TiO2/ACF光催化材料的制备与特性

 本文采用溶胶-凝胶法制得TiO_2溶胶,并将TiO_2溶胶和粘胶基非织造布通过浸渍-干燥、磷酸活化和煅烧工艺一步法制备得到TiO_2/ACF光催化材料。采用EDAX、XRD、SEM对样品进行表征,同时测试了样品对亚甲基蓝溶液的催化降解性能。结果表明：样品负载上了锐钛矿型和金红石型的混晶的TiO_2;而且在样品的纤维上出现了孔洞,形成活性碳纤维;同时在20w紫外灯照射下,TiO_2/ACF光催化材料表现出了优异的光催化降解性能,500℃碳化条件得到的TiO_2/ACF光催化材料光催化降解亚甲基蓝溶液的脱色率达到98.83%。     

中性TiO_2溶胶的制备及其抗紫外应用

采用常压加热水解法制备中性均分散TiO2溶胶,对其结构和性能进行系统的分析与表征,并考察其在亚甲基蓝溶液中的光催化效果及棉织物整理后的抗紫外性能。结果表明,制备的TiO2溶胶晶型以锐钛矿结构为主,有少量金红石相结构的混晶,其光生电子和空穴具有较高的氧化还原电极电势;TiO2溶胶对亚甲基蓝的光催化脱色率达98%;棉织物经该TiO2溶胶在97℃浸渍整理1 h,对UVB和UVC波段的紫外光有具有较好的屏蔽作用,且耐水洗牢度较好。     

TiO2光催化技术处理制浆造纸废水的试验研究

探讨了TiO2光催化技术处理纸厂废水时的影响因素,并由此确定出较优的反应条件为催化剂选择20%金红石和80%锐钛矿组成的混晶型TiO2,催化剂用量1g/L,曝气采用纯氧曝气,O2流速为0.5L/min。在此条件下,研究了制浆造纸废水TiO2光催化降解效果;结果表明TMP废水、纸厂废水等低浓低污染物废水比KP废水更适宜于TiO2光催化降解处理。     

TiO2晶型对整理棉织物性能的影响

将金红石型和锐钛矿型2种不同TiO2的水分散液及其相应的聚丙烯酸丁酯复合胶乳应用于棉织物的功能整理,通过考察紫外线照射下整理织物的老化、杀菌和紫外屏蔽性能,研究整理织物表面不同晶型TiO2对紫外线的响应机制及其对整理织物性能的影响.实验结果表明,2种晶型TiO2均具有较强的紫外屏蔽作用,金红石型TiO2还表现出较强的抗...     

液相反应制备纳米金红石型TiO2反应条件研究

由液相反应直接制备金红石型纳米TiO2可避开由锐钛矿高温固相转变为金红石型过程。液相反应中,氨水的存在对金红石晶型的形成有诱导作用,对锐钛矿晶型的形成有阻碍。胶溶时的温度、酸浓度及胶溶时间对晶化过程和晶粒长大均有显著影响。     

以偏钛酸为原料制备纳米二氧化钛

介绍了以工业偏钛酸为原料制备纳米二氧化钛的方法,分析讨论了均匀沉淀法制备中各环节的影响因素,如酸钛比、硫酸浓度、硫酸氧钛TiOSO4溶液质量浓度、尿素用量、煅烧温度等.结果表明:(1)偏钛酸的酸解条件是酸钛比为3,硫酸浓度为8.2 mol/L,反应温度为100℃,溶解时间为1 h;(2)在90℃下加入理论量3倍的尿素可以得到同等条件下粒径最小的纳米TiO2;(3)所得样品为锐钛型纳米TiO2,在850℃下煅烧时开始出现金红石型,当温度达到900℃时出现大量的金红石型,即锐钛型向金红石型转化的起始温度为850℃.     

Fe3+和La3+共掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能的研究

通过溶胶凝胶法制备掺杂铁和镧的纳米TiO2,并以活性红15为目标降解物,研究了其光催化性能.采用热失重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、电镜、紫外-可见漫反射光谱(DRS)等测试手段对TiO2的结构、晶型、光吸收范围等进行了表征.结果表明:共掺杂的纳米TiO2在500℃煅烧3 h呈现锐钛矿型,晶粒尺寸约15 nm;掺杂铁和镧的纳米TiO2吸收带会发生红移,拓展了其对光谱响应范围.通过光催化降解模拟试验,发现掺杂铁和镧的纳米TiO2粉末对活性红15溶液的降解率最高达到98.9%,具有较高的光催化活性.     

负载型纳米光触媒处理染料废水的研究

研究了负载型纳米光触媒处理染料废水.结果表明:用活性炭作载体,煅烧温度350℃的光触媒处理效果较好,能有效降解染料废水(降解效果比氧化铝负载型光触媒好),无二次污染,同时解决了分离回收和重复使用的难题.活性炭负载型光触媒[w(纳米TiO2)=8.6%(对活性炭负载型光触媒质量)]用量20 g/L,光催化染液(50 mg/L)30 min,脱色率可达86%左右.     

纳米TiO2晶型配比对涂布纸性能的影响

本实验研究了纳米TiO2晶型配比对涂布纸性能的影响.研究发现,涂料中纳米锐钛矿与纳米金红石的配比为1/1时,涂布纸具有较优的光学性能和印刷性能,且由于光在两种晶型纳米TiO2界面间的协同效应使涂布纸具有较高的白度;此时,较优的荧光增白剂用量为0.25%.     

光催化功能棉织物的原位制备及性能研究

为了制得具有光催化功能的棉织物,以钛酸丁酯为前驱体,通过水热和煅烧处理,在棉纤维上原位生成TiO2,将废旧棉织物转变成了具有光催化功能的功能纺织品。具体探讨了温度对产品结构和性能的影响。结果表明:处理所得棉织物原位合成了纳米级、锐钛矿型TiO2颗粒;水热温度150℃时所得光催化棉织物对亚甲基蓝溶液的降解率达90.4%,并且在循环5次后,对亚甲基蓝的降解率仍可达到78.6%。认为:所制得的光催化棉织物具有较好的光催化性能,可用于废水处理。     

Photocatalytic degradation characteristics of different organic compounds at TiO2 nanoporous film electrodes with mixed anatase/ rutile phases

Nanoporous TiO2 film electrodes with a mixed anatase/ rutile phase were prepared by dip-coating TiO2 nanoparticle colloid onto Indium Tin Oxide (ITO) conducting glass substrates and a subsequent calcination process at 700 degrees C for 16 h. The photocatalytic oxidation of a wide range of organic compounds has been studied using the photoelectrochemical method under the conditions that the photohole capturing step controls the overall photocatalytic processes. The characteristics of the mixed anatase/ rutile phase TiO2 film electrodes were compared with pure anatase phase TiO2 film electrodes to identify the key differences between them. The results revealed that different organic compounds, despite their difference in chemical entities, can be stoichiometrically mineralized at the mixed-phase TiO2 electrode under diffusion-controlled conditions, which is in great contrast to the situation at the pure anatase phase TiO2 electrode. The exceptional ability of the mixed-phase TiO2 electrodes for mineralization of organic compounds and their remarkable resistance to the inhibition by aromatic compounds at higher concentration has been explained by the synergetic effect of the rutile and anatase phases. For this type of mixed phase electrodes, upon absorption of UV light, the electron-transfer pathway from anatase phase to rutile phase facilitates the separation of photoelectron and photohole, extending the lifetime of the photoelectron and photohole.     

二氧化钛的制备及光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为钛源,采用水热法和溶胶凝胶法制备纳米二氧化钛(Ti O2),通过X-射线衍射(XRD)以及紫外-可见(UV-Vis)光谱进行表征,研究反应温度、反应时间、煅烧温度、煅烧时间及溶液配比对二氧化钛结构及光催化性能的影响。结果表明,水热法制备的Ti O2结晶程度随反应温度、反应时间、煅烧温度的增加而增加,对模拟污染物罗丹明B的降解能力随反应温度、煅烧温度的增加先升高再降低,在反应温度160℃,煅烧温度500℃,反应时间为4h时降解率最高,达83.73%。溶胶凝胶法制备的Ti O2结晶度随水的比例、煅烧温度、煅烧时间的增加而增加,对罗丹明B的光催化降解能力随着水的比例、煅烧温度的增加先增加再降低,水的比例为1∶2.5,煅烧温度为500℃,煅烧时间为6h时光催化降解率最高,为86.82%,而煅烧时间对其催化率影响不明显。     

Directed synthesis of hierarchical nanostructured TiO2 catalysts and their morphology-dependent photocatalysis for phenol degradation

Nanostructured TiO2 with different hierarchical morphologies were synthesized via a warmly hydrothermal route. The properties of the products were characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, N2 adsorption, UV-vis spectroscopy, etc. Two of the products, TiO2 1D nanorods (one-dimensional rutile TiO2 nanorods) and TiO2 3D0D microspheres (three-dimensional anatase TiO2 nanoparticle-assembled microspheres) exhibited superior photocatalytic effects on phenol degradation under UV illumination, compared with TiO2 3D1D microspheres (three-dimensional rutile TiO2 nanorods-assembled microspheres). Moreover, TiO2 3D0D was superior to TiO2 1D, as indicated by a 30% higher mineralization of dissolved phenol. Dihydroxybenze, 4,4'-dihydroxybiphenyl, benzoquinone, maleic anhydride, etc. were identified as the degradation intermediates. The excellent catalytic effect was attributed to the structural features of TiO2 1D nanorods and TiO2 3D0D microspheres, that is, a larger amount of surface active sites and a higher band gap energy resulted in more efficient decomposition of organic contaminants.     

纳米二氧化钛薄膜光催化处理造纸废水的研究

采用微波辅助低温法制备锐钛矿结构的二氧化钛薄膜。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测定分析技术对其物相、显微结构和亲水性进行了表征;在波长为254nm的紫外灯照射下,对TiO2薄膜光催化降解造纸废水前后COD值变化作了研究,探讨了不同光催化条件、造纸废水初始COD浓度、pH值及水温变化对COD去除率的影响。结果表明:与传统溶胶凝胶法制备的薄膜相比,微波辅助低温制备的薄膜光催化效果更佳。当废水初始COD值在500～1000mg/L之间、pH为4.0、水温为35℃、紫外灯照射8.0h时,光催化效果最佳,COD去除率为81.3%。     

固体酸SO42-/TiO2-ZrO2催化制备乙酰丙酸的研究

以蔗糖为原料,固体SO42-/TiO2-ZrO2为催化剂,以水为溶剂制备乙酰丙酸。研究了浸渍用硫酸浓度和催化剂焙烧温度对催化剂活性的影响,并探讨了不同反应条件及催化剂重复使用次数对乙酰丙酸得率的影响。用XRD和NH3-TPD对使用前后的催化剂的结构和酸性进行了表征。实验结果表明,1.0 mol/L硫酸浓度浸渍,550℃焙烧3 h的催化剂活性较强。在催化剂投加量为1.0 g,反应温度为190℃的条件下反应1 h,乙酰丙酸摩尔得率高达50.0%。回收的SO42-/TiO2-ZrO2催化剂焙烧后在多次重复使用过程中仍然表现出较好的催化活性。     

Fe掺杂改性介孔TiO_2的制备及表征

为解决介孔TiO_2在光催化处理染料废水中可见光利用率低的问题,采用溶胶-凝胶法制备介孔Fe/TiO_2光催化剂.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)和N2/吸附-脱附等检测手段表征介孔材料的形貌结构和晶型组织;以亚甲基蓝染液(MB)为目标降解物,研究材料的光催化性能.结果表明:复合材料中TiO_2晶粒主要以锐钛矿的形式存在,平均粒径在5~30nm之间;Fe的掺入和NaOH处理提高了材料的比表面积,达到85.03m2/g,其吸收边带红移至687nm,禁带宽度减小到1.80eV.而且NaOH处理后的Fe/TiO_2光催化剂对亚甲基蓝染液的降解率远高于单一光催化剂的.     

固体酸SO4^2-／TiO2-ZrO2催化制备乙酰丙酸的研究

以蔗糖为原料,固体SO4^2＋／TiO2．ZrO2为催化剂,以水为溶剂制备乙酰丙酸。研究了浸渍用硫酸浓度和催化剂焙烧温度对催化制活性的影响,并探讨了不同反应条件及催化剂重复使用次数对乙酰丙酸得率的影响。用XRD和NH3-TPD对使用前后的催化剂的结构和酸性进行了表征。实验结果表明,1．0mol／L硫酸浓度浸渍,550℃焙烧3h的催化剂活性较强。在催化剂投加量为1．0g,反应温度为190℃的条下反应1h,乙酰丙酸摩尔得率高达50．0％。回收的SO4^2-TiO2-ZrO2催化剂焙烧后在多次重复使用过程中仍然表现出较好的催化活性。     

TiO2/蒙脱土复合光催化材料的制备与结构性能

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备TiO2光催化材料,研究了水、硝酸用量和反应温度对TiO2性能的影响.以蒙脱土为复合基质制备TiO2/MMT复合材料,采用XRD和FT-IR表征了产物的结构,并考察了该材料对亚甲基蓝的降解行为.结果表明:锐钛矿型TiO2已插层柱化到蒙脱土层间,形成分子级别的TiO2支柱,钛的掺入导致原土层间域内离子性质发生变化,从而使TiO2/MMT复合材料的光降解效率远远高于纯TiO2粉体,并形成吸附-光降解协同作用,在降解40 min后对亚甲基蓝溶液的降解率可达到95%.