介孔TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

本文以钛酸四丁酯为钛源,以十二烷基磺酸钠为模板剂,采用水热法制备了系列介孔TiO2光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET和BJH)和扫面电子显微镜(SEM)等测试手段对所制备系列样品的微观结构及其谱学性能进行了初步表征,并以甲基橙溶液为降解物测试其光催化活性,进而探讨了介孔TiO2光催化剂的最佳制备条件。结果表明,实验得到了以锐钛矿相为主的介孔TiO2纳米粉体,晶粒尺寸均为5nm左右,均具有Langmuir IV型孔径结构;对甲基橙溶液具有较强的光降解作用,晶化时间为28h、模板剂用量为5g时,对甲基橙溶液光催化活性最强,1h内降解率可达到98.54%。     

铁酸锌掺杂TiO2的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯和自制铁酸锌为原料,用溶胶-凝胶法制备了未掺杂的纳米TiO2和掺杂的ZnFe2O4-TiO2纳米粉体,利用SEM和XRD对产物的晶型、晶貌及晶粒大小进行表征,并通过对甲基橙的光催化降解研究了掺杂铁酸锌对纳米TiO2光催化活性的影响。结果表明:在500℃煅烧得到的纳米粉体光催化活性较高,催化剂的用量为1.0g/L时,其催化效果最好,对甲基橙的降解率分别为95%和96%。     

超声制备纳米TiO2及其光催化活性研究

在超声条件下采用溶胶凝胶法制备了纳米TiO2光催化剂,以甲基橙的光催化降解为探针反应评价了其光催化活性,运用XRD、BET、TEM等技术对制备的TiO2进行表征,结果表明,低频超声可以抑制TiO2晶粒的聚集和长大,提高分散度,增大比表面积,TiO2样品在紫外光下光催化降解甲基橙的能力显著增强,其中28 kHz超声频率下制备的样品效果最好,降解速率比未超声得到的TiO2提高了15％.     

N掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯和乙醇为原料,尿素为氮源,室温下采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂的纳米TiO2粉末。采用XRD、TEM、UV-Vis DRS对样品进行了表征。结果表明：N掺杂使纳米TiO2的光谱响应范围拓展到可见光区。较佳制备条件是：n(钛酸四丁酯)∶n(尿素)为1∶3,400 ℃下煅烧3.5 h,所得样品为锐钛矿晶型,平均粒径为13 nm。光降解甲基橙实验中,溶液pH值为4.0时,降解率最大,反应3 h降解率可达70.5%。     

纳米TiO2催化剂的固定及其对甲基橙的光电催化降解

把TiO2纳米粉体经磁搅拌、超声波振荡分散成均匀稳定的溶胶后，用浸渍-拉提法将TiO2固定在多孔泡沫镍基片上制备了纳米薄膜光阳极，以SEM、XRD对制备的催化剂进行了表征，并通过其对水溶液中甲基橙的光电催化降解考察了所制备催化剂的催化活性、稳定性。结果表明，所制TiO2催化剂主要为锐钛矿晶相，光电催化活性高、稳定性好。     

氮掺杂制备锐钛矿型纳米TiO2及降解甲基橙的研究

采用溶胶凝胶法制备了氮掺杂TiO2光催化剂。考察了氮的掺杂量、热处理温度对TiO2光催化能力的影响。用XRD、 SEM和紫外-可见光分度计对样品的晶型、形貌和光催化性能进行表征。结果表明氮的掺杂有助于改善TiO2的光催化性能,在灯光照射下5％N-TiO2煅烧温度为450℃时表现出较高的光催化活性和降解甲基橙溶液的能力,在80 min内降解甲基橙溶液达到了98％。     

温度对水热法合成二氧化钛纳米粉体的影响

以钛酸丁酯为原料、二乙醇胺为水解抑制剂在不同的温度下用水热法制备了二氧化钛纳米粉体.以X射线衍射(XRD)、动态光散射激光粒度分析(DLS)、透射电子显微镜(TEM)研究了TiO2纳米粉体的性质.TiO2为锐钛矿结构,颗粒大小约为15nm,分散良好,它们具有良好的光催化活性.8mg 180℃水热4小时合成的TiO2纳米粉体在15分钟内能够完全降解10ml 20mg/L的甲基橙水溶液.     

制备条件对纳米TiO2溶胶结构和性能的影响

以四氯化钛和氨水为原料,在低温下制备锐钛矿型纳米TiO2溶胶。通过XRD测试与对亚甲基兰和甲基橙的光催化降解实验,探讨了制备过程中酸的种类、酸的浓度、回流温度和回流时间对TiO2结构和光催化性能的影响。并得出具有高光催化活性纳米TiO2溶胶的最佳制备条件:硝酸浓度为0.08mol/L,回流温度为80℃,回流时间为2h。此条件下产物在太阳光照下对甲基橙和亚甲基蓝的催化降解率大于95%。     

微乳液法制备介孔TiO2及其表征

以钛酸丁酯为原料,三嵌段共聚物F127为模板剂,利用司班-20、曲拉通X-100/环己烷/正丁醇/水微乳液体系制备了介孔TiO2粉体.采用高温焙烧的方法去除模板剂,对合成的样品进行XRD、N2吸附-脱附表征,研究了焙烧温度,模板剂用量等因素对样品比表面积的影响,并以甲基橙的降解为模型反应评价其催化活性.实验结果表明,模板剂用量为1 g,焙烧温度为400℃条件下所得TiO2粉体表现出较好的介孔特性,其比表面积为97.5m2·g-1,最可几孔径为9.8nm左右,且晶型全部为锐钛矿.光催化降解甲基橙表明介孔TiO2具有优异的催化性能,40W紫外光照射180 min后甲基橙降解率可达96.79％.     

陶粒载体TiO2的制备及其光催化性能的研究

采用改进的溶胶-凝胶法制备了以陶粒为栽体的纳米TiO2光催化剂.使用XRD、TG-DTA、FT-IR进行表征;以甲基橙为目标降解物,研究了其光催化性能,对比了陶粒、TiO2粉末及陶粒栽体TiO2不同体系对甲基橙的处理效果和重复使用性能,并对不同温度条件下烧结的催化剂光催化降解有机物能力进行了比较.结果表明在700℃下烧结的催化剂对甲基橙的降解具有最大光催化活性;催化剂经重复使用3次后,仍具有较高的光催化性能.对甲基橙的降解率达94.27%.     

Nd掺杂介孔TiO2光催化剂的制备及其性能研究

本文以十二烷基磺酸钠为模板剂,钛酸四丁酯为钛源,采用水热法制备了介孔TiO2光催化剂和不同摩尔比的Nd掺杂介孔TiO2光催化剂,通过X-射线衍射(XRD)分析、N2吸附-脱附和孔径分布(BET和BJ H)等对其进行表征,并且以甲基橙溶液为目标污染物,考察了所制备样品光催化性能.研究表明,所制备样品均为锐钛矿型结构TiO...     

模拟太阳光下稀土Gd掺杂了TiO2纳米晶的光催化性能研究

以甲基橙的光催化降解为探针反应,采用氙灯模拟自然条件下的太阳光,评价了通过酸催化的溶胶-凝胶法制备的稀土Gd掺杂改性TiO2纳米晶的光催化活性及对甲基橙水溶液TOC的去除效果.运用XRD和UV-Vis DRS表征技术考察了Gd掺杂对纳米TiO2的微晶尺寸、晶体结构与光学性能的影响.结果表明,Gd掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,阻碍TiO2晶粒增长,使TiO2的光吸收带边发生蓝移且有利于对可见光的吸收,从而使Gd掺杂TiO2在模拟太阳光下光催化降解甲基橙的能力得到明显提高,但样品对甲基橙水溶液TOC的去除效果要滞后于其对色度的去除.     

人造沸石负载型TiO2光催化剂的制备与光降解甲基橙的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了人造沸石负载型TiO2光催化剂,用XRD分析了其物相结构,以紫外灯为实验光源、甲基橙溶液为目标降解物对其进行了光降解性能的研究,考察了TiO2负载量、催化剂用量、热处理温度等不同条件下催化剂的光催化活性.结果表明,焙烧温度为240℃、TiO2负载量为33.3%、催化剂用量为2～3 g·L-1、紫外光连续照射5 h时,甲基橙溶液的脱色率可达到83.8%.     

C/Fe3+掺杂纳米TiO2的制备及其及光催化性能的研究

本实验通过溶胶-凝胶法制备了椰壳纤维活性碳掺杂的纳米TiO2、Fe3+掺杂及Fe3+,C共掺杂的纳米TiO2。并采用TEM、XRD、DSC-TGA、UV-Vis等检测手段对样品进行表征,结果表明经过掺杂的TiO2的吸收带边发生一定的红移。Fe3+掺杂及Fe3+,C共掺杂的TiO2的最佳掺杂量为4%,经过掺杂的TiO2在自然光下的催化效率比未经掺杂的TiO2有明显提升,经过在自然光下120 min的甲基橙模拟降解污水实验,经过掺杂的TiO2最大降解率可达42%。     

锰掺杂TiO_2的制备、表征及光催化性能研究

应用溶胶凝胶法,以氯化锰和钛酸丁酯为原料制备了前躯体,前躯体在500℃、焙烧3小时条件下制备了不同浓度掺杂锰的TiO2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;锰掺杂样品的吸收光谱红移至440nm;光催化实验表明锰掺杂可以改善TiO在可见光波段的光催化性能。     

Eu、N掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

本文采用溶胶-凝胶法制备了Eu的TiO2粉体,然后以NH3为N源,采用浸渍法进一步对其处理,获得了同时掺杂Eu、N的纳米TiO2。以甲基橙为目标污染物,对于上述样品的光催化性进行了研究,并采用XRD、TEM等手段对粒子晶型、大小和形貌进行了表征。结果表明:(1)试验条件下,Eu、N的掺杂对于TiO2晶型基本没有影响;(2)采用溶胶-凝胶法结合浸渍法,在焙烧温度为450℃条件下制备出的掺Eu(0.5%)、N的纳米TiO2样品具有较好的可见光光催化活性。     

纳米二氧化钛的制备及光催化性能的研究

实验采用了熔融分相法制备纳米TiO2光催化材料，本文研究了该制备方法的实验原理，采用DTA，XRD，SEM，TEM等测试手段对实验结果进行分析，并对不同条件下热处理样品的TiO2晶体的析晶情况进行讨论，用甲基橙作为模拟降解物进行光催化性能的测试。实验结果表明：采用熔融分相法可以制备出晶体粒径在纳米尺寸的与多孔玻璃负载牢固的TiO2光催化材料。光催化性能结果显示了对于不同条件热处理的样品，只有在多孔玻璃载体孔径及TiO2晶粒尺寸大小适宜时，其光催化效果才能达到最佳。     

在活性炭负载TiO2催化剂上甲基橙的光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备活性炭（AC）负载型TiO2光催化剂，用XRD分析了其物相结构，以紫外灯为实验光源对活性炭负载TiO2光催化剂进行了光降解性能的研究。以甲基橙溶液为目标降解物，考察了TiO2负载量、催化剂用量、热处理温度等不同条件下催化剂的光催化活性。结果表明，当TiO2负载量为33．3％，用量为2—3g／L，紫外光连续照射5h时，甲基橙溶液的降解率可达96．1％。     

活性炭负载TiO2的制备与表征

在固定床中以玉米秸秆为原料采用二氧化碳活化制备活性炭,并以活性炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2／AC复合催化剂,通过光催化降解甲基橙对其光催化活性进行研究。正交实验表明：当二氧化碳流量500mL·min^-1、活化温度800℃、活化时间40min时,制备的活性炭负载TiO2光催化性能最好,甲基橙降解率高达98．4％;采用XRD和SEM表征最佳工艺制得的TiO2／AC,发现TiO2／AC为锐钛矿型,粒径约为12nm。     

混晶型TiO_2/凹凸棒土纳米复合材料的光催化性能

以TiCl4和凹凸棒土(ATP)为原料制备了TiO2/ATP纳米复合材料,用XRD和TEM对所得样品进行了表征,并在紫外光下将此复合材料用于降解甲基橙.研究了溶液pH值、催化剂投料量、甲基橙初始质量浓度和反应时间等条件对甲基橙降解率的影响.XRD和TEM显示凹凸棒土的表面包裹着平均粒径约为10 nm的混晶型纳米二氧化钛.光催化实验结果表明,在pH值为1～4、纳米复合材料的投料量为1.0 g/L、甲基橙初始质量浓度为0.01 g/L和光催化反应时间为4 h的情况下,甲基橙的降解率可达90%以上.