半导体光催化技术净化氮氧化物研究进展

氮氧化物(NO_x)是形成臭氧和二次气溶胶的重要前体物之一,开发高效的NO_x控制技术对我国大气污染防治具有重要意义。光催化技术作为一种新型的高级氧化技术,对环境浓度水平的空气污染物具有良好的去除效果,是当前研究的热点。本文总结了近年来光催化材料对污染物NO_x催化降解的研究进展,包括:(1)讨论了NO_x光催化氧化去除机理;(2)详细综述了提高光催化材料性能的三大主要措施:增强催化剂的光吸收效率,提升载流子分离和迁移效率以及构筑表面活性位;(3)阐述了半导体光催化技术在净化空气方面的应用,并指出光催化技术在去除NO_x方面的发展前景。     

TiO2光催化还原重金属离子的研究进展

光催化还原技术越来越得到人们的认可。文章综述了TiO2光催化还原技术在废水中重金属离子处理方面的应用,从重金属离子的光催化还原机理、反应驱动力、光催化剂的失活与再生以及各种光催化还原重金属的影响因素等方面,阐述了重金属离子的光催化还原新进展。     

TiO2光催化剂在污水处理中的应用

在污水处理方面TiO2光催化剂以其独特的氧化活性、光学性能和无机化能力引起了人们极大的关注.对TiO2光催化原理、农药、染料和环境荷尔蒙等有机污染物的分解,提高催化效率的方法以及其实用技术等方面,分别作了综合评述.     

纳米TiO_2在环境应用方面的研究进展

纳米TiO2具有很强的光催化活性,在环境保护领域有广阔的应用前景。文章综述了纳米TiO2的制备方法和纳米TiO2改性的研究进展以及在环境保护中的应用,并提出今后的研究方向。     

Ag-AgIO3改性BiOI光催化剂湿法脱除气态单质汞

采用沉积沉淀-光还原法制备了不同AgIO₃含量的BiOI光催化剂,利用X射线衍射、N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱和电子自旋共振对其物理化学结构进行表征,在光催化反应器上研究了AgIO₃负载量、光照、溶液温度、pH值、SO₂和NO对气态单质汞（Hg⁰）去除性能的影响.结果表明,与BiOI相比,Ag-AgIO₃改性后光催化剂的脱汞性能大幅提高.当AgIO₃负载量为4wt.%时,光催化剂的脱汞效率高达98%.与NO相比,SO₂对脱汞性能的抑制作用更大.由于Ag和AgIO₃在BiOI表面的高度分散性,Ag-AgIO₃（4%） BiOI的可见光吸收性能明显提高.荧光灯辐照与Ag-AgIO₃/BiOI光催化剂协同会产生大量的活性物种.在Ag-AgIO₃/BiOI光催化剂的高效脱汞体系中,超氧阴离子自由基（·O₂^-）为最主要的活性物质,而空穴（h⁺）和羟基自由基（·OH）次之.     

Ag_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2/膨胀石墨复合光催化剂的制备及甲基橙的降解

以钛酸四丁酯为钛源、膨胀石墨(EG)为载体,通过溶胶凝胶-浸渍法制备了Ag_6P_2W_(18)O_(62)/TiO_2/EG复合光催化剂。采用SEM,EDS,XRD,FTIR,UV-vis等技术对其进行表征,研究了该催化剂在紫外光及可见光下对甲基橙的降解性能。表征结果显示:Ag_6P_2W_(18)O_(62)被成功负载到TiO_2上且保持Dawson结构;经Ag_6P_2W_(18)O_(62)表面修饰后的复合光催化剂可见光吸收性能增强;EG提供的丰富孔道有利于有机污染物吸附去除。实验结果表明:在甲基橙质量浓度为20 mg/L、催化剂加入量为1.0 g/L、反应温度为25℃的条件下,n(Ag)∶n(Ti)=1∶16时的复合光催化剂(ATE-2)的紫外光、可见光催化活性最佳;紫外光下反应70 min时甲基橙去除率为96.5%,可见光下反应40 h时甲基橙去除率为83.5%;ATE-2使用5次后,反应70 min时,其甲基橙去除率仍为92.5%。     

Ti02光催化剂的掺杂改性和固定化研究

纳米TiO2作为光催化剂,由于其化学性质稳定、无毒、价廉等优点,使得纳米TiO2光催化氧化技术在环境领域具有广阔的应用前景,而针对其对可见光利用率低,光生电子一空穴对易复合,在使用过程中回收难,光催化效率不高等问题,近年来科研人员致力于Ti02光催化剂的改性和固定化研究。本文介绍了掺杂改性的不同方法及负载技术的研究进展,其中包括贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属掺杂、共掺杂、表面光敏化、复合半导体等,并提出了TiO2光催化剂今后的研究方向及存在的问题。     

CuO-TiO2/导电聚合物纤维复合材料的制备及其光催化性能

利用高压静电纺丝技术,制得含羧基的导电聚合物纤维(聚偏氟乙烯/苯乙烯-马来酸酐共聚物/纳米石墨).水热条件下在纤维表面原位合成了纳米级的TiO2,再通过水热法在TiO2表面制备了微米级的球形CuO颗粒,得到CuO-TiO2/导电聚合物纤维复合材料.运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)和热失重分析(TGA)对复合材料的结构与性能进行表征,并利用氙灯模拟太阳光进行光催化降解次甲基蓝实验.结果发现,CuO-TiO2/导电聚合物纤维复合材料的降解效率高于CuO-TiO2/非导电聚合物纤维、CuO-TiO2粉体和Degussa P25,光催化降解3.5h时,次甲基蓝的残留率为4.7％.     

TiO2-NB/pg-C3N4可见光催化降解17α-乙炔雌二醇的机理

通过煅烧自制的TiO₂纳米带（TiO₂-NB）和多孔氮化碳（pg-C₃N₄）制备出新型的TiO₂纳米带/多孔氮化碳（TiO₂-NB/pg-C₃N₄）光催化剂,优化了其制备条件,并用于可见光条件下催化降解雌激素活性最强的17α-乙炔雌二醇（EE2）.通过SEM、TEM、XRD、UV-vis DRS、PL、XPS和BET等手段对催化剂结构和表面物理化学性质进行表征和分析.结果表明,B型TiO₂纳米带均匀负载至多孔氮化碳薄片上,形成TiO₂-NB/pg-C₃N₄复合光催化剂.最优条件下制备的TiO₂-NB/pg-C₃N₄降解EE2的速率常数（0.02537min^-1）分别是TiO₂-NB （0.00197min^-1）和pg-C₃N₄（0.0077min^-1）的12.88倍和3.29倍.自由基捕获实验结果显示超氧自由基（·O₂^-）是TiO₂-NB/pg-C₃N₄可见光催化降解EE2的主要活性物种.HPLC-MS中间体检测结果显示,可能的降解中间体主要有4个,提出可能的降解途径,而且通过MCF-7雌激素活性测试法可知降解过程产物的雌激素活性基本消除.