二氧化钛-钒酸铋复合材料光催化降解布洛芬的研究

为综合二氧化钛、钒酸铋光催化剂的性能,制备了二氧化钛-钒酸铋复合光催化剂,并以布洛芬为目标降解物,与二氧化钛、钒酸铋光催化剂的光催化性能进行了对比。以钛酸丁酯为原料,加入无水乙醇、盐酸、去离子水,采用凝胶法制备了二氧化钛光催化剂;以五水硝酸铋、偏钒酸铵为原料,加入浓硝酸、氢氧化钠,制备了钒酸铋、二氧化钛-钒酸铋复合光催化剂。此制备方法简便、高效。在可见光照射下,使用二氧化钛、钒酸铋、二氧化钛-钒酸铋3种光催化剂对布洛芬进行光催化降解,并将3种光催化剂分别联合过氧化氢对布洛芬进行光催化降解,考察了3种光催化剂的光催化性能。结果表明,未加入过氧化氢条件下,3种光催化剂的光催化性能由大到小的顺序为二氧化钛-钒酸铋、二氧化钛、钒酸铋;加入电子捕获剂过氧化氢后,提高了光催化剂降解布洛芬的效率,减少了电子-空穴对的复合速度,并且3种光催化剂的光催化性能由大到小的顺序为二氧化钛-钒酸铋、钒酸铋、二氧化钛。     

凹凸棒土负载氧化锌-二氧化钛的制备与性能

以凹凸棒土(ATP)作载体,硫酸氧钛、硫酸锌及碳酸铵为原料,采用化学沉淀法制备凹凸棒土负载氧化锌-二氧化钛(ATP/ZnO-TiO₂)纳米复合材料,并用XRD,TEM测试手段对样品进行了表征。以其对活性大红(BES)的降解效果作为评价其光催化性能的标准,对制备条件进行了优化。结果表明：ATP与二氧化钛的质量比为20%、二氧化钛与氧化锌的物质的量比为10∶1、煅烧温度为450 ℃下制备的复合材料光催化降解活性大红的效果最佳;与凹凸棒土负载二氧化钛（ATP/TiO₂）及凹凸棒土负载氧化锌（ATP/ZnO）相比,复合材料具有良好的可见光光催化性能。     

钴掺杂二氧化钛光催化剂制备及光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了纯二氧化钛和不同钴掺杂量的二氧化钛复合纳米粒子。并用XRD、UV-Vis对样品组织结构进行了表征。以甲基橙（OM）的光催化降解为探针反应,评价了可见光催化活性,研究了不同热处理温度、不同钴掺杂量对二氧化钛光催化性能的影响。确定了最佳钴掺杂量和热处理温度分别为1%（物质的量分数）和600  ℃。在此条件下,钴的掺杂对二氧化钛的相变有很大的抑制作用,并使其光谱响应范围向可见光区拓展。与未掺杂的二氧化钛相比较,经钴掺杂的二氧化钛具有更高的催化性能。     

N、Mn共掺杂TiO_2的制备、表征及光催化性能研究

应用溶胶凝胶法,以尿素、氯化锰和钛酸丁酯为原料制备了纯Ti O2、N掺杂、Mn掺杂及N、Mn共掺杂的Ti O2纳米粉体。采用XRD、SEM、EDS、UV-VIS等分析手段对样品的物相、形貌、成分和吸光性能进行了表征,并且以亚甲基蓝溶液为模拟污染物在阳光下进行了光催化实验。结果表明,样品主要为锐钛矿相二氧化钛及少量的金红石型二氧化钛;样品呈颗粒状,有一定程度的团聚;N掺杂、Mn掺杂及N、Mn共掺杂样品的吸收光谱分别红移至470、440、490 nm;光催化实验表明,在可见光照射下的光催化能力由强到弱依次为N、Mn共掺杂N掺杂Mn掺杂纯Ti O2。     

TiO_2纳米晶制备条件对降解亚甲基蓝的影响研究

为研究不同的二氧化钛前驱体预处理条件对退火后二氧化钛性能的影响,以乙二醇和三氯化钛稀盐酸溶液为原料,在不同预处理条件下,采用溶剂热法制备了白色Ti O_2花状纳米球,并于320℃下退火,得到灰白色催化剂样品。对样品进行了结构、形貌及光催化性能测试。结果表明,在一定范围内,随着预处理搅拌时间的增加和预处理温度的升高,发现样品的晶相结构在退火之前无明显差异,但在320℃退火之后,样品会由单斜相二氧化钛逐渐趋于锐钛矿相。在预处理搅拌时间为11 h、预处理温度达到160℃的优化条件下,制备的催化剂样品为纳米薄片组成的花状纳米球二氧化钛,比表面积达到210 m~2/g,光催化降解亚甲基蓝效率可达99.6%。     

蛋白土为载体二氧化钛光催化材料制备与表征

以蛋白土作为二氧化钛光催化材料的矿物载体,使用四氯化钛作为钛源,采用水解沉淀法制备二氧化钛光催化材料。以降解罗丹明B为考察指标,采用单因素实验考察了煅烧温度、煅烧时间、二氧化钛负载量对光催化材料性能的影响,采用正交实验考察了其他因素对光催化材料性能的影响。蛋白土负载二氧化钛较优制备条件:煅烧温度为600℃、煅烧时间为120 min、二氧化钛负载量为20%(质量分数)、反应温度为40℃、钛离子与硫酸根物质的量比为1∶2、氨水质量分数为20%、矿浆质量分数为5%、氨水滴加速度为4 m L/min。同时对光催化材料进行扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析。SEM表征结果表明,蛋白土表面有二氧化钛附着,但是二氧化钛无法进入蛋白土孔径中,影响光催化效率,实验还有改进的空间。XRD表征结果表明,二氧化钛主要以锐钛矿的形式负载在蛋白土表面,样品XRD谱图中有明显的锐钛矿衍射峰,同时还有少量其他形式如金红石相存在。     

人工湿地基质材料处理含磷废水静态吸附实验研究

利用烧杯实验考察钢渣、沸石、炉渣、硅藻土对磷的吸附性能及其影响因素,同时研究对氨氮,CODCr吸附情况。结果表明:基质对磷的吸附性能由强到弱依次为钢渣,硅藻土,炉渣,沸石。钢渣180 min内升至30%左右;NH4+-N的吸附性能由强到弱的顺序为:沸石,钢渣,硅藻土,炉渣。沸石180 min内升至80%左右,钢渣次之,达到了40%;CODCr吸附性能强弱顺序:硅藻土,沸石,钢渣,炉渣。硅藻土180 min内可达到50%。钢渣,硅藻土除磷的最佳pH值范围为10～12,另2种基质的最佳pH值范围为6～8;原水磷浓度低于3 mg/L或高于5 mg/L时4种基质磷去除率下降。     

不同粒径的二氧化钛对甲基红的光催化降解

利用激光粒度仪、AFM、XRD等手段分别对自制纳米二氧化钛（TiO2）、市售纳米二氧化钛（TiO2）和工业钛白粉三种粉体的尺寸、微观形貌进行了表征。测试三种不同粒径的二氧化钛对甲基红的降解情况,结果表明：当甲基红的浓度为20mg/L,三种不同催化剂粉体粉末投加量为0.7g/L时,它们均具有光催化脱色性能。其中加入自制纳米TiO2粉末的甲基红溶液经功率为8W、波长为365nm的紫外灯照射30min后,甲基红脱色率达到95.58%。     

微波掺氮改性纳米二氧化钛的研究

以水合肼为掺杂氮源,采用微波辐照对锐钛矿型纳米二氧化钛（TiO2）进行改性,考察了掺氮纳米二氧化钛的光催化性能,并用XPS、Uv-Vis、XRD．TEM等方法对其进行了表征。结果表明,在nc：nno2：n水合阱=0.5：1：11、微波辐照功率为500W、微波辐照时间为20min的条件下所得粉体的光催化性能最佳,在可见光下具有较高的反应活性,表明微波掺氮改性纳米二氧化钛大幅提高了其光催化性能;微波辐照后,氮原子取代了二氧化钛粉体表面少量氧原子,TiO：的粒径和晶型均保持不变,但吸收边明显向可见光方向偏移。     

具有荧光响应的多元可聚合稀土配合物的研制

以氧化铕、邻菲啰啉、苯甲酸、丙烯腈为原料,合成了一种具有聚合反应活性的四元铕配合物。研究了氯化铕、邻菲啰啉、丙烯腈物质的量比对产品结构、发光性能、热稳定性以及产率的影响。采用红外光谱、荧光光谱、热失重对产物结构、发光性能、热稳定性进行了表征。结果表明:该铕配合物具有可聚合的能力以及良好的热稳定性。在波长为342nm紫外光激发下,能发射出强烈的,来自于Eu3+离子的特征红光,强度最大的发射峰在615nm。     

ZnFe_2O_4和TiO_2纳米复合薄膜光电催化性能的研究

采用溶胶凝胶法,在导电玻璃上制备了纳米ZnFe2O4和TiO2的复合薄膜,利用X射线衍射仪及扫描电镜对其进行了表征,通过复合薄膜对甲基橙的降解试验研究了其光电催化性能及催化机理。并将复合薄膜、ZnFe2O4薄膜和TiO2薄膜在不同电压下的光电催化效果进行了对比,结果表明:复合薄膜的光电催化降解效率有了明显提高,三层复合薄膜ZnFe2O4+TiO2+ZnFe2O4的光催化效果最好,在外加偏压0.2-6V范围内随电压增大不同薄膜对甲基橙的降解率均呈现波动性增长。     

不同方法负载钨钒钛催化剂对催化氧化邻二氯苯的影响

钨钒钛催化剂是消除钢铁冶炼废气中的二噁英最好的催化剂,为了降低工业生产成本,并获得良好的催化效果,将实验室筛选出的钨钒钛催化剂负载到不同载体上,研究催化剂负载量及不同负载方法对降解邻二氯苯催化效率的影响。采用溶胶-凝胶-浸渍法和直接浸渍法在堇青石蜂窝陶瓷上负载V_2O_5/WO_3/TiO_2催化剂,用X射线衍射、扫描电镜和X射线能量色散谱对制备的催化剂进行表征,结果表明,直接浸渍法在堇青石蜂窝陶瓷上负载的V_2O_5/WO_3/TiO_2催化剂含量比溶胶-凝胶-浸渍法负载的含量高,粒度较小,表面光滑无缝隙,活性成分V和W分散较好,催化活性高,在(250～350)℃邻二氯苯去除率大于95%,直接浸渍法负载的催化剂与堇青石的最佳质量比为1:100。     

Na2CO3/TiO2催化剂的制备及催化性能研究

以钛酸正四丁酯为钛源,采用水热法制备出纯TiO2及Na2CO3修饰的TiO2催化剂样品。以亚甲基蓝溶液模拟染料废水为目标污染物,考察纯TiO2和经Na2CO3修饰后的Na2CO3/TiO2催化剂的催化性能。采用XRD、TEM、BET等方法对催化剂的结构和形貌进行了表征。结果表明,制备出的经Na2CO3修饰后的TiO2催化剂相较于纯TiO2,晶粒尺寸减小,比表面积增大,使得目标污染物分子在材料表面更加容易接触吸附,催化效果明显提高。当催化剂投加量为50 mg、pH为10、亚甲基蓝的质量浓度为20 mg/L时,催化剂催化效果最大。在紫外光照射条件下,15 min时,Na2CO3的浓度0.15的Na2CO3/TiO2对亚甲基蓝的去除率达到97.0%。     

Anatase TiO2 nanocrystals with exposed {001} facets on graphene sheets via molecular grafting for enhanced photocatalytic activity

Owing to their extensive practical applications and fundamental importance, the controllable synthesis of well-faceted anatase TiO(2) crystal with high percentage of reactive facets has attracted increasing attention. Here, nano-sized anatase TiO(2) sheets mainly dominated by {001} facets had been prepared on graphene sheets by using a facile solvothermal synthetic route. The percentage of {001} facets in TiO(2) nanosheets was calculated to be ca. 64%. The morphologies, structural properties, growth procedures and photocatalytic activities of the resultant TiO(2)/graphene nanocomposites were investigated. In comparison with commercial P25 and pure TiO(2) nanosheets, the composite exhibited significant improvement in photocatalytic degradation of the azo dye Rhodamine B under visible light irradiation. The enhancement of photocatalytic activity and stability was attributed to the effective charge anti-recombination of graphene and the high catalytic activity of {001} facets.     

固体超强酸SO42-/ZrO2-TiO2 的声化学制备及表征

采用超声共沉淀法制备了SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂ (SZT)固体超强酸,用流动指示剂法测定酸强度,通过BET、IR、TG-DTA和XRD进行表征,并反复用于催化乙酸和乙醇的酯化反应,检验其催化稳定性。结果表明,超声共沉淀法且在-15 ℃陈化条件下制备的SO₄^2-/ZrO₂-TiO₂ 固体超强酸的比表面积及酸强度大(H0≤-14.5),催化活性高,样品表面与SO₄^2-/结合较牢固,重复使用时,催化活性变化不大。     

共沉淀法制备纳米级Y2O3：Eu^3＋红色发光粉体及

以Y2O3,Eu2O3为原料采用尿素共沉淀法,在600、800和1000℃温度煅烧制备了Y2O3：Eu^3＋纳米级粉体,利用XRD、SEM等测试手段对粉体的形貌进行了表征,用分光光度计溯试了样品的激发和发射光谱。并比较了这兰个温度下样品的发光性质,结果表明1000℃煅烧的粉体发光性能最好。     

WS_2/TiO_2/绢云母复合物的催化性能研究

利用光催化降解甲基橙的脱色率来表征WS_2/TiO_2/绢云母复合物的催化特性。与其他催化剂比较,WS_2/TiO_2/绢云母复合物催化降解有机物效果更好。同时研究了WS_2/TiO_2/绢云母复合物在不同pH值、不同光照等条件下的催化性能,找到该复合物最佳的催化降解有机染料的条件。     

不同后处理方法制备纳米复合材料Ag/TiO2-ZrO2及其微波辅助光催化甲基橙

采用P123(EO20PO70EO20)作模板剂,通过溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法,并经煅烧和萃取两种不同的后处理方法制备了一系列具有光催化活性的纳米复合材料Ag/TiO2-ZrO2。经XRD、XPS、TEM、N2吸附-脱附测定测试手段对不同钛锆比例和不同后处理获得样品的组成、结构及形貌等进行了对比分析,获得了最佳光催化材料Ag/TiO2-ZrO2-C(3∶1)。该复合材料结晶度高、结构规整、呈四方体形、颗粒分布均匀,具有较均匀的孔结构,其银以单质形式存在,且均匀分散在TiO2-ZrO2表面。通过微波辅助光催化降解染料甲基橙的实验,对不同处理方法所获Ag/TiO2-ZrO2的光催化活性进行了探究。实验结果表明,通过煅烧后处理方法得到的催化剂具有最好光催化活性,在90 min内降解率高达94.0%,其活性高于市售P25、TiO2-ZrO2和Ag/TiO2-ZrO2-E(3∶1)。     

催化臭氧分离膜制备及去除腐殖酸机理分析

以微污染水为处理对象,考察了新型催化膜的过滤性能及抗污染行为。实验过程中采用溶胶凝胶法制备纳米TiO2粉体,将不同焙烧温度的纳米TiO2颗粒加入铸膜液中,利用相转换法制备催化膜。采用X射线衍射（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）对膜进行表征,对膜的纯水通量、孔隙率、接触角、膜的催化性能及分离特性进行了系统地测定。实验结果表明,金红石型TiO2催化膜对腐殖酸（humic acid,HA）及总有机碳（total organic carbon,TOC）的去除效率分别为70%及65%以上,说明金红石型TiO2催化膜具有较高的污染物去除及抗污染特性。实验结果证实新型多功能膜对于水处理的实际应用具有较大的发展潜力。     

强碱-阳极氧化法处理Ti片制备TiO_2薄膜的研究

本文利用强碱-阳极氧化法对钛片进行改性,制备TiO2薄膜;用扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）考察了不同电解液浓度下氧化电压对TiO2氧化膜形貌及组成的影响。结果发现,在本实验条件下,该法制得的氧化膜是由三种钛氧化物组成的,主要成分是TiO2,此外还有低价钛氧化物Ti2O3及TiO;氧化电压的不同会对薄膜形貌产生重要的影响,当氧化电压较高时,氧化膜的厚度比较厚且致密;钛表面生成氧化膜大致过程可概括为：Ti→TiO→Ti2O3→TiO2,其中TiO转为为TiO2的几率依靠电势的大小及氧化时间的长短。