活性炭负载TiO2催化剂的制备及光电催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2并负载在活性炭(AC)上,在400～700℃下热处理得到TiO2-AC催化剂.用XRD,SEM和氮气吸附等方法表征不同热处理温度下TiO2催化剂的晶相和形貌,通过对亚甲基蓝溶液的降解来评价催化剂的催化活性.结果表明:TiO2颗粒很好地负载在活性炭的表面,热处理温度为600℃时TiO2-AC催化剂活性最高,处理90min后亚甲基蓝的去除率为94.7%.此催化剂的晶相是锐钛矿型TiO2和金红石型TiO2构成的混晶.外加电场能增强催化剂的催化活性,光催化处理亚甲基蓝的去除率为70.5%,光电催化处理1h后其去除率为86.4%.此外,亚甲基蓝的光电催化降解反应符合表观一级动力学.     

水热法制备Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料及其光催化性能研究

以Zn(CH3COO)2·2H2O、AgNO3、Fe(NO3)3·9H2O为原料,NaOH为沉淀剂,H2O为溶剂,C2H5OH为还原剂,柠檬酸为表面活性剂,采用水热法制备出Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料。采用XRD、SEM、TEM、SAED等测试手段对制备产物的物相结构、微观形貌等进行表征,以甲基橙为目标降解物研究了制备产物的光催化性能。结果表明,Ag以单质的形式存在于ZnO表面,Fe掺杂到ZnO晶格中。Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料在模拟日光下具有较高的光催化性能,在800W氙灯照射下降解甲基橙150min,甲基橙的降解率可达到99.4%,较Ag/ZnO提高了7.8%,较ZnO提高了38.2%。     

凹凸棒土负载TiO_2光催化剂的制备、表征和性能研究

为考察光催化技术对染料废水的降解作用,选择新的催化剂载体-微米凹凸棒土,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/凹凸棒土光催化剂.X-射线衍射谱图显示,产品表面的衍射峰与TiO2的特征峰相吻合.能量色散谱图显示,包覆后凹凸棒土原有的Al、Mg、Fe、K、Si的谱峰已消失或减弱,而以Ti、O的谱峰为主,表明其表面包覆良好.在光化学反应器中,以紫外灯为光源,亚甲基蓝为模拟底物,研究了TiO2/凹凸棒土的光催化性能.实验制得的TiO2/凹凸棒土催化剂对亚甲基蓝的脱色率受pH值、催化剂用量、亚甲基蓝初始浓度等因素的影响.在选定的实验条件下,在30 min之内,TiO2/凹凸棒土对亚甲基蓝的脱色率达到90%以上.与单独用TiO2处理的效果相比,负载型催化剂对染料底物的脱色率提高了1倍以上.     

Eu3+掺杂纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Eu3+掺杂的纳米TiO2粉体。以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能,并讨论了掺杂TiO2粉体的加入量、亚甲基蓝溶液的初始浓度、pH值以及稀土元素掺杂量和烧成温度等对样品光催化性能的影响。结果表明:在样品加入量为0.15 g/50 mL,亚甲基蓝溶液的初始浓度为10 mg/L,pH=7时样品的光催化性能最佳。稀土元素的最佳掺杂量(摩尔比)为n(Eu3+)∶n(TiO2)=0.5%,样品的热处理温度在500～550℃时,样品表现出较好的光催化活性。掺杂TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应4 h降解率达到88.16%,优于同等条件下制备的纯TiO2粉体。     

Z型Ag_3PO_4/MoS_2复合微球的构建及其光催化性能

采用化学沉淀法使Ag_3PO_4纳米粒子负载在MoS_2纳米微球表面上获得Ag_3PO_4/MoS_2复合材料,利用X射线衍射、电子显微镜等手段分析其成分和微观结构,并以该复合材料为催化剂催化降解亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO),研究其光催化性能。结果表明:在Ag_3PO_4/MoS_2复合材料制备中改变AgNO_3的浓度,能够使MoS_2上Ag_3PO_4纳米粒子的尺寸及分布发生变化;当AgNO_3的浓度为20.0 mM时,经可见光照射12 min后,Ag_3PO_4/MoS_2复合材料对亚甲基蓝(MB)催化降解效率为100.0%,而经可见光照射30 min后,Ag_3PO_4/MoS_2复合材料对甲基橙(MO)催化降解效率为100.0%,且Ag_3PO_4/MoS_2光催化剂连续四次光催化降解MO后,其降解效率仍保持在90.2%以上。     

磷酸银改性二氧化钛可见光光催化性能

利用生物质瓜子皮为模板,水热法制备了纳米级二氧化钛,然后利用溶液共混法将磷酸银掺杂负载到二氧化钛上,制备出一种新型改性二氧化钛复合光催化剂,并通过扫描电镜、XRD对该催化剂进行了表征,同时将改性的催化剂用于处理亚甲基蓝染料,进而考察磷酸银改性二氧化钛在可见光下的光催化活性。得到复合材料最佳的制备条件:超声20 min,n(Ag3PO4)∶n(TiO2)为2∶10,反应pH=7;复合材料最佳反应条件:光催化剂加入量是0.1g,亚甲基蓝染料浓度为7.5~10mg·L-1,且加入氧化剂时可以在提高反应速率的同时提高降解率;h+是降解亚甲基蓝的主要氧化基团,可见光下该催化剂降解亚甲基蓝的反应过程符合一级反应动力学模型,新制备出的光催化剂的光响应范围有了很大的提高,在可见光之下的降解率也可以达到95%以上。     

络合沉淀法制备高纯白色二氧化铈及其光催化的研究

以乙二胺四乙酸二钠盐为络合剂和沉淀剂,采用络合沉淀法制备CeO2并用于光催化降解亚甲基蓝。实验考察络合剂用量、反应时间和反应温度对产物的影响。采用XRD、SEM、IR、UV对产物进行表征。结果表明,制备CeO2最佳条件为硫酸铈与络合剂的物质的量比为1∶3,反应时间1h,反应温度60℃,络合沉淀法制备的氧化铈为白色、纯度较高。同时对CeO2进行了光催化研究,考察了催化剂用量、双氧水用量、pH、催化时间对光催化实验的影响。结果表明,光催化最佳条件为,100mL亚甲基蓝溶液中催化剂用量20mg,双氧水6mL,pH为6,光照时间120min。     

石墨相氮化碳的制备与光催化性能

石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种半导体材料,它的禁带宽度约为2.7eV,具有优异的物理和化学稳定性,并且其原料来源广泛,无毒,廉价,可以应用于产氢、降解有机染料及CO2的还原等领域。本研究以尿素为原料制备了g-C3N4,研究了热聚合温度、反应时间对制备的g-C3N4光催化降解罗丹明B性能的影响,并考察了对甲基橙、亚甲基蓝等不同染料的光催化降解效果。结果表明:石墨相氮化碳对于罗丹明B和亚甲基蓝的降解效果较好(3h之内几乎完全降解),而对于甲基橙几乎没有降解效果;随着聚合温度的提高(600℃以下),反应时间的延长(9h以内),产物的光催化降解染料的效果越好。     

水热法制备海绵钛负载二氧化钛膜及性能研究

以多孔海绵钛为载体,2 mol/L H2O2为氧化剂,0.15 mol/L KOH为矿化剂,在水热条件下一步合成了颗粒大小约为0.5 μm的四方状锐钛矿海绵钛负载TiO2膜.以XRD、SEM观察海绵钛负载TiO2膜晶型、形貌,以亚甲基蓝为目标降解物研究了其光化性能催化,并探讨了水热时间对产物TiO2膜晶型、形貌及光催化性能的影响.结果表明,12 h为最佳水热时间,海绵钛负载TiO2膜有着最佳的光催化性能:光催化反应60 min,亚甲基蓝溶液的降解率达99%.采用该法制备的TiO2光催化剂回收简单,反复利用后,其光催化性能无明显下降.     

锐钛矿TiO_2-Ag纳米纤维的可控制备及光催化性能研究

制备TiO2高效光催化试剂近年来备受关注.利用静电纺丝技术成功获得了尺寸均一的TiO2纳米纤维,在此基础上,以硝酸银(AgNO3)为掺杂剂,合成了TiO2-Ag复合纳米纤维.采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对该复合材料进行了表征.结果显示,产物为锐钛矿TiO2-Ag复合纳米纤维,且纤维分散性好、长径比大.随后以亚甲基蓝为降解对象,研究了该复合材料的光催化活性,探讨了Ag掺杂量对TiO2光催化效果的影响.结果表明:TiO2-Ag复合纳米纤维具有良好的光催化活性,且掺杂0.8wt%Ag的TiO2-Ag复合纳米纤维对亚甲基蓝的降解效率最高.     

P掺杂TiO2的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备掺杂P的纳米TiO2光催化剂,将焙烧温度、焙烧时间、冰醋酸与钛酸四丁酯物质的量比、P/Ti物质的量比、加水量和乙醇用量等因素作为实验考察条件,分别在紫外光和可见光条件下,研究P掺杂TiO2制备条件对其光催化降解有机污染物性能的影响。以难生化降解的亚甲基蓝为目标降解物,通过其降解前后浓度的变化考察改性光催化剂的光催化活性。结果表明,适量P的掺杂能够有效促进TiO2纳米粒子的光催化活性。利用溶胶-凝胶法制得的光催化剂,最佳催化剂制备条件为:P掺杂的摩尔分数为6%,600℃焙烧120min,冰醋酸与钛酸四丁酯物质的量比为3∶1,加水体积80mL,乙醇体积60mL,此条件下亚甲基蓝可见光降解率为88.0%。     

SiO_2含量对TiO_2/SiO_2吸附性能与光催化活性影响研究

采用溶胶凝胶法制备不同SiO_2摩尔含量的TiO_2/SiO_2复合光催化剂,以亚甲基蓝(MB)的物理吸附降解与光催化降解为探针反应,分别评价了TiO_2/SiO_2复合光催化剂的物理吸附性能和光催化性能,并采用XRD、BET对样品结果进行了表征。结果表明,适量的SiO_2引入可改善光催化剂的孔结构,一定程度上提高材料物理吸附能力,有效提高光催化性能,对亚甲基蓝的光降解率可达76%;而过高的SiO_2引入可显著提高材料的比表面积,平均孔径相对较小,但抑制TiO_2的结晶,晶型表现为无定型结构,对亚甲基蓝的降解主要表现为物理吸附降解而无光催化作用。     

掺铁二氧化钛纳米材料的制备及其表征

通过静电纺丝法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、甲醇/乙酸(质量比为37/3)、钛酸丁酯和不同浓度的FeCl3·6H_2O为前驱体制备了Fe/TiO_2光催化剂,经500℃煅烧3h,得到纳米纤维状Fe/TiO_2.采用FT-IR、SEM、XRD、BET对样品进行表征,并分析样品对亚甲基蓝的光催化降解性能.结果表明,Fe/TiO_2中不含有机物,微观结构为纳米纤维状,适量铁可以增加其结晶度,与纯TiO_2相比,比表面积增加了11.33m2/g;掺铁可以改善TiO_2的光催化性;当铁掺杂浓度为2%时,光催化剂对亚甲基蓝的降解效率可达99%.     

RGO/BiVO_4复合光催化剂的EDTA辅助水热合成及表征

以EDTA为络合剂,采用水热法制备了RGO/BiVO4复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、Fourier变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)对产物进行了表征;并以亚甲基蓝为目标降解物,分析了复合光催化剂在可见光下的光催化活性。结果表明,RGO的加入有效提高了BiVO4的可见光光催化性能。当RGO的质量分数为15%时,复合光催化剂的可见光催化活性最高,经100min的可见光照射,亚甲基蓝的降解率达到95%。     

TiO_2纳米管的光催化性及亲水性的研究

采用阳极氧化法在纯钛表面制备TiO2纳米管,并通过扫描电子显微镜(SEM)对其表面形貌进行了表征.通过检测被降解的亚甲基蓝溶液的吸光度来表征TiO2纳米管的光催化活性.利用OCA30视频接触角测量仪测量蒸馏水在TiO2纳米管上的接触角,以纯钛为对比来探讨TiO2纳米管的亲水性.结果表明,阳极氧化法成功在纯钛表面制备出排列紧密的TiO2纳米管层,TiO2纳米管具有良好的光催化性能和亲水性能,可使钛材表面具有防污、易洗、易干的自洁功能.     

N、Ce共掺杂Ti02的制备及其光催化活性

采用溶胶．凝胶法制备沸石负载N、Ce共掺杂的二氧化钛光催化剂,以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究该催化剂的光催化性能,并讨论催化剂浓度、pH值以及焙烧温度等对样品光催化性能的影响．结果表明：催化剂的焙烧温度为300℃时催化剂的催化活性最高,在反应体系中,催化剂浓度为60gru,pH=7时样品的光催化效率最佳,共掺杂的样品可见光活性高于单掺杂的样品．可见光辐射共掺杂的样品3h,亚甲基蓝的去除率可以达65％．     

超声联合PW11O7-39/TiO2光催化降解亚甲基蓝

探讨了在超声波作用下,PW11O7-39/TiO2光催化降解模拟亚甲基蓝染料废水的效果,研究了超声功率、初始pH和催化剂投加量等因素对降解亚甲基蓝废水的影响.亚甲基蓝在碱性条件下更容易被降解,PW11O7-39/TiO2投加量在0.2～0.4 g/L、超声功率在250～350 W降解效果较好.在超声功率为250 W、pH为7.5、PW11O7-39/TiO2投加量为0.2 g/L的条件下,初始质量浓度为5 mg/L的亚甲基蓝模拟废水在超声催化90 min后色度去除率达99%以上,180 min后TOC去除率可达62%.超声联合PW11O7-39/TiO2光催化降解亚甲基蓝的效果明显优于单纯超声和PW11O7-39/TiO2光催化的降解效果.     

CuO/SnO_2复合纳米粉体制备与光催化活性

采用特殊液相沉淀法制备了CuO/SnO2复合纳米粉体,通过XRD和TEM对其进行表征;用它做催化剂在日光作用下对亚甲基蓝溶液进行了光催化实验。结果表明：本实验条件下制备的CuO/SnO2复合纳米粉体分散性好,粒径分布范围窄,并且具有良好的光催化性能。其中CuO质量分数为70%的CuO/SnO2复合纳米粉体在400℃时焙烧时间30 min的光催化效果最佳,质量浓度为10 mg/L,亚甲基蓝溶液的降解率最佳,60 min时可高达98.7%。     

La3+-Fe3+共掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3 -Fe3 共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能.通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征.结果表明,La3 -Fe3 共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550 ℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3 ):n(TiO2)=0.05%,n(Fe3 ):n(TiO2)=0.5%.共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体.复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程.     

氮掺杂二氧化钛的制备及性能

为解决污水降解的问题,利用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为钛源、氨水为氮源、无水乙醇为溶剂制备出N-TiO_2,并通过静电纺丝法制备出PET/N-TiO_2电纺膜,解决了N-TiO_2粉末在水中难以回收的问题;实验研究了样品的光催化性能及重复利用性。结果表明:N-TiO_2具有较好的光催化性能,经过150 min太阳光照射,亚甲基蓝的降解率为90.5%;在此基础上制备的PET/N-TiO_2电纺膜同样具有良好的光催化性能,经过150 min的太阳光照射,亚甲基蓝降解率为86.2%。