电气石球负载纳米二氧化钛光催化剂的制备及其对水中邻苯二甲酸酯的降解作用

以电气石微球为载体,采用溶胶–凝胶法制备电气石负载纳米二氧化钛(TiO_2)光催化材料。用X射线衍射分析、扫描电镜对微球负载TiO_2光催化剂的晶型结构和形貌进行了表征。以6种邻苯二甲酸酯为降解对象,考察了热处理温度、辐射强度对TiO_2光催化活性的影响。发现TiO_2以纳米颗粒的形式牢固负载在电气石微球表面;以天然电气石微球为载体所制得的TiO_2光催化剂对于6种邻苯二甲酸酯具有较好的光催化降解效果。     

纳米TiO2光催化剂负载技术研究

纳米TiO2光催化剂在废水处理、空气净化等环保领域具有诱人的应用前景,将其负载于一定的载体上,并设计出高效的光反应器是其实用化的关键之一.本文对纳米TiO2光催化剂负载所用载体、固定方法及其效果、相关光催化化学反应器作了综合评述.     

TiO2陶瓷光催化剂制备与催化活性

利用溶胶凝胶的方法制备具有不同比表面和孔大小的氧化钛陶瓷 ,形成高活性氧化钛的最佳合成路线为 :H⁺/Ti 0.1～1 ,胶体溶液在敞口烧杯中于 85～ 95℃下加热 12h,在室温和一定湿度下形成半透明的干胶 ,500℃下煅烧干胶 5h.以甲基橙为模型化合物 ,通过它在高压汞灯下的脱色评价氧化钛催化剂的光效率 . 20mg/L的甲基橙经光照的氧化钛 2h的催化 ,脱色率达到 55.6% .最佳催化剂的活性随着反应时间趋于平衡 .     

Fe/TiO2/ACF三元复合光催化材料联合脉冲放电降解甲基橙

采用溶胶-凝胶法制备了Fe/TiO₂/ACF三元复合光催化材料,将其投入到脉冲放电水处理反应器中降解甲基橙,考察该材料的光催化性能,以及它与脉冲放电的联合降解过程中操作因素的影响. 结果表明,Fe/TiO₂/ACF三元复合光催化材料与脉冲放电产生协同作用,大大提高了对甲基橙的去除率. 甲基橙的去除率与掺铁量〔以摩尔分数计〕、煅烧温度、溶液电导率和pH有关. 当掺铁量为0.07%,煅烧温度为900 ℃时,降解效果最佳;当溶液pH为6,电导率为300 μS/cm时,对Fe/TiO₂/ACF与脉冲放电的联合降解效果有利.      

Cu2O-Ag-AgBr/MA可见光催化剂的制备及其降解2-氯苯酚的研究

通过沉积-沉淀法将Cu2O、Ag-AgBr负载在介孔γ-Al2O3(MA)上制备了等离子体诱导可见光催化剂Cu2O-Ag-AgBr/MA.研究了其在可见光照(λ>420 nm)下的催化性能.通过XRD、XPS和UV-vis吸收光谱的去卷积分析表明,表面银以Ag+和Ag0形式共存.结果表明,Cu2O-Ag-AgBr/MA对难降解有机物2-氯苯酚(2-CP)显示出很高的可见光催化去除效率.同时Cu2O的掺入,显著抑制了降解过程中Ag+的溶出.自由基捕获剂的影响实验表明,h+、O·-2和·OH是反应中最重要的活性物种.     

氮化碳增强Ag/AgI/γ-Al2O3的可见光催化性能及其机理

通过热聚合的方法使氮化碳(CN)与Ag/AgI/γ-Al_2O_3发生耦合作用,制备出CN-Ag/AgI/γ-Al_2O_3可见光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等方法对合成的样品进行了表征,并通过可见光下甲基橙(MO)的降解实验探究了CN对Ag/AgI/γ-Al_2O_3光催化活性及稳定性的影响.结果表明,CN的掺杂改变了Ag纳米颗粒的形状与粒径,且Ag、AgI与CN之间形成强相互作用.与Ag/AgI/γ-Al_2O_3相比较,在可见光波长分别为λ420、450和510 nm时,CN-Ag/AgI/γ-Al_2O_3对MO具有更高的催化降解效率,光反应30 min后,MO的去除率分别为97%、97%和93%.同时,CN的加入显著地增加了Ag/AgI/γ-Al_2O_3的稳定性,抑制了反应过程中Ag~+的释放量,而且反应前后CN-Ag/AgI/γ-Al_2O_3样品的结构没有明显的变化.其活性和稳定性提高的主要原因是CN加速了电子由MO传递至Ag纳米颗粒的过程,同时Ag颗粒等离子体共振(plasmon)效应的增强也有利于MO的催化降解.不同自由基捕获剂的影响实验表明,O_2~(·-)和h~+是反应体系的主要活性物种.     

磁性微球负载光催化剂的吸附特性研究

在TiO2/SiO2/Fe3O4物化特性的研究中,通过测定方法的改进首次获得光照反应阶段TiO2/SiO2/Fe3O4吸附量与溶液残余量间的定量关系(以苯酚为例,结果表明:在光照及无光照条件下TiO2/SiO2/Fe3O4遵循不同的吸附规律,以后者取代前者存在明显缺陷;揭示了凝聚现象是导致TiO2/SiO2/Fe3O4光活性降低的主要原因。     

氮掺杂TiO2介孔光催化剂降解腐殖酸的研究

 以甲酰胺为氮源,钛酸四丁酯为钛源,P123为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了N-TiO2,并利用X-射线粉末衍射(XRD)、BET、分子荧光(PL)等技术对催化剂进行了表征.结果表明, N-TiO2主要以锐钛矿型存在,加入适量模板剂可使N-TiO2具有介孔结构,比表面积达到111.767m2/g,并能使其光生电子与空穴的复合率降低,采用5%P123制备的N-TiO2催化剂(10g/L),对腐殖酸钠(5mg/L)光催化降解,2h后其降解率可达98%,反应符合一级动力学.     

BiOCl-(NH4)3PW12O40复合光催化剂制备及其光催化降解污染物机制

光生电子和空穴的分离效率是影响光催化性能的重要因素.氯氧铋是典型的层状纳米光催化剂,却因光生电子和空穴的快速复合所表现出的低量子效率而受到使用限制.本文通过两步的水热法合成了BiOCl-(NH_4)_3PW_(12)O_(40)复合光催化剂.以甲基橙(MO)为模拟污染物进行光催化活性测试.结果表明,在氙灯模拟的太阳光照射下,Bi与W的原子比为1∶1时,其催化效果最佳.通过自由基猝灭实验对催化剂光降解MO的催化机制进行了研究,发现BiOCl是由空穴,羟基自由基和超氧自由基共同作用来对MO进行降解;而复合催化剂则主要以羟基自由基和超氧自由基为活性物种来降解MO.通过对反应前后的催化剂进行XPS分析,证明了磷钨酸铵可以接收BiOCl产生的光生电子.通过光电流测试,表明复合光催化剂的光生电子的转移和分离效率有了较大的提高,从而提高了光催化活性.     

One-step synthesis of N-doped metal/biochar composite using NH3-ambiance pyrolysis for efficient degradation and mineralization of Methylene Blue

A series of new biochar-supported composite based on the combination of biochar and metallic nanoparticles(NPs)were produced through single-step pyrolysis of FeCl_3–Ti(OBu)_4 laden agar biomass under NH_3 environment.The physiochemical properties of composites were characterized thoroughly.It has found that heating temperature and N-doping through NH_3-ambiance pyrolysis significantly influence the visible-light sensitivity and bandgap energy of composites.The catalytic activities of composites were measured by degradation of Methylene Blue(MB)in the presence or absence of H_2O_2 and visible-light irradiation.Our best catalyst(N–TiO_2–Fe_3O_4-biochar)exhibits rapid and high MB removal competency(99.99%)via synergism of adsorption,photodegradation,and Fenton-like reaction.Continuous production of O_2U~-and UOH radicles performs MB degradation and mineralization,confirmed by scavenging experiments and degradation product analysis.The local trap state Ti~(3+),Fe_3O_4,and N-carbon of the catalyst acted as active sites.It has suggested that the Ti~(3+)and N-doped dense carbon layer improve charge separation and shuttle that prolonged photo-Fenton like reaction.Moreover,the catalyst is highly stable,collectible,and recyclable up to 5 cycles with high MB degradation efficiency.This work provides a new insight into the synthesis of highly visible-light sensitized biocharsupported photocatalyst through NH_3-ambiance pyrolysis of NPs-laden biomass.