固定化细胞膜的制备及其特性研究

以聚乙烯醇(PVA)为载体混合固定硝化菌和反硝化菌,采用循环冷冻-解冻的方法制备 固定化细胞膜,研究了载体浓度、冷冻-解冻次数对PVA膜机械强度、底物在膜中的扩散系数 和固定化细胞活力的影响.同时设计了一种与固定化细胞膜相配套的新型生物脱氮反应器,考 察了固定化细胞膜的操作稳定性.结果表明,浓度为13%～15%(w/w)的PVA,循环冷冻-解冻5次左 右,制得的PVA膜具有较高的机械强度,并且所得固定化细胞的活性亦较高.15%的PVA经过5次 冷冻-解冻制成的膜,可以承受的最大拉伸应力为1.52MPa,氨氮在其中的扩散系数为0.75×10 ^-9m²/s. 运行2个月固定化细胞的活性没有下降,固定化细胞膜亦未出现溶胀或变形.     

可见光响应Pr3+:Y2SiO5/ TiO2薄膜的制备

目的研究层涂法制备Pr~(3+):Y_2SiO_5/TiO_2复合薄膜的结构与可见光催化性能。方法分别以钛酸丁酯(TBOT)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,通过溶胶-凝胶法制得TiO_2凝胶和Pr掺杂的Y_2SiO_5凝胶,以碳纤维为薄膜载体,并通过浸渍提拉法制备Pr~(3+):Y_2SiO_5/TiO_2层涂薄膜,研究层涂法制备复合薄膜对复合薄膜结构、形貌以及光催化效果的影响。结果复合薄膜具有明显的分层界限,形貌较平整,有较少龟裂;复合薄膜性能受涂覆次序的影响较大。结论依次将Pr~(3+):Y_2SiO_5和TiO_2涂覆在碳纤维上的复合薄膜具有较好的光催化性能,可见光光照2 h,对亚甲基蓝的脱色率达到94%,其可见光催化效率高于TiO_2薄膜的59%。     

采用纳米Au/TiO2薄膜进行光催化VOCs污染物方法的研究

通过实验在传统的光催化剂TiO_2中掺杂Au来制备纳米Au/TiO_2薄膜,掺Au可更好地抑制光生电子-空穴对的复合,提高TiO_2的光催化效率。采用溶胶凝胶法,以钛酸四丁酯和氯金酸为原料,制备Au/TiO_2溶胶,以石英玻璃为载体提拉成膜。改变薄膜的掺金量和煅烧温度进行光催化甲醛和氮氧化物的实验,对实验数据进行分析,并对Au/TiO_2薄膜进行辐照X射线荧光和高倍SEM表征,结果表明光催化剂在煅烧温度为500℃、掺杂为n_(Au~(3+))/n_(Ti~(4+))=0.005时的光催化效果最佳。     

暴露不同晶面的锐钛矿及其光催化反应

文章研究了采用水热法制备双椎体矿锐钛矿TiO_2纳米晶体薄膜和暴露(001)和(101)晶面的去顶端双椎体锐钛矿TiO_2纳米晶体薄膜。再利用光还原沉积贵重金属(Ag、Au)到锐钛矿TiO_2晶面上的方法研究所制备的TiO_2纳米晶体结构对光催化性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)观察贵重金属(Ag、Au)粒子在锐钛矿TiO_2晶面上的光沉积情况,结果表明暴露的(001)和(101)晶面在锐钛矿TiO_2的光催化氧化还原反应中分别起到不同的作用。通过X射线衍射仪(XRD)分析所制备的锐钛矿TiO_2纳米晶体薄膜的材料成分以及晶型结构。利用制备的锐钛矿TiO_2纳米晶体薄膜对亚甲基蓝进行光催化降解,探究其光催化效率及影响因素。通过对我们制备的矿锐钛矿TiO_2纳米晶体的研究可以认为同是暴露分别进行氧化还原反应的晶面和光还原沉积贵重金属都能有效促进光催化效率。     

Cu/TiO_2/SiO_2纳米复合薄膜光催化降解氨气性能的研究

采用溶胶-凝胶结合γ-射线辐射法制备了Cu/TiO2/SiO2纳米介孔复合薄膜。X-射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),紫外-可见光谱(UV-vis)及X-射线光电子能谱(XPS)表征显示单质金属铜与锐钛矿型TiO2纳米粒子较均匀地分布在非晶SiO2介孔基体的孔洞之中。光催化降解氨气的实验结果表明该三元复合薄膜具有良好的光催化性能,与未掺杂铜的TiO2/SiO2二元复合薄膜相比,铜纳米粒子的掺入可将其光催化性能提高18%以上。     

TiO2纳米膜光催化深度处理城市污水的实验研究

采用溶胶-凝胶方法制备光催化性能优良的TiO2纳米膜,应用X射线衍射仪分析了TiO2纳米膜的结构,探讨了铁离子和贵金属Ag、Pt掺杂对TiO2纳米膜光催化降解性能的影响,研究了TiO2纳米膜及掺杂改性TiO2纳米膜对生物二级处理系统出水中有机物光催化去除的性能。贵金属Ag、Pt掺杂提高了TiO2纳米膜光催化性能,而铁离子掺杂则降低了其催化性能。未掺杂的TiO2纳米膜使二级出水的COD下降8.9%,而贵金属Ag、Pt掺杂的TiO2纳米膜则使COD分别下降19.4%和22.3%。实验结果表明TiO2纳米膜有优良的光催化降解性能,TiO2纳米膜有广阔的应用前景。     

光催化复合超滤膜的制备与催化性能

经金属Fe掺杂改性的TiO_2纳米粒子与PSF铸膜液共混,采用L-S浸没相转化法制备了分散均匀的Fe-TiO_2/PSF光催化复合超滤膜,测试该复合超滤膜的形貌、表面官能团、亲水性能、超滤性能、机械性能、热稳定性能、光催化性能,考察了纳米Fe-TiO_2光催化剂的含量对膜结构和性能的影响.结果表明:当Fe-TiO_2与PSF质量比为0.20时,Fe-TiO_2/PSF复合膜对罗丹明B(RhB)的去除率(61%)明显高于纯聚砜膜(33%);通过添加光催化剂,可使复合膜在模拟太阳光下具有光响应;同时,催化剂的适量添加,可提高聚砜膜的亲水性和物化性能,拓宽膜的应用领域.     

氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在PVA凝胶膜中的扩散性能

用冷冻-解冻法制备PVA凝胶膜,测定了氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在PVA凝胶膜中的扩散系数,考察了成膜条件和细胞密度对扩散系数的影响.结果表明,扩散系数随冷冻-解冻次数、PVA溶液的浓度及细胞密度的增大而减小. 氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在15% PVA的空白膜中的扩散系数分别为0.69×10^-9 m²/s, 0.52×10^-9m²/s和0.56×10^-9 m²/s; 在细胞浓度为60g/L的PVA膜中的扩散系数分别为0.55×10^-9 m²/s, 0.46×10^-9 m²/s和0.45×10^-9 m²/s.     

Fe^3＋掺杂TiO2纳米膜的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出掺杂Fe^3＋的TiO2纳米膜,并用x射线衍射方法进行表征;探讨了金属离子铁离子掺杂对TiO2纳米膜光催化降解性能的影响;研究了TiO2纳米膜及掺杂改性的TiO2纳米膜对甲基兰的降解作用,同时还尝试不同掺杂的TiO2纳米膜的杀菌功能。实验结果表明通过掺杂Fe的TiO2纳米膜有优良的光催化降解性能。     

金属离子修饰纳米TiO2薄膜光催化降解苯酚

通过溶胶-凝胶法制备纳米TiO2薄膜，在制备过程中分别掺杂一定量的Fe^3 、Zn^2 、Pd^2 等金属离子。以高压汞灯做光源，用制得的纳米TiO2薄膜对苯酚作光催化降解实验，结果表明：掺杂Fe^3 、Zn^2 、Pd^2 的纳米TiO2催化剂光催化性能明显提高。并探讨了金属离子掺杂浓度和氧化剂对光催化的影响。     

SiO2纳米颗粒内嵌强化介孔TiO2单晶光催化降解盐酸四环素

吸附性能和光生载流子的分离效率是决定光催化降解抗生素的主要因素.为提高介孔TiO_2单晶(MSCs)的吸附性能和光生载流子的分离效率,在MSCs内部构建SiO_2纳米颗粒吸附结构.同时,利用表面光电压谱、氮气等温吸附-脱附、X射线衍射等研究其结构特性.最后,以盐酸四环素为抗生素代表,通过控制SiO_2纳米颗粒比表面积,考察SiO_2对复合材料吸附及光催化性能的影响.结果表明,SiO_2纳米颗粒与TiO_2单晶复合显著提高了材料的吸附性能,表面保护蚀刻进一步提升了材料的比表面积.实验条件下,高比表面积SiO_2-TiO_2单晶复合材料(KSiO_2@TiO_2)对盐酸四环素的平衡吸附量、降解效率、降解速率常数和矿化率分别达到了0.96 mg·g-1、90.2%、0.0079 min-1、54.4%,分别是MSCs的4.4、1.5、2.6和3.1倍.副产物分析表明,SiO_2复合介孔单晶材料更易将盐酸四环素降解为小分子物质.     

TiO_2/SiO_2纳米介孔复合薄膜的制备及其光催化降解性能研究

采用两步溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2纳米介孔复合薄膜,经X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和透射及扫描电子显微镜(TEM,SEM)表征,显示介孔复合薄膜中锐钛矿型TiO2纳米粒子均匀分散在 SiO2介孔基底中,经光催化降解氨气的试验,结果表明该介孔复合薄膜的光催化活性比普通的TiO2粒子有较大的提高.     

磁溅射法制备TiO2/PTFE复合膜及其性能研究

目的研究磁控溅射法在聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜上负载TiO_2,制备TiO_2/PTFE复合膜。方法利用接触角、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉伸强度等对复合膜亲水性、元素、形貌和机械强度进行测试,通过控制变量法研究了溅射时间、溅射功率对膜性能的影响及对复合膜对甲基橙的降解性能。结果在溅射功率为40 W,溅射时间为90 s时,TiO_2/PTFE复合膜的亲水性和拉伸强度相对较好,甲基橙的去除率达97%,降解效果好。结论通过实验可以优化出磁控溅射的工艺参数,制备出物理性能优异,并具有较高的光催化活性的负载型纳米催化剂。     

不同基质负载的TiO2薄膜光催化性能的比较

采用溶胶凝胶法制备出纳米TiO2粉末、ITO导电玻璃和普通玻璃负载的纳米TiO2薄膜光催化刺。通过对乙酸的降解实验表明：镀膜4次的TiO2／ITO薄膜的催化活性大约是TiO2／giass薄膜的2倍,与等负载量的TiO2粉末相比也具有较高的光催化活性。使用10次后,TiO2／ITO薄膜和TiO2／glass薄膜的光催化活性分别降低了25％和12％。但经再生后,催化活性可恢复至90％左右。     

纳米TiO_2/SiO_2复合颗粒催化性能研究

为了提高纳米TiO2粒子的光催化性能和可回收性,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/SiO2复合颗粒。利用XRD与比表面积测试仪,考察了热处理温度对复合颗粒的比表面积和其中纳米TiO2的粒度与晶型的影响情况,发现纳米TiO2的锐钛矿型转变温度由常规的350℃升高到600～700℃。研究了不同热处理温度的复合颗粒、不同Ti/Si比及其添加量对其光催化性能的影响,发现700℃下热处理2h,Ti/Si比为1.5的复合颗粒对100mg/mL的甲基橙溶液的光催化性能最好,其最佳使用量仅约为1.5g/L。     

纳米TiO_2包覆微米Cr_2O_3粒子的制备及表征研究

目的研究室温条件下纳米TiO_2包覆微米Cr_2O_3粒子的物相、显微组织及其光催化活性。方法采用钛酸丁酯为原料,通过酸催化的胶溶-沉淀法制备纳米TiO_2包覆微米Cr_2O_3复合粒子,利用SEM,XPS,XRD,Raman及紫外-可见漫反射光谱等手段对复合粒子进行表征。结果 XPS分析表明,微米Cr_2O_3粒子的表面存在C,O,Ti,Sn,Cr等元素。场发射扫描电镜观察表明,粒径大小为10~15 nm左右的TiO_2颗粒包覆在Cr_2O_3微粒表面,从而形成纳米/微米复合结构。Raman光谱结果显示,空载实验获得的TiO_2颗粒样品呈现锐钛矿型。UV-Vis光谱分析表明,负载Cr_2O_3微粒后使半导体的吸收峰值明显红移,在370,460,600 nm处出现了3个吸收峰,最大吸收波长达到750 nm左右。结论锐钛矿相TiO_2成功包覆在微米Cr_2O_3粒子表面,扩展了复合半导体的光响应范围,有望实现可见光催化活性。     

In_2TiO_5纳米带的静电纺丝法制备及光催化性能

以酞酸丁酯(Ti(OC_4H_9)_4)、硝酸铟(In(NO3)3)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为原料,采用静电纺丝技术制备了In_2TiO_5纳米带.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和氮气吸附-脱附等温线(BET)等技术对样品进行了表征.考察了In_2TiO_5纳米带在光催化降解罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)和左氧氟沙星(LEV)过程中的应用性能,研究了不同离子型物质、溶液的pH和MB起始浓度对In_2TiO_5纳米带光催化活性的影响.结果表明:In_2TiO_5纳米带具有正交晶系结构,禁带宽度为3.47 eV,比表面积为20.71 m~2·g~(-1),可应用于4种不同离子型物质的光催化降解,发现光催化效果与被降解物质的表面带电性质有关.在紫外光照射下,90 min,对MB的降解率达98.1%,其降解过程服从一级动力学模型.     

ZnTiO3-TiO2复合光催化剂的制备及光催化降解有机污染物机制分析

TiO_2光催化剂因无毒无害而在光催化降解污染物领域有巨大潜力.但由于TiO_2的光生电子空穴复合较快,量子效率较低,限制了它的广泛使用.在本研究中,通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了ZnTiO_3-TiO_2异质结复合光催化剂,分析了配比和煅烧温度对材料光催化性能的影响,以甲基橙(MO)溶液为模拟污染物进行光催化降解,探讨了其催化效果及效率提升的机制.结果表明,在紫外光照射下,ZnTiO_3与TiO_2比值为0. 3时,在600℃下煅烧3 h后,其催化效果最佳且表现出良好的化学稳定性.通过光电流测试和电子自旋共振波谱仪的检测结果,证明复合光催化剂的光生电子和空穴复合率降低,从而提高了光催化活性.     

二氧化钛介孔微球的纳米金修饰及对其催化性能的影响

染料污染和大气中CO排放已成为日益严重环境问题,研发染料污染物的降解技术及低温CO催化氧化有助于解决上述问题。利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)等技术,该文比较了二氧化钛(TiO_2)介孔微球修饰金(Au)纳米颗粒前后的形貌、结构与组成的变化及催化染料降解和低温CO氧化的性能。结果表明,应用沉积-沉淀法可将Au纳米颗粒均匀地修饰在TiO_2介孔微球表面,颗粒直径约为4.5 nm。XRD结果显示Au~(3+)被还原为单质Au,且还原过程没有破坏TiO_2载体的晶体结构;电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测试得出Au含量仅为3.12%。氮气吸附-脱附等温曲线测试出Au/TiO_2比表面积为103.6 m~2/g,相应的Barret-JoynerHalenda(BJH)孔径分布测试出平均孔径为9.3 nm。有机染料罗丹明B(Rh B)的光催化降解结果显示,Au/TiO_2复合催化剂催化下的降解速率为6.63×10-5s-1,而单一TiO_2催化下的降解速率为5.18×10~(-5)s~(-1)。亚甲基蓝(MB)光降解实验显示出相同的结果,进一步证明Au/TiO_2复合催化剂具有较高的活性。低温催化CO氧化测试结果表明,单一TiO_2不具有催化活性,Au/TiO_2催化作用时在室温下CO转化率达48%,升温至50℃时CO转化率可达到99%,显示出很高的催化活性和热稳定性,并且可重复利用。可见,纳米Au/TiO_2复合催化剂在处理有机染料污染和低温CO氧化方面具有潜在的应用价值。     

rGO/TiO_2复合光催化剂的制备及光催化性能

用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),以柠檬酸作为钛酸四丁酯的水解抑制剂和氧化石墨烯的表面活性剂制备G0/TiO_2前驱体溶胶,经过干燥、热处理后用NaBH_4还原得到还原氧化石墨烯/TiO_2(rGO/TiO_2)复合光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(PL)对其进行表征分析;研究了GO的引入量、光催化剂的投入量对甲基橙降解性能的影响.结果表明:柠檬酸的加入能有效改善纳米TiO_2在rGO表面的分散情况;rGO/TiO_2复合光催化剂的光催化活性明显高于纯TiO_2;GO的加入量为10%且催化剂用量为0.1g时催化效果最佳.