纳米TiO2负载多晶硅复合催化剂的制备及性能初步研究

采用溶胶-凝胶法（Sol-Gel法）在多晶硅表面镀上一层纳米TiO2薄膜,用FTIR、XRD、SEM等对其进行表征,并研究了催化剂对水中甲苯的光催化氧化性能。结果表明,焙烧温度、焙烧时间、负载次数对催化剂的晶相结构、粒径大小以及光催化活性均产生显著的影响。焙烧温度为550℃,焙烧时间为2h,TiO2负载2次时,催化剂中纳米TiO2的粒径为25nm左右,锐钛矿相与金红石相的比例为7∶3。采用改性催化剂对水中甲苯的光催化氧化处理的结果表明,甲苯的去除率达到90%以上,纳米TiO2负载多晶硅复合催化剂具有较好的光催化活性。     

超细Co/TiO_2和Ce/TiO_2的制备及光催化性能

以四氯化钛为原料、硝酸钴或硝酸铈为掺杂剂,以共沉淀或机械混合的掺杂方法制备了掺杂的Co/TiO2和Ce/TiO2超细粉体,并进行了X射线衍射表征和光催化活性评价。掺杂抑制了样品晶粒的长大,在500℃焙烧温度下,掺钴样品的平均粒径由未掺杂纯样品的47 7nm减小到了12 1nm(机械混合)和9 6nm(共沉淀),掺铈样品的平均粒径则分别减小到33 1nm和16nm;钴掺杂导致了样品在焙烧温度500℃时便有金红石相出现,而铈掺杂的样品和纯样品在相同温度下没有金红石相;通过甲苯在样品上的光催化氧化过程,证实了掺杂对样品的光催化性能有影响。在纯样品和掺钴、掺铈的样品上,140min后甲苯的质量浓度由初始的100mg/m3分别下降到17、2 3和7 3mg/m3;甲苯在实验条件下的光催化氧化符合一级动力学规律。     

TBP-煤油/H2SO4-Ti(IV)萃取沉淀法制备纳米TiO2及其光催化活性

以TBP（磷酸三丁酯）为萃取剂，在TBP－煤油／H2SO4－Ti(IV)体系中萃取Ti(IV),然后将萃取体系的负载中相作为原料液，用氨水沉淀制备纳米TiO2粉末，并对其进行了TEM，XRD表征，以次甲基蓝的光催化氧化作为目标反应来评价TiO2的光催化活性，考察了制备过程中氨水的加入顺序以及焙烧条件对其光催化活性的影响。TEM表征结果表明制备的TiO2粒子分散均匀，粒径在20nm左右。XRD测试结果说明样品焙烧温度在550－800℃范围保持锐钛矿晶型。以制备的锐钛矿晶型样品为光催化剂进行次甲基蓝的光催化降解反应，光照25min，脱色率可达到98％，COD去除率可达70％左右。     

纳米TiO_2的低温制备及晶相控制研究

以钛酸丁酯为前躯体,在低温(40℃)下制备TiO2薄膜,并评价其光催化活性。结果表明,制备的TiO2薄膜不需经过高温处理,就有较好的光催化活性;XRD分析表明,未经过热处理的样品,随着反应温度的提高,得到的TiO2粒径变大,经450℃处理2 h的样品,金红石含量随反应温度提高而减少。醋酸的加入不仅能抑制板钛矿相的生成,而且提高了锐钛矿相向金红石相转变的温度。     

纳米TiO_2-WO_3的制备及对甲醛的光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备TiO2 WO3纳米复合催化剂,对浓度为3 3×10-3mol/L的甲醛溶液进行光催化,考察了不同条件对其光催化降解的影响。结果表明,相同的焙烧温度下,WO3掺杂能抑制粒径的长大;焙烧温度升高,TiO2金红石相质量分数增加,粒径变大;WO3掺杂量为w(WO3)=3%、600℃焙烧时,金红石相质量分数为13 5%,光催化活性最高,甲醛光催化1 5h后降解率达到64%,比纯TiO2光催化活性高出79 4%。     

超细Co／Ti02和Ce／Ti02的制备及光催化性能

以四氯化钛为原料、硝酸钴或硝酸铈为掺杂剂，以共沉淀或机械混合的掺杂方法制备了掺杂的Co／Ti02和Ce／Ti02超细粉体，并进行了x射线衍射表征和光催化活性评价。掺杂抑制了样品晶粒的长大，在500℃焙烧温度下，掺钴样品的平均粒径由未掺杂纯样品的47．7nm减小到了12．1nm(机械混合)和9．6nm(共沉淀)，掺铈样品的平均粒径则分别减小到33．1nm和16nm；钴掺杂导致了样品在焙烧温度500℃时便有金红石相出现，而铈掺杂的样品和纯样品在相同温度下没有金红石相；通过甲苯在样品上的光催化氧化过程，证实了掺杂对样品的光催化性能有影响。在纯样品和掺钴、掺铈的样品上，140min后甲苯的质量浓度由初始的100mg／m^3分别下降到17、2．3和7．3mg/m^3；甲苯在实验条件下的光催化氧化符合一级动力学规律。     

掺钇纳米二氧化钛光催化降解甲基橙的研究

采用金属钇掺杂改性,以钛酸四丁酯为主要原料,在室温下,利用溶胶-凝胶法制备了Y3+掺杂纳米TiO2光催化剂,通过X射线衍射分析(XRD)方法分析其改性机制;掺钇纳米TiO2光催化剂经太阳光照射后,用分光光度计测量光催化降解反应后甲基橙溶液浓度的变化,考察其光催化活性;研究了掺杂量和焙烧温度对光催化活性的影响。结果表明,Y3+掺杂能有效地抑制锐钛矿型TiO2向金红石型TiO2的转化,可使纳米TiO2的衍射峰宽化,粒径从80.5 nm降低到42.15 nm,掺杂量为1.2%,焙烧温度在400℃左右时,能够有效地提高TiO2光催化剂光催化活性。     

TiO2/高岭石负载型催化剂的制备与表征

以高岭石颗粒为载体,采用TiCl4水解法制备TiO2/高岭石负载型催化剂。以SEM、IR、XRD、BET方法对其进行了表征。SEM观察到催化剂的表面形貌有了较大的变化,IR、BET结果表明有部分TiO2插入高岭石层间。以草酸为目标降解物考察其光催化活性,结果表明所制得的TiO2/高岭石负载型催化剂的光催化活性比对比样品纳米TiO2高,同时探讨了焙烧温度对催化剂光催化活性的影响。     

干燥法对纳米TiO_2晶相及其光催化活性的影响

Ti(OH)4水凝胶和醇凝胶分别用空气、超临界乙醇干燥,在不同温度下焙烧,制备了纳米TiO2光催化剂,以光催化降解活性艳红X-3B作为模型反应,评价其光催化活性,并用XRD,BET和TG进行了表征。结果表明,超临界乙醇干燥法制得的锐钛矿纳米TiO2具有较高的热稳定性,并且随着焙烧温度的升高,其光催化降解活性艳红X-3B的活性逐渐提高,800℃焙烧的样品活性最高,与Degussa P25 TiO2商品催化剂的光催化活性相当,但晶粒大、易分离。     

TiO2薄膜光催化效果的强化(1)

采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,将其涂覆在普通钠钙玻璃上,以TiO2对甲基橙的光分解率探讨TiO2薄膜的最佳焙烧时间、焙烧温度、光催化性能。结果表明,当焙烧温度为450℃、焙烧时间为1h时,TiO2的晶型为锐钛矿型,对甲基橙的光分解率最高：水加入量为0．25g时,镀膜效果较为理想：未修饰的TiO2薄膜在pH=2时,光催化活性最高;TiO2与H2SO4的摩尔比为1：1．5时,超强酸化薄膜的光催化活性最高：La^3 掺杂量为5％、Fe^3 掺杂量为0．03％时,光催化效果最好。     

活性炭负载TiO2的制备及其光催化性能的研究

以钛酸四丁酯（Ti（OC4H9）4）为原料,用溶胶-凝胶法制备活性炭（AC）负载（TiO2。XRD分析其晶型组成。实验研究了不同TiO2负载量、不同煅烧时间、不同煅烧温度以及不同使用次数等情况下TiO2/AC光催化剂的光催化活性。实验结果表明,当负载量为28.2%、煅烧时间为4h、煅烧温度为400℃时催化剂活性最高,甲基橙溶液的降解率到达了98.09%。同时研究表明了多次使用后的TiO2/AC光催化剂仍具有很好的光催化性能。     

SnO2/ZnO复合中空纤维材料的制备及其光催化性能

采用天然棉花为模板制备了具有高光催化活性的SnO2/ZnO复合中空纤维光催化材料;利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)技术对其相结构和形貌进行了表征;以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了Sn4+和Zn2+物质的量比为0.1∶1时煅烧温度对其催化性能的影响。实验结果表明:制备的样品为复制了棉花纤维模板形貌、具有中空结构的SnO2和ZnO半导体复合材料(SnO2/ZnO);煅烧温度对材料SnO2/ZnO的结晶度、晶粒大小﹑表面微结构和催化性能等有显著影响;650℃左右所得样品在太阳光下的催化活性最好,1 h可使MB溶液的脱色降解率达100%;该材料易于离心分离,具有良好的催化活性和重复使用性能。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2催化合成没食子酸丙酯

以固体超强酸SO42-/TiO2为催化剂,以没食子酸和正丙醇为原料,合成了没食子酸丙酯。考察了醇酸摩尔比、催化剂用量、催化剂焙烧温度以及反应时间对酯收率的影响。结果表明:焙烧温度为500℃时,制得的催化剂活性最高;适宜的反应条件如下:没食子酸与正丙醇的摩尔比为1∶15,固体超强酸SO42-/TiO21.8g,在115～120℃反应2.5h,酯收率达96.3%。     

负载型光催化剂Al/TiO_2的制备及性能研究

以钛酸正丁酯为前驱物,盐酸为水解抑制剂、无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法进行了铝粉表面包覆二氧化钛薄膜的研究,制备了Al/TiO2光催化剂。以亚甲基蓝为有机污染模拟物,其降解率作为评价手段,考察了不同条件下制备样品的光催化性能。研究表明,当水钛比n[H2O]∶n[Ti(OC4H9)4]为40∶1,水解温度为35℃,pH值为4.5,反应时间为5 h,煅烧温度为500℃时,制备的样品经紫外灯光照3 h,降解率能达到85%。采用粒度分析、XRD等方法对包覆后的样品进行了表征,证明了片状铝粉表面包覆了锐钛矿型二氧化钛。并对样品的光催化性能进行了研究,结果表明,紫外灯光照6 h,样品对亚甲基蓝溶液的降解率能达到97%,优于商用光催化剂P25。     

硫掺杂纳米TiO2可见光催化剂的制备及光催化活性

用钛酸丙酯和硫脲为原料在煅烧条件下制备了硫掺杂纳米TiO2光催化剂,用XRD、XPS、TEM和UV-vis吸收光谱对催化剂进行了表征;分别以紫外光与太阳光为光源,甲基橙为目标降解物,评价了催化剂的光催化活性。结果表明,500℃煅烧的硫掺杂TiO2在紫外光区和可见光区的吸光度比纯TiO2提高了约0.23~0.46;经40~50 min降解,其在紫外光和太阳光下对甲基橙的降解率比纯TiO2分别提高了32%和69%。TEM结果表明,500℃煅烧的硫掺杂TiO2的粒径约为15~16 nm;XRD分析结果表明,硫掺杂能够促进TiO2从锐钛矿相向金红石相的转变,减小催化剂的晶粒粒径;XPS分析结果指出,硫原子的氧化态为+6,S6+部分取代了TiO2晶格中的Ti4+,形成了硫掺杂的TiO2光催化剂。     

粉煤灰漂珠负载TiO2及其光催化活性的试验研究

以粉煤灰漂珠为载体,利用溶胶一凝胶法将TiO2负载到漂珠表面,制备出TiO2／漂珠复合光催化剂,采用XRD、SEM、FrIR等技术对TiO2／漂珠光催化剂的表观和微观特征进行了较系统的表征,并分析了TiO2／漂珠复合光催化剂的制备条件对其光催化活性的影响。研究结果表明：当溶胶pH为5、煅烧温度为450℃时,所制备的TiO2／漂珠复合光催化剂对亚甲基蓝的降解效果最好。     

TiO2-硅藻土复合光催化剂降解二甲基甲酰胺研究

以硅藻土为固体活性添加物,采用溶胶-凝胶法水解钛酸四丁酯制备硅藻土负载TiO2复合光催化剂。以二甲基甲酰胺(DMF)溶液的光催化降解为模型反应,研究制备条件中煅烧温度、溶胶pH值、H2O与Ti(OR)4的量比、涂覆次数等条件对光催化活性的影响。结果表明,合成复合催化剂的最佳煅烧温度为500℃、溶胶pH值为1.3、H2O与Ti(OR)4的量比为15.75、涂覆次数为3次;在300W紫外光照射、反应2h、催化剂投量为1g/L、DMF的质量浓度为200mg/L时,最大降解率为84.27%,表现出较强的光降解性。     

TiO_2薄膜制备条件对甲醛光催化降解性能的影响

以钛酸丁酯为前驱体,用溶胶-凝胶法制备了TiO2薄膜,并进行了甲醛的光催化降解实验,考察了制备条件对光催化降解性能的影响。结果表明,适宜的制备工艺条件为:溶胶体系pH=3,溶胶配方中V(钛酸丁酯)∶V(无水乙醇)∶V(水)∶V(冰醋酸)=5∶34∶2∶2,干溶胶在600℃下活化5h,制成的薄膜光催化降解甲醛降解率大于50%。     

以水溶性壳聚糖为添加剂纳米TiO_2的制备及其光催化性能测试

以水溶性壳聚糖为添加剂,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2光催化剂。利用粒度分析、热重分析、X射线衍射对胶体及纳米TiO2进行表征,以甲基橙为模型反应评价纳米TiO2的光催化性能。结果表明,煅烧温度达到500℃时水溶性壳聚糖分解完全,粉末以锐钛矿晶型为主;添加剂使胶体颗粒变小;纳米TiO2具有较高的光催化活性,反应50 min时,甲基橙的降解率可达(99±1)%。     

丙烷氧化脱氢负载型催化剂的研究

制备了V2O5/TiO2和V2O5/TiO2 ZrO2负载型催化剂,并对催化剂进行了反应评价和BET、XRD、H2-TPR表征。通过研究验证了利用溶胶凝胶技术制备的负载TiO2催化剂有较好的低温反应活性,在250℃下反应得到2 2%的丙烯收率。对TiO2进行离子掺杂后催化剂活性组分能够和混合氧化物载体进行键合,形成稳定的O—V—Zr键和O—V—Ti键,使催化剂的还原温度从480℃增加到650℃,在350℃下反应得到12%的丙烷转化率和55%的丙烯选择性。