Zr/TiO2纳米颗粒的制备及其光催化活性

以钛酸丁酯,乙醇为原料,用固相合成法制备了Zr/TiO2纳米颗粒,用XRD、TEM对其组成、颗粒大小、形貌进行了表征.通过对罗丹明B的降解反应,考察了Zr/TiO2的光催化活性.结果表明,Zr/TiO2为纳米颗粒,平均粒径为12.7 nm左右,且颗粒均匀;掺杂金属离子Zr提高了TiO2光催化效率,掺杂2.0%Zr的催化剂活性最高.Zr/TiO2的光催化反应,首先是反应物在Zr/TiO2表面发生吸附作用,然后进一步发生光催化降解.     

负载型纳米TiO2/AC对偶氮染料的光催化降解研究

以钛酸四丁酯和粒状活性炭(AC)为主要原料,采用溶胶-凝胶-浸渍法制备出负载型纳米TiO2/AC催化剂.在流化床反应器中分别对2种典型的偶氮类染料橙黄G、活性艳红X-3B模拟废水进行了光催化降解研究,探讨了pH值、外加氧化剂对光催化降解率的影响,并对催化剂进行了回收再生利用试验.结果表明,TiO2/AC催化剂具有良好的光催化活性、吸附特性及可再生性,60 min后对2种染料反应的光催化降解率分别可达到99.71%和97 12%,反应180 min后的TOC去除率分别达到81.54%和81.99%;反应后TiO2/AC催化剂回收率大于95%,经焙烧再生后对橙黄G反应60 min的光催化降解率仍高达95.93%.     

负载型活性炭/TiO2光催化降解苯酚的研究

在温和条件下(75℃和常压),通过在酸性水溶液中水解钛酸四丁酯并回流提高其结晶度,制备了锐钛矿型的TiO2.将此TiO2负载于粉末活性炭上,并用之来降解模拟废水苯酚.实验结果表明,该负载型催化剂的光催化效果要优于纯TiO2以及P25 TiO2加活性炭的混合体系.0.58g负载型催化剂降解0.4L浓度为100mg·L-1的苯酚溶液,经18W紫外灯光照6h后溶液中的苯酚去除率达到98%.同时,载体活性炭上吸附的苯酚量也随着光照时间逐渐减少,6h后残留的量仅为初始值的3.5%.     

纳米TiO2的凝胶网格沉淀法制备及其光催化性能

以明胶为反应介质,采用凝胶网格沉淀法制备纳米TiO2光催化剂,利用TG-DTA、XRD、TEM、FT-IR、UV-Vis、FL等分析测试手段对制备过程、样品的结构和性能进行了研究.结果表明,利用凝胶网格沉淀法不仅能够控制纳米微粒的晶相和大小,而且可防止沉淀物相互聚集和团聚,获得的纳米微粒粒径更小,分散性更好.以染料罗丹明B溶液为目标降解物,1h的降解率为98%.最佳光催化剂的合成条件为8%明胶浓度、650℃煅烧2h.     

负载型TiO2/活性炭的制备及光催化降解罗丹明B研究

通过溶胶-凝胶方法以活性炭(AC)为载体,制备负载型TiO2/AC,利用SEM、BET、XRD、Ranme、XPS对TiO2/AC的组成、结构、尺寸等特征进行分析和表征,并用紫外灯为光源,通过TiO2/AC、TiO2粉末和活性炭与TiO2粉末的混合物对可溶性罗丹明B的光催化降解效果的比较,探讨了TiO2/AC的光催化性能.结果表明,负载体中的TiO2是由30～60nm的球形颗粒组成,含有Ti,O,C等3种元素,颗粒间不发生团聚,其中一些C元素是由活性炭载体扩散到TiO2颗粒中的.由于活性炭载体与TiO2的协同作用以及高浓度Ti3+的影响,负载型TiO2/AC的光催化活性大.当TiO2/AC在250℃空气中热处理2h,再在氮气保护下500℃热处理2 h,TiO2的质量分数为(18±0.3)%时,负载型TiO2/AC对罗丹明B的光催化降解的表观反应常数k最大,为0.0077 min-1.     

TiO2光催化氧化苯酚动力学研究

以中压汞灯为光源,研究了苯酚在ＴｉＯ２水悬浮液中降解动力学,考察了苯酚在起始浓度,气相氧浓度,催化剂投加量（ＴｉＯ２）光强度以及催化剂煅烧温度对苯酚光解速率的影响,揭示了苯酚多相光催化氧化反应的特点,反应过程符合表现一级动力学规律,气相氧的影响为一级,苯酚初始浓度的影响为负一级,在一定光强度下,催化剂的投加量存在一最值值,说明有效光强度,气相氧以及催化剂投加量是光催化氧化反应的关键因素,适当地热处     

Fe~(3+)-TiO_2/AC光催化剂的制备及其光催化性能

以活性炭(AC)为载体,通过溶胶-凝胶法制备了Fe3+离子掺杂的TiO2/活性炭(Fe3+-TiO2/AC)负载型光催化剂,通过SEM、XRD、UV-Vis等手段对光催化剂进行了表征。以125W高压汞灯作为光源,通过对罗丹明B的光降解反应,主要考察了温度对Fe3+-TiO2/AC复合体的光催化活性的影响。结果表明,温度在600℃条件下焙烧的Fe3(+0.15%)-TiO2/AC具有最好的光催化活性。     

制备方法对纳米TiO2光催化活性的影响

分别用化学沉淀法、溶胶-凝胶法和微乳液法制备了纳米级TiO2粉体。用XRD、TEM、TG-DTA对其进行了研究与表征,以次甲基兰溶液的光催化降解为模型反应,考察了制备方法对粉体的晶型、形貌、粒径及其光催化活性的影响。结果表明:从工业化生产目的出发,在相近实验条件下,化学沉淀法制备的TiO2粉体颗粒均匀、粒径小、光催化能力强,产品综合性能最好。此项研究在光催化剂应用领域具有一定的理论和实际意义。     

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.     

TiO2薄膜光催化剂的制备及其活性

用活化反应蒸发技术制备了不同附载条件的TiO2薄膜光催化剂，膜厚度在0．5μm－1.2μm之间，经400℃退火后用XRD测定其晶型结构，发现无定型TiO2已部分转变为锐钛矿型。薄膜光催化剂连续使用两次活性会下降，用HCl冲洗活性即可恢复。考察了不同波长的电光源和不同辐射强度的太阳光下两种催化剂薄膜的活性比较，结果发现短波长电光源下（254nm）膜厚度以0．5μm最佳，而强烈辐射的太阳光下膜厚度以1.2μm最佳。     

玻璃纤维附载TiO2光催化降解有机磷农药

研究以四异丙醇钛为原料,配制成胶体用玻璃纤维附载ＴｉＯ２的过程;同时利用附载的ＴｉＯ２光催化降解有机磷农药。结果表明,低浓度的４种有机磷农药,３７５Ｗ中 汞灯短时间照射有机磷将完全被光催化氧化至ＰＯ＾３－４;玻璃纤维上附载的ＴｉＯ２不易脱落。     

氮掺杂型纳米TiO2在可见光及太阳光下的光催化性能研究

采用钛酸四丁酯为原料,以氨水水解-沉淀法制备出了氮掺杂型纳米TiO2催化剂(N/TiO2),以XRD、XPS、UV-Vis等手段对其进行表征;并通过对偶氮染料橙黄G的降解反应,研究了N/TiO2在可见光及太阳光下的光催化性能,探讨了pH值、外加H2O2氧化剂对光催化降解率的影响,并与P25型纳米TiO2进行了对比.结果表明,在可见光下,N/TiO2对橙黄G具有较高的催化活性,反应150min后降解率可达96.29%,显著高于P25型TiO2(42.55%);在太阳光下,N/TiO2对橙黄G的光催化降解速率较快,反应60min降解率与P25型TiO2基本相同,分别为99.37%、99.94%;较低的pH值环境并适量添加H2O2可显著提高N/TiO2催化效率,在可见光及太阳光下的最佳pH值均为2～3,最佳H2O2加入量分别为0.5mL·L-1、1.5 mL·L-1.     

负载型纳米Bi2WO6/AC的制备及在可见光下降解邻硝基苯酚

采用水热法在160℃条件下以活性炭(AC)为载体合成了光催化剂Bi2WO6/AC,用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描电镜(SEM)对催化剂进行了表征.同时,以邻硝基苯酚为目标污染物,在可见光照射下,讨论了催化剂用量、溶液的pH、污染物初始浓度等因素对催化剂光催化活性的影响.结果表明,当[Bi2WO6/AC]=5 g·L-1、pH=5[邻硝基苯酚]0=100 mg·L-1时,催化剂可见光降解活性最好,60 min后邻硝基苯酚的降解率可达到99.81%.     

光催化氧化苯甲酸时TiO2中毒机理及再生方法的研究

以苯甲酸作为模型污染物,采用强制中毒的方法研究了TiO2在悬浮光催化氧化体系中的中毒过程,并通过对中毒TiO2进行IR、SPS及XPS表征,分析了中毒后TiO2的表面性质,揭示了苯甲酸光催化降解过程中TiO2光催化剂的中毒机理.采用高温焙烧、UV光照射及超声波振荡等方法对中毒TiO2进行再生,并考察再生效果.研究表明,实验条件下,催化剂反复使用20次后将完全中毒.引起TiO2中毒的主要原因是苯甲酸及其降解中间产物,如羟基苯甲酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸等吸附、积累在TiO2表面,占据了TiO2的表面活性位置,使其光催化活性下降;TiO2在使用过程中出现的团聚现象也会导致其活性降低.比较了高温焙烧、UV光照及超声波清洗3种方法对中毒催化剂的再生效果的比较研究,结果表明,3种方法均能使中毒后TiO2的催化活性得到一定恢复,其中高温焙烧对中毒TiO2的再生效果较好.     

TiO2/Al2O3复合分离膜的制备及其对染料的去除性能

以孔径为200 nm的Al2O3膜片作为载体,应用溶胶-凝胶方法制备了孔径为50～100 nm的TiO2/Al2O3复合分离膜.用XRD、SEM对TiO2膜的物相、TiO2/Al2O3复合分离膜的形貌等进行了分析和表征.根据XRD分析,用Scherrer公式计算复合分离膜中TiO2粒子的平均粒径为22 nm,其中锐钛矿相占86%,金红石相占14%.同时,应用TEM、EDX、UV-Vis扩散反射光谱对TiO2/Al2O3复合分离膜的微观结构、组成、性质等进行了进一步调查和研究通过应用可溶性染料酸性橙Ⅱ作为目标污染物,对TiO2/Al2O3复合分离膜的分离和光催化性能进行了调查和评价.实验结果表明,应用这种具有光催化能力的复合分离膜,持续处理1000 mL酸性橙Ⅱ溶液(100 mg·L-1)400 min,去除率可达80%以上,相对于单独的光催化技术(65%)或单独的膜分离技术(59%),染料的去除效率明显提高.     

甲基橙溶液多相光催化降解研究

利用中压汞灯作为光源,在ＴｉＯ２粉末悬浆体系内,以甲基橙溶液光降解脱色速率为例,探讨间歇式电光源圆柱形光化学反应器的运行情况及影响因素．分别考察了使用３００Ｗ和５００Ｗ中压汞灯、石英和玻璃冷阱、甲基橙溶液温度在２０℃或５０℃、不同ＴｉＯ２催化剂以及不同催化剂投加量对甲基橙溶液脱色速率的影响．从而得出在现有电光源圆柱形反应器的最佳运行条件下,２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液光照１０ｍｉｎ,脱色率达９７．４％．     

V~(5+)/TiO_2-SiO_2-GF复合光催化剂制备及降解甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2、TiO2-SiO2、V5+/TiO2-SiO2光催化剂,并分别负载于玻璃纤维布上,利用X射线衍射(XRD)和比表面及孔隙度(BET)分析技术对样品进行了表征。以甲醛的降解率来评价复合光催化剂的光催化活性。结果表明:玻璃纤维布预处理方式、TiO2与SiO2的复合配比、V的掺杂量、煅烧温度对纳米TiO2的光催化活性有影响。V5+/TiO2-SiO2复合光催化剂比表面积为143.74 m2/g,晶粒粒径为16.9 nm。