钴掺杂二氧化钛的制备及光催化性能的研究

钴掺杂制备超细TiO2粒子,并进行了表征。CoO与TiO2形成固溶体抑制了TiO2晶粒的长大并促进相变。钴掺杂有利于提高TiO2光催化剂的寿命。     

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。     

碳掺杂二氧化钛粉体的制备及光催化性能研究

以硫酸钛和尿素为前驱,葡萄糖(C6H12O6)为碳源,采用均匀沉淀-水热法制备了碳掺杂的二氧化钛(TiO2)粉体,通过对甲基橙在汞灯(模拟紫外光)和氙灯(模拟太阳光)下的降解试验,研究了掺碳量对TiO2粉体光催化活性的影响。结果表明:碳掺杂可提高TiO2粉体在可见光范围内降解甲基橙的能力,当碳、钛摩尔比为0.225时,碳掺杂TiO2粉体在可见光范围内的光催化活性最强。     

纳米二氧化钛的制备及其光催化性能研究

以TiCl4为原料,用水热法制备纳米TiO2粉末,采用透射电子显微镜和X光衍射仪对粉体的粒径、形貌和热稳定性进行了表征.在紫外光灯照射下,用所制的TiO2降解制革废水,对处理前后的COD进行测试,结果表明该法制得的纳米TiO2具有很好的光催化性能.     

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。     

固定化二氧化钛膜的制备及其光催化性能

稳定、高催化活性二氧化钛膜的制备是光催化技术实用化的关键,采用改进的溶胶-凝胶法制备固定化二氧化钛膜并试验其光催化性能,考察了溶胶溶液组成、涂覆基材、涂覆方式、涂覆次数、焙烧温度等制备条件的影响.结果表明,用组成及配比为钛酸异丙酯︰正丙醇︰乙酰丙酮︰水＝4.5︰35︰1.5︰3.0(体积比)的溶胶浸涂钛板,并在400℃空气气氛下焙烧30min,重复浸涂4~6次得到的二氧化钛固定膜具有较高的活性,对活性艳红X-3B的光催化降解性能与悬浮式0.1g/L Degussa P25的性能相当.     

锰离子掺杂纳米二氧化钛的制备及在造纸废水处理中的应用

以无机盐无水四氯化钛为原料,采用溶胶-凝胶法制备的锰离子掺杂型纳米TiO2作为光催化剂,在高压汞灯的光源照射下对河北省某造纸厂废水进行光催化降解。考察Mn2+/TiO2光催化剂的热处理温度、掺杂量、用量及溶液pH值、光照时间等因素对废水COD降解率的影响。实验结果表明:经460℃热处理1h的Mn2+/TiO2光催化效果较好,在进水ρ(COD)为400 mg/L,初始pH值为4.0、光催化剂用量1.5g/L、光照时间9h条件下,COD去除率可达80.3%。经深度处理的造纸废水,可实现达标排放。     

镍掺杂二氧化钛光催化剂的制备与光催化性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了镍掺杂的二氧化钛,采用紫外可见分光光度计、傅里叶红外分光光度计、X衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段对结果进行了表征。表征结果表明在550℃下煅烧的产物主要是锐钛型二氧化钛,镍的掺杂使得二氧化钛的紫外可见反射光谱明显红移,且镍掺杂二氧化钛的粒度减小,团聚程度下降。以活性艳蓝KN-R为模型降解目标物,通过比较镍掺杂二氧化钛、纯二氧化钛以及标准P25二氧化钛的光催化性能发现镍掺杂二氧化钛的光催化活性最好。当钛酸正丁酯/乙醇比为1:25;钛酸正丁酯/冰乙酸比为1:1;钛酸正丁酯/硝酸镍比为1 000:3;煅烧温度为550℃,煅烧时间为2 h时,镍掺杂二氧化钛的光催化效率最高,达到73.3%。     

纳米二氧化钛/针铁矿的制备及其光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为原料制备纳米级二氧化钛,将其负栽于采用化学沉淀法以九水硝酸铁为原料制备的针铁矿上,对复合材料进行透射电镜分析,确定了制备的最佳影响因素,将2种溶胶进行复合提膜,研究其光催化效率.     

氮掺杂二氧化钛光催化氧化降解污水中四环素

以氮掺杂二氧化钛(N-TiO_2)作为催化剂,四环素作为目标污染物,以可见光作为光源,研究N-TiO_2在可见光源条件下,光催化氧化降解四环素的效果。当四环素初始浓度为50 mg/L时,在pH=8,催化剂投加量为1. 0 g/L较优的反应条件下,N-TiO_2光催化氧化降解四环素的效率可达到97%以上。研究表明:阴离子对降解过程有抑制作用,但对最终降解效果无显著影响。反应过程中起主要作用的活性基团为光生空穴。     

TiO_2@FeOOH/(PVDF/SMA)复合材料的制备及其光催化性能

本文采用高压静电纺丝方法,制备聚偏氟乙烯(PVDF)与苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物(SMA)纤维,并于纤维表面先后分别制备FeOOH、TiO2,得到TiO2@FeOOH异质结/(PVDF/SMA)纤维复合材料。利用SEM、TEM、XRD、XPS、UV-VIS、TGA对复合材料进行了表征。讨论了氙灯模拟太阳光条件下,复合材料催化降解甲基橙的光催化性能,结果表明,同等条件下,TiO2@FeOOH/(PVDF/SMA)复合材料的光催化效率明显优于TiO2@FeOOH、DegussaP25TiO2粉体;光照2 h时,复合材料作为催化剂,甲基橙的残留率仅为2.04%。     

负载型TiO_2/ZSM-5的制备及其光催化降解亚甲基蓝

以ZSM-5粉末为载体,钛酸四丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,制备了TiO2/ZSM-5光催化剂。用XRD,SEM等分析手段对催化剂的物相,形貌进行了表征,并通过对亚甲基蓝染料废水进行的光催化降解实验,讨论了催化剂用量,溶液的pH,污染物初始浓度等因素对催化剂光催化活性的影响。结果表明,ZSM-5粉末负载TiO2催化剂有很好的吸附和光催化性能,并可以多次回收重复使用,在催化剂投加量为0.2 g/L,溶液pH=5,污染无初始浓度为50 mg/L的条件下,光催化效果最佳,300 min后的降解率可达99.47%。     

N-TiO_2/RGO催化剂的制备及其光催化性能的研究

以三乙胺为氮源,HF为形貌控制剂,采用水热法一步合成了N掺杂(001)面锐钛矿TiO_2纳米片/还原氧化石墨烯(N-Ti O2/RGO)复合催化剂,通过XRD、FTIR、SEM、TEM和Raman对样品的组成结构和形貌进行表征。以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,研究了不同掺N量和氧化石墨烯加入量下制备的复合材料的光催化性能。实验结果表明:当n(N)∶n(Ti)为0.5,氧化石墨烯加入量为15 m L时,N-TiO)2/RGO复合材料的光催化性能最好。在催化剂用量为0.5 g/L,罗丹明B溶液初始浓度为20 mg/L时,紫外光催化反应30 min后,罗丹明B的降解率可达94.02%。     

硅胶负载TiO_2催化剂的制备与光催化效果

以硫酸钛为前驱体,尿素为沉淀剂,粗孔微球硅胶为载体,采用水热法在160℃下制备硅胶负载TiO_2(TiO_2/硅胶)光催化剂。通过调节TiO_2含量(15%、30%、40%、55%、70%、85%)和水热时间(2,3,4,5,6 h)制备TiO_2/硅胶光催化剂,并考察了材料的晶体结构、比表面积、TiO_2负载量以及光催化降解腐殖酸性能。结果表明:TiO_2理论投加量为70%,水热时间为5 h时,制备所得的TiO_2/硅胶光催化剂具有最优的光催化活性,此时制备的催化剂为锐钛矿型,比表面积为434.829 m~2/g,TiO_2负载量为37.50%。当使用该催化剂投加量为4 g/L、腐殖酸初始浓度为20 mg/L时,腐殖酸降解率最高,为76.5%,降解过程符合一级反应动力学。催化剂经重复4次使用后,仍具有较好的光催化稳定性。     

TiO2/SiO2光催化剂制备及对偶氮染降解的研究

以多孔硅胶为基质，钛酸四丁酯和环已烷为源，通过浸渍的方法，合成了表面键联型TiO2／SiO2光催化剂，通过Zeta电位、BET和粒度分析、XRD分析、FUR分析，确定氧化钛是通过Ti-O-Si键的联结负载在多孔硅胶表面上。探讨了催化降解条件的变化对降解活性艳红X-3B；活性亮橙K—R和阳离子红CIR-22的影响，最后确定了TiO2／SiO2催化降解偶氮染料的最佳工艺条件。     

g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂的制备及酸化改性

以偏钛酸和三聚氰胺为原料,经煅烧制备g-C_3N_4/TiO_2复合纳米光催化剂,研究不同原料配比、煅烧温度和升温速率等制备条件对其可见光催化性能的影响,并采用UV-Vis DRS、FT-IR、XRD、TEM和PL等方法对催化剂进行表征。在可见光条件下,用制备的复合催化剂降解亚甲基蓝,考察了催化剂酸化改性处理对亚甲基蓝光降解效率的影响。结果表明:当m(偏钛酸)∶m(三聚氰胺)为1∶4、煅烧温度为500℃、升温速率为10℃/min时,g-C_3N_4/TiO_2复合纳米材料对20 mg/L亚甲基蓝的可见光降解效率最高,其3 h时降解率可达99.64%。经酸化改性处理后的催化剂,其电子空穴复合率被有效降低,光催化性能得到提高。此外,光催化机理的研究表明,·O_2~-是降解过程中起主要作用的活性物质。     

掺铁纳米TiO_2光催化氧化SO_2的研究

采用溶胶一凝胶法制备掺铁纳米TiO2光催化氧化SO2并考察掺铁纳米TiO2光催化氧化的影响因素,包括光强、反应温度、反应时间和SO2的初始浓度等.结果显示:(1)SO2的初始浓度小于1100 mg/m3时,光催化氧化效率随SO2初始浓度的增加而升高,而SO2的初始浓度在1100～2400 mg/m3范围内时,光催化氧化效率反而降低;(2)在0～100℃的反应温度范围内,掺铁纳米二氧化钛光催化氧化效率随着温度的升高而升高;(3)反应到一定时间后(大概2 h),SO2的光催化氧化效率都较稳定,光催化氧化效率随着光辐照强度的增强而呈现出上升的趋势.     

B/Y~(3+)共掺杂纳米TiO_2催化剂的制备及其降解甲醛的光催化性能评价

为了提高室内环境空气质量,本论文开展了光催化剂制备的研究。本论文采用溶胶-凝胶法制备B/Y3+共掺杂TiO2复合光催化材料,以甲醛为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性,对不同掺杂对光催化活性的影响、光催化剂的稳定性进行了分析。B/Y3+共掺杂TiO2复合光催化材料大大提高了催化剂的活性,对甲醛降解有较高的效率。     

纳米Bi_2O_3-Ni_2O_3的制备及光催化性能研究

采用微乳法制备了镍、铋复合氧化物纳米粒子,以XRD、TG-DTA、XPS及紫外-可见光谱仪对合成材料进行了表征,并以甲苯为目标污染物对其气-固复相光催化性能进行了研究。结果表明:Ni和Bi都显+3价,XRD曲线上分别出现Ni2O3和Bi2O3的特征衍射峰,制备样品是Ni2O3与Bi2O3复合氧化物,对于单一Bi2O3,制备的复合氧化物由于Ni2O3具有较强的电子富集能力,能够快速地传递光照射产生的电子,导致光生电子与空穴分离效率大大提高,促进了氧化反应,显示出了较好的光催化活性。     

Pt掺杂TiO2和TNTs光催化剂的特征及光催化产氢性能比较

采用光沉积法掺杂Pt分别制备光催化剂Pt/TNTs和Pt/TiO₂,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)对光催化剂进行表征,考察甲醇溶液浓度和Pt掺杂量对光催化产氢效率的影响,并在紫外光(320～400 nm)和可见光(400～700 nm)下比较TiO₂、TNTs、Pt/TiO₂和Pt/TNTs 4种催化剂催化甲醇溶液的产氢效率。结果显示:掺杂Pt可将光催化剂吸收波长红移至可见光区域,由于TNTs具有更大的比表面积,可负载更多的Pt,使电子有效转移至金属上,降低电子电洞对再结合的概率,并增加光催化效果; Pt/TNTs在紫外光和可见光的照射下,光催化效率均高于Pt/TiO₂,在最佳Pt负载量为1%(以质量分数计),甲醇溶液质量分数为20%的条件下,Pt/TNTs在紫外光和可见光下产氢率分别为2331,137. 7μmol/h。对比可知,本研究的可见光催化产氢系统具有很大的发展潜力。