降解空气有机污染物纳米涂料的初步研究

用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和掺杂改性TiO2纳米溶胶涂料,并用浸-拉法把此纳米涂料涂覆于基体表面。掺杂改性与未改性TiO2纳米溶胶涂料的结构用X射线衍射仪(XRD)进行了分析,纳米表面形貌用透射电子显微镜(TEM)进行了观测,并进行了在可见光下降解丙酮的实验研究。实验结果表明:掺杂适量的Ce离子对TiO2进行改性,制备的纳米涂料能够一定程度上在可见光下降解空气污染物。     

纳米TiO2的表面改性及在聚氯乙烯中的应用研究

研究了原位乳液共聚合方法制备聚丙烯酸酯/TiO2纳米复合材料及其对PVC抗紫外光老化性能的影响.结果表明,聚丙烯酸酯共聚物P(MMA-BA)包覆在纳米TiO2表面,并与TiO2粒子有较强相互作用;经过1032 h加速老化后,相比未改性配方和有机紫外吸收剂改性配方,复合改性PVC材料的抗紫外光老化性能得到大幅提高,纳米TiO2的质量分数为1.0%的复合材料改性PVC色差值只有5.0,比未改性配方提高近8倍.     

纳米TiO_2固定化技术

稳定、牢固并具有高活性的纳米TiO2 膜的制备是光催化技术实用化需要解决的关键问题 ,本文主要就纳米TiO2 的固定化方法、烧结温度、载体选择、TiO2 改性等方面进行了综述。     

纳米TiO2的改性及应用研究

从提高纳米TiO2光催化降解效率,改变纳米TiO2的介电性能和改变TiO2表面活性等三方面对目前纳米TiO2的改性方法及应用研究进展进行了全面的综述.并对TiO2的研究进行了展望.     

金属泡沫镍负载纳米TiO2光催化降解空气中甲醛

研究金属泡沫镍表面负载改性TiO2光催化剂对室内空气主要污染物甲醛的降解。采用溶胶一凝胶法制备了掺杂金属离子的纳米TiO2光催化剂，将其负载于泡沫镍板上，以室内空气典型污染物甲醛为模型反应物，研究3种不同改性纳米TiO2对甲醛的光催化作用．并讨论金属镧离子的最佳掺杂比例以及环境因素对光催化效率的影响。同时考察催化剂的失活特征。结果表明，该负载型纳米光催化剂对甲醛气体具有较高的光催化活性。掺镧TiO2对甲醛的降解率最高。最佳掺杂比例为1．5％。该催化剂存在失活现象。但在清洁后能够恢复。     

纳米TiO_2在环境应用方面的研究进展

纳米TiO2具有很强的光催化活性,在环境保护领域有广阔的应用前景。文章综述了纳米TiO2的制备方法和纳米TiO2改性的研究进展以及在环境保护中的应用,并提出今后的研究方向。     

TiO2纳米膜光催化深度处理城市污水的实验研究

采用溶胶-凝胶方法制备光催化性能优良的TiO2纳米膜,应用X射线衍射仪分析了TiO2纳米膜的结构,探讨了铁离子和贵金属Ag、Pt掺杂对TiO2纳米膜光催化降解性能的影响,研究了TiO2纳米膜及掺杂改性TiO2纳米膜对生物二级处理系统出水中有机物光催化去除的性能。贵金属Ag、Pt掺杂提高了TiO2纳米膜光催化性能,而铁离子掺杂则降低了其催化性能。未掺杂的TiO2纳米膜使二级出水的COD下降8.9%,而贵金属Ag、Pt掺杂的TiO2纳米膜则使COD分别下降19.4%和22.3%。实验结果表明TiO2纳米膜有优良的光催化降解性能,TiO2纳米膜有广阔的应用前景。     

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。     

Fe^3＋掺杂TiO2纳米膜的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出掺杂Fe^3＋的TiO2纳米膜,并用x射线衍射方法进行表征;探讨了金属离子铁离子掺杂对TiO2纳米膜光催化降解性能的影响;研究了TiO2纳米膜及掺杂改性的TiO2纳米膜对甲基兰的降解作用,同时还尝试不同掺杂的TiO2纳米膜的杀菌功能。实验结果表明通过掺杂Fe的TiO2纳米膜有优良的光催化降解性能。     

水杨酸和5-磺基—水杨酸表面修饰纳米TiO2吸附去除对硝基苯酚

利用化学吸附法合成了水杨酸和5-磺基-水杨酸表面修饰的TiO2纳米粒子．对表面修饰前后的TiO2纳米粒子，采用红外光谱法、固体紫外-可见漫反射电子光谱法比较其官能团和吸光性能的变化．研究发现，经水杨酸和5-磺基-水杨酸改性后的TiO2分别呈浅黄色、土黄色，吸收带边发生了明显的红移，吸收边起始点分别延伸至420nm和450nm处，出现-COOTi-和芳香羧酸酯的特征吸收峰；这说明TiO2表面羟基与水杨酸或5-磺基-水杨酸间发生类似酸和醇之闻的酯化反应，分别形成的稳定六元环化合物；在最佳吸附pH值4．0和吸附平衡时闻100min的条件下，水杨酸和5碱基-水杨酸表面修饰的TiO2纳米粒子对硝基苯酚的吸附率可由改性前的43％分别提高至89％和94％，突破了TiO2吸附去除芳香族污染物的瓶颈——在吸附剂表面的低覆盖率；同时表层链接苯环的极性减弱，非极性增强，并在水、苯和乙醇中具有良好的分散性．     

碳黑改性TiO2薄膜光催化剂的结构性质

通过碳黑掺杂制备了改性的TiO₂薄膜光催化剂(CB-TiO₂),并采用液氮吸附、X射线衍射(XRD)和紫外-可见光漫反射光谱(DRS)对催化剂的比表面积、物相、晶粒度和最大激发波长等结构性质进行了表征.结果表明,CB-TiO₂的吸附性能大大改善,不同热处理温度下,BET比表面积增加50%～80%;同时碳黑掺杂能够减小催化剂的晶粒尺度,使相变温度降低.相应的光催化降解试验也表明,碳黑改性TiO₂的活性大大提高,其一级反应速率常数为普通TiO₂的1.5倍.     

3,5-二硝基水杨酸表面修饰纳米Ti2吸附对硝基苯酚

化学吸附法合成3,5-二硝基水杨酸表面修饰的TiO₂纳米粒子,TiO₂表面修饰后呈浅黄色,TiO₂表面羟基与3,5-二硝基水杨酸发生类似于醇和酸间的酯化反应.表层链接有苯环,极性减弱,非极性增强,在水、苯、乙醇中均分散性良好,与芳香族污染物的亲合力增强,有利于吸附去除芳香族污染物.表面修饰的TiO₂纳米粒子20mg,在最佳吸附pH值3、吸附时间10min,对100mL对硝基苯酚(3～10 mg/L)的吸附率可由改性前的43%增至99.9%.该法吸附效率高,可直接达到一级排放标准,提供了深度处理对硝基苯酚废水的新方法.     

V-W/TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂催化还原NO的研究

掺杂15%TiO2对γ-Al2O3改性制备了TiO2/γ-Al2O3复合氧化物载体,以此复合氧化物及TiO2、γ-Al2O3为载体用浸渍法负载钒钨制备了一系列催化剂,采用比表面积和孔结构分析、X射线衍射(XRD)、高分辨电镜(HRTEM)、原位红外(in situ FT-IR)等技术对载体和催化剂进行宏观-微观表征,同时在模拟氨气选择性催化还原NO(NH3-SCR)的反应条件下对催化剂的脱硝反应活性进行考察,比较研究TiO2掺杂对V2O5-WO3/TiO2和V2O5-WO3/γ-Al2O3催化剂的改性作用。结果发现,少量TiO2掺杂制得的TiO2/γ-Al2O3复合载体中,TiO2和γ-Al2O3之间的协同作用使得V2O5-WO3/TiO2/γ-Al2O3催化剂的选择性催化还原脱硝效率及活性窗口明显优于单一载体制备的催化剂,并表现出了良好的热稳定性;各种表征结果表明,TiO2/γ-Al2O3复合载体中TiO2高度分散在γ-Al2O3上,复合载体具有较大的比表面积,载体表面存在大量的Br?nsted酸位和较多的活性中间产物,这些可能是TiO2/γ-Al2O3复合载体催化剂具有较好SCR活性的原因。     

基于纳米TiO2添加的新型航空涂料性能研究

目的解决纳米TiO_2在涂料中的团聚问题,同时实现增强涂层防腐蚀、疏水性能和耐紫外老化性能。方法以氯醚树脂为航空涂料的主要成膜物质,以经氟硅烷改性后的金红石型纳米TiO_2颗粒为主要吸光剂和疏水剂,配合其他合适填料和颜料制备一种新型航空涂料,通过拉拔法、硬度测试法、电化学极化曲线法、接触角测试法和人工紫外加速老化等测试手段分别对涂层的力学性能、电化学性能、疏水性能和耐紫外老化性能进行研究。结果改性后的金红石型纳米TiO_2颗粒的分散性及与氯醚树脂的相容性得到改善。当添加量为2%~3%时,涂层腐蚀防护性能、表面疏水性、耐紫外老化性能达到最佳,附着力、硬度等力学性能达到航空涂料的基本使用要求。结论该涂料有效地解决了纳米TiO_2在涂料中的团聚问题,提高了涂层的防腐蚀、疏水性能和耐紫外老化性能。     

光催化氧化苯甲酸时TiO2中毒机理及再生方法的研究

以苯甲酸作为模型污染物,采用强制中毒的方法研究了TiO2在悬浮光催化氧化体系中的中毒过程,并通过对中毒TiO2进行IR、SPS及XPS表征,分析了中毒后TiO2的表面性质,揭示了苯甲酸光催化降解过程中TiO2光催化剂的中毒机理.采用高温焙烧、UV光照射及超声波振荡等方法对中毒TiO2进行再生,并考察再生效果.研究表明,实验条件下,催化剂反复使用20次后将完全中毒.引起TiO2中毒的主要原因是苯甲酸及其降解中间产物,如羟基苯甲酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸等吸附、积累在TiO2表面,占据了TiO2的表面活性位置,使其光催化活性下降;TiO2在使用过程中出现的团聚现象也会导致其活性降低.比较了高温焙烧、UV光照及超声波清洗3种方法对中毒催化剂的再生效果的比较研究,结果表明,3种方法均能使中毒后TiO2的催化活性得到一定恢复,其中高温焙烧对中毒TiO2的再生效果较好.     

Mn-Ce-Co/TiO2催化剂低温脱硝活性研究

以纳米TiO2为载体,通过浸渍法制备一系列改性Mn-Ce/TiO2脱硝催化剂.通过实验考察不同元素组分催化剂的脱硝活性,同时探讨金属氧化物掺杂对提高催化剂低温脱硝活性的机理.活性测试结果显示,Co掺杂能最有效地提高Mn-Ce/TiO2催化剂在低温段的SCR脱硝活性,在n(Co):n(TiO2)=0.08～0.10、体积空速为35100h-1的条件下,催化剂在120℃时就能达到80%以上的NO去除率,140℃左右时的NO去除率接近100%.BET、XRD、TPR、TPD等表征测试结果表明,Co掺杂可改进Mn-Ce/TiO2催化剂的物化特性,增加催化剂表面的活性酸位点及活性氧数量,提高催化剂的氧化还原能力,从而提高Mn-Ce/TiO2催化剂低温SCR脱硝活性.     

硅烷偶联剂对石英砂滤料的表面改性

采用硅烷偶联剂KH-550对石英砂滤料进行表面改性,以提高滤料表面的亲油疏水性.通过正交―单因素实验,考察KH-550浓度、改性温度以及搅拌时间对石英砂滤料表面改性效果的影响.结果表明,KH-550浓度为15%、改性温度为110℃、搅拌时间为15min时改性效果最好,水的润湿重量由改性前的1.5589g减小到0.0607g,而油的润湿重量改性前后基本不变.改性后石英砂对油的吸附容量增大到0.1843,与未改性石英砂相比提高了27.72%.扫描电镜与电子能谱研究表明,KH-550以化学键的方式结合在石英砂滤料表面,形成了牢固的有机包覆层,使得石英砂滤料的亲油疏水性大大提高.     

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。     

Ti02光催化剂的掺杂改性和固定化研究

纳米TiO2作为光催化剂,由于其化学性质稳定、无毒、价廉等优点,使得纳米TiO2光催化氧化技术在环境领域具有广阔的应用前景,而针对其对可见光利用率低,光生电子一空穴对易复合,在使用过程中回收难,光催化效率不高等问题,近年来科研人员致力于Ti02光催化剂的改性和固定化研究。本文介绍了掺杂改性的不同方法及负载技术的研究进展,其中包括贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属掺杂、共掺杂、表面光敏化、复合半导体等,并提出了TiO2光催化剂今后的研究方向及存在的问题。     

TiO_2光催化材料及其在水处理中的应用

文章对TiO2光催化反应机理;TiO2光催化剂的改性和固定化;光催化技术在水处理中的应用做了较为详尽的综述,指出了TiO2光催化在水处理应用中存在的一些问题并对TiO2光催化材料及其在水处理应用中的研究提出了一些建议。