TiO2可见光降解水中污染物的研究进展

介绍了TiO2光催化降解水中污染物的作用机理,综述了实现TiO2可见光进行光催化降解水中污染物的方法,包括金属掺杂、非金属元素掺杂、半导体复合、表面光敏化等TiO2光催化剂的改性方法及光催化反应器的研制等,指出TiO2光催化是一种可以充分利用太阳能,具有很大发展潜力的水处理方法。     

金属离子修饰纳米TiO2薄膜光催化降解苯酚

通过溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜，在制备过程中分别掺杂一定量的Fe^3 、Zn^2 、Pd^2 等金属离子。以高压汞灯做光源，用制得的纳米TiO2薄膜对苯酚作光催化降解实验，结果表明：掺杂Fe^3 、Zn^2 、Pd^2 的纳米TiO2催化剂光催化性能明显提高。并探讨了金属离子掺杂浓度和氧化剂对光催化的影响。     

可见光TiO2光催化降解微囊藻毒素的研究进展

蓝藻释放出的微囊藻毒素严重威胁着人类的健康,不仅对人类的肝脏造成严重的损伤,对人类的生殖生长发育也有潜在的影响。针对上述情况,文章简要评析了微囊藻毒素处理的总体研究现状,以微囊藻毒素的分子结构和理化性质为基础,重点阐明了光催化的机理与微囊藻毒素光催化过程中的中间产物,详细介绍了可见光催化降解微囊藻毒素的途径,阐述了提高二氧化钛可见光活性的方法以及常见的可见光催化处理工艺,叙述了可见光催化降解微囊藻毒素的影响因素,并指出当前探索所遇到的问题以及未来研究的发展趋势,以期为该领域的进一步研究提供参考。     

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%.     

S掺杂无定形TiO2的制备及可见光催化活性

以硫脲为硫源,采用溶胶-凝胶法和低温煅烧法制备S掺杂二氧化钛(S-TiO_2),用XRD、TEM、XPS、FTIR和UV-vis DRS等方法对其进行表征,以水溶液中甲基橙(MO)为目标污染物,评价了其在可见光(λ400 nm)下的催化性能。结果表明,300℃条件下制备的S-TiO_2为无定型态,呈不规则表面粗糙的类片状结构;S-TiO~(4+)_2中Ti以Ti~(4+)和Ti~(3+)存在,S分别以S~(6+)和S的氧化态存在并取代TiO_2晶格中部分Ti,形成Ti-O-S结构,缩小了TiO_2的带隙,增强了其在可见光下的光催化活性。S掺杂量对催化活性有一定的影响,S掺杂量为3%的无定形S-TiO_2(300)催化剂对甲基橙有较好的催化降解效果,光生空穴在降解有机物中起重要作用。     

超声波、电场和紫外光催化协同降解苯酚

在自制的多能场反应器中,以浓度为20mg/L的苯酚为对象,对物理能场作用于苯酚的降解效率和降解规律进行了初步研究.结果表明,单一超声波、电场、紫外光催化对苯酚的降解率很低,而三能场协同降解苯酚2h后最大降解率也只有32.59%.这表明苯酚是1种很难降解的有机物.在单一和组合物理能场反应器中加入H2O2后,降解率皆有不同程度的提高,其中三能场在2h后降解率几乎达到100%.     

氮掺杂TiO2介孔光催化剂降解腐殖酸的研究

 以甲酰胺为氮源,钛酸四丁酯为钛源,P123为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了N-TiO2,并利用X-射线粉末衍射(XRD)、BET、分子荧光(PL)等技术对催化剂进行了表征.结果表明, N-TiO2主要以锐钛矿型存在,加入适量模板剂可使N-TiO2具有介孔结构,比表面积达到111.767m2/g,并能使其光生电子与空穴的复合率降低,采用5%P123制备的N-TiO2催化剂(10g/L),对腐殖酸钠(5mg/L)光催化降解,2h后其降解率可达98%,反应符合一级动力学.     

铬掺杂TiO2液相沉积膜可见光下降解甲基橙研究

实验用液相沉积法制备铬掺杂改性的二氧化钛(Cr-TiO2)薄膜电极,并在可见光下利用制备的电极对甲基橙溶液(MO)进行光电降解实验研究.并对制备的薄膜进行光电流(I-t)、交流阻抗(EIS)和Mott-Schottky等电化学相关表征.当掺杂浓度为0.2％时,薄膜电极具有最好的光电催化活性.在以0.2％ Cr-TiO2...     

新型负载型纳米TiO_2光催化降解苯酚的试验研究

以岩棉为载体制备一种新型负载型纳米TiO2,对有机污染物苯酚的降解效果较好。岩棉对苯酚有一定的吸附作用。经过120min的处理,苯酚基本上被完全降解。流速对降解率的影响较大,本试验选择流速为5mL/min。初始浓度越小,苯酚的降解效果越好。通入O2和加入适量H2O2均有利于苯酚的降解,且少量的H2O2可使苯酚的降解率大大提高。苯酚在pH=4.5时降解效果最好。     

载银TiO_2可见光降解活性蓝染料废水研究

以溶胶-凝胶法制备了Ag/TiO2纳米催化剂,以日光色镝灯为光源,研究了活性蓝M-2GE模拟染料废水的可见光降解,考察了不同条件对可见光降解的影响。实验结果表明,该方法制备的TiO2、Ag/TiO2催化剂粒径约20～30nm,主要以锐钛矿相存在;光催化反应的最佳条件为:催化剂载Ag量2%,投加量为2g/L,pH值在2～6;在最佳的反应条件下,活性蓝的脱色率达98%,TOC去除率达70%;在实验的浓度范围内,服从一级反应动力学,随着染料溶液浓度的增大,表观速率常数不断降低。     

掺杂镧硼TiO_2光催化剂的制备及可见光活性研究

采用溶胶一凝胶法,制备新型La3+/B/TiO2光催化剂,使用氙灯为光源研究了催化剂光降解甲基橙溶液的催化活性。结果表明,当掺杂0.05%La3+,2.0%B,在500℃下焙烧2 h时,所得催化剂对甲基橙具有最高的光催化活性,与单一的TiO2和单独La3+或者B掺杂的光催化剂比较,La3+/B/TiO2具有相对较高的催化活性。     

CTMAB/TiO_2表面修饰膨胀珍珠岩制备及降解苯酚研究

用溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)和/或TiO2对膨胀珍珠岩(EP)进行表面修饰,获得不同表面修饰膨胀珍珠岩(EP、TiO2-EP、CTMAB-EP和TiO2/CTMAB-EP)。并研究了其对水中苯酚的吸附降解动力学方程以及去除效果和影响因素。结果表明,膨胀珍珠岩对苯酚的吸附去除能力很小,CTMAB对其进行表面修饰后可小幅提高对苯酚的去除率,同时负载CTMAB和TiO2的膨胀珍珠岩对水中苯酚的去除率有很大提高;修复材料投加量、振荡时间、苯酚初始浓度和pH值等对苯酚的去除效果有较大影响;在溶液初始pH小于8时,TiO2对苯酚的光催化降解能力随pH增加而提高,强酸或强碱环境均不适合苯酚的光催化降解。在膨胀珍珠岩上同时负载CTMAB和TiO2可望成为一种高效去除环境中有机污染物的新型环境修复材料。     

二氧化钛光催化降解处理氨氮废水

介绍了用TiO₂和活性组分A复合在砖块颗粒上的(TiO₂+A)催化剂的制备,用(TiO₂+A)催化剂对氨氮废水进行了降解实验研究,并且对降解过程中的反应动力学进行了探讨.结果表明:(TiO₂+A)催化剂对模拟氨氮废水的处理效果好,当反应时间为24 h时,氨氮的去除率可达95%以上;光催化氧化反应为一级反应;以砖块颗粒为载体(TiO₂+A)催化剂的光催化活性高,不流失,制作简单.对某化肥厂氨氮废水降解实验表明,8 h内可使ρ(氨氮)从238 mg/L降至8 mg/L,降解率达97%.      

CuFe_2O_4纳米粉体的制备及其可见光催化性能

采用柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备了纳米尖晶石型CuFe2O4化合物,用X射线衍射、扫描电镜以及透射电子显微镜对材料的晶体结构、形貌进行了分析和表征。结果表明:CuFe2O4为尖晶石型结构(JCPDS:34-0425),颗粒分布均匀,粒径大约为30~60nm。利用紫外-可见漫反射吸收光谱,得到吸收极限波长约为900nm,计算得到禁带宽度约为1.55eV。在碘钨灯灯(λ>400nm)照射下,在少量H2O2的存在下,纳米CuFe2O4粉体对罗丹明B有机物的80min脱色降解率可达到96%。表明:CuFe2O4光催化剂具有优异的可见光催化活性。     

上转换发光剂掺杂纳米TiO2的制备及可见光降解乙基紫的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转换发光剂40CdF₂·60BaF₂·1.6Er₂O₃,此上转换发光剂在488 nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387 nm的上转换紫外光发射峰.采用超声波分散的方法制备出了上转换发光剂掺杂的纳米TiO₂可见光光催化剂.利用X-射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征.以乙基紫染料为研究对象,研究了在(三基色灯下发出的)可见光的照射下该可见光光催化剂的催化降解性能,并与未掺杂的纳米TiO₂粉末的催化性能进行了对比.结果表明,作为掺杂成分的上转换发光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO₂粉末吸收利用,在可见光照射12.0 h后乙基紫降解率达到了99.68%,大大高于未掺杂纳米TiO2时的降解率.     

Mo-TiO2/AC光催化剂的制备及可见光降解L-酸的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Mo⁶⁺掺杂TiO₂光催化剂,并将其负载于粒状活性炭上,以1-萘酚-5-磺酸(L-酸)为模型反应物,研究了对L-酸的光催化作用并讨论了不同光源以及负载次数对L-酸的去除率和溶液的总有机碳去除率的影响.结果表明, Mo⁶⁺掺杂扩大了TiO₂催化剂的光谱响应范围.负载于活性炭上的掺杂二氧化钛为锐钛矿相,粒径约为17.8　nm.负载次数增多,催化剂的活性下降.Mo⁶⁺的掺杂不影响负载催化剂的紫外光活性及对L-酸的吸附能力.100　mg·L^-1的L-酸溶液加0.4 g催化剂,在可见光下反应4 h,掺杂催化剂对L-酸和溶液总有机碳的去除率分别为57%和53%,而未掺杂的催化剂去除率分别为13%和10%.催化剂反复使用4次,催化活性没有变化.     

纳米铁酸镍的制备及可见光催化性能研究

利用水热法制备了纳米铁酸镍,表征了其微观结构和光谱性能,并以罗丹明B溶液作为目标污染物,研究了铁酸镍催化剂的可见光催化性能。结果表明:所制备铁酸镍的微观形貌为由直径200-300 nm左右的类似球形小颗粒组成的大颗粒,平均粒径为95.60 nm,在紫外-可见光谱区均有较强的光吸收。光催化过程中催化剂的适宜用量为0.05 g,少量H2O2的加入有助于提高罗丹明B溶液的降解率。催化剂用量为0.05 g,加入0.4 mL 30%的H2O2,降解50 mL 20 mg/L罗丹明B溶液,模拟太阳光照射240 min后降解率能够达到99.2%。在实际太阳光照射下,240 min后罗丹明B溶液的降解率可以达到85.2%。     

乙二胺溶胶凝胶法氮掺杂TiO2的光催化研究

以钛酸四丁酯(TBT),乙二胺(EDA)为前驱体,乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂纳米TiO2光催化剂。通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光发射光谱(FES)、X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、和BET比表面分析对其光谱特征、晶相结构、表面组成、比表面积进行了表征,以苯酚为模拟污染物考察了其光催化活性。结果表明:该方法制备的N掺杂纳米TiO2的光谱吸收带发生了明显红移,当EDA/TBT(摩尔比)=1/10及焙烧温度为550℃时,所制备样品对可见光的吸收最强,可见光照射150min苯酚的降解率为34.6%,紫外光照射100min苯酚的降解率达到97.8%。