TiO_2/氧化石墨烯复合材料的合成及光催化性能研究

以自制氧化石墨、钛酸丁酯为主要原料,用溶胶-凝胶法制备了TiO2/氧化石墨烯(TiO2/GO)复合材料,采用TEM、XRD对其进行表征。以活性艳红X-3B溶液为模拟废水,研究了该复合材料的光催化降解性能,考察了氧化石墨烯含量、染料初始浓度、催化剂用量等因素对其光催化降解率的影响。结果表明:氧化石墨烯片层上均匀负载着锐钛矿型的TiO2球形颗粒,粒径在10 nm左右;当TiO2/GO复合材料中加入的GO含量为100 mg时光催化活性最好,比相同条件下纯TiO2和TiO2与氧化石墨物理混合物的光催化活性有明显提高;相同条件下,降解率随溶液初始浓度的升高而降低,催化剂用量存在最佳值,100 mg/L的活性艳红X-3B溶液,催化剂用量的最佳值为0.8 g/L,反应60 min后其降解率可达96%。     

掺铜TiO_2光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用溶胶-凝胶法制备掺铜TiO2光催化剂,以活性艳红X-3B溶液光催化降解反应为模型,研究各种因素对活性艳红X-3B光催化降解的影响.实验结果表明:适量的Cu2+掺杂可明显提高TiO2的活性,本实验中最佳量为0.5%.掺杂Cu2+的TiO2光催化剂最佳用量为1.5g/L,溶液pH为5左右,活性艳红X-3B溶液初始浓度为40mg/L,加入H2O21ml/L,40min左右活性艳红X-3B降解率可达到94.3%.     

P_(25)/SnO_2复合催化剂光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用溶胶-凝胶法制备P25/SnO2复合催化剂,以活性艳红X-3B溶液光催化降解反应为模型,研究各种因素对活性艳红X-3B光催化降解的影响.实验结果表明:P25/SnO2复合催化剂适宜用量为4g/L,溶液pH为6左右,活性艳红X-3B溶液初始浓度40 mg/L,加入H2O2 2 mL/L,60 min左右活性艳红X-3B降解率可达到95.8%,降解反应动力学符合一级反应.     

溶胶-凝胶法制备TiO2/SiO2复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯、正硅酸四乙酯制备了TiO2/SiO2复合材料,利用XRD对复合材料的物相结构进行了表征,表明制备的TiO2/SiO2复合材料为锐钛矿型.FTIR表明复合材料形成了Si—O—Ti的网络结构,TG-DTA表明复合材料的热性能提高.以罗丹明B为降解物,探讨了该复合材料的光催化活性,考察了固液比、pH值、时间对降解效果的影响,结果表明,TiO2/SiO2复合材料对罗丹明B降解率明显高于纯TiO2,当固液比为6g/L、pH为6、降解时间为120min时降解率可达到94.59%.     

超临界干燥法制备的锐钛矿TiO2纳米晶的性能研究

采用超临界干燥法制备了锐钛矿TiO2纳米晶,以光催化降解活性艳红X-3B作为测试反应,考察了不同温度焙烧的TiO2纳米晶的光催化活性,并用BET,XRD和TG等手段表征了催化剂的物理化学性质.结果表明,采用该方法制得的TiO2纳米晶具有较高的晶相转变温度;随着焙烧温度的升高,锐钛矿TiO2纳米晶活性逐渐提高,而且800℃焙烧的样品具有与Degussa P25商品催化剂相当的光催化活性,这可能是由于结晶度的提高降低了充当光生电子-空穴对复合中心的缺陷的浓度.     

TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝降解的光催化活性

采用溶胶-凝胶过程和非超临界干燥法制备了TiO2/SiO2气凝胶,并对所得样品的结构进行了表征,研究了TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝(MB)降解的光催化活性.结果表明TiO2/SiO2气凝胶是一种轻质的连续多孔性块状材料,具有较高的机械强度;依据制备条件的不同,TiO2/SiO2气凝胶的比表面积在300～400m2·g-1范围内,平均孔径为20～40nm,孔体积在1～2cm3·g-1之间;TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝降解的光催化活性远高于粉末状的TiO2;钛硅的摩尔比n(TiO2)∶n(SiO2)=1∶6时制得的TiO2/SiO2气凝胶,经600℃焙烧热处理,在弱碱性条件下对亚甲基蓝降解的光催化活性较高;TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝降解反应的活化能为8.706kJ·mol-1.     

碳掺杂TiO2光催化剂的制备及其性能表征

在室温下,以钛酸丁酯为钛源、葡萄糖为碳源,用醇解法制备了C掺杂TiO2.以活性艳红X-3B作为目标降解物,评价了不同焙烧温度、投加量和反应液初始pH值等因素对样品光催化性能的影响.利用紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、X-射线粉末衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)、扫描电镜(SEM-EDS)等手段对样品进行理化性能表征.结果表明,C-TiO2具有典型的锐钛矿相结构,对活性艳红X-3B具有良好的可见光降解效果.在催化剂煅烧温度500℃、投加量1.5 g.L-1、pH值7~9、可见光光照2 h的条件下,对质量浓度为100 mg.L-1的活性艳红X-3B的脱色率可达70%以上.     

粉煤灰催化H2O2氧化降解活性艳红X-3B的研究

以某地富含铁的粉煤灰为原料,经两次磁选、湿磨后制得了实验所需的催化剂PFA,采用固体X-射线荧光光谱、粉末X射线衍射及扫描电镜法对样品进行了表征.以活性艳红X-3B为目标污染物,研究H2O2用量、反应溶液pH、催化剂用量及初始质量浓度等因素在常温下对其催化降解效果的影响.结果表明,最佳催化反应条件为:X-3B初始质量浓度150 mg.L-1,PFA用量1 g.L-1,H2O2用量1 mmol.L-1,pH=3.0,反应25 min,对X-3B的去除率可达到95%.PFA是高效的非均相类Fenton催化剂,对高浓度难生物降解的偶氮染料活性艳红X-3B具有优异的催化氧化活性.PFA循环10次实验表明,催化剂重复使用效果好.     

TiO_2借自然光催化罗丹明B溶液降解脱色的研究

研究了以TiO2为光催化剂,在可见光照条件下模拟染料废水罗丹明B溶液的光催化脱色性能。实验结果表明:催化剂的投入量,罗丹明B的初始质量浓度,光照时间是影响罗丹明B溶液脱色率的重要因素;当TiO2催化剂用量为4.0 g/L,罗丹明B的初始质量浓度为10 mg/L,光照时间为2.5 h时,罗丹明B溶液的脱色率可达99.2%。     

Mn掺杂TiO_2负载木质活性炭纤维可见光降解甲醛的研究

以木质活性炭纤维为载体制备Mn掺杂TiO2负载木质活性炭纤维光催化复合材料(Mn/TiO2-WACFs),考察Mn掺杂浓度、光照时间、光照强度、甲醛初始质量浓度和样品用量对可见光下甲醛降解率的影响.研究表明:随着光照时间的延长、Mn/TiO2-WACFs用量的增多和初始甲醛质量浓度的增大,Mn/TiO2-WACFs对甲醛的降解率逐渐提高;随着Mn掺杂浓度和光照强度的增大,Mn/TiO2-WACFs对甲醛的降解率表现出先增大后减小的趋势.在65,W节能灯光照时间4,h、甲醛初始质量浓度9.38,mg/L、n(Mn)∶n(Ti)=1∶100、Mn/TiO2-WACFs用量0.22,g的条件下,甲醛降解率高达91%,.     

纳米Cu2O及其复合物的制备及光催化性能研究

采用化学沉积法制备Cu2O粉体,并且制备了TiO2-Cu2O复合粉体。以制备的纳米Cu2O为光催化剂,对亚甲基蓝溶液进行光催化氧化降解。通过紫外一可见分光光度计考察了H2O2的加入量、亚甲基蓝的初始浓度及复合样品对降解性能的影响。结果表明,当H202的用量在5mL／30mL,亚甲基蓝的初始浓度为10mg／L时降解效果最好;复合粉体的催化效率远高于Cu2O的光催化效率。     

BST薄膜的湿法化学刻蚀工艺优化及应用初探

采用sol-gel法在SiO2/Si衬底上制备了Ba0.7Sr0.3TiO3(BST)薄膜.利用湿法化学刻蚀技术对BST薄膜进行图形化.通过实验结果对比,选择HF/HNO3/H2O2/H2O(体积比为1∶20∶50∶20)的混合液作为最佳刻蚀液.扫描电镜(SEM)结果表明,刻蚀后BST薄膜表面干净,无残留物,图形轮廓清晰.原子力显微镜(AFM)和X射线衍射(XRD)结果显示,刻蚀后BST薄膜表面粗糙度增大,结晶性退化.对刻蚀后的薄膜在600℃后退火处理,能要在一定程度上恢复其表面形貌和结晶性.应用优化工艺制备BST薄膜阵列,采用剥离法将Au,Ni/Cr和Pt/Ti电极进行微图形化.最后,成功地制备了Au/Ni/Cr/BST/Pt/Ti/SiO2/Si结构的8×8元的红外探测器阵列.     

蒸汽相水解法制备磁性光催化剂Fe_3O_4/SiO_2/TiO_2及其光催化性能

采用蒸汽相水解法,以Fe3O4纳米磁性颗粒为磁核,在其表面包覆一层SiO2来阻止光腐蚀,然后将锐钛矿相纳米氧化钛沉积在Fe3O4/SiO2颗粒表面,从而制得核壳结构的Fe3O4/SiO2/TiO2磁性复合光催化材料。用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)、探针式震动磁强计等手段对所制备的产物的结构、形貌、磁强度性能进行表征。以300W汞灯为光源,用亚甲基蓝和酸性红模拟污水中的有机染料来评价复合光催化剂的性能。结果表明,磁性纳米微球中TiO2的含量越大,其光催化性能越好,含TiO2质量分数50%的F3O4/SiO2/TiO2磁性纳米微球可在180min内降解亚甲基蓝模拟染料废水,降解率达99%,在80min内降解酸性模拟染料废水,降解率达98%。     

Nano-Ti/TiO2-PAn复合膜电极制备及其电催化降解对硝基苯酚

利用溶胶－凝胶法和电化学聚合制得Ti/nano TiO2-PAn复合膜电极,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及循环伏安法(CV)对制备的Ti/nano TiO2-PAn复合膜电极的结构和表面形貌进行了表征.以此电极对模拟污水进行了电化学处理,研究了nano TiO2-PAn复合膜电极初始浓度、不同扫描速度、不同扫描圈数等因素对对硝基苯酚电催化降解影响,实验表明初始浓度为320 mg/L的对硝基苯酚,经Ti/nano TiO2-PAn复合膜电极电催化降解1 h,降解率可达65.7%,在     

WO3/TiOF2-TiO2复合催化剂的制备及其光催化性能研究

采用水热法制备了具有太阳光光催化性能的WO₃/TiOF₂-TiO₂三元复合的系列光催化剂W∶Ti=X∶10（X=0.5、1、3、5）（其中X∶10为W与Ti元素的物质的量之比,下同）。为提升催化剂性能,在复合前用NaOH溶液对TiOF₂进行了改性处理,制备了W∶OH-Ti=X∶10（X=0.5、1、3、5）系列光催化剂。采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光谱（PL）等手段对样品进行了表征。在模拟太阳光照射下,以盐酸四环素（TTCH）溶液为模拟废水,对催化剂性能进行了研究。结果表明,WO₃的加入使部分TiOF₂在高温下转变为TiO₂,W∶OH-Ti=1∶10复合光催化剂与TiOF₂相比,禁带宽度降低,可见光响应增强,电子-空穴的复合受到了抑制,并且TiOF₂经NaOH处理后,复合光催化剂增加了更多的羟基。模拟太阳光照射2.5h后,投加量为0.3g/L的W∶OH-Ti=1∶10催化剂对TTCH的降解率可达85%,说明所制备的三元复合光催化剂具有良好的催化效果。     

海藻酸钠负载Ru掺杂TiO2太阳光催化降解染料废水

采用溶胶-凝胶法制备钌掺杂型二氧化钛,并用海藻酸钠固定化制成凝胶微球.以甲基橙为模拟染料废水,太阳光作为能源,研究钌离子的掺杂量、催化剂用量、甲基橙初始浓度和光照时间对掺杂二氧化钛的光催化性能的影响.结果表明,掺杂钌能明显改善二氧化钛的可见光催化性质.钌掺杂质量分数为1.5%,催化剂用量为3.0 g/L,甲基橙初始浓度20.0 mg/L条件下,染料溶液的降解率达90%.