MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸催化水解HCFC-2

实验从焙烧温度、使用寿命考察了MoO_3/ZrO_2-TiO_2催化剂催化水解HCFC-22的性能。实验同时考察了水解温度、水蒸气浓度等反应条件对HCFC-22降解率的影响。结果表明,500℃焙烧的MoO_3/ZrO_2-TiO_2固体酸催化剂在催化水解温度为330℃,水蒸气浓度为76.58%时对1.00 cm3·min-1的HCFC-22的降解率可达到96.21%,主要降解产物为CO、CO2、HF、HCl和少量CHF3。且该MoO_3/ZrO_2-TiO_2催化剂在连续反应60 h后HCFC-22的降解率仍保持在82.00%以上。XRD表征表明,MoO_3/ZrO_2-TiO_2催化剂的主要结构为四方晶相的Zr(MoO_4)_2掺杂锐钛型的TiO_2。     

Cu~(2+)-TiO_2/偕胺肟纤维的制备及其光催化降解性能

以偕胺肟纤维为配体和载体,常温下通过"配位-水解"方法,制备Cu~(2+)改性TiO_2/偕胺肟纤维复合材料(Cu~(2+)-TiO_2/AOCF)。采用XRD、SEM和EDS对Cu~(2+)-TiO_2/AOCF晶体结构、形貌和表面成分进行分析表征。结果表明,TiO_2纳米颗粒均匀分布在纤维表面,呈无定型态。以光催化降解活性黄染料的降解率为指标,优化了制备工艺条件,结果显示,Cu~(2+)-TiO_2/AOCF的最佳制备条件:氯化铜浓度c=1.5 mmol·L~(-1)、掺杂时间t=20 min、pH=3.0。对活性黄和甲基橙的光催化降解反应表明,当染料溶液pH=2.0、太阳光光源、催化剂用量为0.500 0 g·L~(-1)时,催化降解效率能达到95.7%。催化剂可重复使用6~8次且能保持光催化能力,2种溶液的催化降解反应均符合一级反应动力学特征。紫外可见光谱(UV-vis)和光致发光光谱(PL)分析表明,Cu~(2+)的改性降低了TiO_2禁带宽度,使其光谱响应范围变宽。     

TiO_2、BiVO_4、Cu_2O光催化降解低浓度甲醛

比较研究了3种(TiO_2,BiVO_4,Cu_2O)光催化剂对低浓度甲醛的降解过程,拟通过结构分析(晶粒尺寸、比表面积、禁带宽度)和实验评价其性能优劣,优选出光催化性能较好的材料。通过结构分析和降解甲醛实验发现,甲醛初始浓度较低时,BiVO_4降解率优于其他,随甲醛浓度增加,催化剂降解率均呈上升趋势,TiO_2-1(T-1)、TiO_2-2(T-2)降解率增加显著。随环境湿度增大,降解率先上升后下降,BiVO_4-1(B-1)、BiVO_4-2(B-2)降解率下降的较为缓慢。同一物质当晶粒尺寸越小比表面积越大,其降解率越好。T-2比B-1有更好的稳定性。分析认为在较低甲醛浓度时,决定光催化降解率的主要因素是催化剂的表面反应速率。随着甲醛初始浓度的增加,吸附脱附成为主要限制步骤。随环境湿度增加,甲醛降解率先上升后下降,具有较小比表面积的BiVO_4降解甲醛效率下降不显著。连续的工作产生甲醛分解副产物,不易堵塞具有大比表面积的T-2的活性位点,所以T-2有更好的稳定性。     

ZnO/TiO_2光催化剂的制备及太阳光催化降解苯酚的研究

以溶胶-凝胶法和等体积浸渍法制备了ZnO/TiO_2光催化剂(分别表示为SG-w%ZnO/TiO_2、JZ-w%ZnO/TiO_2,其中w%为ZnO占TiO_2的质量分数),采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、紫外—可见吸收光谱(UV-Vis)和扫描电子显微分析镜(SEM)-能量弥散X射线谱(EDS)表征了各光催化剂的物相结构,考查了光催化剂制备方法、ZnO掺杂量、焙烧温度、苯酚初始浓度、降解时间对太阳光催化降解苯酚活性的影响,并探讨了太阳光催化降解苯酚的反应机理。结果表明:(1)500℃下煅烧2h制备的SG-0.5%ZnO/TiO_2、JZ-0.5%ZnO/TiO_2中TiO_2均以锐钛矿相存在,ZnO掺杂有利于提高光催化剂的太阳光催化性能。(2)在太阳光照射4h、光催化剂用量为2g/L、苯酚初始质量为10 mg/L的条件下,JZ-0.5%ZnO/TiO_2对苯酚的降解率可达61%,优于商用TiO_2(P25)。     

SiO_2掺杂对V_2O_5-WO_3/TiO_2脱硝催化性能的影响

采用溶胶凝胶法制备TiO_2-SiO_2载体,浸渍法制备出V_2O_5-WO_3/TiO_2-SiO_2催化剂,利用BET、FESEM、XRD、TGA和激光拉曼对催化剂进行表征,研究催化剂的理化性质。以NH_3为还原剂,考察反应温度、SiO_2掺杂量、焙烧温度、空速和使用时间对SCR催化还原NO的性能影响。结果表明,V_2O_5-WO_3/TiO_2-SiO_2催化剂最佳反应温度在250~350℃。SiO_2掺杂能提高活性组分V_2O_5和WO_3在载体表面的分散性,制备出的催化剂具有更大的比表面积和更宽的温度区间,提高脱硝活性及稳定性。SiO_2掺杂量对催化剂性能影响较大,制备的催化剂中,TiO_2/SiO_2=2显示了最大催化活性,脱硝率均在60%以上,TiO_2/SiO_2=0.5制备的催化剂稳定性最差。焙烧温度对催化剂性能也有影响,焙烧温度在500和600℃时,最低脱硝率为58%和23%,最佳焙烧温度为400℃,脱硝率均在80%以上,具有优越的脱硝性能。实验结果还表明,空速对V_2O_5-WO_3/TiO_2-SiO_2催化剂的影响不大,在20 000 h~(-1)空速下催化剂的使用时间对脱硝率的影响也不大,48 h内能保持在99%左右,非常稳定。     

铂铈共掺杂纳米TiO2的制备、表征及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,过氧化氢为氧化剂,采用简单易行的低温氧化法制备出晶粒尺寸较小（平均尺寸25nm）的二氧化钛纳米粒子。通过贵金属Pt掺杂TiO2（Pt-TiO2）、稀土元素Ce掺杂TiO2（Ce-TiO2）和Pt、Ce共掺杂TiO2（Pt／Ce-TiO2）的掺杂的方法对二氧化钛进行改性。通过XRD,XPS,TEM,紫外漫反射等表征手段对制备的样品进行表征。通过可见光下降解罗丹明B来测试其光催化活性。实验结果表明,由ce掺杂的TiO2光催化剂对有机污染物的最大降解能力略大于Pt掺杂的TiO2,2种元素进行共同掺杂时对应的TiO2光催化剂降解能力最大。     

Ce掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及降解甲醛的研究

介绍了溶胶-凝胶法制备Ce离子掺杂纳米TiO2的工艺流程.采用X射线衍射(XRD)、紫外可见分光光度法(UV-Vis)等方法表征了Ce掺杂TiO2的相组成、紫外可见漫反射率与掺杂量的关系.结果表明,掺杂的TiO2在520℃、650℃焙烧2 h呈锐钛矿结构,在520℃焙烧2 h的TiO2的晶粒尺寸大约为20 nm,而掺杂Ce后其晶粒尺寸均减小,大约为12nm.UV-Vis吸光度分析表明,掺Ce后吸收带边明显发生红移,但随着Ce掺杂浓度的增大,其对可见光的吸收影响不大.光催化降解反应表明,未掺杂Ce的TiO2反应2 h后对甲醛的没有降解作用,而Ce掺杂TiO2反应2 h后甲醛降解率达15%.     

镀铜废水中Cu~(2+)-H_2O_2体系氧化降解硝基苯

镀铜工业废水中除含有大量的铜离子和有机污染物外,还常常含有大量的过渡金属离子、无机阴离子及有机络合剂。这些物质的存在会对铜催化的类芬顿反应降解有机物造成效能上的影响,甚至改变其反应途径。实验体系在单纯的Cu~(2+)-H_2O_2体系氧化降解硝基苯的基础上,研究了过渡金属离子Ni2+、Mn2+、无机阴离子及有机络合剂对于铜催化的类芬顿反应降解硝基苯效能的影响。在常温条件下,单纯的Cu~(2+)-H_2O_2体系中,当p H为5.5,Cu~(2+)为0.8 mmol·L-1,H_2O_2为0.08 mol·L-1,180 min后硝基苯的去除率可达94.67%,有机物的降解率达到最大。Ni2+会抑制Cu~(2+)-H_2O_2体系中硝基苯的降解,然而Mn2+对于Cu~(2+)-H_2O_2体系中硝基苯的降解却有明显的促进作用。无机阴离子Cl O-4、Cl-、NO-3、H2PO2-4对于Cu~(2+)-H_2O_2体系氧化降解硝基苯都有显著的抑制作用。有机络合剂乙二胺四乙酸(EDTA)、柠檬酸(CA)、氨三乙酸(NTA)对于铜催化的类芬顿反应都有显著的抑制作用,然而酒石酸(TA)对于Cu~(2+)-H_2O_2体系中硝基苯的氧化降解却有明显的促进作用。铜催化的类芬顿反应所生成的活跃氧化物的性质对于p H有很强的依赖性,在酸性条件下,羟基自由基是主要的活性氧化物,而在微酸性和中性、碱性条件下,羟基自由基和高价态的铜氧化物是同时参与反应并且相互兼容的,并且体系的p H越高,高价态的铜氧化物的含量也越大。     

超声—紫外协同催化降解废水中■的研究

选择纳米TiO_2为催化剂,研究超声—紫外协同催化降解■的效果。考察了不同TiO_2类型、TiO_2投加量、H_2O_2投加量、超声频率、超声强度、溶液初始pH和■初始浓度等因素对■降解率的影响,并对协同催化降解的机制进行了探讨。结果表明,不同类型TiO_2对■的降解效果为P25型TiO_2锐钛矿型TiO_2金红石型TiO_2。在■初始质量浓度为5 mg/L、P25型TiO_2投加量为0.06g/L、H_2O_2投加量为60mmol/L、超声频率为80kHz、超声强度为0.300W/cm~2、溶液初始pH为3.0的条件下,反应10min时超声—紫外协同催化对■的降解率最高可达98.26%。超声和紫外光对■的降解具有协同促进效应,其协同因子为2.08。机制分析表明,超声—紫外协同催化降解■的机制是以·OH为主要自由基的高级氧化作用,1,3-二苯丙烷和对苯基苯酚为主要中间产物。     

Cu_2O负载的TiO_2纳米管阵列的光电催化活性及应用

通过方波伏安电化学沉积法成功制备了Cu_2O负载的TiO_2纳米管阵列(Cu_20/TNAs)异质结电极。利用FESEM、XRD,XPS,UV-vis对样品进行表征,研究其表面形态、晶型特征、化学组分和光学特性。通过电化学工作站测试、光电化学降解布洛芬同时产氢气的实验,研究Cu_20/TNAS电极的光电化学特性。FESEM结果表明Cu_2O以花形和八面体结构负载在纳米管阵列上。XRD和XPS结果证明,样品中Cu元素以Cu_2O形式存在。UVWs表明Cu_20/TNAs的光响应范围红移至可见光区(E_g=2.19 eV)。光电化学测试结果表明所制备的Cu_20/TNAs异质结电极具有良好的光电化学性能,以100 W汞灯为光源认5 V外加电压条件下,电流达4.04 mA·cm~(-2)。且电化学阻抗谱分析证明,负载Cu_2O有利于抑制光生电子导穴复合有效延长电子寿命。在光电化学降解布洛芬同时产氢气的实验中,Cu_2O/tnas光电化学降解布洛芬和产氢气的效率明显优于TNAs。     

TiO_2光催化涂料的制备及其降解甲醛研究

自制TiO_2光催化涂料,重点对所制备的涂料在室内进行降解甲醛研究,考察了在不同分散剂、不同光催化剂以及不同甲醛初始浓度、不同光源、不同温度和不同湿度等环境因素下涂料对甲醛降解率的影响。结果表明,选用聚丙烯酸钠离子型分散剂,铜金属掺杂TiO_2光催化剂制备的光催化涂料对甲醛降解率达80%以上且具有良好的耐久性,在室温(20℃左右)湿度50%日光灯照射下,甲醛初始浓度5μL时效果最佳。     

溶胶-凝胶法制备高比表面积CeO_2-TiO_2催化剂及其在模拟烟气中脱除Hg~0的性能

以CeO_2作为活性组分、TiO_2作为载体,并以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备出高比表面积CeO_2-TiO_2催化剂,通过XRD、BET、SEM和TEM对CeO_2-TiO_2催化剂进行表征,并研究了其在模拟燃煤烟气中Hg~0的氧化性能。结果表明:当反应温度为250℃时,通入4%O_2、0.001%HCl、0.03%NO以及0.04%SO_2后,CeO_2(0.4)-TiO_2催化剂的Hg~0氧化率最高为85%;烟气中的O_2、HCl和NO均能促进CeO_2(0.4)-TiO_2催化剂对Hg~0的氧化,当反应温度250℃时,通入4%O_2和0.001%~0.003%HCl,Hg~0氧化率稳定在98%左右,而通入4%O_2和0.03%NO后,Hg~0氧化率也能达到53%;在抗硫实验中,当仅通入0.04%SO_2,Hg~0氧化率仅有5%。当0.04%SO_2中添加4%O_2时,CeO_2(0.4)-TiO_2催化剂的Hg~0氧化率提高至62%。     

CaF2(Tm3+)/TiO2光催化剂的制备及其对海水养殖废水中氨氮的降解研究

采用溶胶凝胶法制备了CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂,并用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)等手段对其晶型、粒径以及形貌进行了表征。对比分析了可见光下纯TiO_2和CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂对模拟海水养殖废水中氨氮的降解情况。结果表明,CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂粒径基本在15～25nm,晶型为锐钛矿型;CaF_2(Tm~(3+))的掺杂提升了TiO_2对可见光的利用率,使光催化效率大幅提升;CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂对海水养殖废水中氨氮的适宜光催化降解条件为CaF_2(Tm~(3+))掺杂比10%(摩尔分数)、CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂投加量0.6g/L、氨氮初始质量浓度100mg/L、H2O2质量浓度0.3g/L、pH=10.0、反应时间2.0h,在此条件下,氨氮去除率可达近90%;光催化降解氨氮的最终降解产物为N_2,处理比较彻底。     

焙烧温度对TiO_2催化剂催化燃烧性能的影响

以TiOSO_4·2H_2O为原料,采用沉淀法制备了TiO_2催化剂,考察焙烧温度对TiO_2催化剂催化燃烧二氯甲烷(DCM)性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、BET比表面积测试、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光(XRF)等分析方法对TiO_2催化剂进行表征。结果表明:TiO_2催化剂的催化活性随着焙烧温度的变化而存在差异;适量硫酸根的存在有利于TiO_2催化剂催化活性的提高;TiO_2催化剂存在锐钛矿的衍射峰,随着焙烧温度升高,平均晶粒尺寸变大,结晶度变高,比表面积下降,表面颗粒尺寸变大,催化活性随之下降;450℃焙烧制得的TiO_2催化剂具有最高的催化活性,在292.2℃时对DCM的转化率达到90%以上,且HCl生成率和稳定性也较好。     

微乳法制备Fe-TiO_2纳米晶复合体及光催化性能

采用微乳法制备铁掺杂TiO2纳米晶（Fe-TiO2）复合体,通过热重-差热（TG-DTA）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和紫外漫反射光谱（DRS）等对其结构和形态进行表征;以亚甲基蓝溶液（MB）为标准模拟降解物,对Fe-TiO2,纯TiO2和P25光催化降解性能进行评价。结果表明,Fe-TiO2的光催化活性明显〉P25,原因是Fe掺杂不仅能抑制TiO2晶粒生长,提高TiO2的热稳定性和比表面积,而且能够拓展TiO2的吸收波长范围至可见光区,提高了Ti3＋离子浓度,降低了光生载流子的复合几率。     

微乳法制备Fe-TiO2纳米晶复合体及光催化性能

采用微乳法制备铁掺杂TiO₂纳米晶(Fe-TiO₂)复合体, 通过热重-差热(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜（SEM）和紫外漫反射光谱(DRS)等对其结构和形态进行表征; 以亚甲基蓝溶液(MB)为标准模拟降解物, 对Fe-TiO₂, 纯TiO₂和P25光催化降解性能进行评价。结果表明,Fe-TiO₂的光催化活性明显＞P25,原因是Fe掺杂不仅能抑制TiO₂晶粒     

铜铝双金属材料对硝基苯废水的还原降解研究

以废旧铝箔为原料,采用化学镀铜的方式制备了铜铝双金属材料(Cu@Al⁰)并应用于硝基苯废水的还原降解。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对制备的材料进行表征,系统考察了镀铜率、初始pH、Cu@Al⁰投加量、硝基苯初始浓度对硝基苯降解效果的影响,最后借助紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和气相色谱(GC)进一步揭示了Cu@Al⁰对硝基苯的还原降解机理。结果表明,金属铜可成功负载在铝箔表面,当铜负载率为3.43%,初始pH=3,Cu@Al⁰投加量为0.50 g,硝基苯初始质量浓度为100 mg/L,反应时间为20 min时硝基苯的降解率可达88.4%,且Cu@Al⁰具有良好的循环利用性能。Cu@Al⁰对硝基苯的降解是从亚硝基苯到羟基苯胺再到苯胺的逐步还原过程,初始pH过高会影响中间产物亚硝苯进一步还原成最终产物苯胺。     

磷钨酸/二氧化钛光催化降解酸性大红3R催化效能研究

采用溶胶-凝胶法制备了磷钨酸(PW_(12))掺杂二氧化钛(TiO_2)纳米粉末光催化剂(PW_(12)/TiO_2),催化降解偶氮染料酸性大红3R,并运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对催化剂进行表征。通过单因素实验、紫外光谱分析与催化效能分析,对PW_(12)/TiO_2的最优催化条件及催化效能机制进行了研究。结果表明:PW_(12)掺杂TiO_2后,两者表现为协同促进作用,催化效果优于两者单独催化;当PW_(12)/TiO_2在最优催化条件时,即PW_(12)与TiO_2质量比为0.46,PW_(12)/TiO_2投加量为0.20g/L,pH=3,酸性大红3R溶液质量浓度为100mg/L时,其脱色率达到97.0%;紫外光谱分析表明,催化过程中,特征峰出现蓝移,偶氮双键发生破裂,是导致溶液脱色的原因;动力学研究表明,PW_(12)/TiO_2催化反应表现为一级反应。     

可见光下亚微米Cu_2O微球光催化去除铜绿微囊藻

以乙酸铜为铜源、乙二醇和葡萄糖为还原剂,采用溶剂热法制备亚微米Cu_2O微球,并用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对其结构进行表征;通过藻细胞的内含物含量、生长代谢活性、形态的变化和藻细胞膜脂质过氧化分析,研究了亚微米Cu_2O微球在可见光下去除铜绿微囊藻的性能。结果表明:亚微米Cu_2O微球由10nm左右的Cu_2O纳米粒子聚集形成;在可见光下,亚微米Cu_2O微球的加入量为0.4g/L,3h后叶绿素a去除率可达到80.4%;亚微米Cu_2O微球通过光催化作用破坏藻细胞膜、降解藻细胞内含物、降低藻细胞代谢活性和破坏藻细胞形态,从而产生抑藻作用。     

高性能二氧化铅电极制备及降解邻甲酚

为了处理难生物降解有机污染物,制备了聚乙二醇(PEG)改性Ti/Sb-Sn O_2/PEG-Pb O_2电极,分别用线性伏安扫描(LSV)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、计时电流、电极加速寿命等方法对电极性能进行了表征,并以邻甲酚为目标污染物,考察了PEG改性Pb O2电极的电催化氧化性能。研究结果表明,掺杂PEG后,电极的电催化活性以及稳定性均得到提高,PEG最佳掺杂量为9 g/L。在此条件下制备的Pb O_2电极,其析氧电位为2.48 V,强化电极寿命为114 h,是未修饰电极的3.35倍。利用该电极降解邻甲酚模拟废水,邻甲酚去除率随着其初始浓度增加而下降,当初始邻甲酚浓度为100mg/L、溶液初始p H=10、电流密度为10 m A/cm~2时,1.5 h邻甲酚去除率为100%。邻甲酚的降解反应是·OH参与的间接氧化反应,且遵循一级动力学规律。