银、钕掺杂TiO_2催化光解甲基橙的实验研究

实验用水热合成法制备出银、钕掺杂TiO2催化剂粉体,然后以高压汞灯为光源,掺杂TiO2催化剂粉体为光化降解催化剂,探究对甲基橙模拟印染废水光催化分解的效果。光解实验研究采用正交设计法,以模拟废水浓度、催化剂用量、光照时间以及pH为因素,各因素选取4个水平,对催化光解甲基橙染料的降解率进行评价。分析结果表明:银、钕掺杂TiO2催化剂对甲基橙光化降解有良好的效果,最佳实验条件为:溶液pH为5,甲基橙的初始质量浓度为2 mg/L,催化剂投加量60 mg/L和光照时间80 min。在最佳条件下,连续光照8 h后甲基橙的降解率达到92%以上。     

Mn2+-WO3-TiO2光催化降解甲基橙的研究

溶胶-凝胶和浸渍相结合的方法制备Mn2+-WO3-TiO2光催化剂,进行甲基橙的光催化降解实验,考察WO3和Mn2+掺入量、焙烧温度及时间对光催化性能的影响。结果表明,500℃焙烧2h,掺杂量n(Mn2+)∶n(WO3)∶n(TiO2)=0.8∶1∶100时,光催化活性最高,光催化降解甲基橙溶液,120min后,降解率达84%,比单纯TiO2的光催化活性提高83%。     

TiO2薄膜光催化效果的强化

采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,将其涂覆在普通钠钙玻璃上,以TiO2对甲基橙的光分解率探讨TiO2薄膜最佳光催化性能.结果表明,当PEG400的加入量为7%时,TiO2薄膜的光催化性能最强;用锐钛型TiO2粉末二次引发的溶胶提拉制成的薄膜对甲基橙的光催化分解效果有很大的提高;经滴加操作后薄膜的光催化性能有明显改善;各个影响因素最好的组合效果为滴加操作 锐钛型粉体引发 H2SO4超强酸化 La3 掺杂.     

氮掺杂TiO_2光催化降解甲基橙染料废水的试验研究

采用溶胶-凝胶法以尿素为氮源制备了氮掺杂锐钛矿型纳米TiO2光催化剂(TEM像图显示制备的样品的平均粒径在20 nm左右,UV-vis漫反射分析表明氮掺杂使催化剂的吸收带边红移至550 nm的可见光区域),以氙灯为辐照光源,用自制光催化反应器降解甲基橙染料溶液,研究了催化剂用量、染料初始浓度和环境pH值变化对甲基橙降解率的影响,同时考察了催化剂在太阳光下的光催化活性,结果表明:当催化剂用量为2 g/L、溶液pH值为2.74时,初始浓度为10 mg/L的甲基橙在氙灯光照45 min后降解率达100%;自然光照120 min后降解率为95.4%。     

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。     

水热合成温度对纳米TiO2特性及其可见光波段光催化性能的影响

以乙醇-丙酮-吡啶为溶剂，采用水热法制备了在可见光波段（≤450nm）具有良好光催化活性的纳米TiO2粉体,通过XRD、TEM、DTA、漫反射谱（DRS）与光电压谱等手段，研究了水热合成温度及250℃热处理对合成纳米TiO2粉体的材料特性，以及在可见光激发下纳米TiO2对甲基橙光催化降解的影响．结果显示，纳米TiO2晶型（锐钛矿）与粒径不随水热合成温度及热处理（250℃）条件的变化发生明显改变；各样品的表面吸附物状态以及可见光响应特性在未经热处理时随水热合成温度变化发生明显变化，而在经250℃热处理后则差异不明显；样品的表面吸附物状态、可见光响应以及可见光催化活性之间有显著关联，水热合成温度显著地影响了纳米TiO2粉体的表面吸附物状态及可见光催化活性。     

紫外波长与粒径对纳米TiO_2光催化效果的影响

以甲基橙为光催化降解对象,研究了不同波长紫外灯与不同粒径TiO2组合(365 nm紫外灯+10 nm TiO2,365 nm紫外灯+50 nm TiO2,254 nm紫外灯+10 nm TiO2,254 nm紫外灯+50 nm TiO2)光催化降解甲基橙的效果。结果表明,不同波长紫外灯与不同粒径TiO2组合影响光催化降解甲基橙的效果。其中,254 nm紫外灯+10 nm TiO2组合降解效果最好,其次为254 nm紫外灯+50 nm TiO2组合,再其次为365 nm紫外灯+10 nm TiO2组合,降解效果最差的为365 nm紫外灯+50 nm TiO2组合。由此可见,254 nm紫外灯+10 nm TiO2组合的光催化降解甲基橙的效果最好。     

微波干燥制备Ag/TiO2的光催化活性试验研究

利用钛酸丁酯溶胶—凝胶法制备TiO2凝胶,通过光化学沉积法在TiO2凝胶表面负载Ag,采用微波对凝胶进行干燥制备TiO2光催化剂。以甲基橙为模拟污染物进行光催化降解试验,结果表明该方法制备的Ag/TiO2催化剂光催化活性明显提高。     

磷钨酸光催化降解甲基橙溶液的研究

以磷钨酸为光催化剂,在紫外灯照射下,对模拟染料废水甲基橙溶液进行光催化降解反应;研究了催化剂加入量、甲基橙初始质量浓度、外加TiO2和氧化剂H2O2、KIO4对甲基橙溶液光催化脱色效果的影响。结果表明:100mL20mg/L甲基橙溶液光催化剂最佳用量80m g;在较低浓度下,甲基橙溶液的光催化降解反应符合一级动力学方程;在特定条件下,(TiO2+H3PW12O40)/UV、(H2O2+H3PW12O40)/UV和(KIO4+H3PW12O40)/UV光催化体系对甲基橙溶液光催化脱色效果优于H3PW12O40/UV光催化体系。     

铁掺杂纳米二氧化钛溶胶的制备及性能研究

文章采用一种简单的方法于低温条件下制备出掺铁纳米TiO2溶胶。通过在可见光条件下对吖啶橙的光催化降解,对掺铁纳米TiO2溶胶和纳米TiO2溶胶的光催化活性进行了研究比较,结果表明掺铁纳米TiO2溶胶的光催化活性较高,铁的掺杂量为1%时光降解效果较好。     

酞菁-二氧化钛光催化剂的制备及其光催化降解效果

采用溶胶-凝胶法制备酞菁-TiO2光催化剂,并分别掺杂铁、铜、钴、镍元素。酞菁作为光敏化剂,提高TiO2在可见光下对有机染料的降解效果。采用SEM对催化剂进行表征,研究在可见光下酞菁-TiO2光催化剂对5种有机染料(甲基橙、甲基红、甲酚紫、亚甲基蓝和孔雀石绿)的降解效果,结果表明,酞菁铁-TiO2,酞菁钴-TiO2,酞菁铜-TiO2,酞菁镍-TiO2均能有效降解这几种有机染料,光催化反应300 min后降解率达92%。比较4种催化剂对甲基橙的降解率,酞菁钴-TiO2催化剂降解效果最明显,以下是酞菁铁、酞菁镍和酞菁铜-TiO2催化剂。     

纳米片层状BiOBrxI1-x的制备及可见光降解甲基橙研究

卤氧化铋由于具有特殊的层状结构和合适的禁带宽度,表现出良好的可见光催化活性和稳定性。改变卤氧化铋复合物中卤素的组成能调节禁带宽度,优化光催化性能。采用溶剂热法制备了纳米片层状BiOBr_xI_(1-x)固溶体催化剂,利用XRD、SEM和紫外-可见漫反射谱分析了BiOBr_xI_(1-x)固溶体催化剂的结构、形貌和光学特性,并以甲基橙为目标降解物,评价其可见光催化活性。结果表明:与单体卤氧化铋相比,BiOBr_xI_(1-x)固溶体催化剂提高了可见光激发率和载流子转移率,对甲基橙的降解效果更好;当Br/I比为4/6时,BiOBr_xI_(1-x)固溶体催化剂的光催化活性最高,其降解速率常数是组成为40% BiOBr+60% BiOI的机械混合催化剂的2.7倍。通过添加活性组分捕获剂研究其光催化降解机理的结果显示:BiOBr_xI_(1-x)固溶体催化剂光降解甲基橙过程中h~+直接氧化甲基橙分子起主导作用,也存在一定的·O_2~-对甲基橙的氧化作用。     

低量Gd~3+掺杂TiO_2粉体的制备及催化活性

利用溶胶-凝胶法在700℃制备了纯的和不同Gd3+掺杂量的TiO2纳米粉体,并用XRD技术对样品进行了表征。研究了Gd3+掺杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Gd3+掺杂对纳米TiO2的光催化活性。结果表明,与纯TiO2相比,适量掺杂Gd3+可以显著提高其光催化活性。当Gd3+掺杂量为0.2%(质量),TiO2复合纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为86%,其金红石相含量为15.4%,平均晶粒粒径为15nm;Gd3+掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变、减小晶粒尺寸和晶格膨胀程度这三方面均有利于提高光催化活性。     

TiO2/SBA-15介孔复合材料的制备及光催化性能研究

为增大半导体TiO_2的比表面积,进而提升其光催化性能,同时改善其不易回收的缺陷,该研究以价格便宜、来源广泛的钛铁矿为原料,具有高度有序介孔结构的SBA-15分子筛为载体,通过后合成水解法并调控不同的煅烧温度制得TiO_2/SBA-15复合材料,采用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、比表面分析仪对样品进行表征。此外,在紫外光照射下,以甲基橙为模拟降解物,考察样品煅烧温度、光催化反应温度对催化效率的影响,对比TiO2/SBA-15复合材料与商用P25的催化效果,分析甲基橙溶液的矿化程度及催化剂的稳定性,并结合活性物种捕获实验提出TiO_2/SBA-15光催化降解甲基橙的机制。结果表明:煅烧温度对催化剂的晶型、比表面积和晶粒大小具有显著影响,煅烧温度为550℃时TiO2/SBA-15的比表面积高达386 m2/g,该催化剂在3 h内对甲基橙的降解率为85.1%,溶液矿化率达62.9%。TiO_2/SBA-15和商用P25光催化甲基橙均符合准一级反应,速率常数分别为0.633 1 h~(-1)和0.350 6 h~(-1),TiO_2/SBA-15复合材料有效提高了光催化活性并维持良好的稳定性。在该光催化体系中,h+和·O_2是起主导作用的活性物种,·OH的影响较小。     

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%。     

石墨烯/二氧化钛降解亚甲基蓝的研究

以钛酸丁酯和氧化石墨烯为前驱物,通过水热法制备石墨烯/二氧化钛(GR/TiO2)复合光催化剂。采用XRD、TEM和FT-IR等技术手段对GR/TiO2粉体的结构和形貌进行了表征。利用对亚甲基蓝光催化降解,考察了GR/TiO2的光催化降解能力,并研究了H2O2用量和p H等因素对光催化降解速率的影响。结果表明:复合催化剂中,TiO2为锐钛型晶体,粒径为25 nm左右,分散在薄纱状的石墨烯上;复合催化剂通过紫外光下光催化性能有所提高,对可见光产生响应,具有良好的稳定性;加入适量H2O2能提高反应速率,碱性条件下,对亚甲基蓝的降解效率更高。     

Al3+离子掺杂对负载TiO2薄膜光催化活性的影响

以钛酸丁酯和Al2(SO4)3·18H2O为原料,采用溶胶凝胶法在钛片、玻璃、釉面瓷砖、陶瓷、不锈钢和铝片六种载体上制备了Al3+掺杂TiO2薄膜,讨论了不同Al3+掺杂浓度下,不同载体表面上制备的TiO2薄膜对甲基橙脱色率的影响。试验结果表明Al3+对TiO2薄膜的掺杂效果与载体的类型密切相关,并且不同载体其Al3+掺杂的最佳浓度也不同。Al3+掺杂后,TiO2薄膜光催化活性提高最大的是玻璃,其次是釉面瓷砖、铝片、钛片、陶瓷,最差的是负载不锈钢。     

高度有序的TiO2纳米管阵列光催化性能研究

采用恒压阳极氧化法在纯钛箔表面制备TiO2纳米管阵列,利用SEM和XRD对其进行了形貌和晶型的分析和表征,并通过TiO2纳米管阵列膜对甲基橙光催化降解,探讨光照时间、甲基橙溶液的初始浓度、溶液的初始pH值和H2O2加入浓度等因素对甲基橙的脱色率影响.结果表明,H2O2加入浓度为50mg·L-1,紫外光照射2h,溶液为中性时,在30 mg·L-1的甲基橙溶液(50mL)中,甲基橙溶液的脱色率达到100%.当H2O2加入浓度进一步增大到100 mg·L-1时,光催化的效率进一步提高,紫外光照射1h,甲基橙溶液的脱色率就已经达到了100%,并未出现抑制光催化的现象.同时还研究了TiO2纳米管阵列电极的稳定性.实验结果表明,随着TiO2纳米管阵列使用次数的增加,其光催化效果略有所下降.     

低量Gd3+杂TiO2粉体的制备及催化活性

利用溶胶-凝胶法在700℃制备了纯的和不同Gd3 叫参杂量的TiO2纳米粉体,并用XRD技术对样品进行了表征.研究了Gd3 掺杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响.利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Gd3 掺杂对纳米TiO2的光催化活性.结果表明,与纯TiO2相比.适量掺杂Gd3 可以显著提高其光催化活性.当Gd3 杂量为0.2%(质量),TiO2复合纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为86%,其金红石相含量为15.4%,平均晶粒粒径为15nm;Gd3 掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变、减小晶粒尺寸和品格膨胀程度这三方面均有利于提高光催化活性.     

光催化活性纳米TiO_2溶胶的低温制备及其表征

以TiCl4为原料,低于100℃条件下制备了锐钛矿型纳米TiO2溶胶。通过XRD测试和对甲基橙和亚甲基兰的光催化降解试验,考察了TiO2溶胶制备过程中各因素对TiO2内部结构和性能的影响,进而选出最佳的制备条件。通过光催化降解品红试验和对馒头片的抗菌试验检验了此条件下制备的TiO2溶胶具有良好的光催化活性。