化氧化为PO3-4.同时,还研究了合成光催化剂的处理温度、溶液的初始pH值、过氧化氢浓度等对负载TiO2光催化降解的影响.     

负载型纳米复合半导体WO_3-TiO_2/AC光催化降解刚果红废水

采用溶胶-凝胶-浸渍-焙烧法制备了负载型纳米复合半导体WO3-TiO2/AC光催化剂,以偶氮染料刚果红为目标降解物,通过正交实验优化了刚果红废水的降解条件,并对其光催化动力学进行了探讨.结果表明,刚果红废水的最佳降解条件为:催化剂投加量10 g/L,pH=7,H2O2用量为3.5 mL/L.在最佳条件下,当刚果红废水起始浓度为40 mg/L时,反应120 min后,刚果红溶液的去除率可达95.21%,较相同条件下TiO2/AC对刚果红染料的降解率提高了19.57%.光催化剂对刚果红的光催化降解符合Langmuir-Hinshelwood(L-H)模型.     

负载型纳米复合半导体WO3-TiO2/AC光催化降解刚果红废水

采用溶胶-凝胶-浸渍-焙烧法制备了负载型纳米复合半导体WO₃-TiO₂/AC光催化剂,以偶氮染料刚果红为目标降解物,通过正交实验优化了刚果红废水的降解条件,并对其光催化动力学进行了探讨。结果表明,刚果红废水的最佳降解条件为：催化剂投加量10 g/L,pH=7,H₂O₂用量为3.5 mL/L。在最佳条件下,当刚果红废水起始浓度为40 mg/L时,反应120 min后,刚果红溶液的去除率可达95.21%,较相同条件下TiO₂/AC对刚果红染料的降解率提高了19.57％。光催化剂对刚果红的光催化降解符合Langmuir-Hinshelwood（L-H）模型。     

CdS-TiO_2/MWCNTs结构表征及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)负载的双组分复合半导体光催化剂CdS-TiO2/MWCNTs。通过透射电镜(TEM)、比表面分析(BET)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了CdS-TiO2/MWCNTs对甲苯降解的光催化性能。结果表明:纳米活性粒子CdS-TiO2均匀负载于MWCNTs上,比表面积、光吸收阈值和强度增大,活性粒子间以及活性粒子与载体之间具有协同作用,有利于光催化性能的提高,CdS-TiO2/MWCNTs在主波长为254 nm紫外光照射下对甲苯的降解效果较好,去除率可达55.3%。     

CdS-TiO2/MWCNTs结构表征及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了多壁碳纳米管（MWCNTs）负载的双组分复合半导体光催化剂CdS-TiO2/MWCNTs。通过透射电镜（TEM）、比表面分析（BET）、X射线衍射（XRD）和紫外-可见吸收光谱（UV-vis）等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了CdS-TiO2/MWCNTs对甲苯降解的光催化性能。结果表明：纳米活性粒子CdS-TiO2均匀负载于MWCNTs上,比表面积、光吸收阈值和强度增大,活性粒子间以及活性粒子与载体之间具有协同作用,有利于光催化性能的提高,CdS-TiO2/MWCNTs在主波长为254 nm紫外光照射下对甲苯的降解效果较好,去除率可达55.3%。     

ZnO在光催化降解亚甲基蓝染料领域中应用研究

以Zn(CH3COO)2·2H2O为起始原料,采用非水解溶胶—凝胶法合成ZnO光催化剂,并对其进行了表征。以亚甲基蓝为光催化反应的模型化合物,考察了ZnO光催化剂的紫外光催化活性,探索了清除剂(异丙醇、草酸铵、对苯醌、H2O2酶)对ZnO紫外光催化活性的影响。结果表明,此方法制备的ZnO具有良好的光催化性能,光照1h,ZnO光催化降解亚甲基蓝的脱色率达到84.1%;而同样条件下,TiO2光催化降解亚甲基蓝的脱色率为73.8%。