掺铅TiO2薄膜的光催化活性及电化学性能

采用溶胶凝胶烧结工艺在玻璃表面制备铅离子多层掺杂的光催化复合TiO2薄膜,用XRD技术表征了该薄膜的晶型,并用电化学方法测定了该薄膜电极的伏安特性及交流阻抗性能．以光催化降解甲基橙溶液为模型反应,采用两种不同方式制备的铅离子多层掺杂TiO2薄膜具有很好的光催化活性,最佳掺杂浓度均为0．5％(Pb／Ti原子百分比),PbD0.5掺铅薄膜的最佳光催化降解甲基橙表观速率常数约是纯TiO2的2．52倍．铅离子掺杂TiO2薄膜表现出近表面处捕获光生电子或空穴,随后被捕获的电子或空穴迁移到TiO2薄膜表向参与光催化反应。     

负载型TiO2-xNx的制备表征及可见光催化降解亚甲基蓝

以溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,负载于玻璃微珠表面,在NH3气流中直接进行热处理,制备负载型掺氮纳米TiO2薄膜催化剂.选取亚甲基蓝为处理对象,结合对催化剂表面结构、晶型和紫外可见吸收的表征,对制备的催化剂进行评价.结果表明,450℃下焙烧3 h所制备的负载型催化剂为锐态矿相;可见光的范围拓展到700 nm左右;负载均...     

水热法制备N掺杂纳米TiO2及其光催化活性研究

以钛酸四丁酯和氨水为前驱物,采用水热法制备N掺杂TiO2纳米微粒,利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等技术对不同条件下制备的产物进行了表征.探讨了不同体积比的前驱物、水热温度、水热时间及煅烧温度对水热产物的影响;考察了N掺杂催化剂在紫外线和可见光下光催化降解甲基橙和苯酚的催化性能.     

TiO_2纳米棒阵列薄膜的制备及其光催化还原Cr(Ⅵ)

采用水热法在导电玻璃(FTO)上合成具有一维结构的TiO2纳米棒阵列薄膜.用扫描电子显微镜,广角X-射线粉末衍射,紫外可见分光光谱等手段对薄膜进行了表征,研究了不同浓度钛酸四丁酯和水热反应时间对FTO-TiO2纳米棒阵列薄膜形貌的影响及FTO-TiO2纳米棒阵列薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的反应性能.结果表明,当钛酸四丁酯浓度为0.05 mol·L-1和水热反应时间为20 h时制备的FTO-TiO2纳米棒阵列薄膜形貌最优,一维FTO-TiO2纳米棒阵列薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的性能优于商业化二氧化钛P25制备的薄膜.     

P掺杂TiO_2纳米管的制备及其对光催化甘油水溶液制氢性能的影响

以P掺杂的TiO2纳米颗粒为前驱体,采用水热合成法制备了系列P掺杂的TiO2纳米管.用N2吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(Raman)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等方法对光催化材料的表面形貌、颗粒尺寸、孔结构、表面构造、吸光性能进行了分析.研究结果表明,所制备的各样品均为两端开口的纳米管形貌,管长为几十纳米到几百纳米,管外径约10 nm,内径约4 nm,管壁为多层;P掺杂后的系列TiO2纳米管仍保持锐钛矿晶型;掺杂的P可以进入到TiO2的骨架中,并形成P—O—Ti键,在TiO2禁带内引入杂质能级,降低了禁带能量,提高了TiO2的吸光性能及光生电子和空穴的分离性能.光催化甘油水溶液制氢活性评价表明,P掺杂的TiO2纳米管表现出了远高于纯TiO2管以及相同掺杂量的纳米颗粒的光催化制氢性能,2%P掺杂的样品在紫外灯和氙灯辐射下,其最高产氢速率可分别达1850μmol·(h·g)-1和335μmol·(h·g)-1.P掺杂TiO2样品光催化活性的提高与其禁带能量降低以及光生电子和空穴的分离性能增加有关.     

新型双槽光电化学反应器对活性艳红的降解研究

用热氧化法制备了TiO2/Ti薄膜电极,并用XRD和AFM对TiO2/Ti薄膜电极的晶形和表面形貌进行了表征。结果表明：热氧化法制备的TiO2主要为锐钛型纳米颗粒,直径在40 nm左右。设计了一种新型双槽光电化学反应器,用于废水的处理。以热氧化法制备的TiO2/Ti薄膜电极为阳极进行光电催化反应,同时以石墨电极为阴极用于产生双氧水,并与紫外光组成UV/H2O2体系。考察了双槽反应器中活性艳红X-3B在不同条件下的降解效果。降解结果表明：在新型反应器的阴阳两极槽中,活性艳红不仅在TiO2/Ti阳极槽中被降解,而且在石墨阴极槽中也得到降解;活性艳红在酸性条件下的降解效果最好;相对于单纯的电化学氧化和光催化,光电化学协同作用对X-3B的降解效果最好。     

Ce掺杂TiO2固相光催化降解塑料薄膜

采用溶胶凝胶法合成了纯TiO2和掺杂Ce原子比例(Ce/Ti)为1.2%的TiO2粉末(Ce1.2%-TiO2)光催化剂,分别制备了纯聚乙烯薄膜、添加纯TiO2和Ce1.2%-TiO2粉末的复合聚乙烯薄膜,并于紫外、可见光照下进行了薄膜光催化降解实验;采用X射线衍射、紫外-可见漫反射分析表征了光催化剂的晶体结构及紫外可见光吸收性能;通过激光扫描共焦显微镜和傅立叶红外光谱对薄膜光催化降解过程进行测试.实验结果表明,添加光催化剂可有效降解聚乙烯薄膜,其中Ce掺杂TiO2的活性明显优于纯TiO2;在紫外光照下的降解效果优于在可见光照下的降解效果,且随着光催化剂投加量的增大,光催化效果越来越好,当添加量为5.0 %(质量分数)的Ce1.2%-TiO2时复合薄膜经紫外光照300 h后,光催化降解失重率达到33%(质量分数).     

Zn-TiO2纳米管的光催化活性

采用水热合成-浸渍法制备锌掺杂TiO2纳米管(Zn-TiO2纳米管),透射电镜照片显示Zn-TiO2纳米管为两端开口形貌均一的中空管状结构,管径约6～8 nm,壁厚约1 nm,长度约50～200 nm。研究了Zn-TiO2纳米管对甲基橙的光催化性能,结果表明:掺杂适量锌提高了TiO2纳米管对甲基橙的光催化降解性能,0.4%Zn-TiO2纳米管的光催化性能最佳。同时还探讨了Zn-TiO2纳米管用量和初始pH值等因素对光催化降解甲基橙的影响,结果显示Zn-TiO2纳米管能有效地降解甲基橙。随着光催化反应进行,CODCr去除率和脱色率变化规律不完全相同,可能是由于芳基和烷基降解速率不同所致。     

Zn-TiO_2纳米管的光催化活性

采用水热合成-浸渍法制备锌掺杂TiO2纳米管（Zn-TiO2纳米管）,透射电镜照片显示Zn-TiO2纳米管为两端开口形貌均一的中空管状结构,管径约6～8 nm,壁厚约1 nm,长度约50～200 nm。研究了Zn-TiO2纳米管对甲基橙的光催化性能,结果表明：掺杂适量锌提高了TiO2纳米管对甲基橙的光催化降解性能,0.4%Zn-TiO2纳米管的光催化性能最佳。同时还探讨了Zn-TiO2纳米管用量和初始pH值等因素对光催化降解甲基橙的影响,结果显示Zn-TiO2纳米管能有效地降解甲基橙。随着光催化反应进行,CODCr去除率和脱色率变化规律不完全相同,可能是由于芳基和烷基降解速率不同所致。     

磁载纳米TiO2复合光催化材料的研究进展

磁载纳米TiO2复合光催化剂是一种无污染,制备成本低,催化活性高,在外加磁场下可迅速分离回收和重复使用的光催化材料,在废水的光催化降解中有着诱人的应用前景.本文综述了不同类型磁载纳米TiO2复合光催化材料的制备方法和光催化性能,总结了其在染料、农药、芳香烃及其衍生物、有害无机离子和有毒气体等各种环境污染物处理中的应用,并展望了磁载纳米TiO2复合光催化剂的发展方向.     

Photocatalytic degradation of the acetaminophen by nanocrystal-engineered TiO2 thin film in batch and continuous system

• Photocatalytic activity was improved in TiO₂ thin film by rapid thermal annealing. • Photoreactor was designed for TiO₂ thin film. • Considerable reusability and durability of prepared photocatalysts were studied. Un-biodegradable pharmaceuticals are one of the major growing threats in the wastewaters. In the current study, TiO₂ thin film photocatalysts were designed by nanocrystal engineering and fabricated for degradation of the acetaminophen (ACE) in a photocatalytic reaction under UV light irradiation in batch and continuous systems. The photocatalyst was prepared by sputtering and then engineered by thermal treatment (annealing at 300℃ (T300) and 650℃ (T650)). The annealing effects on the crystallinity and photocatalytic activity of the TiO₂ film were completely studied; it was found that annealing at higher temperatures increases the surface roughness and grain size which are favorable for photocatalytic activity due to the reduction in the recombination rate of photo-generated electron-hole pairs. For the continuous system, a flat plate reactor (FPR) was designed and manufactured. The photocatalytic performance was decreased with the increase of flow rate because the higher flow rate caused to form the thicker film of the liquid in the reactor and reduced the UV light received by photocatalyst. The reusability and durability of the samples after 6 h of photocatalytic reaction showed promising performance for the T650 sample (annealed samples in higher temperatures).     

TiO2固定薄膜光催化剂的制备与表征

以钛板为基材,制备TiO2固定薄膜光催化剂.X射线衍射法表征结果表明,TiO2半导体光催化剂主要呈锐钛矿晶型,平均晶粒尺度为35.7nm.电子扫描显微镜法表征结果显示,光催化剂表面形态均匀、致密,TiO2与Ti板结合紧密、牢固.电化学法表征结果显示,光催化剂为n型半导体,外加电场将极大地促进光生电子和空穴的分离,有利于光催化氧化技术效率的提高.苯甲酰胺降解试验表明,外加电场对光催化氧化技术具有较强的辅助作用,电助光催化氧化技术的处理效率远远高于光催化氧化技术,当施加的电极电位为-0.05V(SCE)时,苯甲酰胺在120min时的去除率可达95%.     

TiO2对毒死蜱在土壤表面光降解的催化作用

以太阳光为光源研究了TiO2用量、毒死蜱初始浓度、土壤厚度对毒死蜱在土壤中的光解行为的影响.结果表明:毒死蜱的光解符合准一级动力学方程,且随添加TiO2用量从0 mg·kg-1增加到200 mg·kg-1,毒死蜱的一级光解动力学常数也增大,其中最快的降解速率是最慢的1.51倍.在含有TiO2的土壤中,添加浓度相对较低的情况下,毒死蜱的降解较快;毒死蜱在不同厚度土壤中的光解速率不同,土壤厚度较大的情况下.毒死蜱的半衰期也比较大.     

光电协同催化降解2-氯-4-甲氧基苯酚

以2-氯-4-甲氧基苯酚作为模型物,以TiO2为催化剂,低压汞灯作为光源,采用外循环悬浮态多相光催化反应体系,考察紫外光与电场协同催化降解的影响因素,实验结果表明,2-氯-4-甲氧基苯酚初始浓度为0.0125mmol·l-1,TiO2用量250mg·l-1,循环流量20L·h-1,pH值为10,外加偏压3V,曝气,反应时间270min时,2-氯-4-甲氧基苯酚降解率可达到98.7%.     

环境修复新型纳米TiO2材料的合成因素探讨

当前在环境污染处理方面,纳米TiO2显示出非常优异的光催化降解性能,但在众多种合成纳米TiO2的方法中很难对合成因素加以调节以使合成产品性能得到改善,用较为温和温度下的晶化来替代高温晶化,可以较大程度地克服一些合成方法的弊端,水热合成法利用反应料液自生的一些压力可以促进温和温度下纳米晶体的合成。因此,文章以水热合成纳米TiO2为讨论重点,综述了纳米TiO2合成过程中实验原料(如钛源、反应添加剂)、实验环境(如反应体系状态、温度、压力、pH)、实验过程控制条件(如升温速率、反应时间)等因素对所得纳米粒子物化性质的影响。经讨论发现各因素间有着紧密的相关性,需要一个完整的参数体系来联系各因素,从而指导纳米TiO2制备技术的改进,对纳米TiO2制备过程进行讨论的同时指出存在的一些问题及其今后的发展趋势。     

表层土添加TiO2与土壤厚度对多菌灵光解的影响

以太阳光为光源,研究了TiO2用量、土壤厚度对多菌灵在土壤中的光解行为的影响.结果表明:多菌灵的光解符合准一级动力学方程,随添加TiO2用量从0增至200 mg·kg-1,多菌灵的一级光解动力学常数也增大,且2者的线性相关系数为0.962,其中最快的降解速率是最慢的2.85倍.在含有TiO2的土壤中,多菌灵在不同厚度土壤中的光解速率不同,土壤厚度较大情况下,多菌灵半衰期也较大.     

玻璃弹簧负载镶嵌纳米粒子TiO2膜光催化降解活性深蓝K-R

以玻璃弹簧负载镶嵌纳米粒子的TiO2膜降解活性深蓝K-R模拟废水,考察了pH值和温度对脱色率的影响以及CODCr去除率与脱色率之间的关系,并用XRD和SEM对催化剂进行了表征.结果表明,pH值和温度对脱色率均有显著影响,CODCr去除率与脱色率的比值约为70%左右;XRD表明,TiO2矿相主要为锐钛型,SEM表明,镶嵌TiO2粒子均匀,粒径约50nm.     

SO2-4/TiO2表面的酸性对其光催化性能的影响

采用Na2CO3溶液将SO2-4/TiO2表面的SO2-4洗脱下来,用热重(TG)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶吸附的红外光谱等手段,分析洗脱前后SO2-4/TiO2表面的酸量和酸类型的变化;在相同晶型、结晶度和吸光特性条件下,考察了SO2-4/TiO2表面的酸性对Cr(Ⅵ)光催化还原效率的影响.结果表明:SO2-4/TiO2表面同时存在Lewis酸位和Bronsted酸位,通过Na2CO3溶液降低SO2-4/TiO2表面的酸量并去除Bronsted酸位后,其对Cr(Ⅵ)的光催化活性显著降低.