上转光剂Er3+∶YAlO3复合物的声催化活性研究

通过溶胶凝胶的方法制备了上转光剂Er3+∶YAlO3,然后通过超声分散和溶液沸腾的方法合成了Er3+∶YAlO3/TiO2-CdS复合物光催化剂。利用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)技术对Er3+∶YAlO3和Er3+∶YAlO3/TiO2-CdS复合物进行了表征。以酸性红B染料水溶液作为模拟污染物,通过可见声催化降解程度评估Er3+∶YAlO3/TiO2-CdS复合物催化活性,并且比较了Er3+∶YAlO3/TiO2和Er3+∶YAlO3/CdS光催化活性。最后,对Er3+∶YAlO3上转光剂的原理和Er3+∶YAlO3/TiO2-CdS复合物的声催化机理进行了讨论。     

YAlO3/SnO2-TiO2复合物的制备及降解有机污染物的应用

以实验室合成YAlO3/SnO2-TiO2复合物作为催化剂,以酸性红B溶液模拟有机污染水,并用扫描电镜对YAlO3/SnO2-TiO2进行表征,研究了处理温度、处理时间、照射时间及YAlO3/SnO2-TiO2对酸性红B降解率的影响,同时也对不同染料进行了研究。结果表明,在YAlO3/SnO2-TiO2催化剂作用下可见光降解酸性红B的效果明显优于单纯TiO2或SnO2催化时的效果。     

Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2复合物的制备及光催化活性研究

对TiO2半导体材料进行改性,分别通过溶胶凝胶、超声波分散和溶液沸腾的方法合成了Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2复合物光催化剂,并且采用XRD和SEM进行表征,研究了各种因素在太阳光照射下降解酸性红B的催化活性,也考察了Er3+∶YAlO3的包覆量、Er3+∶YAlO3/Fe掺杂TiO2的量、太阳光照射时间、酸性红B的初始浓度和氯化钠浓度等其降解过程用UV-Vis光谱进行检测。实验结果表明,加入上转光剂之后降解率大幅度增加,改性后的光催化剂可以有效地降解染料废水。     

稀土上转光剂(Y3Al5O12∶Er^3+)复合TiO2光催化剂的制备及其催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法、高温煅烧法和超声分散法制备了Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂,并对制备的样品进行了XRD和SEM表征。利用次甲基蓝水溶液模拟有机污染水,对比了单一TiO2,上转光剂Y3Al5O12∶Er^3+以及Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂的催化活性。同时讨论了煅烧温度、煅烧时间、光照射时间、光照强度以及光催化剂用量等因素对光催化剂性能的影响。结果表明,煅烧温度为550℃、煅烧时间为90 min,照射时间为150 min,光照强度为1.0 mW/cm2和催化剂的量为1.00 g/L时,Y3Al5O12∶Er^3+/TiO2复合光催化剂降解次甲基蓝表现出了最佳的催化效果。     

掺Mo~(6+)附Ag纳米TiO_2在可见光下降解酸性大红3R

通过溶胶-凝胶法结合光催化还原法制备掺Mo6+附Ag的TiO2纳米颗粒,并在可见光下对酸性大红3R进行降解实验,研究其在可见光下的催化活性,并与纯TiO2、仅掺Mo6+或仅附Ag的TiO2进行对比。进一步讨论在可见光照射下掺杂量、焙烧温度等因素对掺Mo6+附Ag纳米TiO2降解性能的影响。结果表明:可见光下Ag/Mo6+/TiO2比纯TiO2、仅掺Mo6+或仅附Ag的TiO2显示出更高的活性,这是因为金属Mo6+的掺杂和贵金属银的沉积使二氧化钛的吸收带边发生红移,拓宽了可见光的响应范围;Ag/Mo6+/TiO2催化剂的催化活性最高时的Mo6+掺杂量为4.5%,银的附着量为2%。焙烧温度为500℃,这种掺Mo6+附Ag纳米TiO2对酸性大红3R的降解率可达87.6%.     

钇掺杂TiO2/膨润土纳米复合光催化剂的性能研究

以膨润土为载体,钛酸四丁酯和氯化钇为原料,采用溶胶-凝胶法制备钇掺杂TiO2/膨润土纳米复合光催化剂,运用X射线衍射(XRD)、差热-热重(DTA-TG)和红外光谱(IR)对纳米复合光催化剂进行了表征,在太阳光照射下,通过染料酸性红B的降解反应,考察其光催化活性。实验结果表明:钇掺杂TiO2已进入膨润土层间,经500℃热处理后,在膨润土表面有锐钛矿型TiO2生成,并结合牢固;适量的钇掺杂降低了TiO2粒子的粒径,显著提高了光催化降解有机物的活性;随着光照时间的延长,染料酸性红B的特征峰510nm强度逐渐减弱,2h后彻底消失,酸性红B的去除率达97.38%。     

YAlO3/Fe掺杂ZnO复合物的制备、表征及对酸性红B的降解

采用溶胶-凝胶、超声分散和溶液沸腾法制备YAlO3/Fe掺杂ZnO复合物,在可见光的照射下,考察了酸性红B降解效果,并利用X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对光催化剂进行了表征,同时研究了YAlO3的包覆量、YAlO3/Fe掺杂ZnO的量、可见光照射时间、处理温度和处理时间等因素对酸性红B降解率的影响,其降解过程也用HPLC进一步进行验证。结果表明,YAlO3/Fe掺杂ZnO在40 min酸性红B的降解率达到97.7%,表现出更好的光催化活性。     

Gd/TiO2气相光催化降解乙烯的动力学研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Gd3 掺杂TiO2光催化剂Gd/TiO2,以乙烯作为模拟污染物进行气相光催化降解实验,研究乙烯的流速、催化剂的粒径、热效应、反应温度等动力学因素对光催化降解反应的影响.结果表明,乙烯的流速≥20mL·min-1时,光催化活性趋于稳定;粒径大小对光催化活性基本上没有影响.乙烯在纯TiO2和Gd/TiO2样品上的光催化氧化是一级反应,光催化活性随着反应温度的升高而增强,其中,Gd/TiO2样品的光催化性能随反应温度的变化更显著.纯TiO2和Gd/TiO2样品的表观活化能分别为21.5 kJ·mol-1和16.3 kJ·mol-1,反应活化能降低,反应速率加快可能是纯TiO2掺杂Gd3 后光催化活性提高的动力学方面的原因.     

纳米TiO2催化超声降解酸性品红溶液的性能研究

采用处理过的市售的锐钛型和金红石型纳米TiO2作为催化剂，研究了各种因素对酸性品红超声降解反应的影响。结果表明在锐钛型纳米TiO2作用下超声降解酸性品红的效果明显优于金红石型纳米TiO2。超声波频率25kHz，输出功率50w，催化剂用量500mg／L，pH为3．0，酸性品红水溶液初始浓度10mg／L，的条件下，60min左右降解率即可达到80％以上，180min酸性品红基本可全部降解，COD的去除率也可达到了99．0％。因此，锐钛型纳米TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景。     

低温合成TiO2/Fe3O4磁载光催化剂的光催化性能研究

采用化学共沉淀法合成的磁性纳米Fe3O4为磁核,以钛酸四丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法,在较低温度下合成了TiO2/Fe3O4磁性光催化剂.利用XRD、TEM、SEM-EDX等分析方法对合成催化剂的相组成、形貌、粒度、元素分布等进行了表征;研究了不同焙烧温度及TiO2/Fe3O4比例对降解罗丹明B光催化活性及磁分离回收性能的影响.结果表明,在100、300和450℃焙烧温度下磁性光催化剂的催化活性依次降低,较低温度(100℃)制备的催化剂具备较高的催化活性;当TiO2质量分数处于67.3%～73.0%时,催化剂既具有较高的光催化降解活性也具有较好的磁分离回收性能;光催化剂TiO2/Fe3O4(100℃,TiO2质量分数70%)在循环使用5次后,在降解75 min时仍能达到对罗丹明B 99%的脱色率和90%的回收率.     

超声辅助分子自组装法合成硅胶负载TiO2光催化剂

超声辅助分子自组装法制备表面均匀和高催化活性的硅胶负载TiO2（TiO2-SiO2）光催化剂。采用XRD、SEM、FT-IR、PL等手段对制备产物晶型及形貌等进行了表征。以降解水中偶氮染料甲基橙为探针反应,评价了TiO2-SiO2的光催化活性。结果表明,500℃煅烧TiO2-SiO2的光催化活性最佳。     

镧或钕掺杂TiO2可见光催化剂及其对甲基橙的降解活性

用溶胶-凝胶法制备的La2O3/TiO2和Nd2O3/TiO2等催化剂,在可见光下降解甲基橙活性顺序为Nd2O3/TiO2>La2O3/TiO2>Fe2O3/TiO2>TiO2.焙烧温度为500℃的掺Nd为0.7%(摩尔分数)的催化剂活性最高.用XRD、DTG分析了催化剂的晶型结构,探讨了稀土对晶格畸变和催化活性的影响.     

WO3/TiO2薄膜光催化降解ARB性能研究

采用溶胶-凝胶法,在玻璃珠表面涂覆均匀透明的WO3/TiO2薄膜,并制成光催化反应器对水溶液中酸性红B（ARB）的光催化降解进行了研究。采用XRD对催化剂进行了表征,讨论了催化剂的组成、煅烧温度、酸性红B的起始浓度、pH值、光照时间等因素对光催化反应活性的影响。结果表明：当ω（WO3）=4.0%,煅烧温度为500℃,[ARB]=20 mg.L^-1,pH=7.1,光照时间为8 h时,酸性红B的脱色率可达94.8%。     

稀土改性Ni/TiO_2光催化剂及其重复利用催化活性

用溶胶-凝胶法制备了La或Ce改性的0.3%Ni/TiO2(即La-Ni/TiO2或Ce-Ni/TiO2),考察了La-Ni/TiO2或Ce-Ni/TiO2在催化降解甲基橙水溶液过程中的重复利用性能,并用XRD、N2吸附-脱附以及XPS等手段对催化剂进行了表征分析。研究表明,适宜La和Ce掺杂量(La/Ti、Ce/Ti摩尔比)分别为0.15%和0.1%,适宜焙烧温度为400℃。在酸性条件下(pH=3),La-Ni/TiO2和Ce-Ni/TiO2与Ni/TiO2光降解甲基橙的能力相当,但La或Ce掺杂使Ni/TiO2催化剂的重复使用能力提高。催化剂上存在低结合能的低价钛离子(如Ti3+),低价钛离子的含量和结合能大小是衡量催化剂光催化降解活性的重要因素。可能是La或Ce使催化剂在使用过程中低价钛离子得到较好保留,从而使催化剂活性得到较好维持,催化剂重复使用性能提高。     

La2O3/TiO2纳米粒子超声光催化降解邻硝基苯酚

以钛酸丁酯为原料,用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了La2O3/TiO2纳米粒子.采用X光衍射仪对粉体的粒径、物相进行了表征.研究了超声光催化协同降解水中邻硝基苯酚的效果,考察了超声波声强、反应温度和催化剂投加量对邻硝基苯酚降解速率的影响.研究结果表明,超声光催化协同降解要比单独超声波或光化学处理效果显著,证实了声光联合技术具有明显的协同效应.     

TiO2掺杂CeO2催化超声降解甲基橙

以合成TiO2掺杂CeO2作为催化剂,以超声降解甲基橙反应为模型,研究了各种因素对TiO2掺杂CeO2催化超声降解甲基橙溶液的影响。结果表明,在TiO2(掺杂CeO2)催化剂作用下超声降解甲基橙的效果明显优于单纯以锐钛矿型TiO2催化时的情况。TiO2(掺杂CeO2)用量为0.5 g/L～1.0 g/L、超声波频率为25 kHz、输出功率为1.0 W/cm2、pH值为1.0～3.0时,初始浓度为20 mg/L的甲基橙水溶液在80 min左右基本可降解完全,COD的去除率达到了99.0%。     

固体超强酸S_2O_8~(2-)/TiO_2-WO_3的制备及其催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了固体超强酸S2O82-/TiO2-WO3,并对其进行了XRD与IR表征,用乙酸乙酯合成模型反应考察了其催化性能,系统研究了WO3的含量、焙烧温度等制备条件对S2O82-/TiO2-WO3性能的影响。实验表明:在(NH4)10W12O41.xH2O质量分数为5.0%、焙烧温度为500℃条件下通过溶胶-凝胶法制备的固体超强酸S2O82-/TiO2-WO3,其载体为微细且晶格不太完整的锐钛矿型TiO2,比表面积较大,具有比浸渍法制备的SO42-/TiO2更高的硫含量和更强酸性,并具有较高的催化酯化活性和稳定性,在反应条件为:醇酸摩尔比1.48∶1、催化剂用量为冰醋酸的6.0%、反应时间2.0h,乙酸转化率可达74.1%(不加分水器)。催化剂在无需任何再生的条件下重复使用,活性下降趋势平缓,显示良好的稳定性。     

TiO_2/Mg(OH)_2复合材料对有机污水中甲基橙的光催化降解动力学的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2,并以TiO2和镁盐溶液为前驱物用氨气鼓泡法制得了TiO2/Mg(OH)2复合材料.利用氢氧化镁在水溶液中较强的吸附能力和TiO2对有机物的催化降解作用,研究TiO2/Mg(OH)2复合材料对有机污水中的甲基橙暗反应吸附规律和光反应催化降解性能.结果表明:当TiO2/Mg(OH)2加入量为1 g·L-1时,在可见光下照射180 min后,对有机污水中含20 mg·L-1的甲基橙的降解率达到98.00%,同时在同等条件下选用国家标准(30 mg·L-1亚甲基蓝溶液)作为参照时,降解率可达99.20%.TiO2/Mg(OH)2复合材料对污水中甲基橙的催化降解反应较好地符合Langmuir动力学模型,可用一级反应动力学方程进行描述.     

CeOx-MnOx/TiO2低温SCR催化剂的制备及脱硝性能

利用超声浸渍法分别制备了MnOx/TiO2和CeOx-MnOx/TiO2低温选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂,并对其进行了SEM、EDS、BET及XPS等表征,在此基础上,研究了催化剂的低温SCR脱硝性能,重点考察了Mn负载量及Ce/Mn摩尔比对催化剂性能的影响,结果表明：当Mn负载量为15%时,催化剂具有较高的催化活性;Ce的掺杂有利于催化剂催化活性的提升,当Ce/Mn=0.8时,其催化活性最高,在180℃时达到了97.86%。另外,Ce的掺杂有利于提升催化剂的抗硫抗水特性,但仍有待进一步提升。     

高分子网络凝胶法制备SnO2/TiO2复合粉及其光催化性能

以TiCl3和SnCl4·5H2O为原料,采用高分子网络凝胶法制备SnO2/TiO2复合粉体.用制备的复合粉体对大红染料的稀释溶液进行脱色检验其光催化性能,并用XRD、TEM对粉体进行表征.结果表明利用高分子网络凝胶法制备的复合光催化剂粒径小、分布均匀可控.一定量的Sn掺杂使复合光催化剂活性明显优于单一的TiO2,n(SnO2)/n(TiO2)=6%时复合催化剂具有最高的催化活性.