二氧化钛基光催化剂光催化降解有机污染物

不同行业产生的有机化合物会产生一系列有问题的废水污染物。由于其优异的特性,包括无毒、高光催化降解能力以及优异的热和化学稳定性,TiO₂基光催化剂是具有优异吸收性能的新型材料。然而,TiO₂在有机废水处理中的应用仍然存在挑战,例如颗粒聚集、质量转移受限、亲和力差、能带宽和回收困难。因此,需要对TiO₂基光催化剂进行更多的设计和优化,从而以更低的成本达到更高的去除效率。本文主要对影响TiO₂基光催化剂活性的各种参数如TiO₂的结构、pH值、颗粒大小、掺杂剂和添加剂的引入进行了深入的研究使其得到进一步的研究和发展。     

二氧化钛基光催化剂光催化降解有机污染物

不同行业产生的有机化合物会产生一系列有问题的废水污染物。由于其优异的特性,包括无毒、高光催化降解能力以及优异的热和化学稳定性,TiO₂基光催化剂是具有优异吸收性能的新型材料。然而,TiO₂在有机废水处理中的应用仍然存在挑战,例如颗粒聚集、质量转移受限、亲和力差、能带宽和回收困难。因此,需要对 TiO₂基光催化剂进行更多的设计和优化,从而以更低的成本达到更高的去除效率。本文主要对影响 TiO₂基光催化剂活性的各种参数如 TiO₂的结构、pH 值、颗粒大小、掺杂剂和添加剂的引入进行了深入的研究使其得到进一步的研究和发展。     

TiO2光催化氧化有机污染物的研究进展

综述了近年来TiO2光催化反应的机理及其在染料废水处理，制浆造纸废水处理，渗滤液处理，水面有机污染物膜和一般工业废水处理，空气与废水消毒净化中的应用。     

纳米管阵列光催化剂研究进展

TiO₂纳米管阵列以其优异的性能成为很有发展前景的新型纳米结构材料。综述了目前制备TiO₂纳米管阵列的3种方法,即模板合成法、水热合成法和阳极氧化法。阐述了提高TiO₂纳米管阵列的光催化活性常采用的改性方法,包括贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属掺杂和半导体复合以及TiO₂纳米管阵列在染料敏化太阳能电池、光解水制氢、光催化降解有机污染物和气敏传感材料等领域的应用研究进展,提出通过改进制备工艺和改性方法制备高性能的TiO₂纳米管阵列光催化剂是未来主要的研究方向。     

负载型掺杂TiO-2光催化剂降解城市有机废水的研究

采用微乳液法制备负载型纳米TiO2光催化剂,用Fe,La等元素进行掺杂。对淮南城市污水进行光催化降解,通过测定有机废水中化学需氧量(COD)去除率,对不同元素掺杂的TiO2的光催化效果进行分析。结果表明:掺杂Fe和La元素的催化剂的光催化效果最好,最佳掺杂量分别为0.2%和0.4%;催化剂投入量为3g/L,pH=4,紫外照射3h,降解率可达70%以上;催化剂可再生4次以上。     

改性TiO_2光催化剂的研究进展

通过叙述TiO2光催化剂的反应机理,分析由于自身因素(晶型、粒径)而影响光催化性能。针对目前研究较成熟的掺杂和负载这两种改性方法作以综合论述,并提出光催化剂改性的其他途径及前景。     

天然产物负载型光催化剂在有机污染物处理中的研究进展

主要结合负载型光催化剂催化降解原理、载体的功能及选择原则等,重点介绍天然产物负载型光催化剂在有机污染物处理中的研究进展,同时提出利用有效的负载技术,制备活性高、成本低且可稳定运行的负载型光催化剂是解决生产实际中有机物污染物处理的方向。     

天然产物负载型光催化剂在有机污染物处理中的研究进展

主要结合负载型光催化剂催化降解原理、载体的功能及选择原则等,重点介绍天然产物负载型光催化剂在有机污染物处理中的研究进展,同时提出利用有效的负载技术,制备活性高、成本低且可稳定运行的负载型光催化剂是解决生产实际中有机物污染物处理的方向。     

TiO_2光催化降解有机污染物研究进展

近年来人们对光催化降解有机物进行了广泛的研究。使得非均相光催化以各种各样的形式出现。目前,在光催化领域里,TiO2起着非常重要的作用,与其它半导体相比,它具有成本低、惰性以及光稳定性。综述了有关TiO2在光照射下对有机污染物催化降解情况的研究进展,以及TiO2在紫外光和可见光下的光化机理,并对TiO2光催化降解有机物的研究前景进行了展望。     

铋基双金属光催化剂合成及降解有机污染物研究进展

铋基双金属光催化剂包括铋基双金属氧化物、铋基双金属配合物及铋酸盐。综述了铋基双金属光催化剂分类、制备方法及其在光催化降解水中有机污染物的研究进展。系统介绍了铋基双金属材料制备方法,包括水热法、溶剂热法、化学溶液分解法、熔盐法、沉淀法、高温固相法等。同时重点阐述了铋基双金属光催化剂掺杂和复合改性,并对铋基双金属光催化剂的研究方向进行了展望,目的是为开发高性能的铋基双金属光催化剂提供实用指南。     

掺杂ZnO光催化剂研究进展

ZnO作为半导体光催化剂,具有无毒性、高效性和低成本等优点得到广泛研究。但是ZnO禁带宽度较宽,为3.37 eV,仅能吸收紫外光,而且光生电子和空穴较容易复合,在太阳光照射下,表现出较低的光催化活性,不能满足工业应用要求。对ZnO进行改性能够提高ZnO对可见光的利用率及光催化活性。其中,对ZnO进行掺杂能够有效改变光催化剂的比表面积、颗粒大小和光催化活性等性质,适当引入一些金属或非金属离子有可能使催化剂对光的吸收范围扩展到可见光区。金属掺杂能使ZnO形成更多的晶格缺陷,降低电子和空穴的复合几率;而非金属掺杂能够在ZnO晶格中引入氧空位以及引起ZnO晶格膨胀,使ZnO禁带变窄,进而能吸收可见光;同时,掺杂两种非金属有可能比掺杂单一非金属更能改善ZnO对可见光的吸收。结合金属掺杂与非金属掺杂的优点,金属与非金属共同掺杂到ZnO中,使ZnO的各种缺点得到全面改善。此外,利用金属氧化物对ZnO进行掺杂,可改变ZnO晶格结构以及表面电子状态,提高ZnO光催化活性。需加强对掺杂理论的研究,掺杂虽能使ZnO能够吸收可见光,但是对可见光吸收不强,对太阳能利用率不高,需要对ZnO改性方法进行更深入研究,同时,光催化要进一步在工业上进行应用,应加强对光催化降解多组分废水及真实废水进行研究,其稳定性、固载化及其回收利用方面也应该得到更多关注。     

TiO_2光催化降解有机污染物的研究进展

二氧化钛具有优异的光电转换及物化性能,是半导体光催化材料的研究热点,广泛用于有机污染物降解研究。但二氧化钛禁带宽度较大,只能吸收紫外光辐射,太阳光利用率低,且二氧化钛的量子效率低。综述金属掺杂、非金属掺杂、共掺杂、半导体复合-异质结和染料敏化二氧化钛改性方法,拓宽TiO_2的光响应范围,抑制载流子复合,提高光催化活性和能量转换效率,提高有机污染物降解率,实现可见光降解。     

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。     

TiO_2光催化材料掺杂改性的研究进展

TiO2是当前最有应用潜力的光催化材料,但其量子效率低、降解效果不理想、难以充分利用太阳能。选用合适的掺杂组分、制备方法和载体,制备出具有宽光谱响应范围、光量子效率高、易于回收利用的TiO2/载体光催化材料,对实现TiO2的工业化应用具有重大意义。根据半导体能带理论和异质结构的工作原理,研究各种表面改性技术和研制新的光催化剂,将是今后研究的主要方向。     

微波助离子液体中硫-钕共掺杂TiO2催化剂的制备及其微波强化光催化活性

在离子液体介质中,采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱物,用微波干燥法合成S和Nd共掺杂纳米TiO₂光催化剂TiO₂-S-Nd。分别采用IR、XRD、BET和SEM对催化剂结构进行测试与表征,以甲基橙为模拟污染物,在微波超声波组合催化合成仪中,恒温（25 ℃）下分别利用微波辐射、紫外光照及微波辐射+紫外光照3种降解条件,着重考察Nd掺杂量和S掺杂量对TiO₂-S-Nd光催化活性的影响。结果表明,在离子液体用量5.6 mL、n(Nd)∶n(Ti)=0.015和n(S)∶n(Ti)=2时,经功率为350 W的微波加热干燥处理20 min的半成品催化剂,再在700 ℃高温炉焙烧2 h,制得TiO₂-S-Nd催化剂,具有较高的光催化降解活性。且在3种降解条件下,TiO₂-S-Nd对甲基橙降解率分别为12.11%、88.91%和100%,表明微波与紫外光照有较好的协同作用,即微波-紫外光照具有强化S和Nd共掺杂TiO₂-S-Nd催化剂降解甲基橙的效果,并且所制得的共掺杂TiO₂-S-Nd催化剂的光催化活性均高于单一S 或Nd掺杂TiO₂的光催化活性,说明S和Nd共掺杂也具有协同作用。     

硅藻土负载La~(3+)/TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2/硅藻土负载型光催化剂。以硝酸镧为镧源,采用等体积浸渍-焙烧法制备La~(3+)/TiO_2硅藻土光催化剂。通过XRD和SEM对制备的催化剂进行表征,以亚甲基蓝溶液模拟有机废水,考察n(Ti)∶n(Si)及La3+掺杂量对催化剂光催化性能的影响,结果表明,硅藻土可提高TiO_2分散性,降低TiO_2晶粒尺寸,并抑制其由锐钛矿相向金红石相的转变。在n(Ti)∶n(Si)=1∶1、焙烧温度550℃和La3+掺杂质量分数1%条件下,La~(3+)/TiO_2硅藻土光催化剂的光催化活性较好,紫外光连续照射180 min,亚甲基蓝降解率可达99.9%。     

Pt/TiO2上的污染物降解耦合光解水制氢研究

以三乙胺和乙醚为目标污染物,研究了Pt/TiO₂上光催化分解水产氢和污染物同时降解的光催化反应。研究了作为电子给体的污染物浓度对光解水制氢反应的影响,污染物本身的降解规律符合Langmuir-Hinshelwood准一级动力学方程。使用拉曼光谱仪和紫外-可见光分光光度计对降解产物浓度进行了表征,讨论了可能的降解反应机理。     

纳米二氧化钛光催化剂共掺杂的研究进展

综述了近年来纳米二氧化钛光催化剂共掺杂的研究进展。介绍了纳米二氧化钛光催化剂的作用机理,从促进二氧化钛可见光响应、抑制光生电子与空穴的复合、造成晶格缺陷,增加氧空位、提高二氧化钛光催化剂表面羟基含量等方面解释了纳米二氧化钛光催化剂掺杂改性的作用机理。分析比较了非金属与非金属共掺杂、非金属与金属共掺杂、金属与金属共掺杂等不同掺杂方式对二氧化钛光催化剂的催化性能影响,并对今后的研究方向提出了建议。