TiO_2晶体的微波水热法制备及光催化性能研究

以TiSO4和尿素为主要原料,EDTA为控制剂,采用微波水热法制备纳米TiO2光催化剂,并分析了纳米TiO2晶粒的最佳形成条件。利用XRD、TEM等技术对制备产物进行表征。结果表明,TiSO4和尿素混合物在微波水热条件下晶化150 min后,产物为锐钛矿型TiO2,且产物粒径小、大小均匀。在紫外光照射下,以自制的锐钛矿型纳米TiO2为催化剂,酸性橙为降解目标物,进一步研究了其光催化性能。结果表明,该TiO2在紫外光照射下表现出稳定的光催化活性。     

石墨烯/TiO2复合物的制备及其光催化性能

为拓展二氧化钛(TiO2)在可见光区的光响应范围,在140℃水热条件下制备了不同氧化石墨烯含量的石墨烯/二氧化钛(RGO/TiO2)复合材料。利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对材料进行了表征。以甲基橙为目标污染物,研究了在模拟太阳光和紫外光照下TiO2和RGO/TiO2对甲基橙的光催化降解性能。结果表明,TiO2和GO复合后,TiO2由原来单一的金红石型转变为金红石型和锐钛矿型并存,出现了混晶效应;在模拟太阳光的条件下,复合材料的催化活性均高于TiO2本身;光照4 h后80 mg氧化石墨烯添加量制备的复合材料对甲基橙的光催化降解率达到69.58%,是TiO2的1.65倍;在紫外光照1.5 h时,复合材料对甲基橙的降解率达到了70%。由此可知,石墨烯的存在能够促进TiO2半导体中电子和空穴的有效分离,显著提高了TiO2光催化剂对可见光的响应。     

TiO2/NiFe2O2磁性纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究

先用水热法制备了纳米级NiFe2O2磁核,然后采用均匀沉淀法在NiFe2O2磁核表面包覆TiO2,制备了一种新型磁性纳米光催化剂TiO2/NiFe2O2通过实验确定了制备TiO2/NiFe2O2的最佳Ti/Ni(摩尔比)为30/1,用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射、热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)、磁力学测试等手段对其进行了表征.以甲基橙的水溶液为模拟污染物,评价了TiO2/NiFe2O2的光催化性能,在光照2 h后,甲基橙的脱色率可达98.5%.研究结果表明,TiO2/NiFe2O2是一种可重复使用的高效光催化剂.     

可见光活性纳米TiO2光催化涂料的抗菌性能研究

基于过渡金属离子掺杂技术,制备了在室内光辐照条件下具有良好光催化抗菌性能的可见光响应型铁掺杂TiO2光催化涂料.研究结果表明,在可见光活性光催化涂料中添加1%的纳米TiO2时,抗菌效果最好,光照24 h后对大肠杆菌、白色念珠球菌、黑曲霉的杀菌率分别达到99.9%、97.2%、82%.采用致孔剂聚乙二醇6 000对光催化...     

可见光活性纳米TiO2光催化涂料的抗菌性能研究

基于过渡金属离子掺杂技术,制备了在室内光辐照条件下具有良好光催化抗菌性能的可见光响应型铁掺杂TiO2光催化涂料。研究结果表明,在可见光活性光催化涂料中添加1%的纳米TiO2时,抗菌效果最好,光照24 h后对大肠杆菌、白色念珠球菌、黑曲霉的杀菌率分别达到99.9%、97.2%、82%。采用致孔剂聚乙二醇6 000对光催化剂改性后,能加快该涂料的抗菌性能,光照6 h后杀菌率就能达到99.9%。表明该涂料在室内可见光照射下具有较好的广谱抗菌效果,能抑制和杀灭多种微生物。     

具有可见光活性的氮掺杂TiO_2光催化剂的制备及光催化性能

采用浓氨水处理Ti(SO4)2溶液,然后经过滤、干燥、煅烧制备了一种氮掺杂TiO2光催化剂TiO2-XNX,其最佳煅烧温度为400℃。对该光催化剂的XRD谱图进行分析,结果表明,TiO2-XNX的晶型为锐钛矿相。紫外—可见吸收光谱表明,该光催化剂在可见光区具有明显的吸收。甲基橙溶液的降解实验结果表明,制备的TiO2-XNX光催化剂具有可见光(波长λ400nm)活性。     

TiO／NiFe2O4磁性纳米光催化剂的制备及其光催化性能研究

先用水热法制备了纳米级NiFe2O4磁核,然后采用均匀沉淀法在NiFe2O4磁核表面包覆TiO2,制备了一种新型磁性纳米光催化剂TiO2／NiFe2O4。通过实验确定了制备TiO2／NiFe2O4的最佳Ti／Ni（摩尔比）为30／1,用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见（UV—Vis）漫反射、热重一差示扫描量热分析（TG-DSC）、磁力学测试等手段对其进行了表征。以甲基橙的水溶液为模拟污染物,评价了TiO2／NiFe2O4的光催化性能,在光照2h后,甲基橙的脱色率可达98．5％。研究结果表明,TiO2／NiFe2O4是一种可重复使用的高效光催化剂。     

纳米TiO2光催化剂负载技术研究

纳米TiO2光催化剂在废水处理、空气净化等环保领域具有诱人的应用前景,将其负载于一定的载体上,并设计出高效的光反应器是其实用化的关键之一.本文对纳米TiO2光催化剂负载所用载体、固定方法及其效果、相关光催化化学反应器作了综合评述.     

掺硫改性TiO2对活性艳红X-3B的光催化降解性能研究

以硫脲为硫的源物质,以钛酸四丁酯为TiO2的前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了掺硫改性TiO2光催化剂。以活性艳红X-3B为目标污染物,研究了该催化剂的光催化降解性能,对硫掺杂量、催化剂焙烧温度、溶液pH值以及催化剂添加量等影响因素进行了研究,并采用XRD分析手法对光催化剂进行表征。结果表明,经掺硫改性后的TiO2的催化活性有了很大提高,且硫的掺杂有一个最佳值,即Ti∶S的摩尔比为1∶1。经掺硫改性的TiO2在可见光区具备一定的催化活性, 180 min内对活性艳红X-3B的去除率可达35.1%,且在紫外光区的催化活性优于纯TiO2。     

Preparation and characteristics of high performance paper containing titanium dioxide photocatalyst supported on inorganic fiber matrix

A novel paper-based material containing titanium dioxide (TiO₂) photocatalyst was successfully prepared by a papermaking technique with the internal addition of inorganic fibers on which TiO₂ particles were supported. Photodegradation performance of acetaldehyde gas, an indoor pollutant, and the durability of the TiO₂-containing papers were investigated under UV irradiation. Ceramic fiber suspension and polydiallyldimethylammonium chloride as a cationic flocculant were mixed, followed by the addition of TiO₂ suspension and anionic polyacrylamide. Subsequently, the inorganic mixture was poured into a pulp suspension, and TiO₂ handsheets then prepared by a papermaking method. The tensile strength of TiO₂-containing paper without a ceramic carrier decreased by more than 30% after 240-h UV irradiation (2 mW/cm²), although the strength of the TiO₂ sheet with ceramic fibers remained reasonably stable. The efficiency of acetaldehyde decomposition by the TiO₂ paper containing an inorganic carrier was nearly equal to that of the carrier-free TiO₂ paper. Scanning electron microscopic observation suggested that most TiO₂ particles were predominantly supported on the inorganic fiber matrix, and were mostly out of contact with organic pulp fibers. The TiO₂ paper with an inorganic carrier demonstrated both excellent photocatalytic performance and durability, which before had been mutually incompatible for organic materials containing TiO₂ photocatalyst. The two-stage mixing procedure for TiO₂ sheet-making is promising for the simple manufacture of high performance paper with photocatalytic ability.     

漂浮负载型光催化剂制备及降解草甘膦研究

以漂珠(FP)为载体,采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了漂浮负载型CdS/TiO2/FP复合膜光催化剂,通过SEM、XRD对其结构进行了表征.以甘草膦农药的光催化降解为模型反应,使用不同光源研究了CdS/TiO2/FP的光催化性能,探讨了影响催化剂活性的因素及采用太阳光做光源处理草甘膦的可行性.结果表明,经4层镀膜500℃热处理的20%(w/w)CdS/TiO2/FP光催化剂具有良好的光催化性能,最佳降解条件为:催化剂加入量3 g/L,初始pH 7～9,Fe2 浓度为2.0×10-3 mol/L.通气量200 mL/min.在最佳条件下,对135 mg/L草甘膦溶液降解率可以分别达到96.3%(125 W高压汞灯,60 min)和82.4%(太阳光,180 min).     

SO2的气相光催化氧化及催化剂的失活和再生研究

在模拟大气环境中，紫外光照射以及纳米TiO2光催化剂的作用下，气相无机污染物SO2被完全氧化为SO2或H2SO4。本文提出了SO2的非均相光催化氧化机理，并得出光催化反应速率符合一级动力学过程；经过连续使用之后，TiO2的光催化活性降低，最后活性消失；经过水洗之后，失活的TiO2可以得到再生。失活的TiO2和新鲜的TiO2的IR和XPS光谱差异表明，失活的TiO2表面存在H2SO4，其被认为是使催化剂失活的成分。     

二氧化钛气溶胶颗粒在石英玻璃纤维上的沉积

利用雾化挥发发生原理制备二氧化钛气溶胶,将二氧化钛气溶胶颗粒负载在石英玻璃纤维上,制备二氧化钛-石英玻璃纤维功能性空气过滤材料。实验研究了二氧化钛气溶胶发生相关参数、石英玻璃纤维直径分布、透过率曲线、最易透过粒径,并对二氧化钛气溶胶颗粒在石英玻璃纤维上的负载过程和负载形态进行了探讨。研究结果表明,发生的二氧化钛气溶胶具有可控的粒径分布和较好的分散性;中值粒径128 nm的二氧化钛气溶胶颗粒能够稳定负载在3 μm的石英玻璃纤维上;二氧化钛在石英玻璃纤维上的沉积量受沉积时间的影响,沉积过程中阻力开始变化不大,随后在沉积饱和点后阻力迅速增大,滤料填充度越高沉积饱和点出现时间越早;二氧化钛粒子在纤维表面的负载形态除颗粒、团簇外,还有三维的树枝状空间结构。     

介孔(TiO2-M)/导电碳毡光电极制备及其光电催化性能

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、四氯化钛和金属离子分别为造孔模板、钛源和掺杂剂,通过水热法合成金属离子掺杂介孔二氧化钛（MPT-M）负载导电碳毡（CCF）复合材料（（MPT-M）/CCF）。利用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶红外（FT-IR）、N2吸附-脱附和热重-差热（TG-DTA）等对样品结构进行表征。以气相苯甲醛为目标降解物,探讨了合成材料在紫外光和可见光下的催化性能。结果表明,金属离子Pt的掺杂降低了（MPT-Pt）/CCF的粒径,提高了比表面积和羟基浓度,使得（MPT-Pt）/CCF的光催化活性明显高于其他3种样品（（MPT-Mn）/CCF、（MPT-Fe）/CCF、（MPT-Zn）/CCF）,并且具有较好的重复使用性能。最佳的光电催化降解条件为温度35℃、相对湿度55%、偏电压为10 V、初始浓度如40 mg·m-3。     

二氧化钛光催化剂的表征方法研究

光催化氧化法作为一种非常具有应用前景的有机废水处理方法而成为近年来国内外的一个热点研究领域。二氧化钛因其光催化活性高、适用范围广等优点而引起众多研究者的重视 ,这方面的研究已取得了许多成果。二氧化钛光催化活性的强弱直接影响到该方法在实际中的应用。本文对影响二氧化钛催化活性的因素以及表征这些因素的方法进行了评述。