纳米TiO2在有机废水处理方面的研究进展

综述了光催化材料纳米TiO2的制备、光催化降解水中有机污染物的机理、动力学规律及其研究现状和发展方向。     

含碳纳米TiO2光催化降解甲醇

采用管式光催化反应器,在石英玻璃管壁上涂镀含碳纳米TiO2薄膜,研究含碳纳米TiO2对甲醇气体的光催化降解性能。实验结果表明：随气体流量增加,甲醇降解率呈线性降低;在气体流量为200mL／min、相对湿度为40％、甲醇初始质量浓度为90～170mg／m^3的较佳条件下,甲醇降解率维持在80％以上,最高达85％;在甲醇初始质量浓度为150mg／m^3、气体流餐为200mL／min、相对湿度为40％的条件下,德国Degusa—P25光催化剂对甲醇的平均降解率为89％,含碳纳米TiO2对甲醇的平均降解率为82％,最人降解率为85％。     

纳米TiO2-石墨烯光催化剂的水热合成及其光催化性能

以钛酸四正丁酯和石墨为原料,通过水热法制备了锐钛矿型为主的纳米TiO2复合光催化剂（纳米TiO2-石墨烯）,并采用XRD,FTIR,FESEM,TEM技术对其进行了表征。通过紫外光照射降解溶液中的罗丹明B（RhB）研究了TiO2-石墨烯的光催化活性,分析了初始罗丹明B质量浓度、催化剂加入量、溶液pH和催化剂使用次数等影响降解效果的因素。实验结果表明：在初始RhB质量浓度为20 mg/L、溶液pH为7.10、催化剂加入量为1.000 g/L的条件下,紫外光照射30 min时,纳米TiO2-石墨烯对RhB的降解率高达98.69%,明显高于纳米TiO2的44.69%;纳米TiO2-石墨烯稳定性较强,可多次重复使用。     

超声及N掺杂对TiO2光催化降解甲基橙活性的影响

在超声条件下采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂纳米TiO2光催化剂,以甲基橙的光催化降解评价其光催化活性.运用XRD、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱等技术对试样的粒径、晶体结构及光学性能进行了表征.实验结果表明:超声能明显减小TiO2颗粒的粒径,提高颗粒分散度,提高TiO2在紫外光下的光催化剂活性;超声对N的掺杂产生了促进作用,使N掺杂纳米TiO2对可见光的吸收能力显著增强,在可见光下的光催化降解速率提高23％.     

超声辅助沉淀法制备γ-Bi_2MoO_6及其光催化性能

以Bi(NO3)3·5H2O和(NH4)6Mo7O24·4H2O为原料,采用超声辅助沉淀法制备了纳米可见光催化剂γ-Bi2Mo O6,用XRD,SEM,UV-Vis技术对其进行了表征,并以罗丹明B为目标降解物,考察了γ-Bi2Mo O6的可见光催化性能。表征结果显示,产物为高纯度正交结构的纳米γ-Bi2Mo O6,分散性良好。光催化实验结果表明:超声辅助沉淀法制备的γ-Bi2Mo O6的可见光催化活性优于普通沉淀法制备的产品;以超声辅助沉淀法制备的γ-Bi2Mo O6为光催化剂,在初始罗丹明B质量浓度为10 mg/L、初始溶液p H为7.2、γ-Bi2Mo O6加入量为10 g/L的最优条件下,反应180 min时的罗丹明B降解率达到97.48%。     

负载型纳米TiO2光催化剂的制备及其光催化活性

采用悬浮聚合法制备粉煤灰-聚苯乙烯微珠载体,通过矿化接枝技术将水热法制备的纳米TiO2负载在粉煤灰-聚苯乙烯微珠载体上,制成负载型纳米TiO2光催化剂。用x射线衍射仪、扫描电子显微镜对负载型纳米TiO2光催化剂进行了表征;通过光催化降解甲醛实验评价了负载型纳米TiO2光催化剂的活性。实验结果表明,纳米TiO2在载体上分散良好,平均粒径为36．4nm;该催化剂活性较高,明显优于粉体纳米TiO2光催化剂,重复使用10次左右,该催化剂的活性无明显下降。     

纳米Fe2O3-TiO2催化剂的制备及其对甲基橙的降解

以钛酸四丁酯为主要原料、冰醋酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备纳米Fe2O3-TiO2复合催化剂,并用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和荧光光谱（FS）分析了催化剂的晶体结构、形貌和光谱特征。以甲基橙溶液为处理对象,在可见光下研究了不同n（Fe2O3）：n（TiO2）的催化剂的光催化活性,并初步研究了荧光强度与催化剂的光催化活性之问的关系。研究结果表明,n（Fe2O3）：n（TiO2）为0．10％的催化剂的光催化活性最佳,光照4h后甲基橙的去除率达99．8％,且荧光强度与光催化活性呈正相关性。     

纳米晶粒TiO2多孔微球的制备及其光催化性能的研究进展

介绍了纳米晶粒TiO2多孔微球的主要制备方法、主要参量及表征、光催化性能研究进展,指出了纳米晶粒TiO2多孔微球制备过程的技术关键与基本参量的功能。针对目前存在的问题,提出了今后的主要研究方向,并展望了纳米晶粒TiO2多孔微球在水处理领域的应用前景。     

TiO2纳米管光电催化降解酸性橙染料

采用电化学阳极氧化法在金属钛表面制备锐钛矿型TiO2纳米管,并以TiO2纳米管薄膜为阳极,考察溶液pH、外加偏压以及NaC1浓度对酸性橙的光电催化降解反应的影响.实验结果表明:在溶液pH为3.0、外加偏压为2.5V、NaCl浓度为0.05 mol/L的最佳实验条件下反应30 min,酸性橙降解率可达99.99％;TiO2纳米管重复使用25次,酸性橙降解率仍可达94.57％.     

用Fe3+掺杂锐钛矿型TiO2光催化剂降解孔雀石绿

以硫酸钛为原料,用水热法制备了Fe3+掺杂锐钛矿型TiO2(Fe3+ - TiO2)粉末,用扫描电子显微镜测定了试样的形貌.研究了自制的Fe3+ - TiO,光催化剂对孔雀石绿的光催化降解作用.实验结果表明,在孔雀石绿溶液质量浓度为2 mg/L、Fe3+ - TiO2加入量为1.616 g/L、Fe3+-TiO2中Fe...     

介孔TiO2纤维的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶和水蒸气活化热处理技术制备了介孔TiO2纤维,考察了各种因素对介孔TiO2纤维光催化活性的影响,并对介孔TiO2纤维结构进行了表征。介孔TiO2纤维的最佳制备条件：n（TBOT）∶n（C6H10O3）∶n（H2O）∶n（C3H8O）=1∶0.4∶2.0∶16,搅拌时间80min,Si与Ti的摩尔比为0.15,采用分段程序升温工艺,活化温度为700℃。所得介孔TiO2纤维比表面积为127.7m2/g,最可几孔径为7.3nm,具有极高的热稳定性及抗晶型转变能力,反应时间75min时活性艳红X-3B降解率为99.3%。     

氧化钆掺杂二氧化钛催化超声降解甲基橙的研究

用实验室合成的Gd2O3掺杂TiO2为催化剂,以甲基橙超声降解反应为模型,研究了各种因素对Gd2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的影响。研究结果表明,Gd2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的效果明显优于非掺杂的锐钛矿型TiO2的情况;在甲基橙溶液pH1．0～3．0、甲基橙质量浓度20mg／L、溶液用量100mL、催化剂用量0．5～1．0g／L的条件下,用输出功率1．0W／cm^2和频率25kHz的超声波照射60min,甲基橙降解率可达98．6％,COD去除率可达99．0％。     

PANI-TiO_2光催化剂的制备及其降解甲基橙的性能

采用溶胶-凝胶法和原位氧化聚合法制备了新型聚苯胺修饰纳米TiO_2(PANI-TiO_2)复合光催化剂。以甲基橙溶液模拟有机染料废水,考察了过硫酸钾加入量、苯胺加入量、盐酸浓度及反应温度对PANI-TiO_2复合光催化剂降解甲基橙性能的影响。采用XRD,UV-vis,FTIR技术对PANI-TiO_2复合光催化剂进行了表征。实验结果表明:PANI-TiO_2复合光催化剂降解甲基橙的最适宜工艺条件为:n(过硫酸钾):n(钛酸四丁酯)=0.1,n(苯胺):n(钛酸四丁酯)=0.11,盐酸浓度2 mol/L,反应温度20℃,在此最适宜条件下,反应时间为60 min时,甲基橙降解率为97%。表征结果显示:与TiO_2相比,PANI-TiO_2复合光催化剂明显发生了红移现象,带隙变窄,有利于光催化反应效率的提高;与PANI相比,PANI-TiO_2复合光催化剂的红外特征峰向低波数的方向发生偏移;PANI-TiO_2复合光催化剂为锐钛矿型。     

Mn-N/TiO_2光催化剂的制备及甲基橙的降解

采用溶胶-凝胶法制备了新型Mn-N共掺杂纳米TiO_2复合光催化剂(Mn-N/TiO_2),采用EDX,SEM,UV-Vis,XRD技术对其进行了表征,并将其用于水中甲基橙的可见光催化降解,考察了制备条件对其光催化性能的影响。表征结果显示:Mn-N/TiO_2光催化剂的粒径约为25 nm,且分散性较好;Mn-N共掺杂可增强TiO_2在可见光区域的吸收。实验结果表明:Mn-N/TiO_2的最佳制备条件为硝酸锰、尿素、无水乙醇、冰醋酸与钛酸四丁酯的摩尔比分别为0.000 6,0.24,10,6,焙烧温度400℃;采用最佳条件下制得的Mn-N/TiO_2于可见光下催化处理初始质量浓度为60 mg/L的甲基橙溶液60 min,甲基橙的降解率达92%。     

TiO_2中空微球的制备及其对罗丹明B的光催化降解

采用一步水热法,以TiCl_4,H_2O_2,KBF4为原料,制备了TiO_2中空微球。采用SEM和XRD技术对TiO_2中空微球的形貌和结构进行了表征。以罗丹明B为模拟降解物,研究了TiO_2中空微球的光催化降解活性;并对TiO_2中空微球的生长机制进行了探讨。表征结果显示,制得的TiO_2中空微球呈锐钛矿型,颗粒分散均匀,外径约为3μm。实验结果表明,在紫外光照射下,加入1 g/L的TiO_2中空微球,处理初始质量浓度为20 mg/L、溶液p H为7的罗丹明B溶液,降解时间为120 min时,罗丹明B降解率可达93.38%。     

纳米TiO2光催化氧化法处理制革废水

采用纳米TiO2光催化氧化法处理制革废水。用直接冻黄和表面活性剂配制不同初始COD的模拟制革废水，正交实验结果显示：初始pH和光照时间是主要的影响因素；确定的适宜工艺条件为：初始pH6，光照时间6h，催化助剂FeCl3的加入量3．36mg/L，纳米TiO2加入量100mg/L，初始COD 144．67mg/L。采用此工艺条件对实际制：革废水进行了处理，处理后出水COD和色度去除率分别达到65．0％和91．4％，且可生化性大大提高。     

纳米二氧化钛的制备及其光催化应用进展

纳米二氧化钛是一种纳米功能粉体材料,主要用于高科技领域.近年来,人们对纳米二氧化钛进行了广泛的研究.首先介绍了纳米二氧化钛的制备方法,然后就其作为光催化剂的作用机理及其在水处理、空气净化、抗菌方面的应用进行了综合评述.     

TiO2介孔球的合成及其对双酚A的光催化降解

以不同的含钛化合物作为原料,在无模板条件下经一步溶剂热法合成了两种TiO2介孔球——TiO2-1和TiO2-2。对两种TiO2介孔球的形貌进行了表征,结果表明:TiO2-1和TiO2-2粒径分别为5.7 nm和8.0 nm;比表面积分别为159.4 m2/g和128.3 m2/g;孔径约为4.0 nm和5.0 nm。采用P25型TiO2、TiO2-1和TiO2-2对双酚A溶液进行光催化降解反应。在催化剂加入量为0.5 mg/L的条件下降解60 min,双酚A去除率分别为76.3%,99.7%,98.5%。TiO2-1和TiO2-2的光催化效果优于P25型TiO2,且TiO2-1的光催化效果更好。     

纳米Al_2O_3固定化红平红球菌菌球的制备及其对苯酚的降解

以海藻酸铝为主要包埋材料、纳米Al_2O_3为添加剂,包埋固定红平红球菌,制得纳米Al_2O_3固定化红平红球菌菌球,并将其用于苯酚的降解。表征结果显示:菌球内部包含丰富的菌丝体;内部孔径以中孔居多。实验结果表明:菌球的最优制备方案为0.05 g纳米Al_2O_3加入3 m L海藻酸钠溶液中、海藻酸钠质量分数6%、微生物包埋量0.5 m L/m L(以海藻酸钠溶液计)、Al_2(SO_4)_3质量分数3%;在初始苯酚质量浓度为400 mg/L、反应时间为24h、菌球加入量为8 g/L、反应p H为8.0、反应温度为30℃的条件下,菌球首次使用时可使苯酚完全降解,使用5次后的苯酚降解率仍达93%以上,具有良好的循环使用性。     

纳米TiO2薄膜光催化降解废水中的苯胺

以钛酸丁酯为原料、无水乙醇为溶剂、硝酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法于500℃制备了3～6层的锐钛矿型纳米TiO2薄膜.以TiO2薄膜为催化剂,紫外灯为光源,通过正交实验确定了光催化降解废水中苯胺的最佳操作条件.实验结果表明:当初始苯胺质量浓度为10 mg/L、光照时间为7h、紫外灯功率为20 W、初始废水pH为8、TiO2薄膜层数为6时,苯胺去除率达到80.00％.