GR/TNT复合光催化剂的制备及其降解苯酚的性能研究

以P25为原料,采用碱热法制备二氧化钛纳米管(Ti O_2nanotubes,TNT),Hummers法制备氧化石墨(Graphite Oxide,GO),水热法生成石墨烯二氧化钛纳米管(GR/TNT)复合光催化剂。通过XRD、FTIR、SEM及UV-Vis光谱仪对材料进行表征,表明GR/TNT由化学键结合,且禁带宽度由3.2 e V减小到1.38 e V。掺杂GR可抑制TNT空穴和电子间的复合,且拓宽其光响应范围,光催化活性可延伸到可见光范围。通过GR/TNT降解苯酚,确定其最佳制备条件。180℃下水热反应3 h的2.5%GR/TNT光催化效果最佳,在紫外光(11 W)和可见光(500 W)条件下,10 mg/L的苯酚降解率分别可达95%和80%。GR/TNT降解苯酚满足一级反应动力学方程(R~2≥0.95),且具有较好的稳定性和重复使用性,循环5次利用率可达到初次的88%。     

Zn-TiO_2纳米管的光催化活性

采用水热合成-浸渍法制备锌掺杂TiO2纳米管（Zn-TiO2纳米管）,透射电镜照片显示Zn-TiO2纳米管为两端开口形貌均一的中空管状结构,管径约6～8 nm,壁厚约1 nm,长度约50～200 nm。研究了Zn-TiO2纳米管对甲基橙的光催化性能,结果表明：掺杂适量锌提高了TiO2纳米管对甲基橙的光催化降解性能,0.4%Zn-TiO2纳米管的光催化性能最佳。同时还探讨了Zn-TiO2纳米管用量和初始pH值等因素对光催化降解甲基橙的影响,结果显示Zn-TiO2纳米管能有效地降解甲基橙。随着光催化反应进行,CODCr去除率和脱色率变化规律不完全相同,可能是由于芳基和烷基降解速率不同所致。     

催化氧化技术降解碱性藏花红废水

采用自制的多金属氧酸盐Zn1.5PW12O40纳米管作为催化剂和分子氧作为氧化剂的催化氧化技术进行碱性藏花红的降解实验。结果表明:Zn1.5PW12O40适合用作催化剂,中空结构,杂多酸型,纳米级;空气氧化体系中的催化氧化最佳反应时间为4h,降解率78%、降解速率665μg/h;催化剂的活性和稳定性均较高,循环使用4次时,降解率仍>65%。     

金属掺杂对纳米管TiO_2光催化去除水中罗丹明B的影响

采用水热合成法,将Fe(NO3)3·9H2O、ZnCl2和AgNO3对纳米管TiO2进行掺杂,使用TEM、XRD、XPS、比表面积分析仪及UV-visDRS对掺杂后的纳米管TiO2进行表征并考察其光催化氧化去除罗丹明B的效果,从而优选最佳掺杂金属。结果表明,煅烧温度可影响纳米管TiO2锐钛矿相相对含量、比表面积及禁带宽度,进而影响其光催化活性。此外,掺杂金属离子的种类不同,纳米管TiO2的光催化活性也受到影响。500℃煅烧非掺杂纳米管TiO2的存在下,光催化氧化罗丹明B的去除率为98.72%。向纳米管TiO2中掺杂Fe3+、Zn2+及Ag+时,光催化氧化罗丹明B的效果得到提高。对以上三种掺杂金属离子而言,掺杂量为1.0%(原子百分含量)的催化剂的最佳煅烧温度为550℃。其中,Fe3+掺杂纳米管TiO2光催化活性最高,50min内光催化氧化罗丹明B的去除率可达99.0%。     

Zn-杂多酸合物催化降解碱性藏花红实验研究

以自制的多金属氧酸盐Zn1.5PW12O40纳米管作为催化剂,以空气作为氧化剂,对碱性藏花红进行了催化氧化实验。结果表明:中空结构、纳米级Zn1.5PW12O40适合用作催化剂。空气氧化体系中的催化氧化最佳反应时间为4h,降解率达到78%,降解速率达到665μg/h;催化剂的活性和稳定性均较高,循环使用4次时降解率仍>65%。     

TiO_2纳米管修饰电极处理反渗透浓水研究

研制了新型的TiO2纳米管修饰电极,应用于反渗透膜浓水的电化学氧化处理;利用扫描电镜和线性极化曲线对电极进行了表征;考察了电解时间、电流密度和pH值因素对电化学氧化处理反渗透膜浓水的影响;并分析了电极对反渗透浓水中各有机物组分的去除效果。实验结果表明TiO2纳米管修饰电极对反渗透浓水具有较高的电催化性能。     

Photocatalytic removal of NO and NO2 using titania nanotubes synthesized by hydrothermal method

In this study, the photocatalysts of titania nanotubes(TNTs) were synthesized at different calcination temperatures using commercial Degussa TiO2(P25) as a precursor. The materials were then characterized by BET, SEM, TEM, and XRD analyses. The photocatalytic reactions with NO and NO2 under UV-A irradiation were both performed. The results showed that the photocatalytic reaction rate of NO was much faster than that of NO2, and the conversion of NO2 to nitrate was the rate-limiting step for photocatalytic removal of NOx if the nitrate produced cannot be removed continuously from the photocatalyst surface. For TNTs calcined at different temperatures, a significant enhancement was observed on the total NOx removal efficiency by TNT calcined at 500°C for both NO and NO2 photocatalytic reaction, which could be attributed to its high anatase crystallinity as well as high surface area. These two factors affect primarily on the NO2conversion step in which the high anatase crystallinity could be responsible for the high efficiency at the beginning, while the high surface area could be accounted for retaining this high efficiency from nitric acid poisoning during the test period.     

钛酸纳米管的光催化性能研究

以Ti0_2(Degussa P25)和NaOH为原料,采用水热法制备钛酸纳米管.以亚甲基蓝溶液(Methylene Blue,简称MB)为模型污染物,研究水热反应条件对所制钛酸纳米管光催化性能的影响,以及钛酸纳米管加入量、溶液pH值和MB初始浓度等光催化反应条件对钛酸纳米管光催化性能的影响.研究表明:水热反应温度为150℃,反应时间为48 h制得的钛酸纳米管对MB的光催化效率最高;钛酸纳米管的加入量、溶液pH值和MB初始浓度等光催化反应条件对钛酸纳米管的光催化性能有较大影响.     

活性半焦表面负载CeO2纳米管的制备及其低温脱硝机理

基于Zn O纳米棒的自腐蚀机制,分别在活性半焦表面修饰负载了CeO_2纳米管、CeO_2纳米颗粒,并发现活性半焦表面CeO_2纳米管的低温脱硝性能明显优于CeO_2纳米颗粒。通过N2吸附、XRD、XPD、NH3-TPD、H2-TPR等一系列表征发现:与纳米颗粒相比,CeO_2纳米管由于其独特的结构形式,表面暴露较多Ce、O原子,具有较高Ce3+与化学吸附氧Oα比例,拥有更多的酸性位点和较强的酸性,有利于NH3、NO的表面吸附和氧化,从而表现出较好的低温脱硝性能。