NaA/TiO_2复合材料的制备及光催化性能的研究

以NaA、硫酸氧钛为原料,采用水热合成方法制备了NaA/TiO_2复合材料.以甲基橙为模拟污染物,研究了NaA/TiO_2的光催化性能,考察了NaA/TiO_2质量比、NaA/TiO_2的投加量和pH值对甲基橙的光催化降解效果.结果表明,当NaA/TiO_2质量比为1∶5、NaA/TiO_2的投加量为50 mg/m L、pH值为4时,NaA/TiO_2对甲基橙的降解效果最好.NaA/TiO_2对有机污染物的降解效果依次为甲基蓝=刚果红甲基橙罗丹明-B,NaA/TiO_2循环利用5次,NaA/TiO_2对甲基橙的光催化降解率仍高达99.5%以上.     

纳米TiO_2的制备及其光催化降解甲基橙

以TiCl_4、氨水及双氧水为主要原料,通过水解法制备出纳米TiO_2光催化剂。采用SEM分析手段对制备的TiO_2颗粒进行了表征。以甲基橙溶液模拟染料废水,TiO_2为催化剂,在紫外光照条件下考察了TiO_2投加量、甲基橙初始浓度、光照时间、溶液pH值及重复利用次数对甲基橙光催化降解效率的影响。实验结果表明:TiO_2最佳的投加质量浓度为0.20 g/L;光催化反应4 h后,甲基橙的降解率可达95.67%;酸性条件有助于甲基橙的去除;TiO_2光催化剂在重复使用5次之后仍能保持较高的催化活性,甲基橙的降解率为90.35%。     

碳纳米管负载二氧化钛的制备及其对甲基橙的光催化降解

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,羧基化多壁碳纳米管(oCNTs)为载体,乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,成功制备了TiO_2纳米粒子负载碳纳米管的复合光催化剂(TiO_2/o CNTs).通过XRD、TEM、UV等测试手段对复合材料进行了表征.结果表明:经450℃煅烧3 h后制备的TiO_2/o CNTs复合体系中,纳米TiO_2呈现锐钛矿且均匀包覆在碳纳米管表面.o CNTs的存在能够有效改变复合材料的表面性质,以实现TiO_2对紫外光的敏感性.当TiO_2和o CNTs的质量比为1∶0.03、TiO_2/3%o CNTs催化剂使用量为0.8 g/L时,对20 mg/L甲基橙溶液紫外灯照射1 h,甲基橙溶液的降解率达到99%,而同等条件下纯TiO_2对甲基橙的降解率不到50%,说明o CNTs能够有效提高TiO_2对甲基橙的光催化活性.TiO_2/3%o CNTs光催化剂对甲基橙进行5次循环降解,降解率保持在95%左右.     

掺铜纳米TiO_2材料的制备及光催化性能

以钛酸丁酯、硝酸铜为原料,采用溶胶-凝胶法制备了掺铜纳米TiO2材料,通过XRD对样品结构进行表征.用卤钨灯作为光源、甲基橙溶液作为光催化反应污染物,考察了Cu掺杂量和焙烧温度对样品光催化性能的影响,并进一步研究了甲基橙溶液pH值、催化剂用量、反应时间等影响光催化降解效果的重要因素.结果表明,TiO2样品中Cu的掺杂量为5%,焙烧温度为500℃,甲基橙溶液pH值为5,催化剂用量为1.0g/L,光催化反应2.5h时,甲基橙的降解率达到63%.     

Pb~（2＋）-SiO_2-TiO_2复合催化剂的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯和硝酸铅为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了Pb2＋-SiO2-TiO2复合催化剂,分别用X射线衍射（XRD）、UV-Vis和FT-IR对其进行了表征;以模拟太阳光下甲基橙的光催化降解为模型反应,对Pb2＋改性硅钛复合材料的光催化活性进行了评价。结果表明：Pb2＋最佳掺杂量为1.5%（质量分数）,最佳热处理温度为500℃。用Pb2＋-SiO2-TiO2催化剂光催化降解浓度10 mg/L的甲基橙溶液,反应3 h后甲基橙的降解率达90.0%以上。     

TiO_2纳米管复合石墨烯催化剂的合成及其光催化性能

为提高TiO_2光催化剂的可见光利用率及光催化效率,以TiO_2粉体和氧化石墨为原料,氢氧化钠水溶液为溶剂,通过简单的水热法一步制备还原氧化石墨烯复合TiO_2纳米管(rGO/TiO_2NT)光催化材料.通过TEM、XRD及UV-vis等手段表征所得产物的形貌、结构和光学特性,通过紫外光下甲基橙水溶液的光降解率来评价其光催化活性,考察还原氧化石墨烯复合量及焙烧温度对合成催化剂光催化性能的影响.结果表明:TiO_2纳米管与还原氧化石墨烯之间复合紧密,当r GO质量分数为2.0%、样品经300℃焙烧后,rGO/TiO_2NT的光催化活性达到最佳,紫外光照射10 min时甲基橙100%完全降解.这是由于经还原氧化石墨烯复合后,TiO_2导带上的电子转移至石墨烯表面,实现了光生电子和空穴对的有效分离,进而提高了光催化效率.     

SiO_2/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

首先以P123(EO_(20)PO_(70)EO_(20))和PEG(聚乙二醇)为复合模板,制备了短棒状介孔SiO_2,然后采用电子转移催化剂再生-原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)方法对其进行改性。以改性后的SiO_2为模板,以钛酸四丁酯(TBT)为钛源,制备了带有TiO_2壳的短棒状介孔SiO_2/TiO_2光催化剂复合材料。采用热重分析(TGA)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、比表面和空隙分析仪对其进行了表征,通过甲基橙光降解反应研究了其光催化性能。结果表明:亲水性聚合物成功改性介孔SiO_2;锐钛矿相的TiO_2纳米粒子均匀分散在SiO_2表面;制得的SiO_2/TiO_2复合材料具有双峰孔结构;在可见光照射下,4.5 h后对甲基橙的降解率最高可达到99.5%,具有较高的光催化效率。     

H2O2光化学氧化技术对4BS和甲基橙的脱色研究

采用四种氧化技术:1.H_2O_2;2.芬顿;3.H_2O_2+紫外线;4.光芬顿;对常用染料直接耐酸大红4BS和甲基橙进行脱色研究。结果表明,光芬顿脱色效果最好,在10 min时,大红4BS和甲基橙脱色率分别高达99.56%和95.88%;H_2O_2(30%)投加量为0.2 mL时,大红4BS最适Fe~(2+)浓度为1 mg/L,甲基橙最适Fe~(2+)浓度为2 mg/L;中性有利于大红4BS降解,弱酸弱碱有利于甲基橙降解;实验比较了254 nm、308nm和365 nm三种紫外光源,发现254 nm紫外线对两染料降解最好。并对两染料进行了光谱分析。     

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。     

C_OFe_2O_4催化PMS降解甲基橙的实验

采用溶胶凝胶法制备了磁性催化剂铁酸钴(C_OFe_2O_4),借助于X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积、磁滞回线(VSM)等手段对催化剂进行表征。以甲基橙溶液模拟染料废水,开展了C_OFe_2O_4催化活化过一硫酸氢钾(PMS)降解甲基橙的实验研究。考察了催化剂用量、PMS的浓度、溶液初始p H、反应温度对甲基橙降解效率的影响,得到了反应的最佳条件。当C_OFe_2O_4浓度为0.16 g/L,PMS浓度2.3 mmol/L,溶液初始pH为3,反应温度为25℃时,甲基橙的降解效率可达89.96%。通过查阅相关文献及X射线光电能谱分析(XPS)推测了甲基橙的降解机理。     

吸附相反应技术制备沸石负载TiO_2光催化剂

以钛酸丁酯为钛源,天然沸石为载体,采用吸附相反应技术,以沸石表面吸附的水层为"纳米反应器",制备了沸石/TiO2光催化剂。运用红外光谱分析和X-射线光电子能谱分析对沸石/TiO2光催化剂进行了表征。结果表明,在沸石表面成功地负载了纳米TiO2。以250W紫外线高压汞灯为光源,以有机颜料甲基橙为目标降解物,研究了沸石/TiO2光催化剂的光催化性能,并探讨了沸石中TiO2负载量、沸石/TiO2用量与催化剂催化活性之间的关系。结果表明,当沸石与钛酸丁酯质量比为1∶3时,沸石/TiO2光催化剂具有较好的光催化活性。提高沸石/TiO2光催化剂的用量能提高其对甲基橙溶液的光催化降解效率。     

TiO_2/ZnO纳米光催化剂的制备及性能研究

通过二步法(阳极氧化法和水热法)得到结构规则、有序核-壳结构的TiO2/ZnO纳米复合材料,并利用SEM、UV-vis、TEM等方法对所制备的纳米复合材料进行了表征。以甲基橙为目标降解物,自然光为光源,研究了TiO2/ZnO纳米光催化剂的光催化活性。结果表明,TiO2/ZnO复合光催化剂能提高对太阳光的利用率,发现在降解液pH值为3、太阳光催化降解5 h时,催化剂的降解效果最好,降解率达90%。     

CuO-TiO_2复合氧化物可见光催化剂的制备

采用共沉淀法制备一系列CuO-TiO_2复合氧化物催化剂,采用XRD、UV-vis、TG-DTA以及BET比表面积分析等进行表征,并测试其可见光降解甲基橙的性能.结果表明:前体是以水滑石、Cu(OH)_2、TiO_2、CuO等物相存在的混合物相,焙烧后的复合氧化物呈现CuO和TiO_2物相为主,在可见光区有较强的光响应.适宜Cu/Ti比的CuO-TiO_2复合氧化物可见光下对甲基橙具有良好的降解性能,在催化剂质量浓度为1.5g/L时,甲基橙初始质量浓度为0.4 mg/L,光照20 min降解率可达100%,光降解过程符合1级动力学.     

TiO_2-Nb_2O_5/丝光沸石分子筛的光催化性能

共沉淀法合成负载型TiO_2-Nb_2O_5/丝光沸石光催化剂,以水体中苯酚的降解效果考查铌负载量对光催化剂反应活性的影响。反应条件为:室温,高压汞灯照射,催化剂投加量0.33 g/L。结果表明,Nb/Ti=0.1时光催化剂的活性最好。     

贵金属纳米粒子负载钛酸锶光催化剂

近年来, 钛酸锶作为一种新型光催化剂材料正逐渐成为研究热点。将银和钯纳米粒子按不同比例分别负载于钛酸锶粉体表面, 获得 M/SrTiO₃催化剂( M=Ag、Pd) 。结果表明, 银和钯纳米粒子均可以有效促进钛酸锶的光催化降解甲基橙的活性, 贵金属的种类和负载量均对催化剂活性具有明显的影响。Ag质量分数为0. 2%的催化剂活性最高, 2 h甲基橙降解率达到了95.1%, 相较于纯钛酸锶粉体, 降解率提高了大约35%。Pd质量分数为 0.2%的催化剂活性, 相较于纯钛酸锶粉体降解率提高了大约2 6%。对贵金属促进钛酸锶光催化活性的机理和影响规律进行了简单讨论。     

TiO2光催化降解甲基橙性能的研究

用工业级TiO2(110℃干燥的产品)经焙烧后得到晶粒尺寸为15--30 am(锐钛矿为主)的二氧化钛纳米光催化剂.用甲基橙降解脱色为模型反应,结合XRD、BET、UV-Vis等表征手段,考察了TiO2焙烧条件与晶粒尺寸和相结构的关系及相应的光催化活性.实验结果表明,锐钛矿的含量为96.7%,晶粒尺寸为24.4 nm时,TiO2光催化降解甲基橙的活性最好.当催化剂用量为0.6 g·L-1,甲基橙溶液质量浓度为20 mg·L-1,pH为3时;光催化反应20 min后,甲基橙的脱色率达到95.60%,CODMn的降解率为72.33%.     

稀土修饰TiO2光催化降解甲基橙反应机理

采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂不同量Ce的TiO2纳米粒子,利用UV-Vis漫反射光谱及XRD等对所制备样品进行表征,以紫外灯为光源,甲基橙水溶液的脱色为模型反应,研究了CeO2/TiO2的光催化降解反应活性.实验发现:掺杂Ce的TiO2纳米粒子反射光谱特性向可见光方向红移到了500nm;掺杂Ce的TiO2纳米粒子比纯的TiO2纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的Ce4+仅有少量进入TiO2晶格中,而大部分的Ce4+没有进入TiO2晶格中,而是以小团簇的CeO2形态均匀地分散在TiO2纳米粒子中或者是覆盖在其表面上,说明了掺杂Ce能提高TiO2光催化反应活性,且掺杂Ce最佳浓度是2.0mol%.光催化降解反应机理可能有两种途径,一种途径是掺杂离子协同光催化降解甲基橙反应机理,另一种途径是光敏剂与掺杂离子协同光催化降解甲基橙反应机理.     

TiO2/改性膨润土复合光催化材料制备及降解性能研究

利用TiCl4明胶溶液和有机膨润土制备复合光催化材料,以高压汞灯为光源,光催化降解活性艳红X-3B模拟染料废水.通过改变催化剂投加量、pH值、温度、光源等条件试验,研究了TiO2/有机膨润土复合材料的光催化降解性能.结果表明,投配比为Ti/有机膨润土=6∶5的复合材料其降解效果要比单独的TiO2和有机膨润土好,且具备重复使用的功效,大大提高了材料的利用率,说明利用该复合光催化材料降解活性艳红X-3B染料废水是一种较为可行的方法.     

TiO_2光催化降解甲基橙性能的研究

用工业级TiO2(110℃干燥的产品)经焙烧后得到晶粒尺寸为15-30 nm(锐钛矿为主)的二氧化钛纳米光催化剂。用甲基橙降解脱色为模型反应,结合XRD、BET、UV-Vis等表征手段,考察了TiO2焙烧条件与晶粒尺寸和相结构的关系及相应的光催化活性。实验结果表明,锐钛矿的含量为96.7%,晶粒尺寸为24.4 nm时,TiO2光催化降解甲基橙的活性最好。当催化剂用量为0.6 g.L-1,甲基橙溶液质量浓度为20 mg.L-1,pH为3时;光催化反应20 min后,甲基橙的脱色率达到95.60%,CODMn的降解率为72.33%。     

自制TiO_2深度处理有机废水的条件选择及应用研究

首先采用进口TiO_2催化剂(P25)对甲基橙模拟废水的反应条件进行了优化,从而得出了最佳的实验条件:反应时间为60 min,甲基橙浓度为50 mg/L,催化剂用量0.02 g,降解率接近100%.继而将自制TiO_2和P25在实际有机废水的催化处理效果进行了比较,最高降解率均可以达到75%左右.通过BET和SEM等表征手段对其中原因进行了分析,结果表明,自制TiO_2颗粒具有更好的分散性,能够代替进口催化剂进行有机废水的深度处理,实现废水的达标排放.