Characterization of metal doped-titanium dioxide and behaviors on photocatalytic oxidation of nitrogen oxides

A series of nanosized ion-doped TiO_2 catalysts with different ion content(between 0.1 at.% and 1.0 at.%) have been prepared by wet impregnation method and investigated with respect to their behavior for UV photocatalytic oxidation of nitric oxide.The catalytic activity was correlated with structural,electronic and surface examinations of the catalysts using X-ray diffraction analysis (XRD),ultraviolet-visible(UV-Vis)absorption spectroscopy,transmission electron microscopy(TEM),energy disperse spectrometer (EDS)and high resolution-transmission electron microscopy (HR-TEM) techniques.An enhancement of the photocatalytic activity was observed for Zn~(2 ) doping catalyst ranged from 0.1 at.% to 1.0 at.% which was attributed to the lengthened lifetime of electrons and holes.The improvement in photocatalytic activity could be also observed with the low doping concentration of Cr~(3 )(0.1 at.%). However,the doping of Fe~(3 ),Mo~(6 ),Mn~(2 ) and the high doping concentration of Cr~(3 ) had no contribution to photocatalytic activity of nitric oxide.     

强化二氧化钛光催化氧化技术的研究进展

光催化氧化技术被认为是在环境保护领域内一项有前途的新型高级氧化技术,其他污染治理技术强化光催化氧化成为污水处理和废气净化的一个研究热点。介绍了国内外其他污染治理技术——化学法、物理化学法、生物法强化二氧化钛光催化氧化技术的研究和应用现状,分析了这些技术的强化光催化氧化机理,并对其今后的发展前景进行了展望。     

不同光照度下活性艳红X-3B的光催化降解动力学研究

以活性艳红X-3B为模型化合物，以TiO2为光催化剂，研究了不同光照度下污染物的多相光催化降解动力学。结果表明，活性艳红X-3B的光催化降解动力学符合Langmiur—Hinshelwood动力学模型，其中的表观反应速率常数(k)随入射光照度的增加而增大，吸附平衡常数(KA)却随入射光照度的增加而减小，在实验的光照度范围内，k和KA^-1与光照度的平方根成比。     

负载型纳米TiO2/AC对偶氮染料的光催化降解研究

以钛酸四丁酯和粒状活性炭(AC)为主要原料,采用溶胶-凝胶-浸渍法制备出负载型纳米TiO2/AC催化剂.在流化床反应器中分别对2种典型的偶氮类染料橙黄G、活性艳红X-3B模拟废水进行了光催化降解研究,探讨了pH值、外加氧化剂对光催化降解率的影响,并对催化剂进行了回收再生利用试验.结果表明,TiO2/AC催化剂具有良好的光催化活性、吸附特性及可再生性,60 min后对2种染料反应的光催化降解率分别可达到99.71%和97 12%,反应180 min后的TOC去除率分别达到81.54%和81.99%;反应后TiO2/AC催化剂回收率大于95%,经焙烧再生后对橙黄G反应60 min的光催化降解率仍高达95.93%.     

MoS2/g-C3N4纳米纤维光催化降解柴油机苯系排放污染物

采用同轴静电纺丝法制备了MoS_2/g-C_3N_4纳米纤维,采用XRD、FTIR、XPS、UV-Vis和Raman等光谱分析技术表征了催化剂相组成和微观形貌,评价了催化剂表面化学形态和吸光特性,探讨了催化剂对甲苯的光催化降解机理,研究了MoS_2含量、光源条件、温度和催化稳定性对降解甲苯的影响规律.结果表明,在MoS_2/g-C_3N_4中掺杂适宜的MoS_2有助于提高催化剂活性,改善催化剂比表面积和孔容积.在可见光条件下,催化剂(10%MoS_2)对甲苯的降解率为90.24%.由汽车尾气中苯系污染物光催化降解应用可知,在柴油机转速为2000 r·min~(-1),油门开度(负荷)分别为25%、50%、75%和100%的条件下,10%MoS_2对苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯的平均降解率分别为88.12%、90.03%、86.25%、87.12%、87.07%和87.23%,表明MoS_2/g-C_3N_4纳米纤维具有较强的光催化降解苯系物能力.     

Pure and Mg-doped self-assembled ZnO nano-particles for the enhanced photocatalytic degradation of 4-chlorophenol

A novel self-assembled pure and Mg doped ZnO nano-particles （NPs） were successfully synthesized by a simple low temperature co-precipitation method. The prepared photocatalysts were characterized by X-ray diffraction, high resolution scanning electron mi- croscopy, high resolution transmission electron microscopy, diffuse reflectance spectroscopy and photoluminescence （PL） spectroscopy. The results indicated that the prepared photocatalysts showed high crystallinity with a uniform size distribution of the NPs. The degradation of cholorphenols is highly mandatory in today＇s scenario as they are affecting the environment adversely. Thus, the photocatalytic degradation of 4-chlorophenol （4-CP）, a potent endocrine disrupting chemical in aqueous medium was investigated by both pure and Mg-doped ZnO NPs under UV-light irradiation in the present study. The influence of the Mg content on the structure, morphology, PL character and photocatalytic activity of ZnO NPs were investigated systematically. Furthermore,the effect of different parameters such as 4-CP concentration, photocatalyst amount, pH and UV-light wavelength on the resulting photocatalytic activity was investigated.     

锐钛矿型TiO2光催化降解异噻唑啉酮废水研究

本文制备了自然光照条件下能有效降解异噻唑啉酮模拟废水(主要成分MI和CMI)的锐钛矿型TiO2光催化剂,并通过电镜分析(TEM、HRTEM)和XRD手段对其进行表征,优化了光催化处理异噻唑啉酮模拟废水的反应条件,并分析了异噻唑啉酮的降解产物情况和自然光照条件下羟基自由基的产生情况.结果表明,合成的锐钛矿型TiO2主要暴露面为{101}面,具有较好的异噻唑啉酮去除效果.在500 W氙灯照射下,12~53 mg·L-1异噻唑啉酮模拟废水在催化剂投加量为677 mg·L-1的条件下反应4 h,异噻唑啉酮去除率可以达到97%~100%;当异噻唑啉酮模拟废水浓度升高为141 mg·L-1时,其去除率为77%~80%,最佳反应时间4 h.对异噻唑啉酮降解产物的分析显示,在光催化反应结束时,MI为主要的残留物质,CMI脱氯转化为氯离子和MI,并发现未知有机产物.     

纳米TiO2光催化-SBR工艺处理印染废水的研究

采用纳米"TiO2光催化-SBR"联合工艺对印染废水进行处理.实验所用装置为自行设计的"TiO2光催化-SBR"装置,利用偶联剂法将纳米TiO2附着于聚丙烯多面小球表面作为催化剂.光催化降解阶段以催化剂使用量、pH值和溶解氧(DO)为因素进行正交实验,最佳处理工况为1000个催化剂填料、pH值为8.0、溶解氧浓度为4.0mg·L-1;在SBR处理阶段主要考察反应器曝气时间以及沉淀时间对处理效果的影响,其最佳曝气时间和沉淀时间分别为2.5h、1h.实验结果表明,最终出水的色度、CODCr和BOD5去除率分别为90%、85%和94%.     

Cr(VI)离子在TiO2表面的吸附与光催化还原消除

随着体系pH值增大,Cr(VI)离子在TiO₂表面的吸附下降。当Cr(VI)离子初始浓度为300μmol/L时,其在TiO₂表面具有最大值吸附。H₂PO₄^-阴离子及乙酸的存在对Cr(VI)离子的吸附有阻抑作用,甲酸存在会提高Cr(VI)离子的吸附。Cr(VI)离子在TiO₂半导体催化剂表面的光催化还原受体系的酸度影响较大。H₂PO₄^-阴离子或Mn²⁺离子存在会降低Cr(VI)离子的光催化还原效率。在太阳光照下,Cr(VI)离子在TiO₂上的光催化还原也可实现。通过调节反应结束后水溶液的酸碱度,Cr(VI)离子得以消除。反应后催化剂经酸处理,其活性恢复并可重复使用。     

钛酸四丁酯水解制备TiO2半导体光催化剂研究

研究了钛酸四丁酯水解制备TiO2粉末的两大影响因素R值（R是水和钛酸四丁酯的摩尔比）和烧结温度。通过光催化氧化五氯苯酚钠实验，结合对催化剂晶型结构、比表面积的表征分析，综合评价所制备的催化剂。实验结果表明，当R＝100、烧结温度为650℃、烧结时间为1h，钛酸四丁酯水解所制备的T iO2半导体光催化剂催化活性和使用寿命均比较理想。从晶型结构分析，当催化剂中锐钛矿和金红石胺一定比例共存时，其催化活性较单－金红石或锐钛矿高，实难认为锐钛矿与金红石的最佳比约为2：1。