ZSM-5分子筛硅铝比对TiO2/ZSM-5光催化性能的影响

为了研究ZSM-5分子筛中硅铝物质的量比变化对TiO₂/ZSM-5光催化性能的影响，通过水热合成法制备了5种不同硅铝比的ZSM-5分子筛，并以此为载体通过浸渍-煅烧法制备了TiO₂/ZSM-5复合材料。对制备材料的物化性能以及光电学性能进行了分析，并对光催化实验中的活性组分进行了研究。结果表明：当ZSM-5分子筛中硅铝物质的量比为120时，制备的TiO₂/ZSM-5复合材料吸附性较好，负载TiO₂后光响应程度最高，光生电子(e^-)和空穴(h⁺)复合率低且电阻最小，紫外光照100 min时罗丹明B(Rh-B)的降解率为99.6%,TOC去除率为60.4%。同时，实验发现羟基自由基(·O₂^-)是光催化反应过程中的主要活性组分。     

层序空间多孔结构TiO2实现高效光催化CO2还原

以葡萄糖为原料，经一步水热法生成葡萄糖基碳球(GCs)，粒径约500nm，利用微乳液聚合法合成粒径约270nm的聚苯乙烯微球(PSs)。通过真空抽滤，制备了GCs和PSs层层组装的多级模板，TiCl₄完全浸润模板并经干燥和高温煅烧，获得了空间层序多级孔结构的TiO₂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸附-脱附等手段表征了所制备催化剂的形貌、组分和孔结构。在饱和CO₂气氛下加入H₂O，利用催化剂在模拟太阳光条件进行光催化还原试验。结果表明：经过7h的光催化测试，相较于商用P25和无空间结构的TiO₂，层序空间多孔TiO₂生成还原产物CO的产率均得到明显提高。其中，空间复合多级孔TiO₂在结构失配的情况下仍表现出较高的CO产率。结合实验结果和表征证实：纳米微球层所形成的层序空间多孔TiO₂具有较高的比表面积和丰富的孔结构，有利于形成大量表面活性位点。三维网状多孔结构暴露出...     

仿生制备TiO2/ZnO复合材料及其光催化性能研究

利用结构仿生学的思想，以新鲜番薯叶为模板，利用浸渍-煅烧两步法成功制备出一系列叶片状的TiO₂/ZnO复合材料。利用SEM、XPS、XRD、BET等对复合材料进行表征。结果表明，复合材料由锐钛矿相TiO₂和纤锌矿相ZnO组成，保持了番薯叶片的多级复杂结构，具有介孔结构。光催化实验表明，TiO₂·6 h ZnO表现出最优的光催化性能。在室温下光照90 min, TiO₂·6 h ZnO对胭脂红水溶液的降解率可达到92.65%;动力学分析表明，TiO₂·x h ZnO复合材料对胭脂红溶液的降解反应均符合一级动力学模型。     

不同水解抑制剂下Sr2+掺杂改性纳米TiO2的制备及可见光响应行为

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为钛源,分别以三乙醇胺和亚氨基二乙酸为水解抑制剂,制备掺杂不同含量Sr²⁺的纳米TiO₂,并对其在可见光范围内对孔雀石绿的光催化降解活性进行评价。结果表明,Sr²⁺掺杂能够有效提高纳米TiO₂的光催化性能,并确定不同条件下合成的纳米TiO₂的最佳掺杂量和反应条件。对掺杂的TiO₂进行紫外可见漫反射光谱、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱以及氮物理等温吸附等表征,揭示了表面性能、电子结构、脱水性能、吸附性能、结晶程度和晶相结构等多方面协同作用是Sr²⁺掺杂的TiO₂具有最高光催化活性的原因。这种新型光催化剂可能在环境净化和水处理方面具有一定的应用价值。     

Pt/TiO2/ZSM-5催化剂的制备及其催化转化正丁烷

采用溶胶-凝胶法和等体积浸渍法,分别对ZSM-5分子筛进行TiO₂改性和Pt负载,获得了具有脱氢-裂解双功能的Pt/TiO₂/ZSM-5催化剂,采用XRD、N₂吸附-脱附、TEM、XPS和NH₃-TPD对样品的晶体结构,孔结构、形貌、活性金属价态和酸性质等进行了表征,并研究了正丁烷在此催化剂上催化转化制备低碳烯烃的反应规律。研究结果表明,TiO₂的引入,一方面使得改性后的ZSM-5分子筛获得了额外的酸性中心,特别是强酸性位含量的增加,有助于促进正丁烷的活化;另一方面Pt与TiO₂之间存在“金属-载体”强相互作用（SMSI）,在H₂还原气氛下,Pt能够促进TiO₂的还原,生成Ti³⁺物种,而Ti³⁺的存在增加了Pt周围的电荷密度,降低了Pt对低碳烯烃（C₂⁼～C₃⁼）的吸附能力,抑制了深度脱氢和生焦反应,从而提高双功能催化剂对烯烃的选择性。当H₂还原温度为450℃时,Pt/10TiO₂/ZSM-5催化剂在625℃下的正丁烷转化率为76.1%,低碳烯烃（C₂⁼～C₃⁼）收率为50.9%,分别比Pt/ZSM-5催化剂提高了16.7%和12.6%。     

稀土掺杂TiO2光催化还原CO2

采用溶胶-凝胶法制备了稀土掺杂TiO₂纳米光催化剂,并应用于光催化还原CO₂/H₂O体系中。通过XRD对光催化性能进行表征,研究稀土离子掺杂和焙烧温度对光催化性能的影响。结果表明,稀土La和Ce的加入可以抑制TiO2的晶相转变,提高光催化性能。催化剂800 ℃焙烧可达到最好的光催化活性,在反应时间7 h、CO₂流量200 mL·min^-1和反应液中NaOH与Na₂SO₃浓度均为0.10 mol·L^-1条件下,甲醇产率高达315.49 μmol·g^-1。并对稀土掺杂TiO₂催化剂光催化还原CO₂的机理进行了探究。     

CNTs负载TiO2对茜素红溶液的降解研究

以钛酸四丁酯为前驱体,冰醋酸为水解抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO₂/CNTs复合催化剂。测定复合催化剂对不同浓度茜素红溶液的光降解活性,并对光催化降解动力学进行研究。结果表明,在CNTs负载质量分数7.5%、焙烧温度450 ℃和焙烧时间3.5 h条件下制备的TiO₂/CNTs复合催化剂光催化活性得到提升。相同条件下,TiO₂/CNTs对150 mg·L^-1茜素红溶液的最终降解率达67%,而TiO₂的最终降解率只有56%。复合催化剂光催化活性提升的原因是CNTs负载后光催化粒子在紫外光照射下生成更多的氢氧根活性自由基。光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood方程,催化剂对污染物的表观吸附是整个反应的“瓶颈”。随着反应浓度的增大,光催化降解反应的反应级数由一级反应逐渐下降为零级反应。     

V2O5-MoO3/TiO2 催化剂的NOx选择性催化还原及SO2氧化活性

采用浸渍法以TiO₂为载体制备V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 选择性催化还原催化剂,研究V₂O₅和MoO₃负载量对于催化剂选择性催化还原反应及SO₂氧化活性的影响,并考察氧含量、氨氮物质的量比和反应空速对3%V₂O₅-6%MoO₃/TiO₂催化剂选择性催化还原脱硝活性的影响。结果表明,随着催化剂中V₂O₅负载质量分数增加,V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 催化剂的选择性催化还原活性和SO₂氧化活性均呈上升趋势。MoO₃的负载对催化剂的SO₂氧化活性有明显抑制作用。MoO₃负载质量分数超过9%,制备的催化剂既保持较高的低温选择性催化还原活性,又使选择性催化还原反应中的SO₂转化率小于1%。     

活性炭纤维负载TiO2净化室内空气的研究进展

介绍了TiO₂/ACF复合材料吸附净化室内空气中甲醛及苯系污染物的方法以及影响净化效果的因素、ACF的等离子体改性对ACF表面性能的影响、TiO₂的掺杂改性对TiO₂光催化活性的影响,ACF和TiO₂的改性可以显著提高TiO₂/ACF复合材料降解室内污染物的效率。     

SO2和H2O对Y掺杂Mn/TiO2选择性脱除NO的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Y掺杂的TiO₂载体,负载硝酸锰构成了Y掺杂的Mn-Y/TiO₂催化剂。考察了焙烧温度、空速对其催化还原NO性能的影响,并对催化剂的抗SO₂、H₂O毒化性能进行了考察。结果表明,催化剂的最佳焙烧温度为500 ℃,催化剂的活性随空速的降低而升高,XRD分析Y掺杂抑制了锐钛矿晶相的转移,有利于催化剂活性组分的分散,从而提高催化剂的活性。Mn-Y/TiO₂的抗毒化性能优于Mn/TiO₂,在反应温度180 ℃、空速14000 h^－1、氧含量为3%、NO浓度600 mL/L及NH₃/NO为1的条件下,同时通入200 mL/L SO₂和4% H₂O,NO转化率从非掺杂的Mn/TiO₂的48.2%上升到57.6%,Y掺杂提高了催化剂的抗毒化能力;FTIR分析表明催化剂中毒是由于生成了铵的硫酸盐或者锰、钇的硫酸盐。     

负载型TiO2光催化技术研究与进展

综述了TiO₂光催化剂的制备方法及载体的选择,对TiO₂光催化剂负载方法及影响因素进行了概括,并介绍了负载型TiO₂光催化技术的应用领域。分析目前负载型光催化技术存在的问题及面临的难题。     

H3PW12O40/TiO2-SiO2光催化降解甲基红

采用溶胶-凝胶法制备TiO₂-SiO₂,用浸渍法将H₂PW₁₂O₄₀负载在TiO₂-SiO₂上,制得H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂-SiO₂光催化剂。探究在模拟自然光条件下,光照时间、甲基红溶液初始浓度、催化剂用量和溶液pH对甲基红可见光催化降解的的影响。实验结果显示,在光照时间为15min.甲基红溶液初始浓度为15mg/L.催化剂用量为1.8g/L以及pH为2的优化条件下,甲基红的光降解率高达99.7%。光催化降解甲基红溶液为一级动力学反应。     

3-氨丙基三乙氧基硅烷作用下合成多级孔道ZSM-5分子筛

多级孔道ZSM-5分子筛因同时具有微孔和介孔结构,在催化领域显示出较好的应用前景。对高硅铝比下以3-氨丙基三乙氧基硅烷作为硅烷化试剂合成具有多级孔道的ZSM-5分子筛进行研究,并采用X射线衍射、N₂吸附-脱附和扫描电镜等进行表征。结果表明,合成的多级孔道ZSM-5分子筛是由小晶粒聚集而成的椭球状团簇体,晶粒间会形成介孔;硅烷化试剂的添加量可以在一定程度上调控微介孔比例,介孔孔容随着3-氨丙基三乙氧基硅烷添加量的增加而增大,3-氨丙基三乙氧基硅烷添加量较高时,预晶化与否对多级孔道ZSM-5分子筛的孔结构、形貌和产率产生较大的影响;3-氨丙基三乙氧基硅烷与SiO₂物质的量比为0.05∶1时,预晶化条件下合成的样品介孔孔容为0.154 cm³·g^-1,明显高于未预晶化条件下合成的样品（0.084 cm³·g^-1）,产率为91.8%,高于未预晶化条件下合成的样品（65.3%）。     

光催化剂TiO2的改性研究进展

光催化剂TiO₂在环境污染治理领域呈现出广阔的应用前景,但由于其自身存在不能响应可见光和量子效率低的缺陷而限制了它的应用,改性是提高TiO₂光催化性能的重要手段。在总结国内外科研成果的基础上,综述了现阶段TiO₂的主要改性方法（如光敏化、离子掺杂、复合半导体等）研究进展,并对TiO₂改性方法的发展趋势进行了展望。     

TiO2-SiO2复合材料应用研究进展

无机材料TiO₂和SiO₂因稳定性好、无毒害等性能得到广泛关注和应用,TiO₂-SiO₂复合材料因TiO₂和SiO₂组分的协同作用,表现出更加优异的性能。综述TiO₂-SiO₂复合材料在药物缓释、光催化、吸附、抗菌等相关应用领域中的研究进展,以期为其后续研究提供参考。     

Bi2Sn2O7/CeO2 Z型异质结光催化剂在可见光下降解有机污染物性能研究

利用水热法将Bi₂Sn₂O₇纳米颗粒负载到CeO₂微球上制备Z型异质结光催化剂并用于光催化降解水污染物。结果表明,在光照下60 min时,优化的Bi₂Sn₂O₇/CeO₂(BSC-5)对盐酸四环素的降解效率达到88.4%(反应速率常数k=0.033 4 min^-1),是CeO₂的8.25倍和Bi₂Sn₂O₇的4.71倍。Z型异质结可以形成更多暴露的活性中心,具有更好的光电子-空穴对分离效率、优异的氧化还原能力以及有效产生超氧自由基(·O^-₂)和羟基自由基(·OH)。此外,Bi₂Sn₂O₇/CeO₂在光催化降解实验中表现出良好的稳定性,经过5次循环后降解效率保持在85%以上。同...     

纳米TiO2光催化材料的合成及应用研究进展

本文扼要介绍了纳米TiO₂的光催化反应机理,讨论了掺杂纳米TiO₂光催化剂的几种方法以及TiO₂光催化技术在废水处理中的应用,并对纳米TiO₂催化剂的发展做出了展望。     

TiO2掺杂对Na2CO3/Al2O3吸收剂CO2捕捉性能的影响

钠基固体吸收剂脱除燃煤烟气CO₂技术具有反应温度低、能耗低等优点,日益受到学术界的关注。该技术的主要不足是吸收剂的活性成分碳酸钠与CO₂的反应（碳酸化反应）活性较低。针对这一问题,本文旨在研制一种新型改性钠基固体吸收剂,采用活性氧化铝作为载体、TiO₂作为掺杂剂进行改性,利用热重分析装置、XRD、SEM和氮吸附仪研究钠基固体吸收剂的CO₂捕捉性能。结果表明：掺杂TiO₂后,钠基固体吸收剂与CO₂的反应速率加快,CO₂捕捉量增加;反应前后除TiO₂外无其他含Ti化合物生成;碳酸化反应产物为NaHCO₃和Na₅H₃（CO₃）₄;然而TiO₂掺杂过多会堵塞吸收剂的微观孔道,不利于甚至阻碍碳酸化反应的进行,因此,TiO₂的掺杂量应控制在一定的范围内。     

TiO2/FACs与TiO2/Mullite复合材料的制备及其光催化性能

分别以粉煤灰漂珠(简记为FACs)与海胆状莫来石球(简记为Mullite)为基体，采用溶胶浸渍工艺制备了TiO₂/FACs与TiO₂/Mullite型复合材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及电子能谱(EDS)对制备的材料进行了表征。研究了TiO₂/FACs与TiO₂/Mullite型复合材料在紫外光照射下对罗丹明B(RhB)的光催化性能。结果表明：经500℃煅烧后形成的锐钛矿型TiO₂均成功负载到粉煤灰漂珠与莫来石晶体上，在粉煤灰漂珠表面覆盖了一层厚薄不均的纳米级别的TiO₂薄膜，而在莫来石晶体上则出现了大量细小的TiO₂颗粒；在降解染料时间为180 min,TiO₂/FACs与TiO₂/Mullite复合材料对罗丹明B染料的降解率分别为84.8%和96.4%，降解速率为0.01088min^-1和0.02885 min^-1。     

TiO2–g-C3N4/BMMS光催化氧化脱硫催化剂

为了提高TiO₂的光催化氧化脱硫(PODS)活性,利用负载和复合的协同作用,将TiO₂与g-C₃N₄复合,并负载于双介孔二氧化硅(BMMS)上,制备了TiO₂–g-C₃N₄/BMMS。以含二苯并噻吩(DBT)的十二烷溶液为模拟油,评价了催化剂的催化性能;优化了反应条件并提出了催化反应机理。结果表明:TiO₂–g-C₃N₄/BMMS具有明显的双介孔结构,TiO₂与g-C₃N₄已实现复合并负载于BMMS上,TiO₂–g-C₃N₄活性组分在载体上分散良好,与单一TiO₂相比对光的吸收能力增强,催化活性有明显提高,优化后的反应条件为,催化剂用量3%(质量分数),O/S摩尔比为10:1,萃取剂与模拟油体积比为1:1,此时脱硫率可达96.6%,且重复使用8次后脱硫率仍保持85%以上,PODS过程中的主要活性中间物种是·O₂^–和h⁺。