陶瓷基二氧化钛光催化材料的制备及应用

以球形氧化铝为载体,采用溶胶-凝胶法制备负载于球形氧化铝载体表面的二氧化钛,并以亚甲基蓝为目标降解物,考察了不同条件下合成的TiO2/Al2O3复合催化剂的光催化性能,探讨了原料配比、水解温度、水解时间等因素的影响。结果表明:钛酸丁酯:无水乙醇:三乙醇胺:水的体积比为1:3.5:0.6:0.1,水解温度为35℃,水解时间为2 h时,获得的二氧化钛光催化剂性能最佳,其对亚甲基蓝溶液的降解率达到95%。     

铁氮共掺杂多孔二氧化钛的制备及其亚甲基蓝降解性能研究

采用一步热水解方法制备的铁氮共掺杂多孔二氧化钛光催化剂,用粒度分布测试和XRD对样品进行表征。以亚甲基蓝为底物,在紫外光照射下的光催化降解反应作为目标反应评价其光催化活性。考察了制备过程氮钛摩尔比、加料时间、偏钛酸的煅烧温度和煅烧时间等对其光催化活性的影响。研究结果表明:在氮钛摩尔比为0.02,加料时间为16 min,水解得到的偏钛酸在500℃下煅烧2 h后,所制得光催化性能最高,对亚甲基蓝的降解率达到88.2%。     

Ce-TiO2/SiO2模拟太阳光下催化降解亚甲基蓝的研究

制备了Ce掺杂的TiO2复合SiO2光催化剂(Ce-TiO2/SiO2),使用该光催化剂在模拟太阳光下催化降解亚甲基蓝水溶液,研究了催化剂用量、亚甲基蓝初始质量浓度、溶液pH、无机阴离子对光催化降解效果的影响。结果表明:n(Ce)∶n(Ti)∶n(Si)=0.002∶1∶1时所制催化剂的光催化活性最好;对于2.5 mg/L、pH为11的亚甲基蓝溶液,投加100 mg/L的光催化剂反应2 h可达到最高降解率(92.6%);NO3-、SO42-、Cl-的存在对光催化降解具有抑制作用。     

介孔TiO_2光催化降解亚甲基蓝性能研究

以CTAB为模板导向剂,采用溶胶-凝胶法制备介孔TiO_2材料,以亚甲基蓝为降解底物,研究了光催化材料对亚甲基蓝的光催化活性,考察不同CTAB浓度及煅烧温度、光照时间对TiO_2光催化降解性能的影响。实验结果表明,随着CTAB的加入,所制样品的光催化活性均有所提高,紫外光照60 min后,500℃制备的,CTAB浓度为0. 14 mol/L的介孔TiO_2光催化剂对亚甲基蓝的光催化率达到92. 9%。     

SnO2/ZnO复合氧化物的制备及对亚甲基蓝的光催化性能研究

本文以SnCl4·5H2O、ZnCl2、氨水为原料,采用共沉淀法制备出SnO2/ZnO复合光催化剂,用XRD测试手段对其进行了表征,并以降解亚甲基蓝为模型反应,用分光光度计测定亚甲基蓝降解前后的吸光度,考察了不同条件下制备的复合氧化物的光催化活性,讨论了影响亚甲基蓝降解率主要因素。结果表明,ZnO复合SnO2后,光催化活性明显优于纯ZnO,且经400℃焙烧1.5h制得的复合光催化剂具有较高的光催化活性,利用该复合光催化材料降解有机染料废水是一种可行的方法。     

水热合成二氧化钛薄膜及光催化反应器的研究

采用水热合成法制备纯二氧化钛薄膜,并且利用石英螺旋管自制光催化反应器。在紫外光的照射下,以亚甲基蓝溶液为目标降解物。确定了水热合成高催化性能二氧化钛薄膜的适宜水热合成条件及自制光催化反应器最佳工艺参数:在紫外光照射下,水热合成反应温度为160℃,反应时间为6 h,原料TiCl4的浓度为1 mol/L时,制备的TiO2薄膜对亚甲基蓝溶液的光催化降解率达到了27.5%。自制光催化反应器的最佳工艺参数为:亚甲基蓝溶液p H值为7.7,反应器长度45cm,反应器亚甲基蓝溶液进入速率10 r/min,反射面距反应器距离5 cm,该条件下的自制光催化反应器的降解率为45.5%。     

稀土元素Pr掺杂对ZnO材料结构及光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了稀土元素Pr掺杂的纳米ZnO光催化剂,利用XRD、SEM、EDS及亚甲基蓝降解实验对样品的结构与性能进行了表征和测试。研究表明,与纯ZnO相比,掺杂Pr能有效促进ZnO的晶粒细化,稀土元素Pr以Pr_2O_3化学态形式高度分散在ZnO表面,增加了催化剂表面氧空位,改变了ZnO的晶格缺陷和光吸收范围,明显提高了ZnO的光催化性能。在摩尔比n(Pr)∶n(ZnO)=0.03∶0.97时,制得样品Zn_(0.97)Pr_(0.03)O的光催化性能最好,紫外灯照射150 min后,对亚甲基蓝的降解率为94.5%,比纯ZnO的降解效率提高了32.5%,对苯酚溶液和间苯二酚溶液的降解效率分别为82.2%,91.5%。     

稀土元素Pr掺杂对ZnO材料结构及光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了稀土元素Pr掺杂的纳米ZnO光催化剂,利用XRD、SEM、EDS及亚甲基蓝降解实验对样品的结构与性能进行了表征和测试。研究表明,与纯ZnO相比,掺杂Pr能有效促进ZnO的晶粒细化,稀土元素Pr以Pr_2O_3化学态形式高度分散在ZnO表面,增加了催化剂表面氧空位,改变了ZnO的晶格缺陷和光吸收范围,明显提高了ZnO的光催化性能。在摩尔比n(Pr)∶n(ZnO)=0.03∶0.97时,制得样品Zn_(0.97)Pr_(0.03)O的光催化性能最好,紫外灯照射150 min后,对亚甲基蓝的降解率为94.5%,比纯ZnO的降解效率提高了32.5%,对苯酚溶液和间苯二酚溶液的降解效率分别为82.2%,91.5%。     

二氧化钛光催化降解亚甲基蓝

以钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛粉末,并将其用于紫外光下降解水体中的亚甲基蓝。探讨了二氧化钛的用量,亚甲基蓝溶液的初始浓度,有无紫外光照以及光照时间对亚甲基蓝降解率的影响。结果表明:所制备的二氧化钛对亚甲基蓝具有很好的光催化效果;当二氧化钛用量为0.05 g,亚甲基蓝的浓度为10 mg/L,体积为50 m L,光照时间为90 min时,亚甲基蓝的降解率可高达95.92%。     

N/F/TiO2的制备及光催化氧化性能

以钛酸四丁酯为钛源,以尿素和氟化铵为N、F源,制备N/F/TiO2光催化材料,用于亚甲基蓝降解效率研究.结果表明,摩尔比为N∶F∶Ti=1∶4∶5的光催化剂在锻烧温度为600℃、pH =7的条件下,100 mg N/F/TiO2光催化剂对100 mL浓度为20 mg/L的亚甲基蓝溶液光催化降解4h时效率最高.     

Preparation of TiO2 Nanoparticles Coated Cotton Fibers at Low Temperature and Their Photocatalytic Activity

TiO_2 nanoparticles coated cotton fiber composite was successfully prepared by using a sol-gel method at low temperature(about 100℃) using tetrabutyl-titanate [Ti(OBu)_4] as raw material.The preparation of the TiO_2 colloid and the composite were described.The properties of resulting materials were characterized by SEM and XRD,the photocatalytic degradation performance was tested using methylene blue(MB) as the target pollutant in aqueous solution.The results showed that the amorphous TiO_2 nanoparticles were distributed evenly on the outer surfaces of cotton fibers,which shows efficient photocatalytic properties when exposed to UV light,the degradation rate of MB reached 95.35% under the conditions of catalyst dosage 2.5 g/L,MB concentration 50 mg/L,irradiation time 120 min,and pH 10,and the photocatalytic activity of TiO_2/cotton fibers remained above 90% of its activity as-prepared after being used four times,the degradation rate of MB could reach 88.78% when irradiation time was 120 min.The photocatalytic degradation of MB could be properly described by the first-order kinetic law.By comparison of the removal rates of MB with and without UV light,it could be affirmed that the disappearance of MB was due to photodegradation rather than adsorption on cotton fibers.     

Zn^2＋改性TiO2对苯酚废水的光催化降解研究

采用溶胶-凝胶-浸渍法对二氧化钛进行Zn^2＋改性,并以苯酚废水为降解模型反应物,研究了Zn^2＋改性TiO2的光催化活性。结果表明,Zn^2＋改性能够提高二氧化钛的光催化活性,当Zn^2＋掺杂量为2．0％（质量百分比）,煅烧温度为600℃,催化活性最好,当催化剂的投加量为3．0g／L,通气量为600mL／min,pH值为3．3时,对苯酚废水溶液紫外灯光催化30min的降解率可达到98．2％。     

Fe-TiO_2对活性艳红K-2BP的光催化降解研究

采用溶胶-凝胶-浸渍法对二氧化钛进行掺铁改性,并以活性艳红K-2BP为降解模型反应物,研究了Fe-TiO2的光催化活性。结果表明:掺铁能够提高二氧化钛的光催化活性,当掺铁质量百分比为0.1%,煅烧温度为500℃,催化活性最好,当催化剂的投加量为3 g/L,通气量为600 mL/min,pH值为3时,对活性艳红K-2BP溶液紫外光照30 min的降解率可达到98.4%。     

La~(3+)掺杂TiO_2光催化降解甲基橙

采用溶胶-凝胶-浸渍法对二氧化钛进行La3+掺杂,并以甲基橙溶液为降解模型反应物,研究了La3+改性TiO2的光催化活性。结果表明:La3+改性能够提高二氧化钛的光催化活性,当La3+掺杂量为0.5%(质量百分比),煅烧温度为500℃,催化活性最好;当催化剂的投加量为4.0 g/L,通气量为800 mL/min,pH值为3.12时,对甲基橙废水溶液紫外灯光催化60 min的降解率可达到97.5%。     

Al_2O_3负载TiO_2光催化氧化剂的制备与性能试验

以钛酸四丁酯为钛源、Al2O3为载体,采用浸渍法制备了一系列TiO2/Al2O3复合氧化物光催化剂。以光催化降解甲醛为探针反应,考察了催化剂的光催化活性。并采用XRD、SEM技术对催化剂进行了表征。考察了催化剂的焙烧温度、钛含量、反应温度等因素对甲醛光催化降解率的影响。结果表明:400℃是制备TiO2/Al2O3光催化剂的最佳焙烧温度;在TiO2负载质量为5.0%的复合氧化物光催化剂催化效果最好,甲醛的降解率达到58.4%。随着反应温度的升高,复合氧化物光催化剂的催化性能下降,由25℃时的58.4%的甲醛降解率下降到50℃时的4.8%。     

天然矿物负载纳米二氧化钛复合材料的制备与表征

采用水解沉淀法制备了白炭黑、硅藻土和蛋白土负载纳米二氧化钛复合材料。通过SEM和XRD等手段对复合材料分别进行了表征,并用罗丹明B溶液的光催化脱色率来评价复合材料的光催化性能。结果表明,在复合材料表面负载了大量的二氧化钛且主要以锐钛型为主,白炭黑、硅藻土、蛋白土复合材料表面负载的二氧化钛的平均粒径分别为14.6、25.7、22.9 nm。二氧化钛/白炭黑、二氧化钛/硅藻土、二氧化钛/蛋白土3种复合材料的最佳制备条件分别为：700 ℃煅烧2 h,二氧化钛负载量为30%;700 ℃煅烧2 h,二氧化钛负载量为20%;600 ℃煅烧2 h,二氧化钛负载量为20%。3种复合材料对罗丹明B溶液15 min的降解率分别达到98.6%、97.4%和87.7%。     

Fe~(3+)-CdS/TiO_2复合半导体光催化剂的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了系列不同配比的Fe3+-CdS/TiO2光催化材料,用TEM、EDS、XRD、UV-vis等技术对其形貌、结构和光吸收特性进行了表征。以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了光源、煅烧温度、煅烧时间、掺杂Fe3+和CdS对催化剂催化性能的影响。结果表明,Fe3+掺杂和CdS半导体复合相结合的技术,可以使TiO2对光的响应拓展到整个紫外-可见光区;当n(Fe3+)∶n(CdS)∶n(TiO2)=0.005∶1∶1、煅烧温度为300℃、煅烧时间为1 h、光源为太阳光时,Fe3+-CdS/TiO2的光催化活性最高,在1 h内可以使亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达98.62%。     

吗啉离子液体中纳米TiO2的制备及其光催化性能

以自制N-甲基-N-硝基苯基吗啉盐酸盐离子液体为介质,以TiOCl2溶液为前驱体,利用低温水解法制备了金红石型纳米TiO2粉体. 结果表明,所制TiO2粒径为4.7 nm,将其用于光催化降解甲基橙,5 h内甲基橙降解率可达99.18%,说明其具有优良的光催化性能.     

磷酸铝添加量对纳米TiO_2光催化活性的影响

以磷酸铝为粘结剂,铝板为载体,利用粘结剂法和浸渍提拉法制备负载型纳米TiO2催化剂。探讨了光照时间和AlPO4添加量对TiO2光催化活性的影响,并对催化剂进行了SEM和XRD表征。结果表明:光照时间的延长有利于光催化反应;确定了AlPO4最佳添加量为20%,对应的亚甲基蓝降解率达到47.5%。XRD结果表明,纳米TiO2晶型为锐钛矿型,AlPO4的引入对TiO2的晶型结构不产生影响。     

Ag@AgCl-TiO2-粉煤灰微珠复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能

采用离子交换法在粉煤灰微珠(FMS)表面沉积Ag@AgCl纳米颗粒,制备Ag@AgCl-FMS复合基底,采用水解-沉淀工艺,以TiCl4为钛源在复合基底表面再包覆纳米TiO2薄膜,经500℃煅烧2 h后得到Ag@AgCl- FMS-TiO2复合光催化剂. 对材料微观形貌、晶体结构、可见光光催化性能进行了表征与测试. 结果表明,复合基底表面包覆的TiO2薄膜均匀完整. 500℃煅烧后的物相为90%锐钛矿型TiO2和10%金红石型TiO2. 复合催化剂料在Ag@AgCl等离子共振效应的作用下,表现出明显的可见光响应,经可见光照射80 min后对甲基橙的降解率达99%,5次重复使用对甲基橙的降解率保持在85%.