两种元素共掺杂二氧化钛光催化性能的研究

通过采用浸渍法制备S~(6+)和Bi~(3+)掺杂TiO_2纳米光催化剂,以紫外线高压汞灯为光源,考察了催化剂对光降解苯酚的活性影响。通过正交实验(L16(45))研究了S~(6+)、Bi~(3+)的百分含量、催化剂的焙烧温度、催化剂浓度以及苯酚的初始浓度对S-Bi/TiO_2纳米粒子光催化活性的影响。结果表明:催化剂中S~(6+)和Bi~(3+)的含量,催化剂的焙烧温度,催化剂的使用量对反应的降解效率均有显著的影响。在实验条件下,苯酚初始浓度20 mg·L~(-1),催化剂浓度1.5g·L~(-1),焙烧温度为600℃,S~(6+)的百分含量0.1%,Bi~(3+)的百分含量为0.5%时S-Bi/TiO_2纳米粒子具有最佳的光催化活性。     

Fe_3O_4/TiO_2的制备及太阳光催化性能研究

采用水解法制备了Fe_3O_4/TiO_2光催化剂,以紫外光和太阳光为光源,以苯酚降解为模型反应,4-氨基吡啉显色法来测定溶液中残余苯酚的浓度,并通过IR、XRD和UV-vis等方法对催化剂进行表征。光催化降解苯酚的活性实验表明,当Fe_3O_4含量为20%,焙烧温度为400℃时,Fe_3O_4/TiO_2的催化剂具有较好的太阳光活性和磁回收性能。反应150min,苯酚的降解率达50%;催化表征说明铁离子进入了TiO_2晶格形成了Fe-O-Ti键,400℃焙烧的TiO_2和20%Fe_3O_4/TiO_2为中TiO_2为锐钛矿相,Fe_3O_4复合后,TiO_2粒径降低了近9 nm,同时增强了可见光吸收性能,促进了Fe_3O_4/TiO_2的苯酚降解活性。     

复合材料TiO_2-Bi_2O_3的制备及光催化性能

采用均匀沉淀法,以硫酸钛为前躯体,制备TiO_2-Bi_2O_3复合粉体材料。以罗丹明B为目标降解物,研究了热处理温度、催化剂用量对该复合材料光催化性能的影响。光催化活性随焙烧温度升高而增大,550℃焙烧的样品光催化活性高。当催化剂用量为0.026g/10 m L时,20 mg/L的罗丹明B溶液在紫外光照射100 min后,降解率可达到90%。该复合物对罗丹明B溶液的光催化降解符合一级动力学方程。     

Fe~(3+)/TiO_2/ZSM多相光Fenton降解甲基橙的研究

以沸石分子筛为载体,采用溶胶-凝胶法和浸渍法制得了负载纳米Fe~(3+)/TiO_2的沸石分子筛。用甲基橙模拟有机污染物,考察了该催化剂在多相类Fenton体系中的催化活性及处理甲基橙废水的影响因素。结果表明:通过Fe~(3+)的掺杂,二氧化钛的光催化活性得到明显提高,所以在自然光下就可以进行光催化。在甲基橙初始质量浓度为20 mg/L、双氧水初始浓度为15 mmol/L、pH=5、反应温度为40℃、催化剂投加量为2 g的反应条件下,甲基橙去除率达到90%以上。随着使用次数的增加,催化剂仍保持较好的稳定性。     

铈掺杂纳米二氧化钛可见光光催化降解苯酚性能

采用Ce（NO3）3掺杂改性后的纳米TiO2粉末作为光催化剂（Ce-TiO2）,研究了Ce-TiO2在可见光条件下光催化降解苯酚的过程,考察了Ce掺杂量、焙烧温度、焙烧时间、pH值以及催化剂用量等因素对苯酚溶液光催化降解过程的影响。结果表明：可见光照射下,当Ce掺杂量为1.00%、焙烧温度为700℃、焙烧时间为3 h、反应溶液pH值为5、催化剂投加量为1.0 g/L时,苯酚的去除率达到最佳,为35.8%。     

Ni/TiO_2纳米复合光催化剂的制备及光催化还原Ni(II)

采用浸渍法制备了不同Ni含量负载的Ni/TiO_2光催化剂,通过光催化还原废水中的Ni(II)来考察催化剂的光催化活性。并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外可见近红外分光光度计对其进行表征,探究了Ni的不同负载量、催化剂的用量以及反应物的初始浓度等条件对催化剂在紫外光下还原Ni(II)性能的影响。研究结果表明,Ni/TiO_2催化剂对废液中的Ni(II)具有明显的光催化还原作用,而且不同Ni含量负载的Ni/TiO_2光催化剂对Ni(II)的还原效率影响显著。当Ni的负载量为1.38%,催化剂用量为1.5g/L,Ni 2+浓度为20mg/L时,催化剂对其的还原效果最佳,在反应5h时,降解率为93.7%。     

ILs-TiO_2光催化性能及其降解苯酚废水动力学研究

以低浓度模拟苯酚废水为处理对象,研究了自制ILs-TiO2光催化剂的光催化活性,考察了苯酚废水的初始浓度、光催化剂投加量、紫外光照强度等条件对降解效率的影响,并初步探讨了其反应动力学。结果表明,ILs-TiO2光催化剂对苯酚的光催化降解反应符合一级动力学方程,光催化降解速率随苯酚的初始浓度增加而降低,催化剂的最佳投加量为300 mgTiO2/L,随着光照强度的增加,降解速率增高。     

Cu掺杂TiO_2光催化剂降解有机染料的研究

采用溶胶-凝胶法制备Cu/TiO_2光催化剂,在汞灯下光催化降解酸性品红溶液。探讨了金属掺杂量,煅烧温度、煅烧时间、催化剂的用量以及溶液初始浓度对光催化降解效率的影响。结果表明,Cu掺杂量为1.5%(摩尔分数)、煅烧温度600℃,煅烧时间2h的制备条件下,催化剂的最佳用量为0.1%(g/mL)对酸性品红染料初始浓度为10mg/L的降解率较高,光照60min后品红降解率可达74.3%;掺杂1.5%(摩尔分数)的Cu/TiO_2催化剂的光催化活性高于TiO_2,其光催化降解率较TiO_2提高了21%。Cu的掺杂可以显著提高TiO_2的光催化效率。     

Cu掺杂TiO_2光催化剂降解有机染料的研究

采用溶胶-凝胶法制备Cu/TiO_2光催化剂,在汞灯下光催化降解酸性品红溶液。探讨了金属掺杂量,煅烧温度、煅烧时间、催化剂的用量以及溶液初始浓度对光催化降解效率的影响。结果表明,Cu掺杂量为1.5%(摩尔分数)、煅烧温度600℃,煅烧时间2h的制备条件下,催化剂的最佳用量为0.1%(g/mL)对酸性品红染料初始浓度为10mg/L的降解率较高,光照60min后品红降解率可达74.3%;掺杂1.5%(摩尔分数)的Cu/TiO_2催化剂的光催化活性高于TiO_2,其光催化降解率较TiO_2提高了21%。Cu的掺杂可以显著提高TiO_2的光催化效率。     

N、La共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯、尿素、硝酸镧为原料,采用超声辅助溶胶-凝胶法制备了N、La共掺杂纳米TiO_2光催化材料。用XRD、DSC-TG、UV-Vis DRS、FT-IR、SEM、EDS对材料结构和性能进行了表征。以苯酚为目标污染物,考察材料的光催化性能。结果表明:N、La共掺杂协同作用使晶粒细化,材料的光催化活性显著提高;当N掺杂摩尔分数为5%、La掺杂摩尔分数为1%、催化剂用量为1.5 g/L、焙烧温度为500℃时,光催化降解5 mg/L苯酚的效果最佳。     

La／B共掺杂Ti02光催化降解苋菜红的研究

采用溶胶-凝胶法制备La/B共掺杂Ti O2催化剂和纯TiO2催化剂。以苋菜红溶液为降解目标物,研究了La/B共掺杂TiO2为催化剂的紫外光催化反应。重点考察了La/B共掺TiO2催化剂的掺杂比、催化剂的煅烧温度、光照时间、催化剂的添加量、溶液初始浓度、溶液p H值对降解率的影响。实验结果表明：单纯只靠紫外光光照或催化剂并不能快速、有效地降解苋菜红溶液。在La和B掺杂比为1：2、催化剂的煅烧温度为600℃、催化剂用量为3.0g/L、溶液p H值为5.5、溶液初始浓度为10mg/L的苋菜红溶液200m L,紫外光光照60min的条件下,La/B共掺杂的TiO2催化剂和纯TiO2催化剂光催化脱色率分别可达99.60%、86.45%,TOC的去除率为60.06%。     

Statistical optimization of process conditions for photocatalytic degradation of phenol with immobilization of nano TiO<Subscript>2</Subscript> on perlite granules

Response surface methodology (RSM) using D-optimal design was applied to optimization of photocatalytic degradation of phenol by new composite nano-catalyst (TiO₂/Perlite). Effects of seven factors (initial pH, initial phenol concentration, reaction temperature, UV irradiation time, UV light intensity, catalyst calcination temperature, and dosage of TiO₂/perlite) on phenol conversion efficiency were studied and optimized by using the statistical software MODDE 8.02. On statistical analysis of the results from the experimental studies, the optimum process conditions were as follows: initial pH, 10.7; initial phenol concentration, 0.5 mM; reaction temperature, 27 °C; UV irradiation time, 6.5 h; UV light intensity, 250 W; catalyst calcination temperature, 600 °C; and TiO₂/perlite dosage, 6 g/L. Analysis of variance (ANOVA) showed a high coefficient of determination (R²) of 91.8%.     

Zn^2＋改性TiO2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Zn^2＋改性,并以苯酚废水为降解模型反应物,研究了Zn^2＋改性TiO2的光催化活性。结果表明,Zn^2＋改性能够提高二氧化钛的光催化活性,当Zn^2＋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3．0g／L,通气量为600mL／min,pH值为3．3时,对苯酚废水溶液紫外灯光催化30min的降解率可达到98．2％。     

纳米二氧化钛光催化降解染料酸性红B的实验研究

利用溶胶-凝胶法自制TiO2光催化剂,采用悬浮体系,研究偶氮染料酸性红B的光催化降解过程,考察了活化温度、活化时间、溶液初始pH值、催化剂投加量、染料浓度等因素对光催化降解效率的影响。实验表明:自制的二氧化钛具有良好的光催化性。当催化剂用量为1.0g/L、pH值为3、酸性红B染料初始浓度20mg/L时,120分钟降解率可达85%,180分钟基本降解完全。     

TiO_2/AC负载型光催化剂的制备及性能研究

以活性炭为载体,用溶胶凝胶法制备TiO2/AC负载型催化剂,用XRD对其进行了表征。以甲基橙为目标降解物,以紫外灯为光源对催化剂进行了光降解研究。考察了催化剂煅烧温度、催化剂用量、光催化反应时间、催化剂重复使用次数等对催化剂活性的影响。结果表明：催化剂煅烧温度500℃,催化剂用量为0.8 g/L,光催化反应时间为2 h,甲基橙降解率最高,可达到97.26%。催化剂再重复使用5次后,对甲基橙的降解率仍然可达到91.48%。     

纳米TiO2光催化降解乐果影响因素的研究

以悬浮态TiO2为光催化剂,在紫外光的照射下催化降解乐果,研究了乐果初始浓度、纳米TiO2添加量、反应体系温度、初始pH及通入空气等因素对乐果降解率的影响。结果表明,与反应体系温度和体系初始pH相比,纳米TiO2添加量和乐果初始浓度对乐果降解效果影响较大;不同流速空气通入均能使乐果降解率在0～20 min反应阶段有较大幅度的提高;当纳米TiO2添加量为0.1 g/L,乐果初始浓度为20 mg/L,反应体系温度为30℃,初始pH为6.5的条件下,再辅以空气(2.5 L/min)通入,反应60 min后,乐果降解率可达97.15%。     

纳米TiO_2光催化降解乐果影响因素的研究

以悬浮态TiO2为光催化剂,在紫外光的照射下催化降解乐果,研究了乐果初始浓度、纳米TiO2添加量、反应体系温度、初始pH及通入空气等因素对乐果降解率的影响。结果表明,与反应体系温度和体系初始pH相比,纳米TiO2添加量和乐果初始浓度对乐果降解效果影响较大;不同流速空气通入均能使乐果降解率在0～20 min反应阶段有较大幅度的提高;当纳米TiO2添加量为0.1 g/L,乐果初始浓度为20 mg/L,反应体系温度为30℃,初始pH为6.5的条件下,再辅以空气（2.5 L/min）通入,反应60 min后,乐果降解率可达97.15%。     

稀土Y3+掺杂TiO2光催化降解染料废水的研究

用溶胶-凝胶法制备了稀土Y3+掺杂TiO2,对其进行了XRD分析,以刚果红溶液为目标降解物研究了稀土Y3+掺杂TiO2的光催化性能。结果表明:同等实验条件下Y3+掺杂TiO2比纯TiO2的降解效果好。当稀土Y3+的掺杂量n(Y3+)∶n(TiO2)=0.5%(摩尔比)、焙烧温度600℃、刚果红溶液初始浓度20 mg/L、pH=3、催化剂用量为1.5 g/L时,其光催化性能最佳。反应1 h的降解率可达98.55%。     

光催化氧化法处理含酚废水研究

以苯酚为模型化合物，对紫外光照射下含酚废水的光催化降解行为进行了研究。四种不同产地的TiO2被选择为光催化剂。实验结果表明苯酚初始浓度100mg／L，TiO2加入量80mg／100mL溶液，反应100min条件下，苯酚转化率达96％。含有少量金红石型TiO2的锐钛型TiO2的光催化活性最高。100mL 100mg／L的苯酚溶液中最佳的TiO2加入量为80mg。苯酚初始浓度低于100mg／L条件下，苯酚光催化降解反应速率遵循表观一级反应速率方程。