TiO2光催化技术在有害气体净化中的应用

主要介绍了TiO2光催化技术在有害气体净化中的应用、提高TiO2光化效率的方法以及影响TiO2光催化效率的因素。     

芳香化合物的光催化-臭氧联用降解研究

研究了几种芳香化合物的光催化 臭氧联用降解。探讨了光催化 臭氧联用技术降解有机物作用机理,分析了芳香化合物结构与反应活性的关系。实验结果表明,光催化 臭氧联用对芳香化合物的降解都存在一定的协同效应,而且符合表观准一级反应动力学规律;203#膜光催化臭氧的作用机理是催化臭氧产生了更多的高活性氧化剂,芳香化合物结构对其光催化 臭氧联用降解活性有很大影响。     

光催化降解有机磷农药废水的可行性

在ＴｉＯ２粉末的存在下，研究光催化降解有机磷农药废水的可行性。结果表明，ＣＯＤｃｒ６５０ｍｇ／Ｌ，有机磷１９．８ｍｇ／Ｌ的有机磷农药废水在３７５Ｗ中压汞灯照射４ｈ，ＣＯＤ去除率为９０％，有机磷将完全转化为无机磷。同时还研究了光催化剂ＴｉＯ２的用量，反应液初始ｐＨ值，空气流量，外加Ｆｅ３＋浓度等多种因素对光降解的影响；并利用太阳聚光做了室外实验     

纳米TiO_2-CS微球光催化降解亚甲基兰的研究

将用化学方法改性后的纳米TiO2与壳聚糖(CS)共混,通过反相悬浮、交联制备了纳米TiO2-CS微球光催化剂,以亚甲基兰为对象,紫外灯为光源,研究了亚甲基兰的初始浓度、光照时间、不同pH值、纳米TiO2的含量、催化剂用量对亚甲基兰光降解率的影响。结果表明:纳米TiO2-CS微球能显著地降解亚甲基兰,且易于回收、能重复使用,为其实际应用提供了有价值的参数。     

ZJR型涂料的制备及特性研究

利用溶胶凝胶法制备TiO2光催化剂,使用磷酸氢二钠、十水合四硼酸钠和氢氧化镁等制备了阻燃体系料,复合后制成ZJR涂料。利用热分析仪分析纳米TiO2和阻燃体系复合的防火涂料的温度与热失率关系,并得到热重与微商热重曲线。550~650℃之间,失重率约为11%,ZJR涂料在400~600℃有较好的阻燃效果。该涂料对污染气体的光催化降解研究结果表明:光照60 m in后,对二氧化硫的降解率为90.40%,紫外光照40 m in后,甲醛气体降解率为68.98%。进一步添加聚乙二醇和银离子使涂料改性,使涂料光催化甲醛的活性分别提高了11%和14%,效果显著。     

纳米材料在环境保护中的应用与发展

综述了纳米材料的环保功能以及其在环境保护中的应用，并列举了近年出现的纳米环保产品，提出了纳米材料在环保应用中存在的问题。     

光催化降解渗滤液DOM不同组分的相对分子质量变化特征

采用凝胶色谱技术研究了光催化氧化处理过程中垃圾渗滤液DOM 6种组分的分子质量变化规律.结果表明,垃圾渗滤液DOM的相对分子质量大多在104以下,平均在104以上的大分子物质主要是HIB和HIN,仅占渗滤液DOM总量的20%左右.其余组分大多位于(1～10)×103之间,低于500的组分含量很少.说明垃圾渗滤液DOM是以中等相对分子质量的黄腐酸类物质为主,难以生物降解.光催化处理过程中渗滤液DOM的相对分子质量分布范围逐渐变宽,多分散系数D逐渐增大.HOB、HIB、HIA以及HON组分在光催化处理后,相对分子质量显著减小;其中HOB减小最为明显,由初始的(4～25)×103,减小为72 h的(0.4～1)×103之间.而HOA和HIN组分的相对分子质量呈增加趋势,其中HOA增加最为明显,在垃圾原液中分布于(2～20)×103,在72 h光催化处理液中位于(20～50)×103之间.随着处理时间延长,DOM各组分的RID信号均降低,说明其浓度下降.整体上看,渗滤液DOM各组分均发生了明显光催化转化.     

La3+掺杂对吸附相反应制备TiO2复合催化剂的结晶过程及弱紫外光下活性的影响

利用吸附相反应技术制备弱紫外光响应的高效催化剂,并通过XRD、XPS以及HRTEM探索了不同焙烧温度下La3+掺杂量对TiO2结晶过程的影响.结合弱紫外光下甲基橙的降解反应,深入研究催化剂结晶过程的变化对弱紫外光下催化剂活性的影响.结果表明,La3+掺杂会抑制TiO2的结晶过程.当焙烧温度或者掺杂量较低时,La3+不能进入TiO2的晶格结构但会轻微地抑制TiO2的结晶过程;未进入晶格结构的La3+存在会引入光生载流子的浅能级捕获中心,在弱光体系中极大提升了催化剂的活性.当La3+的掺杂量为0.05%(原子分数)时,经过900℃焙烧后催化剂降解能力最高,其活性超过商用P25的2倍多.在较高La3+掺杂量(超过0.20%)时,900℃焙烧后一定量La3+进入TiO2的晶格结构而大大抑制了TiO2结晶;这种强烈的抑制作用使得催化剂中存在大量无定形结构TiO2,无定形TiO2甚至多于700℃焙烧后的催化剂,反而大大抑制了弱光体系中催化剂活性.     

Effect of transition metal doping under reducing calcination atmosphere on photocatalytic property of TiO2 immobilized on SiO2 beads

TiO₂ immobilized on SiO₂ (TiO₂/SiO₂) have been prepared by sol-gel method and various ions of transition metals (Cr³⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, and Zn²⁺) were doped on the photocatalyst using wet impregnation method under reducing calcination atmosphere. The photocatalytic activity of metal doped TiO₂/SiO₂ towards phenol degradation under black light irradiation were investigated and compared with undoped TiO₂/SiO₂. The results showed that the photoresponse of Cu²⁺ and Zn²⁺ doped TiO₂/SiO₂ were larger than undoped TiO₂/SiO₂, indicating that the photogenerated carriers were separated more efficiently in Cu²⁺ and Zn²⁺ doped TiO₂/SiO₂. The reactivity was in the order of Cu²⁺ > Zn²⁺ > Ni²⁺ > Cr³⁺ > Co²⁺. The different photoreactivity was ascribed to combine effect of the different ionic radii and photocorrison tendency of the dopants. The sample was also characterized by surface analytical methods such as X-ray diffraction, scanning electron micrograph/electron dispersive X-ray analyzer and UV-Vis absorption spectrum.     

Photocatalytic activity of TiO2 containing anatase nanoparticles and rutile nanoflower structure consisting of nanorods

A series of TiO2 with different crystal phases and morphologies was synthesized via a facile hydrothermal process using titanium nbutoxide and concentrated hydrochloric acid as raw materials. The photocatalytic activity of the samples was evaluated by degradation of Methyl Orange in aqueous solution under UV-Visible light irradiation. On the basis of detailed analysis of the characterizing results of high-resolution transmission electron microscopy, X-ray powder diffraction measurements, X-ray photoelectron spectroscopy and Brunauer-Emmett-Teller measurement, it was concluded that the photo-activity of the catalyst is related directly to the 3D morphology and the crystal phase composition. An excellent catalyst should have both a futile 3D flower-like structure and anatase granulous particles. The 3D flower-like structure could enhance light harvesting, as well as the transfer of reactant molecules from bulk solution to the reactive sites on TiO2. In addition, the optimum anatase/rutile phase ratio was found to be 80：20, which is beneficial to the effective separation of the photogenerated electron-hole pairs.