TiO2-Cu2O/蒙脱土复合光催化剂的制备与性能

以钠基蒙脱土（MMT）为载体,先采用溶胶-凝胶法将纳米TiO₂引入到MMT层间,再采用化学沉积法将纳米Cu₂O负载在TiO₂/MMT上,制备出TiO₂-Cu₂O/MMT纳米复合光催化剂。采用XRD、SEM、紫外-可见漫反射技术对催化剂进行了表征。以甲基橙为目标污染物,考察了催化剂的光催化性能。表征结果显示：TiO₂与Cu₂O均匀分布在MMT的表面与片层孔隙中;TiO₂-Cu₂O/MMT结合了TiO₂和Cu₂O的特性,拓宽了催化剂的光吸收范围。实验结果表明,在光源为可见光、初始甲基橙质量浓度为20 mg/L、光催化剂加入量为2 g/L的条件下,TiO₂-Cu₂O/MMT纳米复合光催化剂对甲基橙的光催化降解效果明显优于单一负载的Cu₂O/MMT和TiO₂/MMT,大幅提高了催化剂的光催化效率,反应300 min时TiO₂-Cu₂O/MMT对甲基橙溶液的脱色率达到93%。     

TiO2多孔纳米微粒的制备及其物性表征

首次利用高分子悬浮聚合与溶胶－凝胶法相结合的技术，成功地制备了具有中空结构的TiO2多孔微粒，并用X－Ray,SEM,自动气体吸附仪等手段对其物理性质进行了系统表征，在最优pH条件下制备的TiO2微粒比表面可达67.5m^2/g，平均粒径为2μm，孔体积为0.1cm^3/g。与商品纳米TiO2相比，其微米尺寸使其具有易于分离和重复使用等优点，晶粒的结构特点决定了其具有高催化活性。     

纳米TiO_2光催化降解水溶性染料溶液的研究

研究了纳米ＴｉＯ２光催化剂对活性黄Ｘ６Ｇ、活性红Ｘ３Ｂ、活性蓝ＸＢＲ、碱性绿、碱性紫５ＢＮ、碱性品红等６种染料溶液的光解脱色效果。结果表明,在ｐＨ２的酸性溶液中,对浓度为６０ｍｇ／Ｌ的６种染料溶液的脱色率均超过９３．３％;即使对浓度达２００ｍｇ／Ｌ的活性蓝溶液,其脱色率仍可达７８．８％。染料溶液的ｐＨ值对纳米ＴｉＯ２光催化脱色效果影响较大     

漂浮型Ag3PO4-g-C3N4共修饰TiO2复合可见光催化材料的除藻性能

以铝盐改性的膨胀珍珠岩为漂浮载体,使用溶胶凝胶-浸渍沉积法制备漂浮型Ag3PO4、氮化碳(g-C3N4)共修饰TiO2的可见光催化材料对铜绿微囊藻进行灭活,以获得高效、低耗的藻类水华控制方法。采用X射线衍射仪(XRD)、氮气吸附比表面积及孔径孔容分析仪(BET)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电能谱仪(XPS)和紫外-可见漫反射光谱仪(UV-vis DRS)等分析方法进行了材料表征。结果表明：Ag3PO4/TiO2的摩尔比变化可对催化剂的晶型结构、比表面积和表面官能团产生影响;Ag3PO4与g-C3N4对TiO2的共修饰可提高光催化剂的可见光响应;当Ag3PO4/TiO2的理论摩尔比为0.2时,催化剂的光催化除藻效果最佳;在催化剂的投加量为2 g·L−1,藻细胞的初始浓度为2.7×106 cells·mL−1时,经8 h可见光催化后,吸附-光催化对藻细胞的去除率达到85.19%。光催化除藻过程中起主要作用的活性基团贡献率为h+ > ∙OH > ∙${\rm{O}}_2^ - $,光催化剂在重复利用3次后,对藻细胞的去除率仍可达到74.41%。同时,考察了水中腐殖酸、叶绿素、硝酸盐和六价铬离子共存对该材料光催化去除铜绿微囊藻的影响。以上研究结果可为有害藻类污染水体修复技术选择提供参考。     

Pathways and Kinetics on Photocatalytic Destruction of Aqueous Phenol

In this study, the TiO₂ photocatalytic decomposition process of aqueous phenol was investigated. The intermediate products generated in the elementary reaction steps in the mineralization process were experimentally identified as hydroquinone, catechol and hydroxyhydroquinone. The concentration variations of these intermediate products with time passage were traced by high performance liquid chromatograph. The pathways of the decomposition process were given. Based on Langmuir isothermal theory and Langmuir-Hinshelwood mechanism, the multi-compounds competition kinetic model was established. In this model, the observed time-dependent concentrations of phenol and the intermediate products were simulated.     

磁载光催化剂ZnO/SiO_2-Fe_3O_4的光催化活性

采用液相沉积法制备出了纳米SiO_2-Fe_3O_4复合粒子,并在其表面负载ZnO,得到了易于磁性固液分离的磁载光催化剂ZnO/SiO_2-Fe_3O_4,并通过傅立叶红外光谱仪、X射线衍射仪和透射电子显微镜等对光催化剂进行了表征.以亚甲基蓝为目标降解物,研究了光催化剂在紫外光下的光催化活性.实验结果表明,在Fe_3O_4和ZnO之间包覆一层无定形SiO_2可使亚甲基蓝降解率由20.34%提高到94.52%,所制备的ZnO/SiO_2-Fe_3O_4在3次重复使用后仍能保持较好的光催化性能.     

新型负载型光催化剂的制备及其光催化活性研究

以硝酸钙和磷酸为原料,采用均匀沉淀法制备了羟基磷灰石(HAP);以HAP为载体,采用浸渍-提拉法制得负载型光催化剂TiO2／HAP,并用其对酸性媒介红B进行光催化氧化实验;探讨了HAP煅烧温度和TiO2负载量对TiO2／HAP光催化活性的影响,并利用XRD、FT—IR和TEM对载体及TiO2／HAP催化剂进行了表征。实验结果表明,煅烧温度、TiO2负载量对HAP吸附性能及催化活性有较大的影响;TiO2／HAP的催化活性明显优于TiO2／玻片的催化活性。     

Porous FeOx/BiVO4-δS0.08：Highly efficient photocatalysts for the degradation of Methylene Blue under visible-light illumination

Porous S-doped bismuth vanadate with an olive-like morphology and its supported iron oxide （y wt.% FeOx/BiVO4-δS0.08, y = 0.06, 0.76, and 1.40） photocatalysts were fabricated using the dodecylamine-assisted alcohol-hydrothermal and incipient wetness impregnation methods, respectively. It is shown that the y wt.% FeOx/BiVO4-δS0.08 photocatalysts contained a monoclinic scheetlite BiVO4 phase with a porous olive-like morphology, a surface area of 8.8-9.2 m^2/g, and a bandgap energy of 2.38-2.42 eV. There was co-presence of surface Bi^5＋, Bi^3＋, V^5＋, V^3＋, Fe^3＋, and Fe^2＋ species in y wt.% FeOx/BiVO4-δS0.08. The 1.40 wt.% FeOx/BiVO4-δS0.08 sample performed the best for Methylene Blue degradation under visible-light illumination. The photocatalytic mechanism was also discussed. We believe that the sulfur and FeOx co-doping, higher oxygen adspecies concentration, and lower baudgap energy were responsible for the excellent visible-light-driven catalytic activity of 1.40 wt.% FeOx/BiVO4-δS0.08.     

自组装纳米ZnO光催化二甲基亚砜废水实验研究

可生化性很差的二甲基亚砜废水严重危害了环境和人们的健康,目前寻求一种高效降解该种废水的材料尤为重要。利用自组装技术制备纳米ZnO材料是近年来研究的热点。实验由此入手,以NH2/SiO2为基底,采用分子自组装法在常温下制备出了ZnO/NH2/SiO2光催化材料,并利用此材料与传统sol-gel法制备的纳米ZnO材料在紫外灯照及有无通入空气条件下,对二甲基亚砜废水的降解效果进行了对比研究。结果表明,未通入空气条件下,自组装法制备的ZnO和sol-gel法制备的ZnO对废水的降解率分别为63.8%和34.7%;通入空气条件下,自组装法制备的ZnO和sol-gel法制备的ZnO对废水的降解率分别为70.9%和57.9%。结果表明,自组装技术制备的纳米ZnO在通入空气条件下降解难生化的二甲基亚砜废水效果是最好的。     

用光触媒抑制淡水藻类增殖作用的研究

为维护和改善湖水、水库等大型蓄水设施的水质而寻找一种新的方法,在人工的明／暗光照射条件下,探讨了运用粉末状TiO2作为光触媒,抑制各种淡水藻类增殖的效果。粉末状的TiO2,在100mg／L的浓度下,对蓝藻的铜绿微囊藻原变种、鱼腥藻和绿藻的空星藻有明显的抑制增殖的效果;而对硅藻的钝脆杆藻,在此条件下则没有效果。