凹凸棒/TiO_2复合材料对苯酚的光催化性能研究

以凹凸棒为载体,采用溶胶—凝胶法制备复合材料光催化剂凹凸棒/TiO2,利用SEM、FI-IR对复合材料结构进行了表征,通过分析苯酚的光催化降解,评价其光催化活性,研究了凹凸棒载体粒度、凹凸棒掺杂量、紫外光照等因素对光催化降解效果的影响.实验结果表明:凹凸棒粒度为0.077 mm,m凹凸棒/mTiO2质量比为5∶1时复合材料光催化降解苯酚的效果最佳;紫外光照射对复合材料去除苯酚的效果无明显影响.     

低温醇解法制备Bi掺杂TiO_2光催化剂

为考察低温醇解法制备金属离子掺杂型TiO2的光催化活性,本文以TiCl4为原料,采用低温正丁醇醇解法制备Bi掺杂的光催化剂TiO2.在紫外光照和太阳光照条件下,以亚甲基蓝溶液作为降解物研究不同铋掺杂量二氧化钛样品的催化性能.结果表明：当Bi2O3/TiO2的摩尔百分比为0.25%、醇解时间为8 h时,TiO2在紫外光下的光催化活性达到最高,是不掺杂铋的4.14倍;太阳光照射下,Bi2O3/TiO2光催化剂的光催化活性是15 W紫外灯照射下的2.8倍.     

纳米复合Y_2O_3/TiO_2催化剂的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备复合半导体Y2O3/TiO2纳米材料.以酸性红B溶液的光催化降解反应为实验模型,考察了TiO2掺杂Y2O3后的光催化氧化活性,探讨了Y2O3掺杂量、pH值、焙烧温度及时间对Y2O3/TiO2复合氧化物催化剂光催化活性的影响及溶液浓度、光照时间、催化剂用量对酸性红B溶液降解率的影响.结果表明,Y2O3掺杂量为0.1%时,其催化活性是同样条件下催化剂TiO2的2.1倍;最适宜焙烧温度为400~450℃;焙烧时间为3h,凝胶pH=10时,催化效果最佳.在酸性红B溶液浓度为20mg/L的条件下,催化剂用量为0.15g,光照时间为2.5h对酸性红B溶液的降解率可达96.8%以上.     

氯掺杂TiO2光催化剂的水热法制备及其对苯酚降解性能研究

采用水热法,以Ti（SO4）2为钛源,NaCl为氯源制备了具有高催化活性的氯掺杂二氧化钛（Cl/TiO2）光催化剂.X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见漫反射光谱（DRS）等手段对样品进行表征.结果表明,焙烧温度、氯投加量等都影响Cl/TiO2光催化剂的光催化活性.750℃焙烧、氯投加量为15%（与钛的物质的量比）时的Cl/TiO2具有最佳的光催化活性,其平均粒径大小为67.0nm,比表面积为9.3m2/g.该催化剂是锐钛矿和金红石相的混晶,其中锐钛矿含量为74.1%.苯酚降解实验表明：该催化剂的光催化活性高于商品二氧化钛P-25,200min光照时苯酚的降解率可达90.6%.     

流动相光催化反应器对苯酚的降解特性研究

对流动相体系中光催化降解苯酚的反应特性进行实验研究.采用流动相光催化反应装置,以苯酚作为目标污染物,TiO2(Degussa-P25)作为光催化剂,针对吸附、光解、光源强度、曝气量、苯酚初始浓度和催化剂投加量等对降解苯酚溶液的影响进行了研究,并进行了动力学分析,建立了相应的苯酚光催化降解动力学经验方程.实验结果表明,苯酚在流动相光催化反应器中,吸附和光解对悬浮态TiO2催化剂降解苯酚的影响微弱;循环流量为0.5~0.6L/min时光催化降解苯酚效果最好;苯酚初始浓度在10~60mg/L之间时,苯酚的降解遵循表观一级反应动力学规律,表观反应速率常数K=Ksum(0.000 6I+0.004 7),其中Ksum=16.783[1/C0]+0.055 6.     

混晶纳米TiO2的制备及对含氰废水的降解研究

以TiCl4、氨水等普通无机盐为原料,采用直接水解常压液相反应合成具有金红石相和锐钛矿相的混晶纳米TiO2粉体.研究了前驱体在不同温度下焙烧所得样品的光催化性能,并用此产品在太阳光照射下对3种工业含氰废水进行降解处理,结果表明,混晶纳米TiO2可有效降解废水中的大部分有毒氰根(CN-),使其含量远低于国家排放标准.     

Fe元素掺杂TiO2纳米品结构和光物理性质研究

使用反胶束方法,制备TiO2纳米溶胶和Fe元素掺杂TiO2纳米溶胶,通过提拉涂覆及热处理方法在玻璃基底上形成一定厚度的二氧化钛纳米薄膜和Fe掺杂二氧化钛纳米薄膜,并且在不同温度下对陈化干燥后的TiO2凝胶和Fe元素掺杂TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶体和Fe元素掺杂TiO2纳米晶体.研究表明,700℃热处理纳米晶的晶粒粒径远远大于500℃纳米晶的粒径,500℃热处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的可见区光学活性不如未掺杂的TiO2纳米晶薄膜,而700℃热处理条件得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的在可见区光学活性远优于未掺杂的TiO2纳米晶体薄膜.高温处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜将在太阳能光催化和光电转换等方面具有潜在的应用前景.     

Fe元素掺杂TiO_2纳米晶结构和光物理性质研究

使用反胶束方法,制备TiO2纳米溶胶和Fe元素掺杂TiO2纳米溶胶,通过提拉涂覆及热处理方法在玻璃基底上形成一定厚度的二氧化钛纳米薄膜和Fe掺杂二氧化钛纳米薄膜,并且在不同温度下对陈化干燥后的TiO2凝胶和Fe元素掺杂TiO2凝胶进行热处理,得到不同粒径的锐钛矿型二氧化钛纳米晶体和Fe元素掺杂TiO2纳米晶体.研究表明,700℃热处理纳米晶的晶粒粒径远远大于500°C纳米晶的粒径,500℃热处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的可见区光学活性不如未掺杂的TiO2纳米晶薄膜,而700℃热处理条件得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜的在可见区光学活性远优于未掺杂的TiO2纳米晶体薄膜.高温处理得到的Fe元素掺杂TiO2纳米晶体薄膜将在太阳能光催化和光电转换等方面具有潜在的应用前景.     

掺Zn纳米TiO2的光致发光及其与光催化活性的关系

采用sol-gel法制备了纯的和掺杂不同量Zn的TiO2纳米粒子,并利用XRD,XPS和PL光谱等对样品进行了表征,主要考察了焙烧温度和掺Zn量对TiO2纳米粒子PL性质以及光催化活性的影响,并探讨了PL光谱与光催化活性的关系.结果表明Zn的掺杂没有引起新的光致发光现象,但适量Zn的掺杂能够增加TiO2纳米粒子PL光谱的强度.在光催化氧化苯酚过程中,经500℃处理的样品表现出较高的活性.不同掺Zn量的TiO2样品的活性顺序是3mol%＞1mol%＞0.5mol%＞Omol%＞5mol%,这与它们的PL光谱强度的顺序是一致的.即PL强度越高,光催化活性越高.     

Y3+掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂的研究

采用固相法制备了Y3 掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂.以X射线粉末衍射(XRD)、透视电子显微镜(TEM)等分析手段对其晶相和形貌进行了表征,用紫外-可见漫反射光谱UV-Vis分析了微粒的光吸收能力和光吸收带边移动的情况,发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移.以甲基橙溶液为目标降解物,自然光为光源,研究Y3 掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂的光催化活性,结果表明,Y3 掺杂能够扩大纳米二氧化钛吸收光的波长范围,提高对太阳光的利用率,发现当复合光催化剂中TiO2的质量分数为70%,复合ZnO中Y3 掺杂量为3%时,催化剂的活性最高.     

二氧化钛悬浆体系光催化降解苯酚的研究

采用二氧化钛悬浆体系，考察了光催化降解苯酚的影响因素，实验结果表明，投加200mg/L的二氧化钛粉末，在pH=5.6的酸性条件下，加入15mg/L的H2O2，用14W的紫外灯照射2．8mg/L的10min，苯酚的降解率可达97．8％，证明二氧化钛兴催化氧化法是一种降解苯酚的有效方法。     

表面修饰纳米TiO2光催化动力学及EIS分析

采用溶胶-凝胶法以掺杂Fe3+和沉积Ag做表面修饰,制备了TiO2、0.03%Fe3+-TiO2、3%Ag-TiO2三种纳米材料工作电极,并用XRD表征了膜的晶相结构和晶粒尺寸.考察了膜电极催化降解反应.以高压汞灯为光源,通过紫外-可见分光光度计测定证实RhB在催化剂作用下的光催化动力学为一级反应,反应速率常数及在同一实验条件下的降解率依TiO2、0.03%Fe3+-TiO2、3%Ag-TiO,的顺序增大.用IM-6e电化学阻抗仪进行了电化学阻抗谱(EIS)的测量,设计了模拟电路并得到了拟合值.在实验的扫描范围内(10-5-105Hz)发现此光催化反应的速控步为电荷转移过程,得到的Nyquist图的圆弧半径及其模拟阻值大小与光催化降解动力学常数及降解率变化趋势相反.     

低温高效苯酚降解菌的筛选及降解特性的研究

利用微生物学的方法,从哈尔滨工业大学下水道活性污泥中筛选出一株可降解苯酚的优势菌株,此菌株可利用苯酚作为唯一碳源和能源.通过对这种菌株在不同温度、pH,以及不同苯酚浓度下的生长和苯酚降解情况的考察,确定了这种菌株的最适生长温度为10℃,最适pH为7.5,最大可降解苯酚浓度为3000 mg/L并且具有较强的苯酚降解能力,在10℃、pH值为7.5、装液量为50 mL、接种量15%、摇床振荡速度160 r/min的条件下,反应48 h后可使500 mg/L的苯酚降解率达98%以上.     

Sol-Gel法制备纳米TiO2薄膜及性能研究

采用TiO2溶胶,利用溶胶-凝胶技术在玻璃表面制备了TiO2薄膜．用原子力显微镜（AFM）分析了样品的形貌,结构和粒度的分布;用自动椭圆偏振测厚仪测量了薄膜的厚度．研究了TiO2颗粒的催化机理、薄膜上粒子的性能以及薄膜的光催化性能,130nm左右的TiO2薄膜对甲基橙溶液的降解率达到28．2％．     

Pd改性TiO2的光谱特性及气相甲苯光催化降解性能

采用等体积浸渍法和溶胶-凝胶法制备了Pd负载(用Pd/TiO2表示)和Pd掺杂(用Pd-TiO2表示)两类TiO2催化剂,用XRD、SEM、UV-Vis DRS等对其进行分析.结果表明,用溶胶-凝胶法制备Pd-TiO2,能有效抑制产物晶粒的增长和团聚,提高晶体的相转变温度和对可见光的吸收;而用浸渍法制备Pd/TiO2,虽然也能抑制晶粒的团聚,但在500 ℃焙烧温度下,产物晶相中便出现了金红石相,且晶粒大小比纯TiO2还大.将Pd-TiO2催化剂应用于气相甲苯光催化降解反应,得到了良好的效果,当n(Pd)/n(Ti)=0.3％时,Pd-TiO2催化剂的甲苯单程降解率达到45.1％.     

电压对氮掺杂TiO_2/Ti光催化剂在可见光下催化性能的影响

为拓展TiO2对可见光的响应范围,采用先恒流再恒压的阳极氧化法制备了TiO2/Ti光催化剂,并运用等离子体基离子注入(PBII)技术对TiO2/Ti光催化剂进行了氮的掺杂改性研究。通过SEM和XRD对不同电压下制备的氮掺杂TiO2/Ti光催化剂进行了分析。结果表明,TiO2氧化膜粗糙多孔,主要是由锐钛矿相和金红石相组成,其最佳的制备电压为160V,离子注入条件为-30kV,4×105N.cm-2。氮元素主要以三种形态存在于TiO2的薄膜上,即原子β-N、分子γ-N和O-Ti-N。在可见光的照射下与未掺杂的TiO2/Ti光催化剂相比,氮掺杂的TiO2/Ti光催化剂表现出较好的光催化活性,其对罗丹明B的去除效率提高了12%。     

活性炭搭载TiO_2降解溴化乙锭的试验研究

不同光源、光照时间、催化剂的用量和溶液的pH来分析降解溴化乙锭(EB)的效率,同时比较了纳米TiO2降解EB、掺杂Fe3+的TiO2降解EB和负载活性炭的TiO2降解EB的效率.实验结果表明:TiO2对EB的降解具有较好的效果.而在制备TiO2催化剂的时候,将TiO2负载到活性炭上对EB的降解效果最好,而且便于催化剂的回收.对于20 mL,1μg/mL的EB溶液,用60mgTiO2/AC作为催化剂、溶液pH=9.6、在紫外灯下照射2.5h,能达到最佳的降解效果.