卤氧化铋光催化剂改性的研究进展及应用

随着全球环境问题与能源问题的不断加剧,人们迫切需要开发一些高效、环保、稳定的光催化剂。卤氧化铋(BiOX,X=Cl、Br、I)因其独特的层状结构,优异的光学、电学性能,在光催化领域受到了越来越多的关注。虽然BiOX光催化剂在光催化反应中展现出了优异性能,但其光催化效率仍有待提高。简要叙述了BiOX的结构与性能以及当前主流的制备方法,主要概述了最近几年卤氧化铋光催化剂改性的研究进展。改性方法主要有微结构调控、晶面与缺陷调控、掺杂、构造异质结等,这些方法主要是通过提高卤氧化铋或卤氧化铋复合物的光吸收能力、光生载流子的分离和运输效率、以及活性位点的暴露量来实现改性。介绍了其在环境、能源和生物等领域的应用,同时对BiOX的发展提出了问题和展望。     

新型负载型光催化剂及其4BS降解研究

以耐火砖颗粒为载体制备了几种不同类型的负载型光催化剂.对其TiO₂负载量、催化剂表面形貌等进行了表征.并通过直接耐酸大红(4BS)降解脱色试验,考察催化剂的负载、运行次数以及不同制备方法对催化活性的影响,最终筛选出各项性能较优的负载型光催化剂.     

泡沫镍负载纳米ZnO-SnO2光催化降解三氯乙烯

采用比较简单的共沉淀法技术制备了纳米ZnO-SnO2复合氧化物光催化剂,并将其负载在泡沫镍上制成了负载型纳米光催化剂,以三氯乙烯为挥发性有机物的模型反应物,研究了反应气流速、湿度等因素对反应的影响,同时考察了催化剂的失活特征,结果表明该负载型纳米光催化剂具有较高的光催化活性,同时具有较强的抗失活性能,在205h反应中没有出现失活现象．     

TiO2/g-C3N4在泡沫陶瓷表面的负载及光催化空气净化性能增强

以市售P25(TiO_2)和g-C_3N_4为原料,以多孔氧化铝泡沫陶瓷为载体,进行了负载型光催化组件的设计与环境应用.运用浸渍提拉-热处理法制备负载P25/g-C_3N_4的泡沫陶瓷组件,对其微结构进行了表征测试,并将其应用于空气中NO的去除.结果表明,P25/g-C_3N_4在氧化铝泡沫陶瓷表面负载牢固,P25/g-C_3N_4禁带结构匹配有利于光生电荷的分离.研究了P25/g-C_3N_4比例对光催化性能的影响,当g-C_3N_4占P25的量为30%时,负载组件的光催化性能最佳,对NO的去除率达到79.6%.在5次循环反应后,负载型光催化剂表现出良好的稳定性.本研究为P25/g-C_3N_4复合光催化剂的空气净化应用提供了思路和技术基础.     

漂浮型N-TiO_2/EP的制备表征及其光催化性能研究

以轻质、多孔的非金属矿物膨胀珍珠岩(Expanded perlite,EP)为载体,采用载体表面水合沉淀法制备出漂浮型N-TiO2/EP光催化剂,并利用X射线衍射、扫描电镜等分析技术,对N-TiO2/EP进行了表征。以辛烷模拟水面溢油,探讨了N掺杂对TiO2催化性能的影响。结果发现N掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿向金红石的转变,焙烧温度为400℃时,N-TiO2/EP的催化活性最高。0.15g的N-TiO2/EP催化剂用于光降解0.5mL辛烷时,紫外光照射4h后,辛烷去除率达到96.02%。改用氙灯模拟太阳光照射,N-TiO2/EP的辛烷去除率达到82.14%,TiO2/EP的辛烷去除率为53.57%。     

TiO2/硅藻土光催化氧化降解甲基橙的研究

使用经过预处理的硅藻土做载体,采用溶胶-凝胶法制备硅藻土负载二氧化钛光催化剂,利用XRD和EDS对其进行表征.通过分析光催化反应的主要影响因素,研究了硅藻土负载二氧化钛光催化剂对甲基橙的催化降解效果.结果表明：负载3次,在550℃焙烧2h,制备出的负载型催化剂催化活性较高,催化剂上的TiO2为锐钛矿结构.当催化剂投加量为lg/L,溶液初始浓度为15 mg/L,pH为3,H2O2为2 mmol/L时,对甲基橙的降解效果达到最佳.     

焦炭负载型纳米TiO2光催化剂的制备优化试验及其降解效果分析

以焦炭为载体,Na2SiO3为粘结剂制备了负载型纳米TiO2光催化剂,通过单因素试验和正交试验优化出制备该光催化剂的最佳条件,研究分析了该催化剂在紫外灯辐照下降解亚甲基蓝染料废水的效果及影响因素。试验结果表明,煅烧3h,粘结剂浓度为20％wt,煅烧温度为400℃时制备的负载型纳米TiO2光催化剂的降解效果最好,达到80．88％。     

OMS-2负载Ag催化剂的制备及催化氧化性能研究

以KMnO4和MnSO4为基底采用回流法合成了氧化锰八面体分子筛(OMS-2)。以OMS-2为载体采用前掺杂法和浸渍法制备了不同Ag含量的负载型OMS-2催化剂,对所制催化剂进行了结构和织构表征。并研究了不同制备方法和Ag负载量对Ag/OMS-2催化氧化CO性能的影响。结果表明,OMS-2为典型的cryptomelane一维隧道结构,适量掺杂Ag使OMS-2载体分子筛的有序性得到改善。负载型Ag/OMS-2的催化活性均明显优于OMS-2载体,且前掺杂法催化活性优于浸渍法。这与Ag/OMS-2-PI催化剂中Ag颗粒大小及OMS-2载体与Ag之间存在强相互作用有关。Ag负载量明显影响Ag/OMS-2-PI催化剂的催化活性,3Ag/OMS-2-PI催化剂(Ag=3.0 wt%)催化活性最高,这是由于适当Ag负载量,Ag颗粒较小,与载体OMS-2的相互作用较强,能较好地活化OMS-2晶格氧,同时Ag的引入使OMS-2对CO的吸附性能及晶格氧的扩散能力得到显著增强,提高了催化剂对CO的氧化催化能力。     

焦炭负载型纳米TiO2光催化剂的制备优化试验及其降解效果分析

以焦炭为载体，Na2SiO3为粘结剂制备了负载型纳米TiO2光催化剂，通过单因素试验和正交试验优化出制备该光催化剂的最佳条件，研究分析了该催化剂在紫外灯辐照下降解亚甲基蓝染料废水的效果及影响因素。试验结果表明，煅烧3h，粘结剂浓度为20％wt，煅烧温度为400℃时制备的负载型纳米TiO2光催化剂的降解效果最好，达到80．88％。     

天然麦饭石负载TiO2的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛负载于天然麦饭石表面热处理后得到复合光催化剂TiO2/麦饭石,并通过N2吸附-脱附、XRD及IR对其进行表征。探讨了以天然麦饭石为载体制备具有较高光催化活性的负载型TiO2/天然麦饭石复合物的各种影响因素:焙烧温度,加投量,pH值等。研究结果表明:200℃焙烧条件下TiO2/麦饭石复合物具有最大的光催化活性,达到了纯TiO2的光催化效果:对罗丹明B脱色率随着光催化剂增多而增大;对罗丹明B在pH值7～9时具有最大的降解率,开拓和优化TiO2光催化效能的新途径。     

铜/海泡石催化净化CO性能的研究

以改性海泡石为载体,用真空浸渍法、沉积沉淀法和离子交换法负载Cu,制备Cu/海泡石催化剂,以CO氧化为模型反应考察该催化剂的催化氧化性能。在对比评价催化剂活性的同时,考察了不同条件下载体的改性以及铁组分的掺杂对催化氧化CO性能的影响。研究表明,制备方法对催化剂活性具有显著影响,真空浸渍法和沉积沉淀法制备的样品中,负载量为5%(质量)的Cu/海泡石催化剂对CO氧化有较高的活性。载体的改性亦对Cu/海泡石催化剂产生较大影响;Fe的加入并没有明显改善Cu/海泡石的催化性能。     

活性炭负载铁锰复合氧化物催化臭氧处理分散染料

用浸渍法制备了负载铁锰复合氧化物的活性炭,以分散染料的臭氧催化氧化为目标降解物研究其催化性能。负载铁锰复合氧化物催化剂的催化性能较单一负载铁、锰的活性高,催化剂的最佳焙烧温度为500℃,反应时间为10min,臭氧浓度为27.98mg/L;负载型活性炭与臭氧之间有协同作用,共同催化氧化分散染料。     

芳烃燃烧钯催化剂的研究--载体、制备方法对催化活性的影响

以苯蒸气作为催化燃烧气，研究了３ 种不同载体和３ 种不同制备方法对金属负载型钯催化剂芳烃催化燃烧性能的影响，并用ＳＥＭ 对催化剂的表现形貌进行了分析．结果表明，载体及催化剂制备方法不同，催化剂的活性及耐热性不同．经一定的高温预处理后的含有稀土的ＦｅＣｒＡｌ 合金作载体性能较另两种载体优良；并提出了该催化剂较好的制备方法．     

硅胶负载TiO2光催化降解吡啶

以硅胶为载体，钛酸四丁酯为原料，用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2，在UV-TiO2体系中对吡啶(PD)进行光催化降解，并研究了降解体系的紫外吸收光谱和pH值对光催化降解体系的影响。结果表明：负载型TiO2光催化剂加入量为60mg／40ml，吡啶的光催化降解反应符合一级动力学方程；吡啶中氮转化成氨氮。碱性条件下的降解率高于酸性条件下的降解率；TiO2负载后利用率提高了6倍左右。     

TiO_2/ACFs催化剂光催化降解染料废水活性研究

以活性炭纤维为载体,采用溶胶-凝胶法制备得到了活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂(TiO2/ACFs),并且以亚甲基蓝为模型化合物模拟研究了活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂(TiO2/ACFs)对染料废水的光催化活性。通过扫描电镜(SEM)、XRD等表征方法对活性炭纤维负载二氧化钛光催化剂(TiO2/ACFs)的结构进行了研究。SEM表征显示,大部分二氧化钛以膜的形式均匀地包裹在活性炭纤维丝上,二氧化钛膜层的厚度大约为330 nm,还有一部分TiO2是以颗粒的形式负载在活性炭纤维上。FT-IR分析可知,ACF与TiO2之间有Ti—O—C键生成,说明TiO2与ACF结合牢固,TiO2不易脱落。通过对亚甲基蓝降解可知当煅烧温度为500℃时,TiO2/ACF的光催化性能最好,通过对比发现500℃煅烧制备的催化剂也具有最好的循环使用性能,经过4次循环后该催化剂对亚甲基蓝的去除率仍达到90.2%。     

负载型纳米金属材料的最新研究进展

纳米金属材料因具有许多优异的特性,具有日益广阔的应用前景。负载型纳米金属相对于纯纳米金属材料具有稳定性高,易回收利用,无毒害性等优点,其制备和应用成为目前研究的热点之一。负载型纳米金属材料的制备方法很多,目前国内外学者通过大量的实验研究,总结出了一些比较成熟的,效果较理想的负载方法。因载体对负载方法的选择影响较大,文章着重介绍了以膨润土、活性炭、碳纳米管、氧化物和有机高分子类为载体的负载方法,引用国内外学者的实验成果,对制得的负载型纳米金属材料的形貌,粒径等特性进行描述。负载型纳米金属材料的应用广泛,着重描述了近年来其在环境治理和水生态保护方面的应用进展,对难降解的有机卤代物,有机染料和重金属以及硝酸盐类等的处理效果进行研究。最后提出了纳米金属材料在投入应用中应该解决的问题和展望。     

银基海泡石NOx催化还原催化剂的研究

以海泡石为载体制备了负载型银催化剂 ,对载体和催化剂进行了表征 ,对这种催化剂催化还原NOx的活性进行了评价 ,对制备条件及其活性的影响进行了研究。     

地下水脱硝催化剂的制备及其性能研究

以Al2O3为载体制备了负载型催化剂,通过甲酸催化还原脱除地下水中硝酸盐对该催化剂进行了活性评价,并研究了催化剂制备条件对催化性能的影响,发现催化剂种类、配比及其含量不同,催化剂的催化性能也相应发生变化,其中4%Pd-1%Cu/Al2O3催化剂可以在45min内将100mg/L的NO3-被完全去除。     

纳米TiO2/硅藻土光催化降解蒽醌染料废水的研究

为提高光催化剂的稳定性,选取硅藻土为载体,以钛酸四异丙酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/硅藻土光催化剂,并利用XRD、SEM、FT-IR等技术对其进行表征.以蒽醌染料弱酸性艳蓝RAW为目标降解物,考察了TiO2/硅藻土的光催化活性、最佳pH值范围及催化剂重复使用对光催化活性的影响.结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿和金红石混晶型,平均粒径11nm,通过控制硅藻土加入量可以得到负载均匀的光催化剂.所制备的TiO2/硅藻土具有较强的光催化活性,对弱酸性艳蓝RAW的降解效果好于商品Degussa P25型TiO2,最佳pH值为4.0.该催化剂性质稳定,重复使用15次后,催化活性仅降低12.4%.     

蒙脱土原位生长MoS2复合材料光催化降解罗丹明B的机理研究

通过在Na⁺-MMT表面生长MoS₂来提高窄带隙半导体光生电子分离速率及稳定性.利用阳离子填充法及水热法成功制备了复合光催化剂Na⁺-MMT/MoS₂,并通过FT-IR、SEM、TEM、Raman、XRD、TG、XPS、UV-DRS和ESR等表征进一步证明了材料的成功负载及光、电化学性能. 同时,以有机染料罗丹明B为待降解染料来评价光催化剂的催化性能,发现其在80 min可有效降解罗丹明B,降解率达96%.经过5次循环使用后,Na⁺-MMT/MoS₂复合光催化剂仍具有较好的光催化性能.因此,利用MMT的表面电负性及稳定的片层结构负载MoS₂,可形成光生电子迁移通道进一步提高电荷迁移速率及光催化剂的稳定性.本研究可为黏土材料调控窄带隙半导体制备环境友好型光催化剂提供新思路.