薄膜化固体超强酸SO4^2-／TiO2-WO3光催化降解甲基橙

采用硫酸溶液漫渍处理TiO2—WO3制得SO4^2-／TiO2-WO3薄膜光催化剂,考察了光催化荆对甲基橙溶液的光催化降解行为。结果表明,在硫酸浓度为0．2mol·L-1、焙烧温度为550℃、WO3掺杂量为2％的最佳条件下制备的光催化剂活性最高,甲基橙降解90min的降解率达到72％。     

Fe3+改性SO42-/TiO2固体超强酸的制备及其光催化性能研究

为了提高TiO2的光催化性能,采用掺杂Fe3 的方法对SO2-4/TiO2固体超强酸(FST)进行了改性,采用IR、XRD等方法对FST的结构进行了表征,研究了FST光催化亚甲基蓝降解的性能.结果表明,适宜的制备条件为:掺杂Fe3 量为0.4%,焙烧温度为500℃,硫酸浓度为0.5mol.L-1,硫酸体积为15mL.g-1,亚甲基蓝降解率可达95%.通过浸渍焙烧处理,FST具有良好的重复使用性能.红外分析表明,在FST中形成了超强酸活性中心,XRD分析表明,在FST中TiO2的晶型为锐钛矿型,Fe<3 >进入到TiO2晶格中,未影响到TiO2的晶型.     

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。     

TiO2薄膜光催化效果的强化(1)

采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,将其涂覆在普通钠钙玻璃上,以TiO2对甲基橙的光分解率探讨TiO2薄膜的最佳焙烧时间、焙烧温度、光催化性能。结果表明,当焙烧温度为450℃、焙烧时间为1h时,TiO2的晶型为锐钛矿型,对甲基橙的光分解率最高：水加入量为0．25g时,镀膜效果较为理想：未修饰的TiO2薄膜在pH=2时,光催化活性最高;TiO2与H2SO4的摩尔比为1：1．5时,超强酸化薄膜的光催化活性最高：La^3 掺杂量为5％、Fe^3 掺杂量为0．03％时,光催化效果最好。     

SO4^2-／TiO2固体超强酸催化合成乙酰水杨酸

以水杨酸和乙酸酐为原料在SO4^2-／TiO2固体超强酸催化下合成了乙酰水杨酸。考察了催化剂的焙烧温度、反应时间、反应温度、原料配比、催化剂用量等对反应的影响以及催化剂的稳定性。确定最佳反应条件为：催化剂的焙烧温度500℃、反应温度90℃、反应时间40min、n（乙酸酐）：n（水杨酸）=2．0：1、催化剂用量1．0g,此时乙酰水杨酸的收率可达77．8％。SO4^2-／TiO2固体超强酸催化荆制备简单、催化活性高、重复使用性好、后处理简便、无三废污染,符合节能环保的绿色催化发展趋势。     

钕和镨共掺杂TiO2光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备纯纳米TiO2、钕和镨掺杂的纳米TiO2光催化剂,以甲基橙为目标降解物,研究了催化剂加入量、染料初始质量浓度、溶液pH值对甲基橙降解率的影响。实验结果表明,钕掺杂的纳米TiO2光催化活性高于纯纳米TiO2的光催化活性,而适量钕镨共掺杂纳米TiO2光催化活性可进一步提高,最佳掺杂浓度为0．5％的钕和0．2％的镨。当钕和镨共掺杂纳米TiO2催化剂加入量为2．0g／L,甲基橙溶液的初始质量浓度为30mg／L,pH值为10．5时,在40w紫外灯光照射35min后降解率最好,可达到93％。     

Fe-TiO2纳米微粒的制备及光催化性能试验研究

光催化技术是从20世纪70年代逐步发展起来的一门新兴环保技术，TiO2光催化更是热门的研究课题。介绍了以钛酸四丁酯为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备Fe-TiO2纳米光催化剂的方法，并用纯TiO2和Fe-TiO2做光催化荆，对甲基橙溶液在紫外光下进行光催化降解试验。结果表明：掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性，选用m（Fe／TiO2）为0．05％、500℃下煅烧得到的Fe-TiO2催化剂．在甲募橙溶液pH值为3、催化剂用量为1g／L时．其光催化活性达到最佳效果．     

Fe^3＋掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,正丁醇为助表面活性剂,环己烷为油相,采用微乳液法制备出Fe3+掺杂纳米TiO2,用X-射线衍射(XRD)对纳米TiO2粒径、物相等方面进行了表征.通过光催化降解甲基橙溶液考察了TiO2的光催化性能.甲基橙降解实验结果表明,溶液的pH=2时降解率可达100%;掺杂Fe3+会影响TiO2光催化性能,n(Ti4+):n(Fe3+)=1:0.000 4的TiO2在前10 min降解率高达54.50%,60 min降解率可达93.33%,掺杂浓度增大到一定程度后,降解率反而下降,说明存在较佳掺杂浓度.另外,溶液初始浓度对TiO2光催化性能有一定的影响.     

Ni、B共掺杂TiO2-陶粒光催化降解染料废水研究

采用溶胶一凝胶法制备陶粒负载Ni2O3和B元素共掺杂纳米TiO2可见光催化剂,以甲基橙为目标降解物,探讨了光催化氧化降解甲基橙的规律,考察了催化剂的焙烧温度、Ni元素和B元素掺杂量、催化荆投加量、甲基橙溶液初始浓度、初始pH值、反应温度等因素对甲基橙脱色效果的影响。结果表明：在600℃温度下焙烧的催化剂具有最佳光催化活性;B和Ni最佳掺杂量为3．0％;甲基橙脱色率随甲基橙初始浓度的降低、催化剂投加量的增加、反应温度的升高、初始pH值降低而增大;催化剂经重复使用后,仍具有较高的光催化性能。     

掺杂铁离子和铜离子的TiO2光催化剂的研究

利用钛酸正四丁酯水解制备了几种不同浓度的TiO2胶体,在降解甲基橙后发现,R（乙醇与水物质的量比）值为1／50的0．01mol／L TiO2胶体降解效果最好。在不同的pH值、反应温度、搅拌速度下制备了同时掺杂铁离子和铜离子的R值为1／50的0．01mol／L TiO2胶体,通过光降解甲基橙,发现pH值、反应温度、搅拌速度和掺杂离子浓度对TiO2胶体的形态、掺杂效果和光催化活性均有影响。对比纯TiO2胶体的光降解甲基橙效果发现,掺杂铁离子和铜离子的TiO2光催化剂在pH值2．0、低搅拌速度、室温情况下,具有更好的光催化活性。     

镧硫共掺杂纳米二氧化钛的制备及应用

采用溶胶-凝胶法制备La／S／TiO2光催化剂,以甲基橙溶液为目标降解物,利用正交试验考察n（La）／n（S）值、抑制剂投加量、凝胶温度及煅烧温度等因素对所制催化剂降解甲基橙效果的影v向．对所制催化剂进行XRD、UV—Vis表征,并对最佳工艺条件下制备的La／S／TiO2光催化剂进行单因素应用条件优化,,试验结果表明,在n（La）／n（S）值为1：1,抑制剂冰醋酸的投加量为6．4mL,凝胶温度为35℃,煅烧温度为500℃的条件下制备出的催化剂粒径为4．6mm,其对光吸收具有明显红移;当催化剂投加量为10g／L．电子受体H2O2的投加量为5mL／L,反应时间为120min,体系温度为25℃的各件下,采用可见光照射处理质量浓度为20mg／L的甲基橙溶液,降解率可达90％以上、     

液体中铈掺杂TiO2光催化剂的制备及微波强化光催化活性

室温下,在离子液体［Bmim］PF₆中,采用溶胶-凝胶法及微波辐射干法制备了铈掺杂纳米TiO₂光催化剂TiO₂-Ce,并测试了TiO₂-Ce对甲基橙溶液的微波、紫外和微波-紫外条件下的降解率。着重考察了离子液体用量、微波干燥功率、微波干燥时间、焙烧温度、焙烧时间和铈掺杂量等因素对TiO2-Ce催化活性的影响。结果表明,离子液体用量5.6 mL,掺杂硝酸铈与钛酸丁酯物质的量比n(Ce)∶n(Ti)=0.075,功率210 W的微波条件下干燥20 min,高温箱式电阻炉550 ℃焙烧2.0 h,制得的TiO₂-Ce催化剂具有较高的光催化活性。在微波、紫外和微波-紫外降解条件下,TiO₂-Ce对甲基橙降解率分别为4.78%、93.82%和99.12%。表明在紫外光照条件下,微波辅射具有强化TiO₂-Ce催化剂降解甲基橙的作用。同时用XRD、IR、BET和SEM对TiO₂-Ce催化剂结构进行表征,结构分析表明,TiO₂中掺入铈后制得的催化剂具有粒径均匀以及半孔宽(2.485 2 nm)、孔容(0.314 5 mL·g^-1)、平均孔径(6.627 nm)和比表面积（94.934 m²·g^-1）均较大等特点,这也是TiO₂-Ce催化剂拥有较高的光催化活性的主要原因。     

Zn掺杂TiO2的制备及其光催化降解甲基橙性能

采用沉淀法制备了不同掺杂量的Zn/TiO₂催化剂,以光催化降解甲基橙为探针反应,考察其光催化活性,并采用紫外漫反射和X射线衍射对其进行结构表征。研究结果表明,Zn的掺杂量对催化剂活性影响较大,最佳掺杂物质的量分数为1.5%;催化剂的紫外漫反射微分曲线的峰值变化与其活性变化一致,1.5%(物质的量分数) Zn/TiO2的微分峰值最大。X射线衍射分析表明,少量Zn高度分散在TiO₂晶格中。Zn掺杂物质的量分数1.5%时,添加2 g·L^-1的Zn/TiO₂催化剂,甲基橙降解的最佳条件：pH＝3,浓度15 mg·L^-1,降解率最高达98.6％。     

［Bmim］PF6离子液体中微波辅助制备纳米TiO2/PMMA及其光催化活性

微波加热法合成 ［Bmim］PF₆离子液体,以该离子液体为反应介质,在微波辐射条件下制备纳米TiO₂/PMMA复合材料,并在高压汞灯下用甲基橙溶液对其进行光催化降解性能测试,并用XRD、IR、SEM、TG和BET等对该复合材料的结构进行测试和表征。结果表明,制备TiO₂/PMMA复合材料的最佳条件：［Bmim］PF₆ 2.0 mL,钛酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的体积比为3.4∶1.0,微波辐射功率700 W,反应温度80 ℃,反应时间35 min。用［Bmim］PF₆离子液体作反应介质,制备的TiO₂/PMMA复合材料不需高温焙烧就表现出极高的光催化活性,对甲基橙降解率在1 h可达到99.2%,活性明显优于用［Bmim］BF₄离子液体作反应介质时所制备的同种材料的活性。     

微波辅助离子液体中铜掺杂TiO2光催化剂的制备及微波强化光催化活性

在[Bmim] PF6离子液体中,用微波辐射干燥的方法制备了铜掺杂纳米二氧化钛光催化剂TiO2-Cu,测试催化剂对甲基橙溶液的微波（MW）、紫外（UV）、微波-紫外（MW-UV）条件下的降解率,考察了离子液体用量、铜掺杂量、微波干燥功率、微波干燥时间、煅烧温度、煅烧时间、微波降解功率等因素对TiO2-Cu催化剂活性的影响.结果表明,掺杂物质硝酸铜与钛酸丁酯的物质的量比为n（Cu）/n（Ti）=0.025,在功率为210 W的微波条件下干燥20 min,再在高温箱式电阻炉中于500℃下煅烧2h,所制得的TiO2-Cu催化剂具有较高的光催化活性;在MW、UV和MW-UV 3种降解条件下,对甲基橙的降解率分别为3.78％,92.98％,98.39％;并且在3种降解条件下,甲基橙降解率始终是：MW-UV＞ UV＞ MW.表明在紫外光照条件下,微波辅射具有强化TiO2-Cu催化剂降解甲基橙的作用.催化剂结构分析表明,TiO2中掺入铜后制得的催化剂,具有粒径均匀,比表面积、孔容、平均孔径和半孔宽均较大等特点,这也是TiO2-Cu催化剂具有较高的光催化活性的主要原因.     

碳纳米管负载磷掺杂TiO_2的溶胶-凝胶法合成及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为前驱体,次磷酸为磷源,碳纳米管为载体,制备了P-TiO2-CNTs复合光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis/DRS对复合光催化剂的晶体结构、光谱吸收性质等进行了表征。选取甲基橙为目标降解物,考察了P-TiO2-CNTs的可见光光催化活性。结果表明,掺杂一定量的P并负载于适量CNTs上,可以显著提高TiO2的光催化活性,拓宽其光响应范围。     

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%。     

微波助离子液体中氮掺杂TiO2催化剂的制备及其微波强化光催化活性

在室温离子液体介质中,采用溶胶-凝胶法以及微波干燥的方法制备了氯掺杂的光催化剂TiO2-N。在室温条件下,以甲基橙为模拟污染物,在微波超声波组合催化合成仪中,分别利用微波辐射（MW）、紫外光照（UV）和微波辐射一紫外光照（MW—UV）三种降解方式,主要考察了N掺杂量、微波干燥功率、微波干燥时间、煅烧温度和煅烧时间等因素对TiO2-N光催化活性的影响。结果表明,在离子液体用量为5．6mL、N掺杂量n（N）／n（Ti）=3：1、微波干燥功率210W、微波干燥时间20min、煅烧温度600℃、煅烧时间2h的条件下所制得的TiO2-N光催化剂具有较高的光催化活性;TiO2-N光催化剂在三种降解方式下对甲基橙的降解效果为：MW—UV〉UV〉MW,这表明微波与紫外光照有较好的协同作用,即微波一紫外光照具有强化TiO2-N催化剂降解甲基橙的效果。     

低温下制备纳米Ti02溶胶及其光催化性能研究

以TiCl4为钛源。以异丙醇和去离子水为溶剂,采用水解法在低温下制备了纳米TiO2溶胶。利用紫外可见吸收光谱（UV-Vis）表征了溶胶的光学性质;利用透射电子显微镜（TEM）及X-射线衍射仪（XRD）对溶胶中TiO2的形貌和结构进行了表征;以甲基橙为模拟污染物,考察了紫外光下溶胶的光催化性能。结果表明,溶胶中TiO2为锐钛矿型,晶粒为球形,粒径为20nm左右;溶胶中TiO2的UV-Vis吸收光谱发生明显蓝移,表现出量子尺寸效应;制备的Ti02溶胶在紫外光下具有很高的光催化活性,光照150min,10mg·L-1甲基橙溶液的降解率达到95％。