太阳光照射下CdS/TiO_2复合纳米粉体的光催化性能

分别采用溶胶-凝胶法和化学沉积法两种方法将CdS修饰在Degussa P25TiO2上,制备得到CdS/TiO2复合纳米粉体,借助XRD、UV-vis漫反射、EDS等手段对其进行表征分析,选择亚甲基蓝(MB)为模型反应物,考察了太阳光照射条件下CdS/TiO2的光催化性能。结果表明,亚甲基蓝溶液初始质量浓度为20mg/L,光催化剂投加量为2g/L时,持续光照60min后,CdS/TiO2对MB的降解率较P25TiO2提高11%～15%;光照120min后,MB降解率最高,达90%以上。阳光照射下CdS/TiO2对MB的光降解反应遵从Langmuir-Hinshelwood模型,动力学结果符合假一级动力学方程,对应的表观反应速率常数是P25TiO2的1.1～1.4倍。用化学沉积法制备的CdS/TiO复合体的光催化活性优于溶胶-凝胶法,与XRD、UV-vis漫反射、EDS等表征结果一致。     

反应溅射制备TiO_2∶MoO_3复合薄膜的光催化降解性能

利用中频交流磁控溅射技术反应溅射TiMo合金靶(Mo的摩尔分数为10%)制备了TiO2∶MoO3复合薄膜,用XPS,XRD和SEM分析了复合薄膜的成分、结构和表面形貌,并研究了其光催化降解性能。结果发现:反应溅射制备的复合薄膜中Ti,Mo均完全氧化,Mo的摩尔分数约为4%。TiO2∶MoO3复合薄膜由于存在MoO3相,其对亚甲基蓝和甲基橙的光催化效果相对较弱,同时其对亚甲基蓝有极强的吸附作用。薄膜越厚,其中的MoO3相含量越多,薄膜的吸附性能越强,光催化能力越弱。     

N/F/TiO_2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4 h时效率最高。     

Ti/SnO_2/ZnO复合薄膜的制备及其光催化性能研究

以Ti/SnO2为基体,从Zn(NO3)2水溶液中阴极电沉积ZnO,制备了Ti/SnO2/ZnO复合薄膜,用X-射线衍射、扫描电子显微镜和紫外可见漫反射吸收光谱对其进行了表征,以甲基橙为目标有机物,考察了其光催化活性.实验结果表明,Ti/SnO2/ZnO复合薄膜的光催化活性明显高于Ti/ZnO薄膜,且其催化活性随ZnO的沉积时间而变化.对复合薄膜催化活性提高的原因进行了讨论.     

反应溅射制备TiO2:MoO3复合薄膜的光催化降解性能

利用中频交流磁控溅射技术反应溅射Ti-Mo合金靶(Mo的摩尔分数为10％)制备了TiO2：MoO3复合薄膜,用XPS,XRD和SEM分析了复合薄膜的成分、结构和表面形貌,并研究了其光催化降解性能。结果发现：反应溅射制备的复合薄膜中Ti,Mo均完全氧化,Mo的摩尔分数约为4％。TiO2：MoO。复合薄膜由于存在MoO3相,其对亚甲基蓝和甲基橙的光催化效果相对较弱,同时其对亚甲基蓝有极强的吸附作用。薄膜越厚,其中的MoO3相含量越多,薄膜的吸附性能越强,光催化能力越弱。     

Fe3+-CdS/TiO2复合半导体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同配比的Fe3 -CdS/TiO2光催化材料,利用UV-Vis对其光谱特性进行了表征,以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了Fe3 、CdS/TiO2的制备条件对光催化性能的影响。     

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。     

不同液体环境对PAN/TiO_2纤维膜的催化效率影响探究

以聚丙烯腈(PAN)、纳米二氧化钛(TiO_2)为原材料,利用远场静电纺丝技术,制备PAN/TiO_2纤维膜,探究含有不同离子的液体环境对PAN/TiO_2纤维膜催化亚甲基蓝(MB)活性的影响。结果表明,不同pH值的液体环境对PAN/TiO_2纤维膜的吸附能力影响较小,对催化活性有较大影响。液体环境中Cl^-浓度对PAN/TiO_2纤维膜的吸附性能有较大的影响,间接导致PAN/TiO_2纤维膜催化活性发生改变。相同浓度的CO■、Cl-浓度对PAN/TiO_2纤维膜的吸附性能有较大的影响,间接导致PAN/TiO_2纤维膜催化活性发生改变。相同浓度的CO■、Cl^-、HPO■、SO■对PAN/TiO_2纤维膜吸附能力的影响差别较小,但是相较于其他阴离子,CO■对PAN/TiO_2纤维膜的催化活性具有更强的抑制能力。     

SnO_2/ZnO/铝箔复合薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃片/铝箔上制备SnO2/ZnO复合薄膜,以甲基橙水溶液模拟有机污染物,在可见光及紫外光下研究了SnO2/ZnO薄膜的光催化降解性能。实验结果表明:以铝箔为载体比以玻璃为载体时降解效率要有明显提高;当Sn Cl4在溶胶中的质量浓度为0.05 g/m L时,SnO2/ZnO/铝箔的降解效率最高;光照2 h时,在紫外光照射下降解效率为98.91%,可见光照射下降解效率达到了82.62%。     

不同金属离子掺杂TiO2薄膜的制备及光催化活性的研究

以溶胶-凝胶法制备了分别用Ag^+、Cu²⁺、Fe³⁺、La³⁺、Ce³⁺和Eu³⁺等离子掺杂的纳米TiO₂薄膜，经XRD和UV-Vis对薄膜样品进行表征并研究了其光催化活性。XRD结果证明，掺镧TiO₂薄膜与未掺杂薄膜的X射线衍射图基本一致，实验条件下主要为锐钛矿型，且掺入La^3+离子使得TiO₂薄膜的晶粒变小。UV-Vis吸收光谱说明当λ＞380 nm时，其吸光度低于0.15。薄膜光催化降解亚甲基蓝的实验表明,La³⁺或Fe^3+掺杂薄膜的光催化降解率远高于未掺杂TiO₂薄膜，而Ce^3+或Cu^2+离子掺杂薄膜与未掺杂薄膜的光催化活性相似，掺Ag⁺或Eu³⁺离子则降低了活性。当最佳掺杂量La³⁺为0.6%或Fe³⁺为1.5%时，光催化降解率分别高达92%和82%。     

复合电沉积制备TiO_2/泡沫镍光催化材料及其催化活性

采用复合电沉积方法制备了TiO2/泡沫镍光催化材料,通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散谱（EDS）分别对纳米复合镀层进行了形貌和成分表征,同时研究了在镀液中添加不同表面活性剂对光催化材料镀层的影响。讨论了TiO2/泡沫镍光催化材料对大肠杆菌和小球藻的光催化活性。结果表明：在本实验的电沉积工艺条件下,泡沫镍基底上获得了微粒分布均匀、Ti的质量分数为5.97%的纳米TiO2-Ni复合沉积层。添加了阴离子表面活性剂的光催化材料表面TiO2颗粒具有良好的分散性。TiO2/泡沫镍光催化材料处理含大肠杆菌水样,反应30 min灭活率达到60.1%,反应2 h灭活率达到99.9%;处理水中的小球藻溶液,初始3 h内,小球藻溶液中所含叶绿素a从初始的98.2 mg/m3降至38.2 mg/m3。     

氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜的层层自组装制备及其性能

氧化石墨烯（GO）的片层边缘含有 COOH等含氧官能团,因而带负电荷,可以在带正电荷多孔基体上通过层层自组装实现快速沉积。以由3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）修饰的多孔氧化铝管式陶瓷膜为基膜,令GO和聚乙烯亚胺（PEI）以溶液形态在其表面交替沉积实现自组装,继以环氧氯丙烷（ECH）交联之,制备新型氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜。最佳制备工艺是,PEI浓度5 g·L^-1、pH=9,NaCl浓度0.3 mol·L^-1,GO浓度0.6 mg·ml^-1、pH 4.5,层数2层,ECH用量6.25 ml·L^-1,50℃条件下处理70 min。层数为1～4层的自组装膜在0.6 MPa操作压力下对2 g·L^-1的MgCl₂的截留率分别为90.16%、93.71%、97.54%、92.93%,其中1层自组装膜的渗透通量为21.92 L·m^-2·h^-1。氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜对4种无机盐的截留率大小为MgCl₂ >MgSO₄ > NaCl >Na₂SO₄,符合典型正电荷纳滤膜的特征。     

g-C_3N_4/TiO_2/BiPO_4的制备及光催化性能研究

以硝酸铋、磷酸二氢钠为原料,水热法制得BiPO_4;以尿素为原料,高温烧结制得石墨相氮化碳(g-C_3N_4);采用凝胶-溶胶法,将它们与钛酸丁酯反应制得g-C_3N_4/TiO_2/BiPO_4复合光催化剂。用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外漫反射(UV-Vis)对复合催化剂的结构、形貌及光响应特性进行表征。通过对碱性品绿的光催化降解研究,证明了该催化剂具有响应波长范围宽,相应强度大,光催化效果好的优点。催化剂用量为0.03 g,降解溶液pH=4,50 mL碱性品绿初始浓度为30 mg/L,使用100 W的氙灯,降解15 min,碱性品绿降解率可达99.70%。h⁺、·O+、·O^-_2、·OH捕获实验证明,3种活性基团在碱性品绿降解过程都发挥了作用,贡献大小为:h-_2、·OH捕获实验证明,3种活性基团在碱性品绿降解过程都发挥了作用,贡献大小为:h⁺>·O+>·O^-_2>·OH。     

C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。     

C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。     

以漂珠为载体TiO_2光催化材料的制备研究

以漂珠为载体,钛酸四丁酯作为钛源,用溶胶-凝胶法制备TiO_2/漂珠复合材料,用于工业废水脱色。考察了反应温度、反应时间及焙烧温度、时间对脱色率的影响。同时使用XRD、SEM、UV-Vis、FTIR等分析手段对最优条件下制得的复合材料进行分析。结果表明,最优条件为:反应温度50℃,反应时间3 h,焙烧温度600℃,焙烧时间2 h。在此条件下制得的复合光催化材料,TiO_2在漂珠上负载均匀,主要以锐钛矿的形式存在,光吸收率有明显的提升,主要原因为漂珠中的SiO_2和Al_2O_3和漂珠中的其他杂质与TiO_2发生相互作用,提高了光线吸收率。     

以漂珠为载体TiO_2光催化材料的制备研究

以漂珠为载体,钛酸四丁酯作为钛源,用溶胶-凝胶法制备TiO_2/漂珠复合材料,用于工业废水脱色。考察了反应温度、反应时间及焙烧温度、时间对脱色率的影响。同时使用XRD、SEM、UV-Vis、FTIR等分析手段对最优条件下制得的复合材料进行分析。结果表明,最优条件为:反应温度50℃,反应时间3 h,焙烧温度600℃,焙烧时间2 h。在此条件下制得的复合光催化材料,TiO_2在漂珠上负载均匀,主要以锐钛矿的形式存在,光吸收率有明显的提升,主要原因为漂珠中的SiO_2和Al_2O_3和漂珠中的其他杂质与TiO_2发生相互作用,提高了光线吸收率。     

TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料的制备和光催化性能研究

采用分子组装的方法,以硅藻土为基底制备TiO_2/硅藻土、TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料,通过UV-Vis、TEM方法对材料进行表征,以甲基橙溶液为目标降解物探究纳米复合材料的光催化性能,结果表明,基底制备TiO_2/硅藻土、TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料对甲基橙均有不错的降解率,其中TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料降解率达到67.16%。     

砷锑在二氧化钛表面光催化氧化机理研究

砷锑在自然环境中通常共存,且三价态的砷锑毒性远大于五价态,为了降低砷锑的毒性,通过二氧化钛催化氧化砷锑的研究备受关注。通过在实验室制备一种比表面积为202 m~2/g,孔径为44 nm的新型高能{001}晶面TiO_2材料氧化砷锑,考察了TiO_2对砷锑的氧化能力,并通过ESR实验探究了TiO_2氧化砷锑的机理以及通过电化学实验解释了氧化速率产生差异的原因。结果表明,这种TiO_2材料对砷锑具有极强的吸附氧化能力,在光照条件下TiO_2表面会产生羟基自由基和超氧自由基,对砷锑进行氧化,符合一级动力学模型,其对砷锑的降解速率分别为0.000 9 min~(-1)和0.011 2 min~(-1),即TiO_2对锑的氧化能力强于砷,这是由于TiO_2和锑之间的电荷转移阻抗更低,更容易发生电子传递造成的。     

砷锑在二氧化钛表面光催化氧化机理研究

砷锑在自然环境中通常共存,且三价态的砷锑毒性远大于五价态,为了降低砷锑的毒性,通过二氧化钛催化氧化砷锑的研究备受关注。通过在实验室制备一种比表面积为202 m²/g,孔径为44 nm的新型高能{001}晶面TiO_2材料氧化砷锑,考察了TiO_2对砷锑的氧化能力,并通过ESR实验探究了TiO_2氧化砷锑的机理以及通过电化学实验解释了氧化速率产生差异的原因。结果表明,这种TiO_2材料对砷锑具有极强的吸附氧化能力,在光照条件下TiO_2表面会产生羟基自由基和超氧自由基,对砷锑进行氧化,符合一级动力学模型,其对砷锑的降解速率分别为0.000 9 min2/g,孔径为44 nm的新型高能{001}晶面TiO_2材料氧化砷锑,考察了TiO_2对砷锑的氧化能力,并通过ESR实验探究了TiO_2氧化砷锑的机理以及通过电化学实验解释了氧化速率产生差异的原因。结果表明,这种TiO_2材料对砷锑具有极强的吸附氧化能力,在光照条件下TiO_2表面会产生羟基自由基和超氧自由基,对砷锑进行氧化,符合一级动力学模型,其对砷锑的降解速率分别为0.000 9 min^(-1)和0.011 2 min(-1)和0.011 2 min^(-1),即TiO_2对锑的氧化能力强于砷,这是由于TiO_2和锑之间的电荷转移阻抗更低,更容易发生电子传递造成的。