负载型TiO2光催化剂的制备及光催化活性研究

目的 研究TiO2的光催化活性,制备可悬浮的负载型TiO2光催化剂,并以活性艳红X-3B有机染料为降解对象来检验光催化剂的光催化活性.方法 以钛酸正四丁酯为前躯体、无水乙醇为溶剂、以粒径2～3 mm粗孔硅胶微球为载体,用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂.以20 W(λ=253.7 nm)紫外线杀菌灯为光源,采用自制反应器进行光催化氧化试验.通过试验研究分析如负载型TiO2光催化剂无水乙醇和硝酸的投加量、镀膜次数、煅烧温度等因素对光催化降解效果的影响.结果 镀膜5次、煅烧温度为450℃制成的催化剂对活性艳红X-3B染料废水有较好的去除效果,当废水初始浓度50 mg/L,调节pH为3左右,催化剂的投加量为10 g/L,反应2 h,脱色率96%以上.结论 用溶胶一凝胶法制备负载型TiO2光催化剂具有较好的光催化活性,且克服了粉末状TiO2难回收、易流失的缺点.     

负载TiO_2光催化剂的制备表征及其降解效果

为解决传统纳米光催化剂不易分离和一般载体的比表面积较小、悬浮性差的问题,将纳米TiO2负载在不耐高温的聚丙烯多面球上,用偶联剂法制备了负载型TiO2光催化剂,并与溶胶-凝胶法制备的负载型TiO2光催化剂降解酸性红B染料溶液的效果进行比较,利用XRD和N2吸附法表征了催化剂表面结构性质.结果表明,偶联剂法制备的TiO2薄膜晶相单一,均为纳米锐钛矿,其晶粒度较小,比溶胶凝胶法制备的TiO2薄膜光催化活性高,降解效果优于溶胶-凝胶法.试验钛酸酯偶联剂用乙醇溶剂按体积比1∶1进行稀释,最佳TiO2投加质量比为2.5%~5%,且随着光照强度的增加,光催化反应速率提高.发现光催化氧化法处理酸性红B溶液的效果优于直接光解法;在连续使用7次以后,负载TiO2光催化剂的活性基本不变,可重复使用.     

负载型TiO2光催化剂的制备及光催化活性研究

目的 研究负载型TiO2光催化剂对有机染料的处理效果,确定其去除活性艳红X-3B废水的工艺条件.方法 以钛酸正四丁酯为前躯体,无水乙醇为溶剂、以粒径2～3 mm粗孔硅胶微球为载体,用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂.以20W(λ=253.7 nm)紫外线杀菌灯为光源,采用自制反应器进行光催化氧化试验.通过试验研究分析了负载型TiO2光催化剂无水乙醇和硝酸的投加量、镀膜次数、煅烧温度等因素对光催化降解效果的影响.结果 镀膜5次、煅烧温度为450℃制成的催化剂对活性艳红X-3B染料废水有较好的去除效果.当废水初始质量浓度为50 mg/L,调节pH为3左右,催化剂的投加量为10g/L,反应2 h,脱色率96%以上.结论 用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂具有较好的光催化活性且克服了粉末状TiO2难回收、易流失的缺点.     

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％．     

载银TiO2/沸石催化剂的制备、表征以及光催化性能的研究

为获得高活性的负载型TiO2光催化剂，通过硝酸银溶液浸渍-紫外光照的方法获得载银的TiO2/沸石催化剂.银改 性的TiO2/沸石催化剂光催化性能较改性前大大提高.最佳硝酸银浸渍液浓度为10-3mol/L,此时该催化剂的光催化性能接 近纳米TiO2粉末（Degussa P25）,但进一步升高硝酸银浸渍液浓度，光催化性能又降低.实验通过X-射线衍射（XRD）和 透射电镜（TEM）对载银TiO2/沸石催化剂的表征,结果表明,金属银对电子的捕获使得电子-空穴对有效分离， 从而使银 改性光催化剂的活性提高.     

高炉渣酸溶物基水热合成光催化剂的研究

以冶金高炉渣酸溶物为原料,采用水热法合成制备光催化剂,利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）对光催化剂的化学组分、比表面积等物性进行表征,并研究了水热反应过程中pH值、反应温度和反应时间对高炉渣酸溶物制光催化剂催化活性的影响。结果表明,所制光催化剂是一种比表面积较大的多孔材料,且具有良好的光催化活性;光催化氧化浓度为2 5 mg/L的甲基橙溶液陈化0.5 h后,其脱色率达到98.9%。     

流化床光催化臭氧氧化苯酚动力学模型

为了检验O3对光催化氧化苯酚效率提高能力,采用试验与数学模型联合方法量化O3的贡献.以球形活性炭(AC)作为载体,采用溶胶-凝胶法制作负载型二氧化钛光催化剂(TiO2-AC).原始活性炭与催化剂对苯酚的等温吸附研究表明,两种颗粒的吸附是可逆的,并且在稀溶液条件下符合Freundlich方程.在流化床中分别采用O3、UV/O3、UV/O3/AC、TiO2-AC/UV/O2和TiO2-AC/UV/O3等5种工艺对苯酚的氧化效率进行了对比,发现液相臭氧氧化、多相臭氧氧化与多相光催化的综合作用导致光催化臭氧氧化效率比光臭氧氧化高34.5%.建立了流化床中多相光臭氧氧化与多相光催化臭氧氧化苯酚动力学模型.模型结果表明,溶液中臭氧质量浓度为0.02mg/L时,二氧化钛光催化氧化苯酚速度提高了14.8倍,在光催化氧化有机物过程中,臭氧比氧更适合作为电子的捕获剂.     

光催化氧化脱硫催化剂研究进展

近年来,光催化氧化脱硫在清洁燃料生产领域受到了广泛关注,光催化氧化脱硫催化剂的开发也成为热点研究课题。对纯相、掺杂型、负载型和异质结型光催化氧化脱硫催化剂的制备方法、结构、性质特点以及催化脱硫性能进行综述。由于纯相催化剂的光响应范围比较窄,掺杂型、负载型和异质结型催化剂通过降低催化剂的禁带宽度可以扩大光波响应范围。指出负载型催化剂不但可以扩大光波响应范围,还可以具有更高的比表面积,从而进一步提高催化剂的活性。因此,低成本载体的研究和光催化氧化脱硫催化剂再生性能的研究是未来的重要研究方向。     

光催化氧化法处理挥发性有机物研究进展

综述了国内外用光催化剂氧化法处理挥发性有机物的研究，讨论了光催化反应过程所涉及的反应机理及动力学、过程影响因素，催化剂制备和光催化反应器设计等问题，探讨了提高反应效率与光催化剂活性的途径，并对用光催化氧化法处理挥发机有机物污染物提出了一些见解。     

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。     

液相法光催化氧化丙烯制环氧丙烷研究

研究了加入有机溶剂和不同特征的TiO2光催化剂对光催化合成环氧丙烷的影响,验结果表明：以乙醇与水的混合物为溶剂可以提高环氧丙烷的生成速率和选择性,TiO2粉末粒度越小,比表面积越大,催化效果越好,含适量金红石的锐钛型TiO2具有较高的催化活性。     

光催化降解硝基C酸废水的实验研究

以TiO2-P25作为光催化剂,250 W高压汞灯为光源,对硝基C酸废水和预处理后的废水进行了光催化降解实验,研究了初始浓度和酸度、溶液的pH值、催化剂用量以及外加氧化剂用量等因素对有机物降解效果的影响.结果表明,溶液的初始浓度和酸度、pH值、催化剂用量以及外加氧化剂用量等对硝基C酸废水的降解效果影响较大.预处理前的废水COD为2 050 mg/L、酸度（以H2SO4计）为31.2 g/L、初始pH为0.26、催化剂用量为0.3 g/150 mL,外加氧化剂K2S2O8量为0.5 g/150 mL,紫外光照射4 h去除率为41.3%;预处理后的废水COD为518 mg/L、酸度26.5 g/L、初始pH为0.75,当催化剂TiO2-P25用量为0.1 g/150 mL溶液时,光照4 h去除率达到68.4%.     

负载型催化剂MnOx-CeO2/TiO2去除甲苯

为了考察铈掺杂对金属氧化物催化剂催化燃烧处理有机废气的影响,采用蜂窝状TiO2丝网作为催化燃烧催化剂的载体,以MnOx、CeO2作为活性组分,用浸渍法负载制备出催化燃烧催化剂,考察了活性组分负载量及配比、焙烧温度、焙烧时间对催化剂降解甲苯的影响.实验确定了催化剂的最佳制备工艺:Mn的负载量(质量分数)约为15%,Mn与Ce物质的量比为3∶1,催化剂的焙烧温度为500℃,焙烧时间为5h.结果表明:与催化剂MnOx/TiO2相比,掺杂Ce后的催化剂MnOx-CeO2/TiO2对甲苯催化燃烧的起燃温度和完全转化温度均有明显降低,催化剂表面燃烧物颗粒的粒径有所减小,分散均匀,更有利于甲苯的降解处理.     

活性炭负载TiO2光催化降解甲醛

研究了活性炭负载TiO2所制得的光催化剂(TiO2/AC)对空气中甲醛光催化降解效果,考察了光照时间、TiO2负载量、空气流量对甲醛光催化降解效率的影响,讨论了TiO2/AC对甲醛的吸附性能以及吸附一定量甲醛后对其光催化效果的影响.结果表明:在活性炭表面负载TiO2后,对甲醛仍具有很强的吸附能力;光催化剂在空气中对甲醛的光催化降解效率可达94.06%;吸附甲醛后,稳定状态下甲醛光催化降解效率和新制备催化剂基本相同;在保证每次镀膜(TiO2)厚度达到300 nm的条件下,一次镀膜光催化效率高于多次镀膜;随着空气流量的增加,甲醛光催化降解效率有所提高.     

TiO2光催化空气灭菌研究

研究了空气的TiO2光催化灭菌效果,考察了催化剂载体,TiO2掺银,空气的进气方式以及空气流量等对光催化灭菌率的影响。结果表明,以活性炭为载体的灭菌率高于以硅胶和玻璃珠为载体;TiO2中适量掺银可以提高空气的光催化灭菌效果;进气方式对灭菌率有较大的影响,当采用先经受光化学作用再经受光催化作用的进气方式时,空气光催化灭菌率可以达到95％。     

Sol-Gel法制备负载型纳米TiO_2及其光催化性能的研究

采用溶胶 -凝胶法制备了纳米 Ti O2 ,并以毫米级硅胶粒和微米级硅胶粒为载体 ,采用浸涂法制备出负载纳米 Ti O2 膜的硅胶微球光催化剂。并以活性红 X- 3B,活性紫 X-2 R,红 K- 2 BP等有机染料混合溶液为降解对象 ,研究了该催化剂的光催化性能。     

锐钛矿型TiO2多孔薄膜的室温制备及其机理研究

为在低温条件下制备多孔性TiO2薄膜,采用具有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶与苯丙乳液混合制得涂膜液,通过浸渍提拉法制备薄膜,利用甲苯选择性地将薄膜中的苯丙乳液粒子溶解去除,制备出锐钛矿型TiO2多孔薄膜.使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及Zeta电位等分析测试方法对其制备机理进行了探讨.结果表明,TiO2溶胶与苯丙乳液混合后,陈化时间的延长有利于TiO2胶粒通过静电、氢键作用在苯丙乳液粒子表面形成吸附层,从而改变涂膜液的成膜性,形成较为密集、且均匀分布的岛状多孔结构,在此基础上经两次涂膜,即可获得具有致密孔洞的TiO2多孔薄膜     

TiO2光催化降解酸性蓝染料溶液的研究

利用溶胶－凝胶法在玻璃纤维表面涂覆ＴｉＯ２,在紫外灯管或太阳光的照射下处理染料溶液,使染料分子降解．研究结果表明,采用本方法可达到较好的降解效果,在溶液中添加Ｆｅ３＋电子掩蔽剂或在ＴｉＯ２中掺杂Ｙ２Ｏ３,均能显著地促进光催化反应．     

H3PW12O40-TiO2/SiO2的制备及光催化性能

以硅胶为载体,采用浸渍法制备了H3PW12O40-TiO2/SiO2催化剂.利用IR、TG-DTA、XRD、XPS对其结构进行表征.研究结果表明,催化剂中的活性组分二氧化钛为锐钛矿型,磷钨酸仍保持其Keggin结构的基本骨架,二氧化钛及磷钨酸二者均与载体之间存在着化学作用.通过对染料罗丹明B的超声光催化降解研究发现,含4gH3PW12O40的TiO2溶胶浸渍在11gSiO2上的催化效果最佳,且H3PW12O40可明显提高TiO2超声光催化降解罗丹明B的降解率.     

喷雾高温分解法制备TiO_2/WO_3多孔微球的光催化活性

为了增强TiO_2中电子和空穴的分离效率,通过喷雾高温分解的方法制备了TiO_2多孔微球、TiO_2/WO_3多孔微球。多孔微球样品通过SEM和XRD进行表征。TiO_2/WO_3多孔微球与TiO_2多孔微球进行比较显示出较低的发光强度,这说明WO_3的引入能够增强TiO_2电子和空穴的分离效率。在太阳光的照射下,TiO_2/WO_3多孔微球无论是对乙醛的降解速率影响还是生成CO_2的速率都显示出最高的光催化活性,这可能是由于电子、空穴复合的抑制所导致的。通过此方法合成的TiO_2/WO_3多孔微球在能量、环境保护、生物及其他重要领域将有重大的应用潜力。