g-C3N4/TiO2纳米管阵列光阳极的制备及其光电催化降解邻氯硝基苯

采用阳极氧化-涂覆煅烧法成功制备了g-C₃N₄/TiO₂纳米管阵列（g-C₃N₄/TNAs）光阳极,并通过扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、紫外可见漫反射光谱仪、光致发光光谱仪和电化学工作站等表征分析了g-C₃N₄/TNAs光阳极的形貌、晶形结构、光学特性和光电化学性能.表征结果证实,g-C₃N₄的引入通过缩小禁带宽度扩宽了TNAs的可见光响应范围,提高了光电流密度和光生电子寿命,促进了光生电子和空穴的分离.g-C₃N₄/TNAs光阳极在光电催化体系内对邻氯硝基苯（o-CNB）的降解效率高于其在光催化和电催化体系中对o-CNB的降解效率,且具有良好的稳定性和可重复性.活性物质捕获实验、电子自旋共振测试和能带结构分析表明,g-C₃N₄/TNAs光阳极中TNAs和g-C₃N₄之间存在Z型异质结相互作用机制.在光电催化体系内降解o-CNB的主要活性物质是^?O₂^-、^?OH和光生空穴,而光生电子是次要的活性物质.     

适于工业应用的TiO2纳米管的阳极氧化法制备

通过阳极氧化法制备了适于工业应用的大尺寸二氧化钛纳米管阵列.考察了电极形状和面积、氧化电压、氧化时间、预处理等因素对阳极氧化法制备二氧化钛纳米管阵列形貌的影响.结果显示,电极形状对纳米管的制备没有影响;阳极氧化前打磨与否对纳米管也没有影响;氧化电压、氧化时间和电极面积对纳米管的影响较大,只有在合适的电压和时间下才能制成纳米管阵列.电极面积影响电流密度,从而影响纳米管的形貌,试验中电极最大面积为360cm2.通过试验得出工业化制备二氧化钛纳米管阵列的最佳条件是电压20V,电解时间30min,反应前不用进行打磨.实验结果显示制成的纳米管阵列对强酸强碱的耐受力强,完全可以适应工业化废水的pH变化.     

前驱物结晶体升华成膜法制备TiO2薄膜及其光催化性研究

采用“前驱物结晶体升华成膜法”工艺，使含钛前驱物结晶体草酸氧钛酸以升华的方式，均匀地在玻璃表面形成前驱物薄膜；经过热处理，制备出外观平整透明的玻璃基TiO2薄膜，其薄膜厚度为80-100nm，粒度≤50nm。初步研究了制备条件、薄膜性能和本工艺制备的玻璃基TiO2纳米薄膜对甲基对硫磷的光催化降解性能。     

TiO2光催化剂的超临界CO2萃取法制备及其降解甲基橙的活性

用超临界二氧化碳萃取TiO2醇凝胶制备纳米二氧化钛粉体，对萃取工艺条件进行了讨论，并用XRD，FT-IR，BET和DRS对上述粉体进行表征．以光催化降解甲基橙为模型反应，结果表明，与超临界二氧化碳干燥所得的粒子比较，该工艺干燥的TiO2粉体粒径小，比表面积大，光催化活性较高。     

GR/TNT复合光催化剂的制备及其降解苯酚的性能研究

以P25为原料,采用碱热法制备二氧化钛纳米管(Ti O_2nanotubes,TNT),Hummers法制备氧化石墨(Graphite Oxide,GO),水热法生成石墨烯二氧化钛纳米管(GR/TNT)复合光催化剂。通过XRD、FTIR、SEM及UV-Vis光谱仪对材料进行表征,表明GR/TNT由化学键结合,且禁带宽度由3.2 e V减小到1.38 e V。掺杂GR可抑制TNT空穴和电子间的复合,且拓宽其光响应范围,光催化活性可延伸到可见光范围。通过GR/TNT降解苯酚,确定其最佳制备条件。180℃下水热反应3 h的2.5%GR/TNT光催化效果最佳,在紫外光(11 W)和可见光(500 W)条件下,10 mg/L的苯酚降解率分别可达95%和80%。GR/TNT降解苯酚满足一级反应动力学方程(R~2≥0.95),且具有较好的稳定性和重复使用性,循环5次利用率可达到初次的88%。     

钛酸铋光催化降解水中酸性大红的研究

采用异丙醇助水热法制备了钛酸铋光催化剂,UV-vis漫反射测试表明其光吸收带较TiO2发生了红移,通过多点BET法计算出其比表面积为14.16m2/g,平均孔径为21.05nm。以酸性大红为模拟污染物,在三相内循环流化床光催化反应器中进行光催化反应,研究了废水的pH值以及钛酸铋投加量对酸性大红脱色率的影响。结果表明:废水的pH=3.0,催化剂投加量为0.1g/L是最佳反应条件;当流量为10L/h时,连续运行3h后,酸性大红染料的去除率可达92.0%;当处理水量增大时,经过两级处理,酸性大红染料的总去除率仍可达到94.4%。     

Zn-TiO_2纳米管的光催化活性

采用水热合成-浸渍法制备锌掺杂TiO2纳米管（Zn-TiO2纳米管）,透射电镜照片显示Zn-TiO2纳米管为两端开口形貌均一的中空管状结构,管径约6～8 nm,壁厚约1 nm,长度约50～200 nm。研究了Zn-TiO2纳米管对甲基橙的光催化性能,结果表明：掺杂适量锌提高了TiO2纳米管对甲基橙的光催化降解性能,0.4%Zn-TiO2纳米管的光催化性能最佳。同时还探讨了Zn-TiO2纳米管用量和初始pH值等因素对光催化降解甲基橙的影响,结果显示Zn-TiO2纳米管能有效地降解甲基橙。随着光催化反应进行,CODCr去除率和脱色率变化规律不完全相同,可能是由于芳基和烷基降解速率不同所致。     

催化氧化技术降解碱性藏花红废水

采用自制的多金属氧酸盐Zn1.5PW12O40纳米管作为催化剂和分子氧作为氧化剂的催化氧化技术进行碱性藏花红的降解实验。结果表明:Zn1.5PW12O40适合用作催化剂,中空结构,杂多酸型,纳米级;空气氧化体系中的催化氧化最佳反应时间为4h,降解率78%、降解速率665μg/h;催化剂的活性和稳定性均较高,循环使用4次时,降解率仍>65%。     

异丙醇助水热法制备钛酸铋粉体的光催化性能

以B(iNO)3·35H2O和T(iSO)42为反应物,用异丙醇助水热法制备了钛酸铋光催化剂,并研究不同水热温度和水热时间对样品光催化活性的影响。用XRD表征了样品的结构,UV-vis漫反射测试显示含有Bi12TiO20的样品的吸收带发生了红移,BET测试表明样品的比表面积远远高于化学溶剂分解法制备的钛酸铋的比表面积。以甲基橙为模拟污染物,评价了样品的光催化性能,发现当水热反应温度为140℃,水热反应时间为2.5h时,样品的光催化活性最高,且超过P25。     

金属掺杂对纳米管TiO_2光催化去除水中罗丹明B的影响

采用水热合成法,将Fe(NO3)3·9H2O、ZnCl2和AgNO3对纳米管TiO2进行掺杂,使用TEM、XRD、XPS、比表面积分析仪及UV-visDRS对掺杂后的纳米管TiO2进行表征并考察其光催化氧化去除罗丹明B的效果,从而优选最佳掺杂金属。结果表明,煅烧温度可影响纳米管TiO2锐钛矿相相对含量、比表面积及禁带宽度,进而影响其光催化活性。此外,掺杂金属离子的种类不同,纳米管TiO2的光催化活性也受到影响。500℃煅烧非掺杂纳米管TiO2的存在下,光催化氧化罗丹明B的去除率为98.72%。向纳米管TiO2中掺杂Fe3+、Zn2+及Ag+时,光催化氧化罗丹明B的效果得到提高。对以上三种掺杂金属离子而言,掺杂量为1.0%(原子百分含量)的催化剂的最佳煅烧温度为550℃。其中,Fe3+掺杂纳米管TiO2光催化活性最高,50min内光催化氧化罗丹明B的去除率可达99.0%。