S、Yb共掺杂TiO2的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯、硫脲、硝酸镱为原料,CTAB为软模板剂,采用水热法制备了S、Yb共掺杂的纳米二氧化钛。采用XRD、BET、SEM、TEM-EDS、UV-Vis、PL对样品的结构和性能进行了表征;以亚甲基蓝（MB）为模拟污染物,氙灯（500W）为光源评价样品的光催化性能。结果表明,TiO2为单一的锐钛矿相,S和Yb成功的掺杂进入TiO2晶格中,掺杂抑制了晶粒的生长,减小了TiO2的禁带宽度,增大了样品的比表面积,降低了光生电子与空穴对的复合率,扩大了光吸收范围;当n(S): n(Yb)=2:1.5时得到的2%S/1.5%Yb-TiO2光催化性能最佳,在500 W氙灯下对亚甲基蓝在90 min内的光催化降解效率达到97.75%。     

二维石墨相氮化碳纳米片的制备及其光催化性能

摘要：利用水热反应法,将三聚氰胺悬浊液在200 ℃下反应生成中间产物,然后煅烧中间产物直接制成了二维石墨相氮化碳g-C3N4纳米片（WCN）,并与本体g-C3N4(CN)、传统热氧剥离法得到的g-C3N4纳米片（OCN）进行了比较。采用SEM、XRD、FTIR、Raman、AFM、PL仪等对催化剂进行了表征,探讨了催化剂的光电化学性能和光催化性能。结果表明：两种方法均实现了对CN的剥离,WCN和OCN二维纳米片与CN 晶体结构和组成相同,WCN和OCN的比表面积分别是CN的4倍和3倍。光电化学分析显示WCN有更好的载流子的迁移与分离效率,具有较好的光催化活性。在可见光条件下,WCN对亚甲基蓝（MB）的光催化降解率达到82％,分别是OCN和CN的2.4 倍和6.7 倍,光催化降解过程符合一级动力学方程。WCN具有优良的稳定性和可重复利用性能。     

大颗粒纳米晶TiO2的制备与降解硝基苯的研究

采用溶胶-凝胶法制备了大颗粒TiO2为光催化剂,并通过XRD、SEM、BET等方法对制备的催化剂结构进行了表征,研究了硝基苯溶液光催化降解的影响因素,并根据降解机理讨论了降解过程中的中间产物.结果表明:大颗粒TiO2催化剂有比较高的活性,同时硝基苯初始浓度、降解环境、溶液pH值方面对降解过程有影响.     

化学复合镀法制备多孔光催化材料及其光催化性能

以多孔泡沫镍为载体,采用化学复合镀法制备了性能优良的多孔光催化材料,以产品对水中罗丹明B的降解性能为评价指标,对产品的光催化性能进行评价. 产品对水中罗丹明B的光催化降解反应严格符合零级动力学规律. 化学复合镀制备多孔光催化材料的最佳工艺条件为：镀液中硫酸镍浓度20 g/L,次亚磷酸钠浓度20 g/L,施镀过程中纳米TiO2投加量0.28 g/L,镀液温度90℃,镀液pH值4.6. 各因素影响产品性能的顺序为硫酸镍浓度>次亚磷酸钠浓度>镀液温度>镀液pH值>纳米TiO2投加量. 纳米Bi2O3复合使产品的光催化性能下降,随着纳米Bi2O3复合量增加,产品的光催化性能提高. ZnO复合使产品的光催化性能有明显改善,随着纳米ZnO复合量的增加,产品的光催化性能提高. Ag修饰导致Bi2O3复合光催化材料的光催化性能下降、ZnO复合光催化材料的光催化性能提高.     

HPA/SiO2光催化降解甲基橙的研究

用溶胶-凝胶法制备了负载型杂多酸催化剂HPA/SiO2。在光化学反应仪中,以紫外灯为光源,以HPA/SiO2为光催化剂,研究了其对模拟染料废水甲基橙溶液的光催化脱色降解的影响。讨论了影响催化降解效果的重要因素:不同正硅酸乙酯与磷钨酸的配比,溶液初始酸度,催化剂投加量等。在300 W的紫外灯光照下,讨论了HPA/SiO2光催化剂的重复使用性。最后,研究了该条件下10 mg/L的甲基橙溶液的动力学。     

镧铕共掺TiO_2/复合白土光催化剂的合成及工业废水处理活性

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-微波法合成了La和Eu共掺型纳米TiO2粉体(La-Eu-TiO2),以甲基橙为模型污染物考察了掺杂量对光催化活性的影响。XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,且La和Eu掺杂后纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;UV-vis吸收光谱表明,La和Eu掺杂后对光的吸收显著增强;光催化实验表明,La和Eu共掺杂能显著提高纳米TiO2的光催化活性,当La和Eu掺杂量分别为0.1%和0.25%时,纳米TiO2光催化剂具有较高的催化活性,自然光照下光催化氧化处理卷烟厂蒸叶车间废水,效果较好,废水COD去除率达到92.4%,且催化剂易沉降分离、重复使用性能稳定。     

纳米TiO2光催化氧化机理及应用

介绍了纳米ＴｉＯ２光催化氧化有机物的机理及其研究进展和实际应用,并对目前光催化氧化技术发展中存在的问题及今后的研究方向提出一些看法。     

铁铈共掺TiO_2/复合白土光催化剂的合成及工业废水处理活性

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-微波法(Sol-microwave method)合成了铁和铈共掺型纳米TiO_2粉体(Fe-Ce-TiO_2),借助XRD、XPS和UV-vis等测试手段对其进行了表征,并以甲基橙为模型污染物考察了掺杂量对样品光催化活性的影响规律.XRD分析表明,所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO_2,且过渡金属铁和元素稀土铈掺杂后纳米TiO_2特征衍射峰宽化,强度降低;XPS分析表明,镧和铈掺杂后样品表面存在大量的氧缺位;UV-vis吸收光谱表明,所得粉体在400 nm以下均有连续宽化的吸收带,且Fe和Ce掺杂后样品对光的吸收显著增强,这是由于Ce(Ⅳ) f →d 跃迁和Ce(Ⅳ)-O荷移跃迁所致;光催化实验表明,Fe和Ce共掺杂能显著提高纳米TiO_2的光催化活性,其中当Fe(Ⅲ)和Ce(Ⅳ)掺杂量分别为0.1%和0.04%时,纳米TiO_2 光催化剂具有较高的催化活性,自然光照下光催化氧化处理卷烟厂蒸叶车间废水,效果较好,废水COD去除率达到89.8%.且催化剂易沉降分离、重复使用性能稳定.     

BiOBr/g-C3N4光催化剂的制备及其LED紫光光催化活性

以五水硝酸铋、溴化钾和三聚氰胺为原料,采用溶剂热法制备了摩尔比不同的BiOBr/g-C3N4复合光催化剂,并进行了XRD、SEM和DRS表征分析.以50 W LED紫光灯为光源,采用罗丹明B为目标降解物考察了制备样品的光催化性能.结果表明:摩尔比为1∶1的BiOBr/g-C3N4复合光催化剂的具有最优的光催化性能.机理实验结果表明:超氧自由基(O2·-)和空穴(h+)为BiOBr/g-C3N4复合光催化剂光催化过程最为主要的活性物种.     

可见光响应Fe掺杂ZnO/凹凸棒石复合材料的制备和光催化性能

采用直接沉淀法制备了Fe掺杂ZnO/凹凸棒石(Fe-ZnO/ATP)复合材料,评价了其在可见光条件下(＞400 nm)光催化降解高浓度亚甲基蓝(MB)溶液的性能,并系统研究了ZnO负载量、Fe掺杂量和焙烧温度等对复合材料吸附性能和光催化性能的影响.结果表明,ATP的复合增强了复合材料对MB的吸附能力,MB在最佳条件下制备的Fe(0.3％)-ZnO(50％)/ATP复合材料上降解的表观反应速率常数(kapp)为4.2×10-3 min-1,反应3.5h后的降解率可达65.40％,与ZnO相比较,kapp和MB的降解率提高了2.6倍.XRD、TEM和UV-Vis-DRS的结果表明,复合材料中ATP的结构在热处理过程中基本保持不变,复合材料中ZnO的粒径明显减小,暴露了更多的活性位点.另外,Fe的掺杂可明显增强复合光催化剂对可见光的吸收,增强了对光的利用效率,从而使复合材料显示出优异的光催化活性.