镍铋复合氧化物的制备及其光催化活性

用室温固相反应法分别合成了镍氧化物、铋氧化物和镍铋多种配比复合氧化物．通过红外光谱对其结构进 行了初步分析,并以甲基橙为光催化降解反应模型化合物考查了光催化剂的活性,研究了不同摩尔比、光照时间、 催化剂用量和老化时间对其光催化降解甲基橙的影响．结果表明:对于甲基橙的降解,制得的最佳摩尔比[n(Ni): n(Bi)=1:3]复合氧化物1 h降解率达到68．5％．老化可以提高催化剂的光催化效果．     

钙钛矿La_(1-x)Sr_xCoO_3光催化降解染料的研究

该研究分别采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿催化剂La1-x Sr x CoO3(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0),并以X衍射对其结构进行表征,以甲基橙光催化降解率评价了所制备的催化剂的活性。结果表明:SrCoO3对甲基橙的降解有较高的活性;在紫外光下、催化剂的浓度为2.5g/L、酸性条件下,SrCoO3对刚果红染料有较好的降解效果。     

新型萘酰亚胺功能化卟啉/纳米氧化锌复合材料光催化降解甲基橙研究

利用新合成的新型萘酰亚胺功能化的卟啉及其金属配合物敏化低温水热法制备的氧化锌（ZnO）纳米棒,制备了卟啉敏化ZnO的复合样品,利用SEM、XRD、FT-IR、UV-vis吸收光谱对复合材料的结构和形貌进行了表征.在汞灯照射下,利用该卟啉/ZnO复合样品进行了光催化降解甲基橙研究.实验结果表明,与未复合的ZnO相比,用自由基卟啉1、锌卟啉1a和铜卟啉1b敏化的复合样品的光催化活性得到显著提高,其中自由基卟啉1的复合材料表现出了最佳的催化效果.而锰卟啉1c、铁卟啉1d钴卟啉1e敏化样品的催化活性相比纯ZnO有了不同程度的下降.     

TiO2/沸石微粒的制备及其光降解甲基橙的性能研究

以钛酸丁酯为钛源,180目天然沸石为载体,用溶胶-凝胶-浸渍法制备了不同涂膜层数的TiO2/沸石微粒光催化剂,用X射线衍射和红外光谱对其进行了表征.以甲基橙为目标降解物,在光照强度、甲基橙初始浓度、催化剂投加量与空气通入量一定的光催化反应器中,通过30min光催化降解的吸光度变化,考察了TiO2涂膜层数、催化剂重用性能等不同条件下催化剂的光催化活性.结果表明,涂覆5层、 120℃下干燥12h、200℃煅烧2h时的TiO2/沸石微粒对沸石结构没有影响,TiO2与沸石间形成了较强的Ti-O-Si化学键合,光催化活性最高,投加1.0mL H2O2,重复使用4次后再生,其光催化活性由59.35%恢复至82.3%.     

Co_3O_4-CNB光催化剂的合成及其性能研究

以CNB和Co_3O_4为前驱体,利用焙烧法制备了CNB和Co_3O_4不同质量比率的Co_3O_4-CNB光催化剂。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱图(UV-vis DRS)、固体荧光光谱(PL)等技术对催化剂样品进行表征。以甲基橙作光催化降解污染物模型,考察了复合催化剂Co_3O_4-CNB的紫外光活性及其稳定性;讨论了清除剂对紫外光催化降解甲基橙反应活性物种的影响。研究表明:在所有Co_3O_4-CNB光催化剂样品中,1%Co_3O_4-CNB催化剂活性最高,在此条件下,光照1 h,1%Co_3O_4-CNB光催化降解率达到79.7%。     

固溶体Zn_xCd_(1-x)S光催化降解甲基橙水溶液

采用共沉淀法制备固溶体ZnxCd1-xS光催化剂,采用X线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)对ZnxCd1-xS光催化剂的结构和性能进行表征。以甲基橙水溶液为模型反应物,通过可见光催化降解甲基橙水溶液,对固溶体ZnxCd1-xS光催化剂的可见光催化活性进行评价。探讨Zn的摩尔分率(x)对ZnxCd1-xS光催化剂的能带结构、导带电位、价带电位及光催化活性的影响,考察降解温度、催化剂用量、甲基橙水溶液的初始浓度和p H对可见光催化降解甲基橙性能的影响,并对ZnxCd1-xS光催化剂的光催化活性的提高进行了机制分析。结果表明:与Cd S相比,ZnxCd1-xS不仅光催化活性高,而且光稳定性好,可多次循环使用。     

CuO催化剂的熔融盐法制备及其性能

以CuSO_4·5H_2O为铜源,利用熔融盐法、在不同温度下合成了CuO无机催化材料。采用粉末X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其结构及性能方面进行表征,通过CuO催化剂对甲基橙的降解程度,评价了其紫外光催化活性。通过引入各种自由基清除剂研究甲基橙在紫外光催化反应过程中的活性物种。研究结果表明,温度在410℃合成出的CuO材料具有最好的紫外催化活性。     

CeO_2纳米球的制备及其降解甲基橙反应性能

以Ce(NO3)3·6H2O为铈源,采用水热合成法制备了Ce O2纳米球催化剂,利用N2吸附-脱附、X射线粉末衍射、扫描电镜等技术对其进行了表征,并以甲基橙(MO)为模拟污染物评价了Ce O2纳米球的光催化性能,探讨了催化剂加入量、甲基橙初始浓度、p H值、H2O2的添加对Ce O2纳米球光催化性能的影响。结果表明,采用水热合成法制备了Ce O2纳米球光催化活性高于尿素共沉淀法制备的Ce O2纳米粒子;当甲基橙的初始浓度为10 mg/L,催化剂用量为1 g/L,p H值6.2,光照3 h后,甲基橙降解率为75%。     

Ag/AgBr/PMo-PV多孔材料的制备及其在光降解甲基橙染料中的应用

光催化降解染料废水作为安全的、环境友好的技术越来越受世人关注,但目前研究制备的光催化剂仍存在性能不稳定且难以高效再生等亟待解决的难题.基于此,以聚合紫罗碱(polyviologens,PV)和磷钼酸(H3PMo12O40,HPMo)为原料合成了磷钼酸-聚合紫罗碱(PMo-PV)复合材料,并将其作为载体负载Ag/AgBr催化剂,用于光催化降解甲基橙染料.由该法制备的Ag/AgBr/PMo-PV催化剂具有较高的比表面积和丰富的介孔结构,在光催化降解甲基橙反应中活性优于Ag/AgBr催化剂和商业TiO2P25催化剂,而且该催化剂在含有H2O2条件下多次重复反应后仍保持着很高的活性,其重复稳定性远大于Ag/AgBr催化剂.     

溶胶-凝胶法制备掺杂镧的二氧化钛及光催化性能

采用溶胶-凝胶法合成TiO_2、La~(3+)/TiO_2光催化剂,并对样品进行了XRD和SEM表征,以甲基橙模拟有机污染水,研究了La~(3+)/TiO_2降解甲基橙的催化活性.讨论了照射时间、煅烧温度、煅烧时间和催化剂的量等因素对降解甲基橙的影响,并与单一的TiO2光催化剂进行比较.结果表明:当煅烧温度为500℃,煅烧时间为60min,染料的初始浓度为10.0mg·L~(-1),催化剂的用量为1.00g·L~(-1),光照强度为1.0mW·cm~(-2)和照射时间为180min时,La~(3+)/TiO_2光催化剂降解染料表现出了较好的光催化活性.     

Al掺杂TiO_2的制备及酸化处理对其光催化活性的影响

锐钛矿相TiO2的光催化活性高于金红石相。采用化学溶液分解法制备了Al掺杂锐钛矿TiO2,并用硝酸对其进行酸化处理。利用TG-DTA、XRD、FTIR、BET和UV-vis等手段对样品进行了表征,通过对甲基橙的降解分析了酸化处理对Al掺杂TiO2光催化活性的影响。结果表明:掺杂Al能有效抑制TiO2由锐钛矿向金红石转变。酸化处理因能增大Al掺杂TiO2的比表面积而使其光催化活性提高。Al/Ti掺杂比为1∶4的样品在酸化处理后具有的光催化活性最高,60min后对甲基橙的降解达到100%。     

银掺杂多孔氧化钛光催化甲基橙降解反应条件的探究

利用溶胶-凝胶法结合光还原法制备Ag掺杂多孔TiO_2光催化剂,以甲基橙的降解效果为评价标准,考查了光照降解时间、光催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、溶液pH值对光催化剂催化降解甲基橙的影响。结果表明,本方法制备的光催化剂无论是在紫外光还是可见光下均具有优良的光催化性能:在浓度为10 mg/L的甲基橙溶液中,4 g/L光催化剂,紫外光照射80 min,甲基橙可实现100%完全降解;相同催化条件下,可见光照100 min,甲基橙完全降解;当反应溶液pH=2时,紫外光和可见光都可在20 min内实现甲基橙的完全降解。     

TiO2/SiO2复合光催化剂制备工艺参数优化及其表征

先以无机钛盐、硅酸盐为原料制取聚合硅酸硫酸钛,再通过液相水解法制得TiO2/SiO2复合光催化剂,并用SEM、XRD、BET和甲基橙脱色率对复合光催化剂进行表征。结果表明,TiO2/SiO2复合光催化剂制备优化工艺参数为:Ti(SO4)2作钛源、Ti/Si摩尔比为12∶1、水解反应pH值为6、煅烧温度为650℃,以此条件制备的复合光催化剂对甲基橙脱色率可达98.6%以上;TiO2/SiO2复合光催化剂为一种分散均匀的纳米级球形颗粒,其成分为以锐钛矿为主的TiO2,SiO2的复合有效抑制了TiO2晶粒的生长,同时提高了TiO2的热稳定性。     

LaVO4/TiO2在分解甲基橙中的光催化性能研究

光催化剂TiO₂在污水有机物降解中有着巨大优势,但由于对光的利用率过低,需要在TiO₂的基础上进行掺杂来改善其光催化性能。本研究利用稀土镧元素对TiO₂进行了掺杂分别制备了LaVO₄/TiO₂和La(NO₃)₃/TiO₂复合光催化剂,并将它们应用于甲基橙的光催化降解反应,证实了LaVO₄对TiO₂的光催化效果有较明显的增强作用。另外还研究了不同pH条件制备和不同掺杂比例的LaVO₄/TiO₂光催化效果,pH在10.56左右制备出的LaVO₄和掺杂比例为5%的LaVO₄制得的LaVO₄/TiO₂复合光催化剂效果较好。     

Synthesis,characterization, and theoretical study of N,S-codoped nano-TiO<Subscript>2</Subscript> with photocatalytic activities

Nitrogen and sulfur doped titanium dioxide photocatalysts were prepared by the sol-gel method. The products were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and UV-visible diffuse reflectance spectra (DRS). Photocatalytic activities of the samples were investigated on the degradation of methyl orange (MO). The effect of the dopants on the electronic structure of TiO₂ was studied by the first-principles calculations based on the density functional theory (DFT). The orbital hybridization resulted in energy gap narrowing and electronic delocalization in the crystal of doped TiO₂. Mobile electrons of varied energetic states could offer enhanced electron transfer, together with optical absorption improvement. The results show that the doping elements of N and S play a cooperative role in the modification of electronic structure, which enhances the photocatalytic performance. The experimentally observed absorption edges of N-doped TiO₂, S-doped TiO₂, and N, S-codoped TiO₂ are 420, 413, and 429 nm, respectively, which can be explained by the theoretical calculation results.     

热处理温度对TiO2薄膜光催化活性影响的研究

 采用溶胶-凝胶法及浸渍提拉法,在普通玻璃载玻片上制得了TiO₂薄膜,通过差热分析仪及X射线衍射仪分析了热处理温度对TiO₂的晶型、晶粒大小、孔隙率及薄膜的光催化活性的影响,结果表明存在一个最佳的热处理温度范围,在这一温度范围内薄膜的光催化活性最好.     

Ag/TiO_2/AC光催化氧化NO性能研究

以活性炭(AC)为载体,采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备新型光催化剂Ag/TiO_2/AC,利用SEM、XRD、BET和UV-Vis光谱等手段对样品进行了表征,并以模拟烟气中的NO为对象,进行光催化氧化性能测试。结果表明,Ag/TiO_2/AC的比表面积为895.21 m~2/g,且对光响应波长已扩展到可见光区,该催化剂在光催化氧化NO反应中具有优异的活性,NO的氧化率高于60.5%。     

二氧化钛-硫化镉/氧化石墨烯复合材料光催化降解废水中有机物的研究

本论文采用溶剂热法制备出TiO₂-CdS/rGO三元复合光催化材料,并对其降解亚甲基蓝、罗丹明B的光催化活性进行研究,发现TiO₂-CdS/rGO对于亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解活性优于TiO₂-CdS,催化效率明显提高,降解时间大大缩短;在可见光照射下,以TiO₂-CdS/rGO为光催化剂,光反应时间40 min,亚甲基蓝、罗丹明B的降解率可达100%。本文还研究了催化材料的稳定性、催化剂用量对光催化降解效果的影响。     

Environmentally-friendly harvesting TiO2 nanospheres and V2O5 microrods from spent selective catalytic reduction catalysts

Spent selective catalytic reduction (SCR) catalysts are defined as hazardous wastes because of the toxicity of V₂O₅ to the ecological environment. Recycling of V₂O₅ and TiO₂ from the spent SCR catalysts has strikingly social and environmental benefits as well as economic values. In this work, a “NaOH ​+ ​Na₂CO₃” system was employed to recycle 99.2% of anatase/rutile TiO₂ nanospheres with a nanospherical morphology from the spent SCR catalysts by a simple sintering-leaching process. The observed photocatalytic performance of anatase/rutile TiO₂ nanospheres was higher than that of the other TiO₂ recovered from the spent SCR catalysts, commercial TiO₂, and chemosynthetic TiO₂, which can be ascribed to the enhanced separation of photo-excited electron/hole in a direct Z-scheme of anatase/rutile TiO₂ homostructures. Additionally, high-purity V₂O₅ microrods with high H₂S removal performance were efficiently prepared by a hydrothermal method in the leaching solution, which is superior to the traditional method including NH₄VO₃ precipitation and solvent extraction as the present method can recycle vanadate from low-grade filtrate with a 99.6% of recovery rate. This study develops an alternative method for controlling pollution of vanadate to soil and water and recycling of valuable metals.     

Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列的制备及其可见光催化性能研究

在氟化铵-乙二醇体系中,采用阳极氧化法在铁基体上制备Fe_2O_3纳米管阵列,然后以氟钛酸铵为钛源,利用水热法在Fe_2O_3纳米管阵列上负载TiO_2纳米片,制得Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列,利用SEM、EDS、XRD、TEM、UV-Vis等手段,对所制Fe_2O_3/TiO_2纳米管阵列的表面形貌、物相结构及光催化性能进行表征,并分析Fe_2O_3/TiO_2纳米结构对亚甲基蓝的可见光降解能力。结果表明,Fe_2O_3/TiO_2复合纳米管阵列具有良好的可见光响应;NH_4F浓度为0.4%、水热反应3h制备的Fe_2O_3/TiO_2复合结构具有最佳的光催化性能,对亚甲基蓝的降解率可达90%。