兰炭基活性炭负载TiO2光催化剂的制备及性能研究

以兰炭为原料,采用物理化学法制备了兰炭基活性炭,以钛酸丁酯、硝酸铁为主要试剂并采用泥浆法制备了不同煅烧温度的Fe3+-TiO2/AC复合材料,并将其用于光催化降解酸性橙溶液,考察了反应时间、催化剂用量、酸性橙初始质量浓度、溶液pH及光源功率对其光催化性能的影响.结果表明:制备的兰炭基活性炭具有发达的孔隙结构和良好的吸附性能,以其为载体制备的Fe3+-TiO2/AC复合材料在光降解时间为3 h、催化剂用量为0.8 g、酸性橙初始质量浓度为40 mg?L-1、溶液pH值为9、光源功率为650 W的条件下,酸性橙溶液降解性能最好,降解率达到96.8％.该研究成果对兰炭制备活性炭应用于TiO2光降解实验的研究具有一定的指导意义.     

凹凸棒石-TiO2纳米复合材料制备和表征

具有高吸附性能的载体-TiO2光催化剂复合材料制备是未来TiO2纳米光催化研究领域的重要发展方向.本文以凹凸棒石为载体,通过钛酸四丁酯-丙醇溶液浸渍-过滤-丙醇蒸发-水蒸气作用下钛酸四丁酯水解-低温煅烧程序操作,获得凹凸棒石-TiO2纳米复合光催化材料.高分辨透射电镜表征结果显示:TiO2颗粒直径5～10nm,具有锐钛矿结构,在凹凸棒石表面分布均匀.该制备方法工艺简单,钛酸四丁酯利用率高,对水中有机污染物光催化处理、抗菌消毒、空气净化等方面具有很大潜在应用价值.     

制备不同稀土掺杂的纳米氧化钛光催化剂及其光催化活性

以钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法合成了Dy2O3-TiO2,CeO2-TiO2和Gd2O3-TiO2光催化剂。以甲基橙和亚甲基蓝为目标降解物,研究了3种复合光催化剂的光催化活性。通过紫外可见光光谱分析发现：3种光催化剂对不同降解物均表现出一定的光催化活性。掺杂质量分数(下同)为1．25％Gd2O3的光催化剂对甲基橙的降解效率较高,掺杂1．25％CeO2的光催化剂对亚甲基蓝具有较好的降解活性。因此,掺杂不同稀土氧化物的纳米TiO2光催化剂对不同有机物具有选择性降解活性。     

蒙脱石负载Cu~(2+)掺杂纳米TiO_2复合材料的制备及光催化性能

以蒙脱石为载体,钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了一系列Cu~(2+)掺杂TiO_2复合光催化材料,用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)溶液的降解脱色作为评价光催化活性的标准,考查不同Cu~(2+)掺杂量、催化剂用量等对催化剂活性的影响。研究结果表明,在MB初始浓度为10mg/L,当Cu~(2+)掺杂量为0.3%、催化剂用量为2g/L时催化性能最好,2h即可使MB溶液的脱色降解率达96%;重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上。     

掺杂铁TiO2纳米微粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe^3＋掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化剂时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现,掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性．结果表明：选用Fe^3＋掺杂量为0．05％,煅烧温度在500℃下得到的Fe^3＋-TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1g／L时,其光催化活性达到最佳效果。     

La3+掺杂TiO2光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了La^3＋／TiO2光催化剂，研究了该催化剂对亚甲基蓝的光催化降解效果。结果表明，La^3＋掺杂量（摩尔分数）2．8％、催化剂用量1．2g／L、体系pH值为11时，12mg／L亚甲基蓝溶液经2h光催化降解，其降解率可达99．1％。与纯TiO2相比，La^3＋/TiO2光催化剂显示出良好的光催化活性。     

TiO_2光催化空气净化研究

研究空气光催化净化工艺,包括空气灭菌,空气中甲醛降解和空气除臭等。观察二氧化钛掺银和催化剂的载体等因素对空气光催化的影响。研究结果表明,以玻璃珠为载体的二氧化钛光催化剂具有优异的光催化空气净化性能,二氧化钛掺银和以活性碳为载体可以进一步提高其净化效率。采用研制的固定床空气净化装置和液相沉积法所制备的二氧化钛光催化剂,空气一次通过光催化装置后,灭菌率可达到96%,甲醛降解率可达99%以上,出口处空气中细菌浓度和甲醛浓度分别达到医院无菌室的要求和国家标准要求。     

钛柱撑蒙脱石光催化降解甲基橙的性能研究

以钛酸丁酯为前驱体、钠基蒙脱石为载体,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛柱撑蒙脱石（TiO2—MMT）纳米复合材料。采用X-射线衍射仪、透射电子显微镜、全自动比表面积及中孔、微孔分析仪（BET）等分析手段对TiO2—MMT进行了表征,并研究了其对甲基橙的光催化降解活性。结果表明：TiO2—MMT主要由锐钛矿型TiO2和蒙脱石组成,呈层片状结构,TiO2柱撑到蒙脱石层间,并使其（001）晶面间距明显增大。在中性和碱性奈件下,TiO2-MMT对甲基橙的光催化降解能力较弱;在酸性条件下,TiO2-MMT对甲基橙的降解率远远高于中性和碱性条件下的降解率。TiO2—MMT光催化降解甲基橙的优化条件为：pH值4、甲基橙初始浓度30mg·L-1、TiO2-MMT投加量10g·L-1,在优化条件下光照2h,TiO2-MMT对甲基橙的催化降解率为99．4％。     

Fe2O3-TiO2光催化剂的制备及其对碱性嫩黄的降解

以Fe2(SO4),和Ti(SO4)2为原料,采用乙醇助水热法,在较低的温度下制备了Fe2O3-TiO:复合光催化剂,并用X射线衍射(XRD),紫外可见漫反射光谱(UV-vis)对其进行了表征.用该催化剂在自制的三相光催化反应器中进行催化降解碱性嫩黄的试验,探讨了催化剂投加量、溶液pH值、溶液浓度对降解率的影响.结果表明:在浓度为25mg/L、pH-9的碱性嫩黄溶液中,投加0.8g/L的光催化剂,紫外光照120min后,降解率达90.7%.动力学分析表明:在试验浓度范围内,碱性嫩黄的光催化降解反应符合一级动力学方程.     

纳米TiO2复合薄膜光催化降解甲基橙的研究

本通过Sol-Gel工艺的载玻片表面、多孔陶瓷表面及玻璃纤维表面制得了均匀透明的纳米TiO2复合薄膜，以甲基橙为研究对象，紫外灯为光源，研究了甲基橙初始浓度、光照时间、催化剂载体比表面、初始溶液的pH值对甲基橙降解率的影响，并比较了半导体耦合薄膜的光催化降解能力。研究结果表明：SnO2-TiO2复合膜相对于其它耦合膜及金属（La)掺杂膜有较高的降解率。     

贫燃条件下丙烯选择还原NO铜基SO_4~(2-)改性钛交联蒙脱催化剂的制备与性能

采用水热法制备钛交联蒙脱土,SO2-4改性后作为载体,担载上铜,制成铜基SO2-4改性钛交联蒙脱土(Cu Ti PILM/SO2-4)催化剂,用C3H6作还原剂,考察了贫燃条件下不同空速、不同氧浓度以及H2O对催化剂活性的影响。结果表明,SO2-4用量w(SO2-4)为30%、Cu2+担载量w(Cu2+)为5%、500℃焙烧制得的Cu Ti PILM/SO2-4催化活性高,反应温度为250℃时,能使NO转化率高达70 6%,在水蒸气存在下,NO最大转化率仅下降7 0%。     

Cu~(2+)-膨润土的制备、结构及性能研究

研究了天然膨润土的提纯,钠化改型及Cu2+-膨润土的制备,比较了不同的钠化剂对钠化土的蒙脱石含量,离子交换容量的影响。结果表明,天然膨润土提纯后蒙脱石的含量增加;采用焦磷酸钠为钠化剂进行溶液交换的钠化效果最佳;悬浮体系酸、碱浓度适中时(pH=4~11),Cu2+-膨润土表现出对酸、碱的缓冲作用,pH值保持在4.76左右。     

紫菜吸附铜、锌离子的研究

本文采用紫菜作为吸附剂吸附溶液中Cu^2 和Zn^2 。结果表明，紫菜对Cu^2 的吸附性能大大优于Zn^2 ，对Cu^2 的吸附2min就近乎达到平衡，适宜的pH为4-6，对Zn^2 需要2h才能达到平衡，适宜的pH为3-6。初始浓度即使高达30mmol／L时，Cu^2 的吸附率仍在90％以上，吸附量高达13．9mmol／g，而Zn^2 的吸附率只有12％，吸附量只有1．7mmol／g，紫菜对Cu^2 、Zn^2 的吸附等温线用Langmuir方程均能得到较好的表达。     

掺杂铁离子和铜离子的TiO2光催化剂的研究

利用钛酸正四丁酯水解制备了几种不同浓度的TiO2胶体,在降解甲基橙后发现,R（乙醇与水物质的量比）值为1／50的0．01mol／L TiO2胶体降解效果最好。在不同的pH值、反应温度、搅拌速度下制备了同时掺杂铁离子和铜离子的R值为1／50的0．01mol／L TiO2胶体,通过光降解甲基橙,发现pH值、反应温度、搅拌速度和掺杂离子浓度对TiO2胶体的形态、掺杂效果和光催化活性均有影响。对比纯TiO2胶体的光降解甲基橙效果发现,掺杂铁离子和铜离子的TiO2光催化剂在pH值2．0、低搅拌速度、室温情况下,具有更好的光催化活性。     

玉米芯处理含铜废水的研究

利用玉米芯对含Cu2+废水处理进行了研究。结果表明,玉米芯对Cu2+有较好的吸附效果。活化后的玉米芯粉对Cu2+的吸附比天然玉米芯效果更好。溶液的pH值在6左右,吸附时间为2 h,活化玉米芯粉对Cu2+的吸附率可达93%以上。     

载铜蒙脱石对水产病原菌的抗菌活性及其机理

通过阳离子交换反应,合成载铜蒙脱石,并研究它对水产病原菌的抗菌效果。X射线衍射分析显示：载铜反应前后,蒙脱石的（001）面网间距从原先的1．544nm增加到了1．588nm,表明铜是以水合阳离子或复合阳离子形式进入蒙脱石晶格层间位置。体外抗菌试验表明：蒙脱石未显抗菌活性,而载铜蒙脱石对所试水产病原菌均有很强的抑制和杀灭作用,它对嗜水气单胞菌、荧光假单胞菌、副溶血弧菌的最小抑菌浓度分别为150,150,75mg／L,最小杀菌浓度分别为600,600,300mg／L。载铜蒙脱石的抗菌能力是两方面因素的协同作用：一方面是其表面剩余正电荷能从水介质中大量吸附表面带负电荷的细菌;另一方面是矿物释放的铜离子对细菌的抑制和杀灭作用。     

Zn~(2+)改性TiO_2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Zn2+改性,并以苯酚废水为降解模型反应物,研究了Zn2+改性TiO2的光催化活性。结果表明,Zn2+改性能够提高二氧化钛的光催化活性,当Zn2+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3.0 g/L,通气量为600 mL/m in,pH值为3.3时,对苯酚废水溶液紫外灯光催化30 m in的降解率可达到98.2%。     

α-呋喃甲醛缩间苯二甲酰腙对铜离子的识别研究

设计合成了荧光传感分子α-呋喃甲醛缩间苯二甲酰腙(m-PB-Fu),应用吸收和荧光光谱研究其在乙腈中对过渡金属离子的响应。结果表明,m-PB-Fu的吸收光谱对Cu2+、Hg2+和Pb2+均有响应,配位能力相近,对Zn2+、Ni2+和Cd2+响应则很弱;但它的荧光发射光谱对Cu2+表现出高选择性响应,荧光增强达100倍。初步探讨了受体分子与Cu2+结合模式与荧光增强原因。     

配位插层法制备三聚氰胺-甲醛树脂/Cu2+ -蒙脱石纳米复合材料

采用微波加热溶液交换法分两步将提纯后的天然膨润土转变为Cu2 -膨润土(铜基土),通过三聚氰胺单体与Cu2 -蒙脱石层间Cu2 的配位作用,把三聚氰胺单体引入蒙脱石层间,然后加入甲醛经插层原位聚合制备三聚氰胺-甲醛树脂/Cu2 -蒙脱石纳米复合材料。X-射线衍射结果表明蒙脱石的层间距由1.25 nm增加到1.58 nm,所得产物为三聚氰胺-甲醛树脂/Cu2 -蒙脱石插层型纳米复合材料。     

多孔质沸石颗粒对矿井水中Pb2+、Cu2+、Zn2+吸附性能的研究

将天然沸石进行处理制备出多孔质沸石颗粒。在静态条件下，研究了多孔质沸石颗粒对重金属离子Pb^2 、Cu^2 、Zn^2 的吸附效果及吸附条件。含Pb^2 、Cu^2 、Zn^2 的矿井水经多孔质沸石颗粒吸附后，废水中Pb^2 、Cu^2 、Zn^2 的含量显著低于国家排放标准。