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。     

光催化分解水制氢催化剂的修饰与改性

光催化分解水产氢是解决能源和环境问题的一种理想途径。传统光催化分解水催化剂存在稳定性差、可见光利用率低、产氢速率低等缺点。通过对催化剂进行修饰与改性,改善其光催化性能,是光催化产氢领域的研究热点。论文简要介绍了光催化反应机理、产氢效率影响因素,系统阐述了目前光催化分解水制氢催化剂的修饰与改性技术,如:离子掺杂、表面修饰、形貌修饰、异质结、固溶体、Z-scheme体系、修饰与改性组合技术等,揭示了其修饰与改性原理及电子转移规律。在此基础上,对未来光催化分解水催化剂的研究工作进行了展望。     

碳化树脂/CdS复合催化剂的制备及其光催化产氢性能研究

以光水解制氢中的优势材料硫化镉（CdS）作为光催化剂,借助碳化树脂（CPR）材料的导电性质,制备碳化树脂/硫化镉（CPR/CdS）复合催化剂,对CPR/CdS催化剂的理化性质和催化机理进行分析。与纯CdS相比,CPR/CdS具有更高的比表面积。通过光催化降解水产氢确定CPR的最佳用量和产氢性能。结果表明：0.5-CPR/CdS催化剂用量为0.15 g,体系pH值为5时,光催化产氢速率最高,为403.24μmol/h,循环5次实验光催化产氢速率均可以达到370μmol/h左右,稳定性良好。在复合材料中引入CPR后,CPR的掺入不仅能够提供活性位点,还能够作为电子捕获剂和电子传输剂有效分离光生电子和空穴,从而大幅度延长光生载流子的寿命,达到提高光催化反应活性的效果。     

Cr、Ta共掺杂SrTiO_3的光催化重整葡萄糖产氢性能研究

以有机污染物为电子供体可达到制氢与治污的双重目标。通过高温固相法制备了Cr、Ta共掺杂SrTiO_3光催化剂。采用XRD、SEM、UV-Vis、BET等测试手段对光催化剂的物理和光学性质进行了表征,考察了Cr、Ta共掺杂SrTiO_3光催化剂降解葡萄糖水溶液制氢的光催化反应。结果表明:Cr、Ta共掺杂SrTiO_3光催化剂为立方钙钛矿结构,主要由微米级的不规则球形颗粒组成,比表面积为2.87 m~2/g。由于Cr和Ta元素的掺杂效应,Cr、Ta共掺杂SrTiO_3光催化剂具有了可见光吸收能力。光催化产氢测试结果表明在葡萄糖自身分解的同时,有氢气能够持续且稳定地放出。     

Ag~+/g-C_3N_4光解水制氢工艺优化研究

光催化制氢是一种很有前景的产氢技术,通过优化光催化产氢工艺来提高产氢效率,具有很重要的现实意义。本研究在合成Ag~+/g-C_3N_4的基础上,以Ag~+/g-C_3N_4为催化剂来光解水制氢,并对其产氢工艺进行了优化。结果发现,当Ag~+离子掺杂量为5%,Ag~+/g-C_3N_4用量为8g/L,Na_2SO_3为牺牲剂,3%H_2PtCl_6为助催化剂的情况下,在反应体系pH值为7,反应25h,催化剂使用3~4次的条件下,光解水制氢反应的产氢量最大能达258.8μmol/g。因此,Ag~+/g-C_3N_4能有效地进行光解水制氢,具有潜在的应用前景。     

乙醇催化重整产氢催化剂及催化反应机制

以乙醇为原料催化乙醇重整反应产氢由于具有效率高、毒性低以及乙醇可持续性生产等优点，被认为是一种极具工业化应用前景的制氢方法，但现存的乙醇重整反应催化剂存在催化效率和产氢选择性低、稳定性差等缺点，阻碍了乙醇重整制氢技术的广泛应用。本文主要综述了乙醇重整制氢金属催化剂的研究进展，着重阐述了金属元素种类、催化剂载体、反应温度和原料水醇比等对乙醇转化率和产物选择性的影响，归纳分析了乙醇重整过程中催化剂稳定性的影响因素和提高催化剂稳定性的方法和措施，并对乙醇重整制氢反应机制的研究工作进行了总结。基于乙醇重整产氢催化剂的研究现状，提出开发高效稳定催化剂的关键在于系统研究催化乙醇重整反应机制以及催化反应过程中催化剂与载体的协同效应对催化剂性能的影响。     

石墨烯基二氧化钛光催化剂的合成与应用现状

本文综述了石墨烯(GR)分别作为电子受体、催化剂垫、敏化剂在石墨烯基二氧化钛(GR-TiO2)光催化剂中的作用,总结了GR-TiO2的制备方法,系统介绍了GR-TiO2在光催化分解水制氢、光催化降解污染物等领域的最新研究进展,认为GR-TiO2吸附作用的研究、实现对催化剂简单易行的回收利用等方面是GR-TiO2未来的研究趋势.     

一些光敏剂水溶液体系光生电势与光催化产氢的关系

在太阳能分解水制氢研究中存在的一个问题,是产氢要消耗化学试剂(电子给体),以人们研究得很多的Ru(bpy)_3~(2+)-MV~(2+)-EDTA-铂催化剂体系为例,光照下产氢时,其净的化学反应为:     

光催化技术在降解有机染料污染物方面的应用

介绍了光催化技术在降解有机染料污染物方面的应用,首先介绍了有机物污染的危害,其次对光催化技术展开了介绍,其中包括光催化技术的基本原理、光催化的基本类型等两个方面。然后介绍了光催化的影响因素,其中主要包括催化剂用量对光催化反应的影响、污染物种类对光催化反应的影响、温度对光催化反应的影响、污染物以及初始浓度对光催化反应中的影响、光源和光强对光催化剂反应的影响、催化剂的结构以对光催化反应的影响等六个方面。     

碳点用于光催化分解水制氢的研究进展

光催化分解水制氢是获取氢能的理想方式,开发高效的光催化剂成为本领域研究的热点。碳点因为具有独特的上转换性能、可见光响应以及带隙可调的性质且水溶性好、无生物毒性、光致发光性能优异,在光催化产氢领域的应用引起了极大关注。目前合成碳点的方法主要包括自上而下和自下而上两种方式。通过表面钝化、表面功能化或元素掺杂等改性手段可以进一步增强碳点的光电性能和抗腐蚀性能。本文从碳点主要的制备和改性手段出发,概述了近年来碳点用于光催化分解水制氢领域主要的研究成果,总结了碳点分别作为光催化剂主体、助催化剂、光敏剂以及Z型结构的电子转移介质在光催化制氢中的应用。同时指出目前碳点在光催化制氢领域还普遍存在着机理不明晰、产氢效率偏低的问题,未来该领域的研究方向将侧重于大规模合成结构更精确、目标特定性更强的碳点以及探究碳点在光催化产氢过程中的优化机制。     

Photocatalytic degradation of 2,4-dichlorophenol by TiO2/UV: Kinetics, actinometries and models

Heterogeneous photocatalysis has proved to be a useful tool for the degradation of water pollutants as it can be observed by the high number of references appeared the last 30 years. Despite this strong research, some points, as more satisfactory and accurate kinetic models, still have to be more developed. In this work, as reaction model, the photocatalytic treatment of 2,4-dichlorophenol has been studied by using TiO₂ in suspension as catalyst. The influence of different variables (TiO₂ concentration, pH effect, radiation) on the reaction rate has been tested. Afterwards, two new kinetic models are proposed. The first one takes into account the effect of intermediates in the degradation rate of the parent pollutant, which allows a better agreement for long time reactions. The second one attempts to include the radiation effect into the kinetic expression by means of a new term which refers to the absorbed light by the photocatalyst. Both models fit quite well with the experimental data and seem to be interesting future tools for the comparison and scaling-up of different photocatalytic systems.     

太阳能光催化制氢反应体系及其材料研究进展

光催化制氢是利用太阳能获取氢能的重要途径,是当前研究热点。长期以来,人们致力于各种新型可见光光催化制氢材料的研究并取得较大进展。反应体系的设计和选择是实现高效光催化制氢和能否走向工业化的核心问题之一,因此,近年来研究者开始对光催化制氢反应体系加大研究。光催化制氢主要有非均相光催化制氢(HPC)和光电催化制氢(PEC),不同的体系具有各自的优缺点和应用范围。重点介绍光催化制氢半反应、光催化完全分解水和光电催化分解水3种主要反应体系,分析各种反应体系的特点,阐述各个体系涉及的光催化材料的发展进程,并展望太阳能光催化制氢研究前景,其中,新型高效的PEC-PV(光伏)耦合光化学转化系统有望为光解水制氢实现工业化提供一种重要的发展途径。     

光催化技术在降解有机染料污染物方面的应用

光催化技术是一种新兴的高效节能现代污水处理技术,本文从半导体光催化技术研究现状、反应机理、反应动力学、光催化技术发展及其存在的问题等方面对半导体光催化技术在降解常见有机染料方面的应用加以综述.     

光催化技术在污水处理方面的应用

光催化技术是一种新兴的高效节能现代污水处理技术，本文从半导体光催化方法，反应机理、各类污染物光催化降解的现状，提高半导体光催化剂活性途径，光催化技术发展中存在问题等方面分别论述了半导体光催化技术现状及发展趋势。     

CNTs负载TiO2对茜素红溶液的降解研究

以钛酸四丁酯为前驱体,冰醋酸为水解抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO₂/CNTs复合催化剂。测定复合催化剂对不同浓度茜素红溶液的光降解活性,并对光催化降解动力学进行研究。结果表明,在CNTs负载质量分数7.5%、焙烧温度450 ℃和焙烧时间3.5 h条件下制备的TiO₂/CNTs复合催化剂光催化活性得到提升。相同条件下,TiO₂/CNTs对150 mg·L^-1茜素红溶液的最终降解率达67%,而TiO₂的最终降解率只有56%。复合催化剂光催化活性提升的原因是CNTs负载后光催化粒子在紫外光照射下生成更多的氢氧根活性自由基。光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood方程,催化剂对污染物的表观吸附是整个反应的“瓶颈”。随着反应浓度的增大,光催化降解反应的反应级数由一级反应逐渐下降为零级反应。     

太阳能光解水制氢催化剂研究进展

利用太阳能制氢是将太阳能转换成氢能的有效方式。近年来国内外发展了不同类型的太阳能光解水制氢催化剂：金属配合物、金属氧化物、无机层状化合物、Z型光催化制氢反应体系和光生物催化反应体系等,通过金属负载、离子掺杂、复合半导体、燃料光敏化、电子捕获剂、表面螯合及衍生作用、外场耦合等途径可以有效提高光催化剂活性,开发具有特殊结构的新型光催化剂、无贵金属负载催化剂以及循环使用牺牲剂将是未来太阳能光解水制氢的发展方向。     

NiO掺杂InVO4光催化降解甲酸水溶液产氢的研究

以有机污染物为电子供体可达到制氢与治污的双重目标.通过高温固相法制备了新型NiO/InVO4复合光催化剂.采用XRD,SEM,UV-VIS,BET等测试手段对复合光催化剂的物理和光学性质进行了表征,考察了NiO/InVO4复合光催化剂降解甲酸水溶液制氢的光催化反应.结果表明:NiO/InVO4复合光催化剂为正交晶相结构...     

国内城市黑臭水体内源污染治理技术研究进展

城市黑臭水体不仅影响景观,还会威胁人类健康。其中,内源污染是水体污染的重要来源。文章对内源污染的形成及危害、异位和原位治理技术定义及优缺点等内容进行了总结。主要结论如下:底泥清淤能快速转移污染底泥,但易破坏水底的生态系统,且会给环境带来二次污染;底泥覆盖能减少底泥污染物向水体释放,但不能移除污染物,仍存在污染物释放到水体的风险;投放化学药剂能有效去除污染物,但可能带来水体毒性以及引起污染物的异常释放,一般适用于应急处理;微生物修复底泥效果好,但目前还处于实验室和中试试验阶段;底泥曝气能加快底泥复氧速度,有效改善黑臭水体污染情况,但其耗能高,受设备因素限制而少应用于实践。在城市黑臭水体内源治理实际工程中,应依据不同治理技术的优缺点制定具体实施方案,以修复城市水体生态环境。     

催化型低温等离子体反应器净化废气研究进展

催化型低温等离子体反应器可有效地提高废气治理的能量效率和净化效果.现有数据表明,在一定能量密度下,催化型低温等离子体反应器比传统低温等离子体反应器能量效率有1.1～12倍的提高,这和污染物种类,反应器构型及催化剂参数有关.本文介绍了反应机理、反应器构型及催化剂参数选择等对反应器性能的影响,并指出今后研究的发展方向.