铕掺杂纳米二氧化钛光催化实验研究

以钛酸丁酯为原料,乙醇为溶剂,硝酸为抑制剂。采用溶胶凝胶法制备纳米粒子TiO2,用30w的紫外光灯模拟光源,溴甲酚紫模拟水中难降解的有机污染物,采用稀土铕掺杂的方法来提高TiO2的活性。XRD研究结果表明,稀土铕掺杂TiO2没有改变纳米TiO2的晶相结构;光催化结果表明,稀土铕掺杂的确能较明显的提高TiO2的光催化降解能力。90min内达到降解率由80%提高到98%以上。     

甲基橙在镧掺杂二氧化钛表面的吸附研究

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法成功制备了一系列La^3＋-TiO2光催化剂。通过XRD对催化剂进行了表征,XRD光谱结果表明所制得的TiO2光催化剂晶型结构为锐钛矿型。考察了pH值对甲基橙在纯TiO2光催化剂表面的吸附以及掺杂量对吸附的影响,通过紫外-可见光吸收光谱分析得出碱性或中性条件下的吸附较好。镧（La^3＋）掺杂量的TiO2对甲基橙的吸附实验表明,La^3＋的掺杂显著提高了甲基橙在TiO2催化剂表面的吸附能力,随着La^3＋掺杂量的增加,吸附能力逐渐增强。     

镧、铈掺杂的ZnO-TiO_2处理制药废水的实验研究

采用溶胶-凝胶法制备掺杂ZnO的TiO2复合半导体材料,对其降解制药废水的催化活性进行测定,并用XRD、拉曼光谱分析和TEM对其晶体结构进行表征。实验结果表明:ZnO能显著提升TiO2的催化效率,当ZnO掺杂量8%时光催化活性最大,其COD、色度去除率可分别达72.5%、33.8%。适当掺杂Ce4+或La3+可提高ZnO-TiO2的催化活性,但掺杂过量活性会显著降低。La3+的促进作用强于Ce4+,掺杂La3+0.4%时,COD、色度去除率比未掺杂提高17.2%和31.2%,可见稀土掺杂的ZnO-TiO2复合半导体材料具有应用于生产的可行性。     

Si掺杂TiO2纳米管阵列制备、表征及其光催化氧化降解室内典型VOCs

以Na2SiF6/HF为电解液,采用阳极氧化法一步制备了Si掺杂的TiO2纳米管阵列光催化剂,通过SEM、XRD、DRS和EDX等表征手段对制备的催化剂进行了表征,并以甲苯为降解目标物,考察了Si掺杂的TiO2纳米管阵列光催化剂的活性以及各种反应参数对活性的影响.结果表明,TiO2纳米管阵列以锐钛矿和金红石2种晶形存在,Si高分散于TiO2纳米管的管壁上.Si的掺杂提高了TiO2对紫外光的吸收,其禁带宽度与TiO2相比发生了蓝移.Si掺杂的TiO2纳米管阵列具有较大比表面积.当以电解液中Na2SiF6浓度为0.03 mol·L-1,在400℃焙烧1 h制备的Si掺杂的TiO2纳米管阵列为光催化剂时,甲苯的降解率最高,降解率达到60%,与纯TiO2纳米管阵列相比,催化活性提了1倍.     

基于BP神经网络优化制备Cu-Ce/TiO_2及其光催化活性研究

采用Cu和Ce对TiO2进行改性,基于正交实验设计和BP神经网络研究了Cu-Ce/TiO2中Cu-Ce对TiO2的摩尔百分数、Cu-Ce/TiO2中CuCe摩尔比及Cu-Ce/TiO2烧结温度对Cu-Ce/TiO2光催化降解甲醛溶液性能的影响.同时,对Cu-Ce/TiO2制备方案进行了优化,并运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计对最佳条件下制备的Cu-Ce/TiO2进行表征.结果表明,优化的制备条件为Cu-Ce/TiO2中Cu-Ce对TiO2的摩尔百分数为2.88%,Cu-Ce/TiO2中Cu-Ce的摩尔比为1∶1,Cu-Ce/TiO2的烧结温度为570℃.共掺杂Cu离子和Ce离子能有效避免掺杂TiO2晶格内部表层和近表层产生较多的位错,从而抑制晶格畸变增大;诱导TiO2中锐钛矿型晶体向金红石型晶体转变的能力增强,有效抑制电子-空穴对的复合,产生介电局域效应.     

稀土铒掺杂TiO_2光催化剂的吸附和光催化活性研究

通过溶胶-凝胶法成功的制备了一系列Er3+掺杂的TiO2光催化剂,并通过XRD、DRS对催化剂进行了表征,结果表明所制催化剂为锐钛矿型,Er3+的掺杂有利于抑制晶粒生长,提高晶体的热稳定性。紫外-可见吸收(DRS)光谱证实,Er3+的掺杂增强了催化剂在可见光区域的吸收能力。吸附实验结果表明,Er3+的掺杂显著提高了橙黄I在TiO2催化剂表面的吸附能力,随掺杂量增加,吸附增强。活性实验结果表明,Er3+的掺杂显著提高了TiO2的光催化活性,最佳掺杂量为1.5%。     

CeO2掺杂TiO2催化超声降解活性大红的研究

选取活性大红染料为降解目标物,研究了用实验室合成的氧化铈掺杂二氧化钛为催化剂存在下的超声反应。研究结果表明,CeO2掺杂TiO2催化超声降解酸性大红的效果优于非掺杂的锐钛矿型TiO2的情况。在溶液pH1.0～3.0、活性大红质量浓度为20 mg/L、溶液用量50 mL、催化剂用量0.5 g/L～1.0 g/L的条件下,用输出功率5.0 W/cm^2和频率25 kHz的超声波照射80 min,活性大红降解率可达98.4%.     

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。     

铁、锌、铁酸锌掺杂对纳米级二氧化钛光催化降解罗丹明B活性的影响

通过溶胶 凝胶法合成了掺杂Fe3+ 、Zn2 + 、ZnFe2 O4的纳米级TiO2 ,并进行了XRD、TEM表征 ,对罗丹明B的光催化实验表明 ,ZnFe2 O4的掺杂能明显提高TiO2 的光催化活性 ,而Zn2 + 的掺杂对TiO2 的光催化活性影响不大 ,Fe3+ 的掺杂则使TiO2 的光催化活性降低。     

金属掺杂对纳米管TiO_2光催化去除水中罗丹明B的影响

采用水热合成法,将Fe(NO3)3·9H2O、ZnCl2和AgNO3对纳米管TiO2进行掺杂,使用TEM、XRD、XPS、比表面积分析仪及UV-visDRS对掺杂后的纳米管TiO2进行表征并考察其光催化氧化去除罗丹明B的效果,从而优选最佳掺杂金属。结果表明,煅烧温度可影响纳米管TiO2锐钛矿相相对含量、比表面积及禁带宽度,进而影响其光催化活性。此外,掺杂金属离子的种类不同,纳米管TiO2的光催化活性也受到影响。500℃煅烧非掺杂纳米管TiO2的存在下,光催化氧化罗丹明B的去除率为98.72%。向纳米管TiO2中掺杂Fe3+、Zn2+及Ag+时,光催化氧化罗丹明B的效果得到提高。对以上三种掺杂金属离子而言,掺杂量为1.0%(原子百分含量)的催化剂的最佳煅烧温度为550℃。其中,Fe3+掺杂纳米管TiO2光催化活性最高,50min内光催化氧化罗丹明B的去除率可达99.0%。     

城市废弃物填埋场中有机膨润土的防渗研究

用十六烷基三甲基溴化铵 (HDTMA)为改性剂对膨润土进行改性。主要研究了改性剂最佳用量、pH值等因素的影响 ,以及有机膨润土作为高度反应性防渗层材料的有效性和可行性。实验结果表明 ,改性剂的最佳浓度为 5 % ;pH值和振荡时间对有机膨润土的吸附效果有重要影响 ;改性后有机膨润土平衡吸附容量约为未改性膨润土的 4倍 ;改性后有机膨润土吸附有机污染物的能力大大提高     

pH值和光照对镧改性膨润土吸附水中氮和磷的影响

在不同的pH值和光照条件下考察了镧改性膨润土对模拟农田区河水中氮、磷的去除效果.结果表明,当pH值为4~8时,膨润土对氮和磷的去除效果较好,总氮去除率约82%,最高达93%;在pH值为4~6时,3d后对磷的去除率保持在95%以上,最高达99%.在光照强度为10,20μmol/(m2·s)时,镧改性膨润土的氮、磷吸附效果较好,总氮去除率在第14d前保持在72%以上,光照强度为20μmol/(m2·s),第7d时最大去除率达93%;总磷去除率保持在90%以上.     

Preparations of TiO2 film coated on foam nickel substrate by sol-gel processes and its photocatalytic activity for degradation of acetaldehyde

Anatase TiO2 films were successfully prepared on foam nickel substrates by sol-gel technique using tetrabutyl titanate as precursor. The characteristics of the TiO2 films were investigated by XPS, XRD, FE-SEM, TEM and UV-Vis absorption spectra. The photocatalytic activities of TiO2 films were investigated by photocatalytic degradation reactions of gaseous acetaldehyde, an indoor pollutant, under ultraviolet light irradiation. It was found that Ni^2＋ doping into TiO2 films due to the foam nickel substrates resulted in the extension of absorption edges of TiO2 films from UV region to visible light region. The pre-heating for foam nickel substrates resulted in the formation of NiO layer, which prevented effectively the injection of photogenerated electrons from TiO2 films to metal nickel. The TiO2 films displayed high photocatalytic activity for the degradation of acetaldehyde, and were enhanced by calcining the substrates and coating TiO2 films repeatedly. The high activity was mainly attributed to the improvement of the characteristics of substrate surface and the increase of active sites on photocatalyst.     

负载型TiO2催化臭氧化去除腐殖酸的实验研究

以实验室自制的负载型TiO2为催化剂,研究了其对水中溶解性腐殖酸的催化臭氧化效能。结果表明负载型TiO2对臭氧化去除溶解性腐殖酸有明显的催化作用,反应25min,对腐殖酸的去除率可达到86.8%,较单独臭氧化提高了28.8%;通过Na2CO3对催化反应的影响间接推断TiO2催化臭氧化反应遵循自由基反应的原理;实验最佳条件为:催化剂涂膜层数6层、焙烧温度700℃、溶液pH=10、放电电流0.4A、反应溶液初始浓度10mg/L;催化剂重复使用8次后,其催化活性变化较小,溶液中无钛离子溶出。     

TiO_2/Ti薄膜电极制备和光电催化降解罗丹明B的研究

以TA1钛合金为原料采用阳极氧化法制备新型薄膜电极 -TiO2 Ti电极 ,运用X射线衍射法、扫描电镜对电极表面膜的粒径、物相进行了表征。结果表明 ,控制反应条件 ,薄膜中二氧化钛晶型以锐钛矿型为主 ,粒径 45～ 5 0nm ,将其应用于光催化氧化水中的罗丹明B ,该电极对其降解有很好的光催化活性 ,同时 ,外加一定的偏压可以提高光催化氧化的效率     

Na_2CO_3对回填材料膨润土的改型效果分析

以新疆柯尔碱膨润土为原料,加入不同比例的Na2CO3改型剂,研究改型剂添加对膨润土胶质价、膨胀容和pH值的影响。另外,考虑到压实膨润土的非饱和渗透特性对于评价缓冲回填材料性能具有重要意义,故采用压力膜仪测量压实Na2CO3改型膨润土和原土的土水特征曲线,分析研究二者基质吸力随体积含水率变化的相关关系。实验结果显示,添加Na2CO3改型剂可以增大膨润土的胶质价、膨胀容和pH值,成功地将膨润土中的钙蒙脱石转化为钠蒙脱石,其对柯尔碱膨润土pH值的作用效果满足地质处置库对缓冲回填材料的要求;改型后膨润土的持水能力明显大于原土。     

WO3/TiO2复合半导体的光催化性能研究

采用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备ＷＯ３／ＴｉＯ２纳米粉末,以高压汞灯为光源,亚甲基蓝溶液的光催降为模型反应,结果表明,掺入ＷＯ３摩尔比为２％时,ＷＯ３／ＴｉＯ２的光活性最高;随着热处理温升高,ＷＯ３／ＴｉＯ光活性增强;     

赤泥渗滤液对钠基膨润土黏土衬垫的渗透机理分析

赤泥渗滤液的高离子强度可以抑制蒙脱石的膨胀,从而导致钠基膨润土黏土衬垫（GCL）的渗透性过强,并无法用作赤泥处理设施中的防渗衬层。通过2种钠基膨润土黏土衬垫与2种赤泥渗滤液的渗透过程,研究强碱性赤泥渗滤液与钠基膨润土黏土衬垫的渗透机理。结果表明:天然钠基膨润土（Na-GCL）和人工钠化钠基膨润土（Ar-GCL）的渗透系数与赤泥渗滤液的离子强度密切相关,随着离子强度的增加,渗透系数呈递进式系统性增大,对高离子强度的山东赤泥渗滤液的渗透系数最大,分别为7.8×10-7,3.2×10-7 m/s。且两者的渗透系数与膨胀指数呈正相关,SEM扫描的微观结构分析发现,膨润土的膨胀机理控制着其渗透作用。高离子强度会使膨润土中的蒙脱石矿物层间发生渗透性膨胀,并吸收大量的水分,减小孔隙度的同时改变流体的流动路径,从而导致渗透系数提高。该结果可为赤泥堆场底部防渗设计提供更为可靠的理论参考,有效降低我国赤泥堆场渗滤液污染风险。     

不同煅烧温度制备的Mn、N掺杂TiO2光催化性能研究

以MnSO4·H2O为锰源,尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备不同锻烧温度的纯TiO2、Mn-TiO2及Mn-N-TiO2光催化剂,利用X射线衍射、紫外-可见光漫反射光谱及电子自旋共振等技术对样品形貌和结构进行表征,并以罗丹明B的光催化降解为模型反应,考察不同锻烧温度对其光催化活性的影响.结果表明,Mn、N成功掺入TiO2后,有利于提高光催化剂的热稳定性,抑制锐钛矿相向金红石相转化,且光吸收拓展到可见光区域.Mn、N共掺杂样品比单Mn掺杂样品具有更高的光催化活性,400℃下锻烧的Mn-N-TiO2在可见光下对罗丹明B的降解具有最高的光催化活性,光照2h降解率达到100%.高温锻烧Mn-N-TiO2和Mn-TiO2样品在紫外光照射30min后对罗丹明B的降解率在90%以上.     

植物多酚改性膨润土吸附重金属镉实验研究

对钙基膨润土、酸活化膨润土、自制单宁酸改性膨润土,通过表征测试研究了膨润土改性后的形态结构变化。结果表明:单宁酸改性膨润土较钙基膨润土结构未发生较大变化;并分别探讨了不同投加量、反应pH及不同初始浓度对单宁酸改性膨润土吸附镉的影响。实验表明:单宁酸改性膨润土对Cd2+的吸附性能优于钙基膨润土及酸活化膨润土,在材料用量越小及反应pH越低时,单宁酸对膨润土吸附Cd2+的促进作用越明显。单宁酸改性膨润土对Cd2+的吸附能用Langmuir吸附方程进行描述,其最大吸附量约为31.25mg/g,比钙基膨润土提高了20.6%。本研究将为非金属矿物在水体及土壤重金属污染修复方面的应用提供理论基础和科学依据。