Zn-TiO2／AC复合催化剂的制备及其光催化活性

以硝酸锌、钛酸四丁酯和活性炭为原料，采用真空吸附法制备了不同组成的Zn-TiO2／AC．通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征．选择较难降解的C13CCOOH作为探针分子考察了其光催化活性．结果表明，掺锌能提高TiO2／AC的催化活性，当Zn的摩尔分数为0．5％(相对TiO2)、处理温度为400℃，溶液的pH值为6时，Zn-TiO2／AC催化剂具有很好的光催化活性．     

N、S共掺杂改性TiO_2的制备及其光催化活性

采用焙烧法制备了具有可见光催化活性的光催化剂SxTi1-xN2-yOy.光电子能谱结果表明SxTi1-xN2-yOy中S是以 6价阳离子的形式存在,其掺杂方式是置换了晶格金属离子Ti4 形成阳离子S6 的掺杂;且由于S6 阳离子的存在,导致N1s出现宽化移动现象,N在掺杂过程中形成了N-C、N-S、N-O及Ti-N键.紫外-可见漫反射及表面光电压谱研究结果表明,SxTi1-xN2-yOy吸收带边为528 nm,对应的带-带跃迁能量为2.3 eV,具有明显的可见光催化活性,SxTi1-xN2-yOy仍为n型半导体.模拟太阳光下的光催化降解苯甲酸试验表明,SxTi1-xN2-yOy在可见光下具有很好的光催化活性,是未改性TiO2的2.8倍.     

石墨烯/S掺杂TiO_2复合物的制备及其光催化活性

采用水热法首先合成S掺杂TiO_2(S-TiO_2),然后S-TiO_2与氧化石墨烯(GO)经水热反应制备了石墨烯/S掺杂TiO_2复合物(GR/S-TiO_2)。所得样品通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、傅里叶红外光谱(FTIR)和光致发光光谱(PL)对形貌和结构性能进行了表征,并在可见光下进行了光催化降解亚甲基蓝性能测试。结果表明,与S-TiO_2相比,GR/S-TiO_2对污染物的吸附性能有较大提高,光生电子-空穴对复合率大大降低,可见光下催化降解亚甲基蓝的速率提高了近1倍。     

石墨烯/S掺杂TiO_2复合物的制备及其光催化活性

采用水热法首先合成S掺杂TiO_2(S-TiO_2),然后S-TiO_2与氧化石墨烯(GO)经水热反应制备了石墨烯/S掺杂TiO_2复合物(GR/S-TiO_2)。所得样品通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、傅里叶红外光谱(FTIR)和光致发光光谱(PL)对形貌和结构性能进行了表征,并在可见光下进行了光催化降解亚甲基蓝性能测试。结果表明,与S-TiO_2相比,GR/S-TiO_2对污染物的吸附性能有较大提高,光生电子-空穴对复合率大大降低,可见光下催化降解亚甲基蓝的速率提高了近1倍。     

掺杂TiO_2/ACF光催化材料的制备及性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了N、Ni单独掺杂和N/Ni共掺杂的二氧化钛溶胶,然后通过浸渍法将溶胶涂覆到粘胶基非织造布上,磷酸活化后在马弗炉中高温煅烧,制得了掺杂TiO_2/ACF光催化材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis DRS)对所制备材料进行研究。通过对可见光照射下亚甲基蓝溶液(20 mg/L)的光催化降解率研究其光催化性能。结果表明,掺杂TiO_2均匀的负载到活性碳纤维(ACF)上;所有光催化材料中TiO_2均为锐钛矿型和金红石型混合晶型,锐钛矿型TiO_2所占比例约为65%;NTiO_2、Ni TiO_2和NNi TiO_2的紫外-可见漫反射光谱均发生红移。与未掺杂TiO_2/ACF相比所有掺杂TiO_2/ACF的光催化能力均有提高,且NNiTiO_2/ACF的光催化效果最佳。     

掺杂TiO_2/ACF光催化材料的制备及性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了N、Ni单独掺杂和N/Ni共掺杂的二氧化钛溶胶,然后通过浸渍法将溶胶涂覆到粘胶基非织造布上,磷酸活化后在马弗炉中高温煅烧,制得了掺杂TiO_2/ACF光催化材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis DRS)对所制备材料进行研究。通过对可见光照射下亚甲基蓝溶液(20 mg/L)的光催化降解率研究其光催化性能。结果表明,掺杂TiO_2均匀的负载到活性碳纤维(ACF)上;所有光催化材料中TiO_2均为锐钛矿型和金红石型混合晶型,锐钛矿型TiO_2所占比例约为65%;NTiO_2、Ni TiO_2和NNi TiO_2的紫外-可见漫反射光谱均发生红移。与未掺杂TiO_2/ACF相比所有掺杂TiO_2/ACF的光催化能力均有提高,且NNiTiO_2/ACF的光催化效果最佳。     

N掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯和乙醇为原料,尿素为氮源,室温下采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂的纳米TiO2粉末。采用XRD、TEM、UV-Vis DRS对样品进行了表征。结果表明：N掺杂使纳米TiO2的光谱响应范围拓展到可见光区。较佳制备条件是：n(钛酸四丁酯)∶n(尿素)为1∶3,400 ℃下煅烧3.5 h,所得样品为锐钛矿晶型,平均粒径为13 nm。光降解甲基橙实验中,溶液pH值为4.0时,降解率最大,反应3 h降解率可达70.5%。     

掺N纳米ZnO的制备及光催化活性

采用溶胶-凝胶法合成纳米ZnO,用碳酸铵溶液浸渍的方法对其进行N掺杂。利用X射线衍射仪,透射电子显微镜,X射线能谱仪,Fourier红外光谱仪,X射线光电子能谱仪,紫外-可见光谱仪对产物结构进行了表征,通过可见光催化降解甲基橙对N-ZnO的光催化活性进行了考察。结果表明:合成的ZnO颗粒大小在20～30 nm,N的掺杂没有改变ZnO的晶型,N在ZnO晶格中形成N—Zn—O键;N掺杂拓宽了ZnO的可见光吸收范围。N-ZnO作为光催化剂在可见光作用下能有效降解甲基橙,表现出较高的可见光催化活性。当(NH4)2CO3和ZnO的摩尔比为0.20时,N-ZnO的光催化性能最好。     

Nd~(3+)掺杂Zno/TiO_2催化剂制备及光催化活性

以ZnSO_4·7H_2O和Ti(SO_4)_2为原料,体积分数40%的乙醇作溶剂,用共沉淀法制备ZnO/TiO_2和Nd~(3+)-ZnO/TiO_2[n(zn)∶n(Ti)=3∶10]催化剂。采用XRD和UV-Vis等技术进行表征,考察氨水浓度、Nd~(3+)掺杂量和催化剂用量对罗丹明B光催化降解的影响。XRD分析表明,稀土掺杂使催化剂中纳米TiO_2晶粒细化;UV-Vis吸收光谱表明,稀土元素掺杂后,催化剂在紫外光吸收有所加强;光催化降解实验表明,氨水浓度较低时,所得催化剂活性较高;掺杂适量Nd~(3+)能有效提高ZnO/TiO_2的光催化活性。当催化剂用量1 000 mg·L~(-1)、Nd~(3+)掺杂质量分数0.70%和浓氨水稀释10倍时,太阳光连续光照4 h,催化剂的光催化活性较高,废水COD_(Cr)去除率达90.1%。     

负载型N掺杂TiO2光催化剂的制备、表征及光催化活性

为拓展二氧化钛光吸收范围,以钛酸四丁酯为钛源、尿素为氮源,利用溶胶-凝胶技术合成了N掺杂的TiO₂,并将其负载到天然矿石球体上。利用XRD、SEM、UV-Vis手段对催化剂的结构、形貌、空隙大小进行表征,测试了负载型N-TiO₂的光催化性能。结果表明,适量N的掺杂提高了可见光光催化活性。对初始浓度为100μg·L^-1的6种邻苯二甲酸酯溶液光催化降解6h后,其降解率最高达到90%左右。负载型N-TiO₂对水中6种邻苯二甲酸酯具有较好的光催化降解作用。     

N掺杂TiO_2光催化剂的制备与表征

以饱和尿素溶液水解工艺制备TiO2煅烧前驱体,在前驱体中引入掺杂氮源,于400~700℃的空气气氛下煅烧2 h,制得淡黄色的掺氮TiO2光催化剂;对样品进行XRD,UV-Vis及XPS等测试和表征,并研究其可见光催化活性。结果表明,掺杂氮是以化学键形式掺入TiO2晶格的,含量约3%,并随煅烧温度的升高而略有降低,较低煅烧温度下的样品可见光催化活性较强;样品的粒径约20 nm,比表面积20~50 m2/g,在波长不低于400 nm的可见光作用下,经180 min,对2,4-二氯苯酚的降解率超过60%。     

微波水热法制备稀土元素铒掺杂TiO_2光催化剂及光催化活性

采用微波水热法和溶胶-凝胶法制备稀土元素Er掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Er,以甲基橙溶液为模拟污染物,在微波辐射-紫外光照(MW-UV)和太阳光照条件下,考察TiO_2-Er光催化剂的光催化降解活性。分别用N_2吸附-脱附、ICP-AES和PL光谱分析对TiO_2-Er光催化剂进行结构测试和表征。结果表明,Er掺杂能显著提高TiO_2光催化剂光催化活性,微波水热法制备的TiO_2-Er光催化剂具有较高的光催化活性;微波水热法和溶胶-凝胶法制备的TiO_2-Er光催化剂微波辐射-紫外光照50 min,甲基橙降解率分别为100%和98.5%,太阳光照4 h,甲基橙降解率分别为99.0%和97.5%。微波水热法具有晶化时间短和元素掺杂均匀的优点,制备的TiO_2-Er光催化剂具有形貌均匀、孔径较大、孔分布均匀和比表面积较大等特点,且Er掺杂能抑制光生e~-/h~+复合,使光生e~-/h~+的分离效率得到提高,有利于光催化活性的提高。     

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。     

掺杂铁纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

分别采用水热法和溶胶-凝胶法制备了纳米级TiO₂和不同掺铁量的TiO₂纳米粒子。通过纯TiO₂和掺铁TiO₂分别作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，溶胶-凝胶法掺杂铁离子可以有效地提高TiO₂光催化活性，而水热法掺杂铁使TiO₂的光催化活性明显降低。Fe/TiO₂摩尔比为0.01％～0.1％，随掺杂量的增大,TiO₂光催化活性逐渐降低。     

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。     

活性炭负载TiO2的制备及其光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2/活性炭(AC)光催化剂,采用XRD分析了纳米TiO2晶型,SEM观察了活性炭负载前后表面形貌.正交试验分析了各因素对光催化降解甲基橙的影响.结果表明:制备的纳米TiO2为纯锐钛矿型,催化剂以不规则碎片包覆在活性炭表面.复合材料在TiO2浓度0.441 mol/L,50℃烘干后,pH=3的环境下降解甲基橙,脱色率达到95.5％.溶液pH值是催化降解的主要影响因素.     

复合型光催化剂H3PW12O40/TiO2/漂珠的制备及其对茜素红的光催化作用

以漂珠为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/漂珠,用浸渍法制得磷钨酸修饰的复合光催化剂H3PW12O40/TiO2/漂珠.紫外-可见漫反射光谱显示该产品的光响应强度提高.光催化降解茜素红试验结果表明,在pH值为4～5,茜素红的初始质量浓度为7.5 mg/L,光催化剂投加量为0.08 g/100 mL[水],250W紫外光照射的条件下,90 min内底物的脱色率达到50％以上.     

硝酸铈铵改性纳米TiO2的合成及其光催化活性研究

以四氯化钛为钛源,硝酸铈铵为改性原料,采用非水体系溶胶-凝胶法制备了二氧化钛催化剂。采用XRD、UV-Vis和SEM等测试技术对样品进行了表征。结果显示:硝酸铈铵的添加抑制了TiO2晶粒的生长,可使其对可见光吸收增强并且改变了其形貌及尺寸。以苯酚为模型,考察了样品的催化性能。结果表明,在n(Ce)∶n(Ti)为0.3%的条件下,于550℃下焙烧的TiO2催化剂的催化活性最好。3 h光照后,苯酚降解率为93.1%。     

掺杂铁TiO_2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Fe3+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Fe3+掺杂量为0.05%,煅烧温度在500℃下得到的Fe3+-TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1 g/L时,其光催化活性达到最佳效果。