BiOBr掺杂TiO2纳米管阵列光催化降解水中微量双酚A的性能及机理

针对光催化降解水中微量双酚A存在的可见光利用率低、载流子复合效率高和催化剂回收难等问题,本研究采用阳极氧化法和循环浸渍法在钛片上原位制备了BiOBr/TiO₂纳米管阵列(BiOBr/TNTAs)复合光催化剂,使用SEM、XRD和XPS等分析方法对催化剂的形貌和结构进行了表征。结果表明,片层状的BiOBr均匀负载在TNTAs表面,形成了稳定的异质结结构。BiOBr/TNTAs在可见光下对水中微量双酚A的去除率和矿化率明显高于TNTAs,且表现出优异的光催化稳定性。水体中共存的各种阴离子和腐殖酸等会通过竞争活性位点或作为自由基清除剂影响双酚A的去除效果。自由基淬灭结果表明,·OH和h⁺是BiOBr/TNTAs光催化降解双酚A的主要活性物种。光催化活性增强主要归因于BiOBr和TNTAs间p-n异质结的形成,可有效拓展TNTAs的光谱响应范围,从而提高光生电子-空穴的分离效率。     

纳米RuO2－TiO2光电催化处理农药废水研究

采用自制的负载型纳米RuO₂－TiO₂光催化剂对农药厂生产废水进行光电催化降解试验。考察了煅烧时间、催化剂用量、光辐照强度、电流密度、废水初始pH值和反应时间对废水COD和色度去除率的影响。结果表明，自制光催化剂光电催化性能显著，最佳光电催化活性是同样降解条件下、同样含量的Degussa P－25 TiO₂的1.38倍，是Ru_0.3Ti_0.7O₂的1.81倍。其COD和色度去除率分别为64.3%和95.2%。     

TiO2/Ti转盘液膜反应器光电催化处理罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/Ti电极,X射线衍射(XRD)分析表明,TiO2主要为锐钛矿,晶粒尺寸约为46 nm.以TiO2/Ti电极作阳极,Cu电极作阴极,组装成转盘液膜反应器,考察了其光电催化处理染料罗丹明B(RhB)的影响因素(转盘转速、偏压、溶液初始pH、RhB初始浓度和电解质浓度).得到最佳处理条件为:转盘转速90 r/min,偏压0.4V,溶液初始pH2.5,电解质(硫酸钠)质量浓度0.5 g/L.在最佳处理条件下,处理20 mg/L RhB染料废水90 min的脱色率和总有机碳(TOC)去除率分别达到97.2％和72.7％.结果表明,由于同时强化了激发光源的利用率和溶液的传质效率,TiO2/Ti转盘液膜反应器可高效光电催化处理染料废水.     

TiO2纳米管阳极光电催化氧化次磷酸盐同时阴极回收金属铜

采用电化学阳极氧化法制备了高度有序阵列的二氧化钛(TiO2)纳米管电极,采用此电极作为光阳极在模拟太阳光(AM 1.5)照射下进行了光电催化氧化次磷酸盐且同时回收金属铜(Cu)的研究,比较了光电催化、电催化和光催化体系对次磷氧化和Cu回收效率的差异,详细探究了电压、初始pH、电解质种类对光电催化体系下次磷氧化和Cu回收...     

制备条件对二氧化钛纳米管光电催化性能的影响研究

采用电化学阳极氧化法制备二氧化钛纳米管(TNT),通过改变氧化时间和氧化电压来制备具有不同形貌结构的TNT,并探讨不同条件下制备的TNT对模拟污染物甲基橙的光电催化降解活性.结果表明,当氧化电压由45 V增加到60 V时,相同氧化时间下制得的TNT的管长、管径、长径比都明显增加,而管壁厚均相应减小,氧化时间和氧化电压对制得的TNT的管长、管径和管壁厚等形貌特征有着重要的影响;在45 V、4h,60 V、3h和60 V、6h下制备的TNT具有较佳的形貌结构(管长分别为12.41、20.35、25.85 μm,长径比分别为110、166、178),其中又以60 V、6h时制备的TNT具有最佳的光电催化活性,其光电催化降解甲基橙的表观拟一级动力学速率常数为2.26×10-3 min-1;相关性分析结果表明,TNT的长径比对其光电催化活性有着极重要的影响.     

TiO2镀膜电极光电催化降解酸性紫红

采用溶胶-凝胶法在钛片上涂覆TiO2薄膜为电极,自行设计组装光电催化反应器,对酸性紫红染料废水进行光电脱色处理,探讨了光电反应的协同性并研究了初始染料浓度、电压、pH和电解质浓度对脱色反应的影响。结果表明,光化学催化和电化学氧化具有协同效应,单一紫外光催化和单一电催化酸性紫红的脱色率分别为44.27%和13.12%,而光电催化(紫外、外加电压10 V)的脱色率达到77.18%。初始浓度较低、电压适中、pH偏碱性时,酸性紫红废水脱色率较高;电解质对脱色反应有促进作用,且浓度越高,酸性紫红脱色率越高。     

TiO2薄膜光催化降解双酚A的研究

采用sol-gel法制备TiO2薄膜。以该薄膜为催化剂，研究了在H2O2存在的条件下，对内分泌干扰物质双酚A的光催化降解反应。分别讨论了pH值、H2O2的加入量、双酚A的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响。结果表明，在pH=4，30mg／L的H2O2中对初始浓度为50mg／L的双酚A溶液光照180min有较好的降解效果。     

TiO2薄膜光催化降解双酚A的研究

采用sol-gel法制备TiO2薄膜.以该薄膜为催化剂,研究了在H2O2存在的条件下,对内分泌干扰物质双酚A的光催化降解反应.分别讨论了pH值、H2O2的加入量、双酚A的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响.结果表明,在pH=4,30 mg/L的H2O2中对初始浓度为50 mg/L的双酚A溶液光照180 min有较好的降解效果.     

UV/H2O2工艺降解水中双酚A影响因素的研究

研究了UV/H2O2工艺对双酚A(BPA)的降解效果及影响田素.结果表明,UV/H2O2工艺可以有效降解水体中BPA,降解过程符合一级反应动力学模型;紫外光强对BPA的降解速度影响较小;H2O2浓度对BPA的降解具有促进和抑制的双重作用;BPA初始浓度对BPA降解没有影响;在酸性条件下,有利于BPA降解;NO-3、Cl-、HCO-3对BPA降解有抑制作用;当HCO-3、NO-3、Cl-摩尔浓度均为5mmol/L时,对BPA降解的抑制程度为HCO-3>NO-3>Cl-.腐殖酸在低浓度时,促进BPA降解反应进行;在高浓度时,BPA的降解受到抑制.     

无机离子对石墨烯/TiO2纳米管阵列光电极光催化性能影响

采用原位阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列(TNAs)光电极,并采用电沉积工艺对其进行石墨烯修饰。以罗丹明B(Rh.B)为目标污染物,考察了染料溶液中主要无机离子对光电极光催化降解Rh.B的影响。实验结果表明,150W氙灯照射1 h,石墨烯/TNAs对Rh.B光催化降解率达到75%,是TNAs光电极的1.45倍。溶液中NO-3,Ca2+和Mg2+促进光电极对Rh.B的光催化降解,而SO2-4,Cl-和F-则会抑制对Rh.B的降解。     

Al-PbO2/TiO2纳米管电极的制备及其对水中三氯生的降解

制备了不同Al掺杂量的Al-PbO2/TiO2纳米管电极,将最优的电极应用于阳极电催化氧化三氯生废水,并进行条件优化.结果表明,Al掺杂摩尔分数为1.0％ 的Al-PbO2/TiO2纳米管电极在电解质Na2SO4摩尔浓度为0.15 mol/L、电流密度为25 mA/cm2、初始pH=3的条件下,电解120 min后,可...     

溶胶凝胶法制备磷钨酸掺杂TiO2薄膜及其光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱物,采用溶胶凝胶法制备了磷钨酸掺杂的二氧化钛薄膜。通过XRD、FT-TR对该薄膜进行了表征,研究了薄膜在对氯苯酚光降解中的催化活性。结果表明,当磷钨酸与二氧化钛摩尔比为0.01∶1、薄膜烧结温度600℃、对氯苯酚溶液浓度30 mg/L（pH＝5）、光催化8 h的条件下,对氯苯酚的降解率超过90%,且薄膜可以重复使用。磷钨酸对二氧化钛的光催化活性具有明显的促进作用。     

TiO2纳米管催化降解4，4’-二溴联苯的影响因素和动力学研究

利用TiO₂纳米管催化降解水中的4,4’-二溴联苯,对催化降解过程和影响因素进行研究。结果表明,TiO₂纳米管对其有较高的催化降解效率且降解过程符合Langmuir-Hinshelwood动力学模式。不同光源、4,4’-二溴联苯的初始浓度、纳米管添加量和pH值对催化降解过程都有较大影响,其中pH值的影响最为明显。反应液在中性状态下的降解率明显低于pH=1或11的情况。在pH=1时,4,4’-二溴联苯的降解率达86%。     

氮掺杂TiO2可见光光催化剂的制备及性能

以尿素和钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法低温下制备了高可见光催化活性的氮掺杂TiO2(NDT)光催化剂,采用XRD、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征,并在自制光催化反应器中降解甲基橙评价了样品的光催化活性。结果表明,当氮与钛的摩尔比为0.5∶1时,350℃焙烧的样品(NDT350)具有最佳的可见光光谱吸收和光催化活性,该催化剂为锐钛矿晶相,平均粒径为21 nm,比表面积为89.13 m2/g。可见光辐照下,NDT350降解甲基橙的表观反应速率常数为1.381×10-2min-1,是商业P25催化剂的16.85倍。NDT350优良的可见光催化活性与其大的比表面积和强烈的可见光光谱吸收有关。     

Li2TiO3制备及其对CO2吸附性能

以Li2CO3和TiO2为原料,采用高温固相法制备偏钛酸锂(Li2TiO3)。样品采用XRD和SEM表征后,通过热重分析仪测定该Li2TiO3粉末对纯CO2气体的吸附性能和循环性能。实验结果表明,在适宜吸附条件下,样品增重约25%,使用双壳模型对吸附过程进行了定性分析。     

模拟可见光下掺杂TiO2对甲醛溶液光催化降解

模拟自然条件下的可见光,以甲醛的光催化降解为探针反应,评价了通过溶胶凝胶法分别制备的8种（银Ag、铜Cu、铁Fe、钨W、铈Ce、镧La、硫S、氯Cl）掺杂TiO₂纳米晶体的光催化活性及对甲醛水溶液的去除效果。用X射线衍射、激光粒度分析和紫外-可见分光光谱表征了掺杂纳米TiO₂的微晶尺寸、晶体结构与光学性能。结果表明：Ce离子尽管有较大的半径但是主要还是掺杂到晶格中,Ce掺杂可以促进TiO₂由非正分锐钛矿相向锐钛矿相和金红石相的转变,抑制载流子复合,使TiO₂的光吸收带边发生红移且有利于对可见光的吸收,从而使Ce掺杂TiO₂在模拟可见光下光催化甲醛水溶液的能力得到明显提高。     

Cu/La共掺杂TiO2光催化氧化水中的氨氮

采用水解-沉淀法制备了Cu/La共掺杂纳米TiO2催化剂,利用XRD、XPS和BET技术对其进行表征,并考察了在紫外灯下,共掺杂TiO2对氨氮的光催化氧化工艺条件。物相结构和比表面积测试结果表明,共掺杂催化剂具有较好的锐钛矿晶型,孔径分布为4～8 nm,Cu/La共掺杂TiO2La以La3+,Cu是以Cu2+、Cu+的形式掺杂进入TiO2的晶格。光催化实验表明:所得改性光催化剂对氨氮的去除及焦化废水的处理均具有较高的催化活性。     

模拟室内环境下掺杂TiO2纳米晶体的光催化性能

采用环境测试舱模拟可见光下的室内环境,以甲醛气体的光催化降解为探针反应,评价了通过溶胶-凝胶法分别制备的8种(银Ag、铜Cu、铁Fe、钨W、铈Ce、镧La、硫S和氯C1)掺杂TiO2纳米晶体的光催化活性及对甲醛气体的去除效果.用X射线衍射、激光粒度分析和紫外-可见分光光谱表征了掺杂钠米TiO2的微晶尺寸、晶体结构与光学性能.结果表明,Cu掺杂可以提高TiO2对氧的吸附能力,减少纳米粒子表面光生电子与光生空穴的复合,使TiO2的光吸收带边发生红移且有利于对可见光的吸收,从而使Cu掺杂TiO2在模拟室内环境下光催化甲醛气体的能力得到明显提高.     

泡沫镍负载Pr-N共掺杂TiO2的制备及其光催化性能

以泡沫镍为载体,钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备Pr-N共掺杂TiO2光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、扫描电镜(SEM)对催化剂进行表征,结果表明,Pr和N的掺杂抑制了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变,提高了催化剂在可见光区的吸收能力。以孔雀石绿为目标模型化合物,利用正交实验得出当n(Pr)∶n(N)∶n(Ti)为0.0020∶0.2∶1、焙烧温度为400℃时制得的催化剂活性最高。同时,考察了Pr-N共掺杂、Pr掺杂、N掺杂及TiO2对孔雀石绿降解并利用傅立叶红外光谱对降解产物进行分析,实验表明,Pr-N共掺杂之后催化剂对孔雀石绿的降解率较改性之前提高了1.6倍。     

可见光响应的碘掺杂TiO2光催化剂的制备及其作用机理

以钛酸四丁酯为前驱物制备了碘掺杂TiO2催化剂(I-TiO2),考察了碘掺杂量、水解水量、水解温度和煅烧温度对催化剂物理化学性质与光催化活性的影响。X射线衍射(XRD)结果显示,I-TiO2由锐钛矿相和金红石相组成。在可见光照射下,通过降解水溶液中的苯酚评价了I-TiO2催化剂的光催化性能。结果表明,在水解温度为20℃,水解水量为300 mL,煅烧温度为400℃,碘钛比(摩尔比)为20%的制备条件下,催化剂显示了最优的光催化活性。通过向反应体系中引入自由基捕获剂及降低溶解氧,证实光催化降解苯酚主要由光生空穴或吸附的羟基自由基引发。