负载型纳米TiO2/AC对偶氮染料的光催化降解研究

以钛酸四丁酯和粒状活性炭(AC)为主要原料,采用溶胶-凝胶-浸渍法制备出负载型纳米TiO2/AC催化剂.在流化床反应器中分别对2种典型的偶氮类染料橙黄G、活性艳红X-3B模拟废水进行了光催化降解研究,探讨了pH值、外加氧化剂对光催化降解率的影响,并对催化剂进行了回收再生利用试验.结果表明,TiO2/AC催化剂具有良好的光催化活性、吸附特性及可再生性,60 min后对2种染料反应的光催化降解率分别可达到99.71%和97 12%,反应180 min后的TOC去除率分别达到81.54%和81.99%;反应后TiO2/AC催化剂回收率大于95%,经焙烧再生后对橙黄G反应60 min的光催化降解率仍高达95.93%.     

环境科学基础理论 环境化学

X131200700015光催化氧化苯甲酸时TiO2中毒机理及再生方法的研究/于秀娟(哈尔滨工业大学市政环境工程学院)…∥环境科学学报/中科院生态环境研究中心.-2006,26(3).-433~437环图X-9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     

复合催化剂PWn/TiO2光催化降解甲醛反应的研究

合成了PWn／TiO2(n=11，12)两种复合催化剂，运用FTIR，TG-DTA，BET比表面积，SEM，FL等手段对复合催化剂进行了表征，并将其用于甲醛的光催化氧化降解实验．结果表明，PWn／TiO2复合催化剂中的钛醇基团可在PW11的缺位位置发生化学键合作用，导致复合体系中结构的变化，光催化活性较低；PWn／TiO2复合催化体系中不仅保持了PW12完整的Keggin结构，而且，经350℃焙烧处理后PW12与TiO2形成载流子的有效迁移，使得复合催化剂具有较高的光催化活性，明显优于纯TiO2，2种复合催化剂对甲醛的光催化降解反应遵循L-H机理，符合一级动力学方程，PW12／TiO2(350℃焙烧)和PW11／TiO2(300℃焙烧)为催化剂时，光催化降解的表观反应速率常数分别为0．01243min^-1，0．005214min^-1。     

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。     

光催化降解刚果红时TiO_2失活机理及再生方法研究

以刚果红作为模拟污染物,研究了Ti O2光催化剂的使用活性、失活及再生问题.Ti O2循环使用1、2、3、4、6、8次后,刚果红脱色率依次为86.0%、83.4%、79.1%、65.1%、46.0%、18.8%;失活Ti O2采用250℃、350℃、450℃、550℃进行焙烧再生,并考察其再生效果;通过SEM、XRD、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、傅立叶红外光谱(FTIR)对失活前后及再生Ti O2进行表征,分别分析了光催化剂的表面形态、晶体结构、光学特性及表面物种变化.结果表明:实验条件下,光催化剂反复使用8次后就基本丧失活性;造成Ti O2失活的主要原因,一是Ti O2颗粒的团聚;二是刚果红降解的中间产物,如硫酸盐,硝酸盐及含碳化合物累积在Ti O2表面占据催化剂的活性位,并阻碍光子和底物到达催化剂表面,使其光催化活性逐渐降低;失活Ti O2经最适温度450℃再生后,光催化活性恢复至81.4%.     

La3+掺杂对吸附相反应制备TiO2复合催化剂的结晶过程及弱紫外光下活性的影响

利用吸附相反应技术制备弱紫外光响应的高效催化剂,并通过XRD、XPS以及HRTEM探索了不同焙烧温度下La3+掺杂量对TiO2结晶过程的影响.结合弱紫外光下甲基橙的降解反应,深入研究催化剂结晶过程的变化对弱紫外光下催化剂活性的影响.结果表明,La3+掺杂会抑制TiO2的结晶过程.当焙烧温度或者掺杂量较低时,La3+不能进入TiO2的晶格结构但会轻微地抑制TiO2的结晶过程;未进入晶格结构的La3+存在会引入光生载流子的浅能级捕获中心,在弱光体系中极大提升了催化剂的活性.当La3+的掺杂量为0.05%(原子分数)时,经过900℃焙烧后催化剂降解能力最高,其活性超过商用P25的2倍多.在较高La3+掺杂量(超过0.20%)时,900℃焙烧后一定量La3+进入TiO2的晶格结构而大大抑制了TiO2结晶;这种强烈的抑制作用使得催化剂中存在大量无定形结构TiO2,无定形TiO2甚至多于700℃焙烧后的催化剂,反而大大抑制了弱光体系中催化剂活性.     

气相中芥子气模拟剂2-CEES在SO24-/TiO2上的光催化消除

与传统洗消法相比,光催化技术消除军用毒剂具有高效和无二次污染等优点,但TiO2的活性较低且易于失活以致难于实际使用.采用稀硫酸对TiO2进行表面修饰制备出了SO4-/TiO2催化剂,在连续流动微分反应器上考察其对芥子气模拟剂2-chloroethyl ethyl sulfide(2-CEES)的光催化降解活性和稳定性,并与TiO2进行了比较.结果表明,硫酸化处理不但可提高TiO2的活性也可提高其活性稳定性,其中以200℃焙烧所得样品ST200的性能最好.还研究了反应温度和水蒸气对ST200上2-CEES光催化降解的影响,发现在90℃反应,催化剂有较高的活性和稳定性;当给2-CEES初始浓度＜61 μL·L-1的体系中添加30.5 mL·L-1的水蒸气时,催化剂可维持长久的高活性.还发现将SO24-/TiO2负载在γ-A12O3、SiO2和木质活性炭(AC)上可提高SO24-/TiO2的活性和稳定性,其中以SiO2载体最佳.     

气相中芥子气模拟剂2-CEES在SO42-/TiO2上的光催化消除

与传统洗消法相比,光催化技术消除军用毒剂具有高效和无二次污染等优点,但TiO2 的活性较低且易于失活以致难于实际使用.采用稀硫酸对TiO2 进行表面修饰制备出了SO2 -4/TiO2 催化剂,在连续流动微分反应器上考察其对芥子气模拟剂2 chloroethylethylsulfide(2 CEES)的光催化降解活性和稳定性,并与TiO2 进行了比较.结果表明,硫酸化处理不但可提高TiO2 的活性也可提高其活性稳定性,其中以2 0 0℃焙烧所得样品ST2 0 0的性能最好.还研究了反应温度和水蒸气对ST2 0 0上2 CEES光催化降解的影响,发现在90℃反应,催化剂有较高的活性和稳定性;当给2 CEES初始浓度<6 1 μL·L-1 的体系中添加30 . 5mL·L-1 的水蒸气时,催化剂可维持长久的高活性.还发现将SO2 -4/TiO2 负载在γAl2 O3 、SiO2 和木质活性炭(AC)上可提高SO2 -4/TiO2 的活性和稳定性,其中以SiO2 载体最佳.     

Zr/TiO2纳米颗粒的制备及其光催化活性

以钛酸丁酯,乙醇为原料,用固相合成法制备了Zr/TiO2纳米颗粒,用XRD、TEM对其组成、颗粒大小、形貌进行了表征.通过对罗丹明B的降解反应,考察了Zr/TiO2的光催化活性.结果表明,Zr/TiO2为纳米颗粒,平均粒径为12.7 nm左右,且颗粒均匀;掺杂金属离子Zr提高了TiO2光催化效率,掺杂2.0%Zr的催化剂活性最高.Zr/TiO2的光催化反应,首先是反应物在Zr/TiO2表面发生吸附作用,然后进一步发生光催化降解.     

蜂窝陶瓷负载TiO2光催化降解邻-氯苯酚水溶液

采用溶胶 -凝胶技术 (Sol-Gel)制备以蜂窝陶瓷为载体的负载型TiO2 光催化剂。探讨工艺条件对催化降解效果的影响 ;结果表明 ,蜂窝陶瓷表面浸涂 5层TiO2 薄膜 ,经 50 0℃焙烧后 ,具有较高的光催化活性。在紫外光照射下 ,该催化剂降解 1 .0× 1 0 - 3mol/L邻氯苯酚水溶液 2 .5h ,降解率达到 1 0 0 % ;在O3的协同效应下 ,降解率在 1 .5h即可达到 1 0 0 %     

TiO_2光催化氧化室内VOCs的失活再生研究进展

半导体TiO2纳米材料由于其无毒无害,化学性质稳定等优点,目前已经成为环境污染控制领域和材料学领域共同研究的热点。TiO2纳米材料对环境污染物光催化氧化效果显著,但是随着TiO2的反复使用,其催化效率会减低,最终失去光催化的活性;文章主要对TiO2在光催化降解环境污染物后的失活和再生情况进行了综述,讨论了TiO2光催化剂失活的机理以及其再生的途径。     

钒钛基SCR催化剂中毒及再生研究进展

在烟气脱硝系统中,选择性催化还原催化剂的中毒和再生是广泛关注的问题。文章介绍了钒钛基催化剂的碱金属中毒、碱土金属中毒、砷中毒和二氧化硫中毒,探讨其成因,并对中毒机理进行了分析,同时研究了避免催化剂中毒的措施以及中毒催化剂的再生技术。对碱金属中毒和碱土金属中毒催化剂的水洗再生和硫酸酸洗再生方法进行了实验评价。文章对溶胶凝胶法制备的以陶瓷颗粒为骨架的纳米负载型催化剂V2O5-WO3/TiO2(C)进行研究。实验结果表明,硫酸酸洗再生对碱金属和碱土金属中毒催化剂具有较好的再生效果。在380～410℃温度范围内可使中毒催化剂的NO去除率恢复至90%以上。水洗再生对碱金属中毒催化剂无明显效果,而在380～410℃温度范围内可使碱土金属中毒催化剂的NO去除率达到80%以上。对V2O5-WO3/TiO2(C)抗SO2性能研究表明,以锐钛TiO2为载体的V2O5-WO3/TiO2(C)催化剂具有较好的抗SO2效果。     

天然斜发沸石负载TiO2的光催化性能

为了研究以天然斜发沸石负载TiO₂制备光催化剂,以对甲基橙溶液的光催化降解为光催化功能检验,太阳光为光源,对催化剂的合成条件及其催化活性的影响因素进行了探讨用脱色率及COD去除率对催化剂进行了性能评价,以XRD、IR及比表面积对样品进行了表征研究结果表明:由钛酸四丁酯与斜发沸石复合制备的催化剂在120℃下干燥6h后经200℃焙烧具有最大的光催化活性;甲基橙溶液的降解率随着TiO₂/沸石、外加氧化剂H₂O₂的增多而增大,但过量的H₂O₂也会抑制沸石载TiO₂的光催化活性;甲基橙溶液的pH值为2～5时具有最大的降解性.     

磷钨酸表面修饰TiO2光催化降解空气污染物

 以磷钨酸水溶液湿法浸渍表面修饰TiO₂制备了磷钨酸/二氧化钛复合催化剂,并进行了H₂-TPR、BET比表面、TG-DTA、FTIR、UV-vis表征.以含甲醛、丙酮的模拟污染空气,研究其在复合光催化剂作用下的光催化降解行为.结果表明,修饰剂磷钨酸含量为21.9%时,光催化降解甲醛的效果最佳;该反应随修饰剂磷钨酸含量的增加,甲醛的部分还原产物甲醇含量增加,说明HPW与TiO₂产生了明显的协同作用,改变了TiO₂光催化反应历程,由此推导出可能的反应机理;修饰剂磷钨酸含量为21.9%时,光催化降解丙酮的效果也最好,去除率达到100%.     

钐离子掺杂二氧化钛光催化降解甲基橙研究

用溶胶-凝胶法制备了掺杂Sm^3＋的纳米TiO2,用XRD测定了其晶型,并以甲基橙为液相有机污染物实例研究了样品的先催化活性,发现Sm^3＋不能进入TiO2晶格中引起了TiO2晶格膨胀,而形成氧化物覆盖在其表面,Sm^3＋掺杂抑制了TiO2晶相的转变和粒径的增长。活性试验结果表明,Sm^3＋掺杂可提高TiO2的光催化活性,并且当掺杂摩尔分数为1．5％时,先催化活性最好。甲基橙的醌式结构比偶氮结构容易降解。     

Preparation and application of efficient TiO2/ACFs photocatalyst

Activated carbon fibers （ACFs） supported titanium dioxide （TiO2） photocatalyst was developed by sol-gel method. The surface morphology and microstructure of the photocatalyst were characterized with scan electron microscope（SEM）, X-ray diffraction patterns and specific surface area analysis. The prepared photocatalyst is specially helpful for the removal of low molecular weight organic pollutants in wastewater. Decomposition efficiency of methylene blue solution by TiO2/ACFs catalyst reached almost 100% under 60 min reaction, while the decomposition efficiency by pure TiO2 was only 25% under 3 h reaction. The mineralization of toluene aqueous solution was measured by total organic carbon instrument, and the evolution of intermediate species was detected by gas chromatograph instrument. The results indicated that the prepared photocatalyst not only enhanced the photoactivity of TiO2, but also suppressed the emergence of intermediate species, which may be more deleterious to human. The enhancement of photocatalysis was due to increased efficiency of adsorption and desorption, which were control steps in heterogeneous photocatalysis.     

TiO2晶须在深度净化饮用水过程中失活原因分析

研究了TiO₂晶须在光催化深度净化饮用水过程中失活的原因及相应的再生方法.对TiO₂薄膜失活前后的AFM、XRD表征,以及对失活前后TiO₂晶须酸洗液的ICP分析表明,TiO₂晶须失活的主要原因是难溶性碳酸钙在催化剂表面的沉积.由于自来水中钙离子的存在以及有机物光催化降解过程中产生的二氧化碳,生成的难溶性碳酸钙覆盖在催化剂的表面,影响了紫外光的透光率,限制了光生电子和光生空穴的生成,导致催化剂的光催化能力逐渐下降直至失活;失活的催化剂通过1 mol/L的盐酸酸洗4　h后,光催化活性可以恢复到95%左右;多次失活/再生的催化剂的光催化活性保持较好的稳定性.     

光催化反应器中臭氧产量及其影响因素研究

二氧化钛光催化降解染料废水具有反应迅速、降解彻底的优点.文章以悬浮态TiO2作为自制紫外光催化反应器(145W,185W)的催化剂,处理通有定量夺气的清水来产生微量的臭氧,通过改变臭氧捕捉方式、初始pH值、反应时间、TiO2用量及光照强度,研究纯水中臭氧产量及pH与上述因素之间的关系,并以循环伏安法作为对照.单因素实验...     

Microwave photocatalytic degradation of Rhodamine B using TiO2 supported on activated carbon： Mechanism implication

The photocatalytic degradation of Rhodamine B (RhB) was carried out using TiO2 supported on activated carbon (TiO2-AC) under microwave irradiation. Composite catalyst TiO2-AC was prepared and characterized using X-ray di raction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and Brunauer-Emmett-Teller (BET). In the process of microwave-enhanced photocatalysis (MPC), RhB (30 mg/L) was almost completely decoloured in 10 min, and the mineralization e ciency was 96.0% in 20 min. The reaction rate constant of RhB in MPC using TiO2-AC by pseudo first-order reaction kinetics was 4.16 times of that using Degussa P25. Additionally, according to gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) and liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS) identification, the major intermediates of RhB in MPC included two kinds of N-de-ethylation intermediates (N,N-diethyl-N’-ethyl-rhodamine (DER)), oxalic acid, malonic acid, succinic acid, and phthalic acid, maleic acid, 3-nitrobenzoic acid, and so on. The degradation of RhB in MPC was mainly attributed to the destruction of the conjugated structure, and then the intermediates transformed to acid molecules which were mineralized to water and carbon dioxide.     

铝片负载TiO2薄膜在降解甲基橙染料中的应用

以钛酸四正丁酯为原料,利用溶胶-凝胶法制备出能光催化降解甲基橙的铝片负载TiO2薄膜.催化活性评价结果表明,在500℃焙烧2小时得到的铝片负载TiO2薄膜具有最好的光催化降解甲基橙活性,同时该薄膜在反应介质中有很好的稳定性.XRD和SEM结果表明,TiO2薄膜由锐钛矿相组成,在焙烧后有均匀的龟裂,裂片大致为4 m×3 m.