利用碳氮共掺杂二氧化钛纳米管阵列实现同时降解甲基橙和产氢

本研究结合阳极氧化和超声辅助沉积的方法合成碳氮共掺杂的二氧化钛纳米管阵列,并采用XRD、FESEM、UV-vis、XPS等技术对材料进行表征.光电化学(PEC)体系中,碳氮共掺杂二氧化钛纳米管阵列作为阳极,甲基橙溶液作为光电催化氧化的对象,对光催化剂的氧化性能进行了考察,与此同时,在阴极实现光解水产氢,最终在PEC体系中实现同时降解甲基橙和产氢.XRD、FESEM、UV-vis、XPS及TEM等表征结果表明,碳氮成功地掺入到了二氧化钛纳米管阵列中,并未破坏其多孔有序的结构,而且比二氧化钛纳米管阵列具有更高的光催化活性.光电催化降解甲基橙的实验当中,在酸性溶液条件下,二氧化钛纳米管阵列的催化氧化效率较高,降解效率达到了100%,其速率常数为2.3×10-3s-1(p H=4),同时也具有较高的产氢速率(0.95 mmol·h-1),因此,该实验体系在光电催化降解污水中的有机污染物同时产氢方面有应用前景.     

光电化学协同催化降解孔雀绿的研究

以热氧化法制备的TiO2/Ti薄膜电极为阳极、石墨电极为阴极、饱和甘汞电极为参比电极,设计了一种新型的双槽光电化学协同催化反应器,用离子交换膜连通反应器的两电极槽,考察了pH、孔雀绿初始浓度、连通方式等因素对降解脱色效率的影响,研究了孔雀绿的催化降解过程动力学,并根据其降解前后的紫外-可见光谱的变化,探讨了其催化降解过程.结果表明,初始浓度为30mg·L-1的孔雀绿溶液,在pH=3时,经过120min的光电化学协同催化降解,脱色率可达97.7%;孔雀绿的光电化学催化降解反应属于准一级反应;·OH不仅攻击了其分子内的强生色基团,破坏了大分子共轭体系,而且孔雀绿大分子内的芳香环或具有芳环的中间产物也被氧化降解为小分子化合物.     

响应面法优化TiO2纳米管光电极制备及光电催化性能研究

为了探究采用阳极氧化法制备的TiO₂-NTs（TiO₂纳米管）光电极的光电催化性能,以单因素法考察了φ（H₂O）、w（氟化铵）、氧化温度和氧化时间4个因素对其光电催化性能的影响,并采用Box-Behnken模型的PSM（响应面法）对TiO₂-NTs的制备条件进行优化,进一步通过SEM（扫描电子显微镜）、XRD（X射线衍射）对TiO₂-NTs进行表征,研究了其在紫外光下对亚甲基蓝的光电催化效果.结果表明:①应用Box-Behnken模型可知,TiO₂-NTs最佳制备条件为φ（H₂O）43%、w（氟化铵）0.5%、氧化温度38℃、氧化时间1.72 h.此条件下制备的TiO₂纳米管光电极2 h处理亚甲基蓝的降解效率预测值为73.53%,对其光电催化能力进行验证,实际处理效率为73.2%,误差率仅为0.4%.②φ（H₂O）和w（氟化铵）对TiO₂-NTs光电极催化活性有显著影响.③SEM、XRD分析显示,TiO₂具有管状结构且分布均匀,经测量纳米管管径约为61.30~118.00 nm,平均值为83.99 nm,管壁为19.08 nm,同时部分锐钛矿相转变成金红石相.研究显示,TiO₂-NTs对亚甲基蓝有良好的光电催化效果.      

光电催化协同还原CO2和氧化有机污染物

随着大气中CO₂含量的上升和化石燃料储量的枯竭,人们越来越关注全球气候和未来能源供应的问题.那么利用丰富的太阳能将CO₂转化为诸如甲烷或甲酸的燃料可以同时解决这两个问题,并且提供了一种方便的能量储存手段.本文采用电沉积的方法在泡沫Ni上生长出高度有序的ZnO纳米片阵列,溶剂热合成将UIO-66-NH₂嫁接到ZnO上,得到催化剂UIO-66-NH₂-ZnO-Ni.结果表明：ZnO对称生长,UIO-66-NH₂均匀修饰在其表面,能够很好的吸附CO₂,使得CO₂进入孔道内,减少析氢反应.同时发现该催化剂具有优良的光电催化还原性能,光电催化还原CO₂的主要生成产物为甲酸.甲酸在3h含量达到30.98μmol.     

La_xSr_(1-x)NiO_3对水溶液染料的光电催化活性研究

用甘氨酸 硝酸盐燃烧合成法 ,制备LaxSr1 -xNiO3复合氧化物的陶瓷粉末。并以此为光电催化剂对不同水溶液染料进行光催化降解和光电催化降解实验。利用红外、紫外 可见光谱、循环伏安曲线研究LaxSr1 -xNiO3的催化性能。结果表明 :LaxSr1 -xNiO3(x =0 .1 5、0 .6、0 .7、0 .75、1 )复合氧化物都具有较强光催化特性 ,La0 .7Sr0 .3NiO3也具有光电催化降解特性 ;LaxSr1 -xNiO3的光催化活性高于LaNiO3,这与A位离子 (La3+ 、Sr2 + )的电子构型有关 ;Sr2 + 的加入可使LaNiO3的光催化活性有所提高     

ZnO薄膜光电催化降解乙酰甲胺磷

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO薄膜,并通过光电流响应、EIS、SEM、XRD等分析方法对其光电化学性能、表面形貌和结构进行表征.以制备的ZnO薄膜为工作电极对乙酰甲胺磷进行光电催化降解.实验表明,ZnO薄膜电极在UV照射下能够有效地光电催化降解乙酰甲胺磷,加入适量H2O2后具有一定的协同作用.在H2O2浓度为9.908 mmol.L-1,外加电压为1.2 V,支持电解液Na2SO4浓度为0.01 mol.L-1,溶液pH值为5.4的条件下,对0.1 mmol.L-1的乙酰甲胺磷180 min的降解率可达到89.6%.     

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...     

光电催化反应器的研究进展

介绍了国内外近年来有关光电催化反应器设计与研究的进展情况,按催化荆在反应中的存在形式分类讨论了各种反应器的结构、原理和主要特点,并探讨了光电催化反应器设计中存在的问题和今后的研究方向。     

负载型TiO2光电催化降解孔雀石绿的动力学研究

以钛酸四丁酯(TBOT)为钛源,硝酸镧为镧源,尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法合成了La-N共掺杂的TiO2光催化剂,并探究了其对孔雀石绿氧化降解的性能.结果表明该反应遵循一级动力学,得到动力学模型;其中外加偏电压的反应分级数(0.935 8)高于pH的反应分级数(0.611 9)以及初始浓度的反应分级数(0.335),表明外加偏电压对反应的影响最大.模型值与实验值吻合良好(R2为0.910～0.996 1),说明该反应动力学模型能较好地描述光电催化降解孔雀石绿过程.     

紫外光协同CuO-TiO_2/Al_2O_3三维粒子电极电催化降解罗丹明B

自制了CuO-TiO_2/Al_2O_3粒子电极,对其进行了表征。在此基础上构建了紫外光协同三维粒子电极电催化体系降解水中的罗丹明B,考察了降解过程的影响因素、动力学及机理。表征结果显示,粒子电极具有良好的表面结构及有效催化成分。实验结果表明:在罗丹明B质量浓度20 mg/L、槽电压15 V、电流0.3 A、溶液pH 3.0、曝气量1.5 L/min、Fe~(2+)投加量0.5 mmol/L的条件下反应60 min,脱色率达96.29%;反应过程符合一级动力学方程,反应速率常数为0.060 mg/(L·min);紫外光的加入使溶液中H_2O_2的浓度降低约30%,促进了H_2O_2的分解。