新型环境净化材料-纳米TiO2的性能及应用

介绍了光催化材料纳米TiO2的光化学特性、光催化活性以及超亲水性、综述纳米TiO2薄膜及纳米TiO2粉末的制备方法、光催化降解性能及其影响因素。提高纳米TiO2光催化降解能力的途径。对纳米TiO2进行改性处理。利用纳米TiO2光催化降解有机污染物及超亲水性制成纳米TiO2薄膜玻璃。同时介绍了纳米TiO2在环境净化方面的应用，如作为一种环保催化剂净化空气，净化被污染水体，光催化杀菌，以及制成纳米TiO2改性涂料应用于建筑行业。     

光催化建筑涂料的制备及性能研究

本文介绍了目前室内空气污染物的现状和应用光催化建筑涂料的必要性，重点阐述了光催化建筑涂料的制备工艺及其性能研究，最后对其应用前景作出了预测。     

粒度和形貌对纳米CeO2吸附和光催化动力学参数的影响

纳米材料因其优异的光催化性能而被广泛应用于许多领域。而其性能与催化动力学密切相关,但粒度和形貌对纳米材料光催化动力学的影响规律以及光催化动力学机理尚不完全清楚。本文制备了不同形貌和粒度的纳米CeO₂,测定了吸附和光催化降解的动力学参数,并讨论了形貌和粒度对其吸附动力学、光催化动力学和光催化机理的影响。结果表明,粒度和形貌对纳米材料的光催化动力学有显著的影响。随着粒度的减小,相同形貌的纳米CeO₂的吸附率和吸附速率常数增加,光催化降解率和降解速率常数也增加;球形纳米CeO₂的吸附率,吸附速率常数,光催化降解率和光催化降解速率常数都大于线形纳米CeO₂的;且吸附速率常数的对数和光降解速率常数的对数分别与直径的倒数呈现较好的线性关系;但形貌和粒度对整个光催化过程的动力学级数和机理没有影响。并提出了纳米材料光催化动力学的机理,推导了机理速率方程。纳米材料的光催化动力学机理分为溶液中的被降解物在纳米颗粒表面的吸附、被吸附物质在纳米颗粒表面的光催化降解反应和反应产物的解吸三个基元步骤,其中光降解产物的解吸为光催化动力学的控制步骤,并且光催化降解的动力学级数均为1级。上述纳米材料的光催化降解动力学机理是普遍化的,也就是说,所有的纳米材料均有相同的光催化动力学机理和动力学级数。我们提出的纳米材料的普遍化光催化动力学机理以及粒度和形貌对纳米CeO₂光催化动力学的影响规律,可为其它纳米材料在光催化领域的研究和应用提供重要的指导和参考。     

光催化防火涂料的制备及对甲醛气体降解实验研究

利用溶胶凝胶法制备了TiO2粉体,同时使用磷酸氢二钠、十水合四硼酸钠和氢氧化镁制备阻燃胶体液,二者复合制备了具有自洁净特性的光催化防火涂料.利用该防火涂料对甲醛气体的光催化降解进行了实验研究.研究结果表明：该防火涂料在焙烧温度520℃发挥最佳的降解甲醛气体效果,随着初始浓度的升高降解率也不断升高,一级动力学方程表明紫外光光照40 min后,甲醛气体降解率达到68.98%.进一步添加聚乙二醇和银离子使涂料改性,使涂料光催化甲醛的活性分别提高了11%和14%,效果显著.     

废水中邻苯二甲酸酯降解的研究进展

研究了废水中邻苯二甲酸酯类(PAEs)的各种处理方法.研究了环境中的自然降解、吸附法、生物降解、光化学氧化和光催化氧化等处理方法.研究结果表明,光催化氧化技术作为一种绿色环保技术具有良好的应用前景.     

空气污染治理技术研究进展

随着世界范围内环境日益恶化及人们环保意识逐渐增强,空气污染治理日益成为人们关注的焦点。目前,已开发了吸附法、燃烧法、静电技术、负离子技术、臭氧化、离子液体吸附、半导体光催化、低温等离子体、膜分离、生物过滤等一系列空气污染的有效治理技术。本文综述了近年来空气污染治理技术研究进展。     

石墨烯在光催化中的应用和研究进展

作为一种新型纳米材料,石墨烯在很多领域都有着广泛的应用,受到了研究者们的高度关注。光催化材料和技术在解决能源和环境问题方面有着非常广阔的应用前景。石墨烯基纳米复合材料具有优良的导电性和电子迁移率、高吸附活性、高比表面积和透明度等优点,可作为一种新型的光催化剂,应用于解决我国日益严重的环境污染问题,加速推进新型能源的发展利用。在光催化应用方面,石墨烯及其复合材料由于具有材料低价易得、光生电子传输性良好和绿色环保等优点,可以在光催化降解有机物、光催化水解制氢和光催化还原二氧化碳中发挥独特作用。介绍了石墨烯材料在光催化领域中的应用,归纳总结了石墨烯参与光催化过程的可能机制。随着石墨烯在光催化领域中应用的快速发展,及时总结和讨论石墨烯在这些领域应用中的最新进展有着非常重要的意义。     

一种纳米氧化锌的光催化性能研究

采用水热法制备出具有高比表面积的多层笼状结构的纳米氧化锌.通过XRD,SEM,EDS,TG-DTA,N2吸附等方法对产物的结构、组成、以及形貌进行了表征.以染料甲基橙的光催化降解为模型评价了所得不同形貌的ZnO的光催化活性.结果表明,所得的多层笼状ZnO纳米材料在高压汞灯照射下表现出良好的光催化性能,且多层笼状ZnO的光催化活性优于微米棒.该方法不仅具有工艺简单、绿色环保,且无需引入表面活性剂,便于大规模生产等优点.     

氮掺杂TiO2改性涂料的制备及其对甲醛光催化降解性能研究

以Ti（SO4）2为原料,采用氨水水解法制备氮掺杂二氧化钛前驱体,煅烧得到氮掺杂二氧化钛纳米粉体,作为功能活性组分．利用FT-IR红外光谱和激光粒度等方法对所制备的活性组分进行表征．将功能活性组分分散到水性乳胶涂料体系中,通过高速搅拌使其均匀分散,制得改性乳胶涂料．以30w日光灯管为光源,用甲醛降解反应考察了复合乳胶涂料的光催化活性．结果表明,复合了该活性组分的乳胶涂料具有优良的光催化净化空气的性能．N掺杂量对其光催化活性有较大的影响,当氮的掺杂量为0．7wt％,七天后光催化甲醛降解率达到最高92％．     

纳米TiO_2光催化在环保领域的应用

随着纳米光催化材料的发展和技术的进步,光催化在环保领域的应用显得更为重要,本文简要介绍了纳米TiO2光催化在水处理、空气污染处理、抗菌、防结雾及自清洁等环保领域的应用。     

负载纳米TiO2的ACF滤料的空气净化性能

针对活性碳纤维（ACF）只能吸附多种有机污染物，并不分解污染物，而纳米光催化可以光降解有机污染物，但只在污染物浓度较高时有优异的光降解性能，而当污染物浓度较低时，光催化降解速率较慢，影响净化效果等问题，将纳米光催化与ACF吸附技术相组合，研究了二者组合后的吸附光催化机理及对ACF滤料的阻力等。     

纳米二氧化钛光催化剂的涂料固载及光催化性能

以有机硅改性丙烯酸树脂为粘合剂,脂肪族聚异氰酸酯为交联剂,用制备涂料的方法固载纳米二氧化钛(TiO₂)光催化剂。在粘合剂质量分数为42%,交联剂质量分数为7%,且—OH 基与—NCO的摩尔比接近1,纳米TiO₂质量分数为5%的优化条件下,制得纳米TiO₂光催化涂料。测定了以该涂料制备的光催化反应器的使用性能。结果表明,该涂料性能稳定,对难降解的青霉素制药废水的催化降解效果优良,以该涂料固载的纳米TiO₂的光催化活性接近于分散态的纳米TiO₂。     

埃洛石纳米管改性竹材防霉涂料的性能研究

利用埃洛石纳米管(HNTs)对防霉乳液进行改性,提升了涂料的综合性能,实现了有机碘化物(IPBC)在埃洛石纳米管上的吸附,利用热重分析(TGA)、傅里叶红外分析(FT-IR)和环境扫描电镜(ESEM)对样品进行表征。使用改性前后的乳液涂料对竹材进行处理,利用接触角测定仪测量了处理前后试材的疏水性能,并研究了处理前后竹材防霉性能的差异。结果表明:埃洛石纳米管能有效吸附高达63.78%的防霉剂,改善涂料的微观形貌; 能在竹材表面形成致密的保护层,使竹材的疏水性提高26.46%; 并且改性后的防霉乳液对霉菌、蓝变菌的防治效力达100%。这种改性乳液涂料在竹材上具有良好的防水、防霉效果,具有处理方式简便、环保低毒的优点。     

TiO_2光催化纸张中活性炭纤维协同降解甲醛作用的研究

对活性炭纤维性质和形貌进行了表征,探讨了活性炭纤维对TiO2光催化纸的光催化协同作用,并通过扫描电镜(SEM)观察了光催化纸的形貌结构以及TiO2的附着.结果表明,活性炭纤维的材质柔软、表面有深的沟槽、含氧基团数量较多;活性炭纤维配抄的TiO2光催化纸重复使用效率明显高于活性炭纤维吸附纸,吸附/光催化协同作用明显;连续使用两次时,其反应210min时甲醛的降解率均能达到90%以上;活性炭纤维光催化纸孔隙大,部分TiO2分布于活性炭纤维的沟槽内,有效增加了TiO2和活性炭纤维的接触面积.     

纳米TiO2光催化降解DMF

研究了纳米TiO2(P25)光催化降解DMF水溶液,考察了初始浓度、溶液pH值、空气、H2O2、O3对DMF降解率的影响.结果表明在低浓度范围内,光催化降解DMF遵循L-H方程,表观反应速率常数k=33.3mg/(L·min),吸附速率常数K＝1.84×10-4L/mg,并通过静态吸附实验验证了P25表面对DMF的弱吸附特性,进而得出吸附过程是DMF光催化降解的控制步骤.pH值对DMF降解率影响较大,当pH值由11.0降为4.0时,DMF降解率由51.5%升高到71.0%.空气和H2O2的加入能够加速DMF的光催化降解,O3体系可以显著增强P25对DMF光催化降解效应,其降解率和降解效率分别是空气体系的1.5和2倍左右.     

TiO2／海泡石复合材料制备及其处理染料废水性能研究

通过焦硫酸钾熔融法和钛酸丁酯溶胶法制得TiO2酸性溶胶,采用浸溃、振荡等手段制得TiO2／海泡石复合材料．并研究了复合材料对活性艳兰模拟染料废水的吸附和光催化性能,得出复合材料的吸附速率和吸附容量较之原矿粉都有很大提升;而在光催化体系中,活性艳兰高的去除率（〉96％）并不是简单的吸附行为,而是发生了光催化降解被完全矿化而去除,这都说明Ti已经嵌入到海泡石的层间结构中．在反应液中加入H2O2能普遍的提升光催化降解的速率．     

SDS对所制备的TiO2可见光催化活性的影响

十二烷基磺酸钠(SDS)辅助TiCl4水解,成功地制备了纯二氧化钛光催化剂(TPC),利用透射电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见光谱及氮气吸附/脱附对所有的TPC进行了表征.光催化活性测试结果表明:所制备的样品可见光催化降解甲基橙的活性均好于P25,且随着TiCl4与SDS物质的量比增大,催化降解效率提高.SDS的存在有助于通过调控颗粒间的作用强度来调控高能氧桥键的分布,从而调控可见光催化活性;活性晶面的暴露也利于光催化活性的提高.使用TiCl4与SDS物质的量比为51.2的TPC4,在可见光(35 W普通民用光源)下照射3h,甲基橙降解率高达74.4%,预示其在光催化自清洁内墙涂料方面具有潜在的应用前景.     

有机染料在TiO2上的吸附及对光催化降解的影响

在一系列酸度条件下分别研究了甲酚红、亚甲基蓝两种染料在纳米二氧化钛上吸附和光催化降解规律，发现甲酚红的光催化降解效率随着吸附量的增大而增强，而亚甲基蓝的光催化降解效率在短时间内随着吸附量的增大而减弱，长时间后又随着吸附量的增大而增强，文中同时分析了吸附对光催化效率影响的机理。     

掺铜方法对二氧化钛光催化氧化还原性能的影响

采用浸渍法、水解沉淀法、机械混合法制备了铜掺杂的TiO2光催化剂.利用XRD,XPS,TPR等手段对不同样品进行了表征,以乙酸水溶液的光催化氧化降解及二氧化碳光催化还原为反应探针,对3种催化剂光催化活性进行了评价.结果表明,不同方法掺铜影响催化剂表面性质如吸附氧、元素价态及分布,进而影响光催化性能.吸附氧的性能以及存在合适比例的氧化还原对Cu+/Cu2+导致浸渍法制备的掺铜TiO2光催化剂具有最好的光催化活性.     

绿色环保涂料

阐述了传统涂料的危害，介绍了在绿色涂料设计生产中可以借鉴绿色战略、绿色化学的原则和绿色产品的标准、认证，以及国外发达国家对绿色环保涂料的要求，指出了我国在绿色环保涂料方面与发达国家的差距，并分析了我们的长处和不足，在几个方面对我国涂料科技发展进行了展望。