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。     

光活性二氧化钛膜的制备与应用

自８０年代末以来,光活性膜由于诱人的应用前景而成为环境领域的研究热点。本文主要介绍溶胶—凝胶法等制备二氧化钛膜的方法及其原理,并根据基于二氧化钛膜的光催化技术的特点简单地讨论了光活性二氧化钛膜的可能应用领域。     

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。     

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.     

负载型纳米TiO2光催化剂的研究进展

ＴｉＯ２光催化剂固载化具有重要的实用价值，介绍了载体种类和性能以及两种固载化方法，这了负载型光催化剂的晶型、膜厚和表面状态、载体对二氧化钛光催化活性的影响，指出了该领域的发展方向。     

不同态二氧化钛处理模拟印染废水的研究

以普通载玻片为基底材料,负载态和悬浮态的纳米二氧化钛/普通二氧化钛被用于处理甲基红模拟印染废水,实验结果表明:纳米二氧化钛的脱色效果明显优于普通的二氧化钛,适当增加负载量和处理时间,负载态的处理效果与悬浮态相当。首次提出了由光源决定的纳米光催化活性激发理论,解释了不同光源辐照时脱色率变化曲线差异的问题,并发现纳米TiO2光催化氧化模拟印染废水的脱色反应,主要由吸附过程控制的表面反应机理;150 mL模拟印染废水中,加入3块纳米TiO2负载量1 mg/cm2的普通载玻片,3~5 mL ClO2或H2O2,紫外光照60 min后,脱色率达到99.2%。     

TiO2薄膜气相光催化氧化低浓度三氯甲烷和三氯乙烯的研究

自行设计了气固相光催化实验系统。以铝材为担载体，TCM和TCE为模拟污染物，在常温，常压下，对辐射光源，气体相对湿度，污染物反应浓度等因素对TCM和TCE的光催化降解反应的影响进行了研究。结果表明，在研究所采用的实验条件下，辐射光源采用254nm时的降解效率要比采用365nm时高10%左右。气体相对湿度为40%时光催化降解效率最高；随着污染物反应浓度的增加，TCM的降解效率降低，而TCE的降解效率增加，初步的反应动力学研究结果表明，TCM和TCE在二氧化钛表面的光催化降解反应可采用Langmuir-Hinshelwood动力学方程来表征。     

n-TiO2光催化机理及其在环境保护中的应用研究进展

本文对半导体二氧化钛的光催化机理、载体形式、反应器等方面的研究进展作了详细概述。并就其在废水处理、杀菌消毒等环境保护方面中的应用作了综述     

n—TiO2光催化机理及其在环境保护中的应用研究进展

本文对半导体二氧化钛的光催化机理、载体形式、反应器等方面的研究进展作了详细概述。并就其在废水处理、杀菌消毒等环境保护方面中的应用作了综述。     

复合型CoO／TiO2光催化剂降解亚甲基蓝动力学研究

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶凝胶法,制备了CoO掺杂的TiO2光催化剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外可见漫反射（UV—visDRS）对催化剂进行了分析、表征。以中压汞灯为光源,研究了亚甲基蓝（MB）在CoO／TiO2微粒水悬浮液中的降解动力学。结果表明：所制备的催化剂活性组分主要是锐钛矿型的二氧化钛和CoO固溶体,粒径为25～30nm,分布均匀。亚甲基蓝的光催化降解动力学满足一级动力学,在一定的浓度范围内,反应速率常数随初始浓度增大而减少,适当的掺钴量可以有效地提高TiO2光催化活性,其最佳掺杂量重量百分比为0．25％。     

TiO2薄膜气相光催化氧化低浓度三氯甲烷和三氯乙烯的研究

自行设计了气固相光催化实验系统,以铝材为担载体,TCM和TCE为模拟污染物,在常温、常压下,对辐射光源、气体相对湿度、污染物反应浓度等因素对TCM和TCE的光催化降解反应的影响进行了研究.结果表明,在研究所采用的实验条件下,辐射光源采用254 nm时的降解效率要比采用365 nm时高10%左右;气体相对湿度为40%时光催化降解效率最高;随着污染物反应浓度的增加,TCM的降解效率降低,而TCE的降解效率增加.初步的反应动力学研究结果表明,TCM和TCE在二氧化钛表面的光催化降解反应可采用Langmuir-Hinshelwood动力学方程来表征.     

溶胶-凝胶法制备磁载光催化剂

悬浮态的光催化反应器相比固载的光催化反应器有更高的光催化效率。但是如何在光催化反应完成后使催化剂与水溶液的分离 ,成为了一个关键的问题。本研究采用溶胶 凝胶法将二氧化钛直接沉积在磁性颗粒的表面 ,制备出了磁载的光催化剂。这种催化剂在保留了磁性能具有可磁分离的基础上又具有很好的光催化降解效果。     

水中有机污染物的光催化氧化

本文系统综述了十余年来光催化氧化法去除水中有机污染物的基础研究成果，讨论了光催化氧化法的机理、影响光催化氧化反应速率的因素及提高光催化反应效率的途径，旨在为该方法的应用开发研究提供有益的帮助。     

二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖薄膜的制备及对苯的降解性能

研究了光催化降解挥发性有机化合物过程中催化剂二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖薄膜的制备以及该催化剂对苯的光催化性能。首先采用溶胶-凝胶法制备纳米复合材料二氧化钛/碳纳米管,然后利用壳聚糖作为交联剂,制得二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖复合材料催化薄膜。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)透射电镜扫描(TEM)和紫外-可见光漫反射(UV-Vis)等技术分析了复合材料薄膜的组成、结构、形貌和对光的吸收性能,然后使用该催化剂对室内常见的污染物苯进行降解,并在同样的实验条件下,使用催化剂二氧化钛(P25)/壳聚糖对苯进行降解,对两者催化性能进行对比,结果表明,二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖对苯有更强的吸附能力和更高的催化活性。     

溶胶-凝胶法制备磁载光催化剂

悬浮态的光催化反应器相比固载的光催化反应器有更高的光催化效率。但是如何在光催化反应完成后使催化剂与水溶液的分离，成为了一个关键的问题。本研究采用溶胶—凝胶法将二氧化钛直接沉积在磁性颗粒的表面，制备出了磁载的光催化剂。这种催化剂在保留了磁性能具有可磁分离的基础上又具有很好的光催化降解效果。     

碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜光催化活性及苯降解机理

通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外可见光漫反射谱(UV-vis)对碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖复合薄膜的晶体结构和形貌进行表征,以室内空气典型污染物气相苯为模型反应物,研究碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜的光催化活性及其对苯的光降解机理。结果表明,制备的碳纳米管/二氧化钛/壳聚糖催化薄膜所具有的良好催化活性归功于碳纳米管、二氧化钛和壳聚糖三者的协调效应;气相苯光降解产生的主要中间产物是乙酸乙酯和十一烷,以及少量的丙烯醛、4-羰基-甲基-苯乙酮、十二烷烃、2,4,-二叔丁基苯酚、二十一烷烃。根据红外光谱分析与GC/MS分析结果,进一步提出了气相苯的降解机理过程。     

二氧化钛纳米管光催化降解水中百草枯

二氧化钛纳米管被用于光催化氧化水体中的百草枯,对光催化反应条件、常见Fe3+离子的干扰情况和百草枯光催化降解动力学规律进行了研究。结果表明,浓度为25 mg/L的百草枯溶液,在二氧化钛纳米管(TNT)1.0 g/L,H2O20.5 mL/50 mL,pH=5.0的最优光催化氧化条件下,经过30 min反应可以被100%从水体中去除,表现出非常高的光催化降解效率;动力学方程拟合表明,百草枯光催化氧化反应符合拟一级动力学规律,动力学方程为ln(C0/C)=1.0267t-0.1282,反应速率常数K为1.0267 h-1;双氧水存在时常见的Fe3+能够进一步提高百草枯光催化降解率;该光催化反应体系对低浓度百草枯废水有很好的处理效果,预示着光催化氧化技术适合地表或地下水体中百草枯的去除。     

臭氧-二氧化钛光催化技术脱除硫化氢

在连续性反应器内以臭氧-光催化技术氧化硫化氢,证实了臭氧对光催化脱除硫化氢有促进作用,探讨了可能存在的主要基元反应和二氧化钛失活的原因,考察了反应温度、臭氧含量、硫化氢初始体积分数等因素对臭氧-光催化技术脱除硫化氢的影响。结果表明,臭氧在光催化作用下快速分解为活性氧离子或自由基,硫化氢在臭氧和光催化联合作用下快速氧化为二氧化硫,最终转化为硫酸;硫酸在二氧化钛表面的沉积使其催化活性降低,导致硫化氢和二氧化硫的转化率逐渐下降。研究还发现,当硫化氢的初始体积分数为100×10-6时,臭氧和硫化氢的最佳摩尔比约为2∶1;臭氧-光催化脱除硫化氢的最佳温度为70℃左右;降低硫化氢的初始体积分数可大幅度降低二氧化硫的选择性。     

复合型CoO/TiO2光催化剂降解亚甲基蓝动力学研究

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶凝胶法,制备了CoO掺杂的TiO2光催化剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外可见漫反射（UV-vis DRS）对催化剂进行了分析、表征。以中压汞灯为光源,研究了亚甲基蓝（MB）在CoO/TiO₂微粒水悬浮液中的降解动力学。结果表明：所制备的催化剂活性组分主要是锐钛矿型的二氧化钛和CoO固溶体,粒径为25～30 nm,分布均匀。亚甲基蓝的光催化降解动力学满足一级动力学,在一定的浓度范围内,反应速率常数随初始浓度增大而减少,适当的掺钴量可以有效地提高TiO₂光催化活性,其最佳掺杂量重量百分比为0.25%。     

纳米光催化还原去除水中铜离子

基于纳米光催化还原技术,以纳米二氧化钛作为光催化剂,研究一种水体中重金属Cu2＋去除方法。采用原子吸收评价水体中Cu2＋去除效果,考察了水体pH值、不同光源及光照时间、催化剂添加量、Cu2＋初始浓度以及乙醇加入量的影响。结果表明,Cu2＋初始浓度在2～50 mg/L,pH为6.0～8.0,添加0.3 g/L纳米二氧化钛...