模拟可见光下掺杂TiO2对甲醛溶液光催化降解

模拟自然条件下的可见光,以甲醛的光催化降解为探针反应,评价了通过溶胶凝胶法分别制备的8种（银Ag、铜Cu、铁Fe、钨W、铈Ce、镧La、硫S、氯Cl）掺杂TiO₂纳米晶体的光催化活性及对甲醛水溶液的去除效果。用X射线衍射、激光粒度分析和紫外-可见分光光谱表征了掺杂纳米TiO₂的微晶尺寸、晶体结构与光学性能。结果表明：Ce离子尽管有较大的半径但是主要还是掺杂到晶格中,Ce掺杂可以促进TiO₂由非正分锐钛矿相向锐钛矿相和金红石相的转变,抑制载流子复合,使TiO₂的光吸收带边发生红移且有利于对可见光的吸收,从而使Ce掺杂TiO₂在模拟可见光下光催化甲醛水溶液的能力得到明显提高。     

超声辅助La-TiO_2/膨胀珍珠岩的吸附与光催化性能

以膨胀珍珠岩（expanded perlite,EP）为载体,以钛酸正丁酯和硝酸镧为前驱体,采用浸渍法制备出掺杂镧的漂浮型La-TiO2/EP光催化剂,采用X-射线粉末衍射研究了催化剂的形态结构。以正辛烷为模拟水面烃类污染物,通过超声波辅助对此催化剂的吸附与光催化性能进行了研究。结果表明：以20～40目的膨胀珍珠岩为载体制备的5%La-TiO2/EP,经500℃焙烧2 h后对辛烷的去除效果最好。超声波可促进辛烷在催化剂表面的吸附与迁移,超声辅助下辛烷去除率可提高11.08%。     

N掺杂TiO_2可见光催化降解有机物机理研究

实验研究了掺杂N的TiO2光催化剂在可见光下对有机物的降解机理,研究方法有：加入自由基俘获剂探索对反应速率的影响、有机物降解过程TOC与脱色比较,化学探针法测定了实验中存在的HO.。结果表明,有机物在脱色的同时苯环也在断裂,说明有机物的降解是受无选择性的氧化剂攻击而完成;除亚甲基蓝以外,加入自由基俘获剂对可见光反应速率均有抑制现象,证明自由基的攻击是有机物可见光催化降解的主要途径。分别以二甲基亚砜和水杨酸为分子探针,实验结果证明了光催化反应系统中存在HO.物种,前者与HO.反应形成特定的偶氮结构有机物在425 nm处有吸收,后者与HO.反应生成2,3-二羟基苯甲酸和2,5-二羟基苯甲酸。亚甲基蓝、苯酚和水杨酸经5 h的可见光催化降解后,其TOC分别降低了62.8%、78.9%和96.0%,说明掺杂N的TiO2有较强的可见光催化降解有机物能力。     

改性TiO_2/浮石光催化去除二级出水中有机物

为了实现城市污水厂二级出水的回用,将La3＋、Fe3＋共掺杂TiO2/浮石光催化用于二级出水中有机物的去除。在优化工艺条件下,该方法对TOC的去除率为49.0%,对UV254的去除率为76.5%;出水BDOC/DOC值大幅度提高,由最初的0.21提高到0.56,增加了出水的可生化性;二级出水中存在着影响光催化去除有机物的因素,其中阴离子对有机物的去除有一定的抑制作用;光催化反应在通过O3强化后对有机物的去除率得到提高,TOC的去除率达到75.0%,光催化和O3氧化对有机物的去除具有协同效应;随着光催化反应次数的增加,催化剂活性有下降趋势,使用10次后TOC去除率下降到第一次使用时的16.7%,再生能够使催化活性恢复到使用前的95%,催化剂在使用15次以内稳定性较好。     

Ba/TiO2/MCM-41光催化降解对硝基苯甲酸

以钛酸丁酯为钛源、MCM-41分子筛为载体,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂与负载相结合的光催化剂Ba/TiO2/MCM-41。结果表明:Ba/TiO2/MCM-41是一种比表面积高达341.2 m2/g的介孔材料,主要晶相为锐钛矿相,比P25有更强的紫外光吸收。将Ba/TiO2/MCM-41用于光催化氧化水中的对硝基苯甲酸,当催化剂投加量为0.5 g/L,对硝基苯甲酸初始pH为4、浓度为2×10-4mol/L时,紫外光照30 min后,对硝基苯甲酸降解率达到96.0%。用紫外光谱、红外光谱和高效液相色谱分析对硝基苯甲酸降解前后的变化,发现随着光照时间延长,苯环上的硝基、羧基吸收峰逐渐减弱;对硝基苯甲酸首先被降解为一些中间小分子产物,随着反应进行,小分子物质也逐渐被降解。     

光源对光催化降解甲醛效果的影响及预测模型

利用环境测试舱模拟不同光源种类和光照强度下的室内环境,以甲醛溶液的光催化降解为探针反应,分析Ce-TiO2光催化降解甲醛溶液效果与光源的关系。并且采用指数平滑法中的3次指数平滑模型,建立Ce—TiO2光催化降解甲醛溶液效果的预测模型,预测结果表明实测值与预测值误差小,预测值精确度高,这为光催化降解甲醛溶液的研究,提供了一个新的思路。     

沸石负载Cu_2O光催化剂降解甲基橙

采用化学沉积法,以Cu SO4·5H2O和Na2SO3为原料,以人造沸石为载体,在HAC-Na AC缓冲溶液中制备了沸石-Cu2O复合型光催化剂。在仿日光光源照射下,分别从降解时间、甲基橙初始浓度及初始p H、降解温度等不同方面考察了对复合光催化剂降解甲基橙的影响。结果表明,当甲基橙初始浓度为25 mg/L、初始p H在7.00~10.00之间,降解温度为40℃,复合型光催化剂对甲基橙的降解效果最好;样品重复性使用实验表明,沸石-Cu2O复合光催化剂在可见光区具有良好的光催化活性和稳定性;离子干扰实验证明,Cl-浓度控制在1.2 g/L之内时对甲基橙降解效果影响较小。     

离子液体辅助合成Nd掺杂TiO_2的可见光催化性能

在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼([C4MIM]BF4)的辅助下,采用溶胶-凝胶法制备了Nd掺杂Ti O2光催化剂(Nd-Ti O2(IL))。实验结果表明:在加入[C4MIM]BF4、n(Nd)∶n(Ti O2)=2.5%的条件下制得的Nd-Ti O2(IL)(记作2.5%Nd-Ti O2(IL))的光催化性能最好;在初始亚甲基蓝质量浓度10 mg/L、2.5%Nd-Ti O2(IL)加入量1 g/L的条件下,光催化反应180 min,亚甲基蓝降解率为84%,2.5%Nd-Ti O2(IL)光催化降解亚甲基蓝的表观速率常数为0.010 9 min-1。表征结果显示:Nd的掺杂抑制了Ti O2晶粒长大,增大了Ti O2的比表面积,2.5%Nd-Ti O2(IL)的比表面积为80.77 m2/g;[C4MIM]BF4的加入提高了Ti O2的晶化度;Nd以Nd3+的形式,通过晶格取代方式进入Ti O2晶格。     

氮掺杂二氧化钛可见光催化降解曙红Y溶液

采用溶胶凝胶法制备了氮掺杂二氧化钛光催化剂,用XRD、SEM、FTIR和粒度分析仪对催化剂进行了表征,并且在可见光作用下对曙红Y溶液进行了光催化降解实验。研究了催化剂的投加量、曙红Y的初始浓度、光照时间和pH对曙红Y溶液的光降解效果。结果表明,以可见光作光源,催化剂的投入量为0.4 g,曙红Y溶液的初始浓度为20 mg/L,光照时间为50 min,pH=4条件下,曙红Y溶液的降解率达98.87%。     

铈离子光催化降解茜素绿的性能和机理简

主要研究了简单铈离子（Ce³⁺）在紫外光（UV）的作用下对蒽醌染料茜素绿（AG）的光催化降解效果和反应机理。结果表明,UV/Ce³⁺体系能够有效降解AG,初始反应速率随AG浓度的倒数值和Ce³⁺浓度的增加而线性增加,随初始溶液pH的增加先降低后增加,在酸性条件下有很高的TOC去除率。荧光探针实验表明,反应过程中可以产生·OH自由基。UV/Ce³⁺体系对其他类型染料和对硝基苯酚都有较好的降解效果。