Fe/TiO2光催化降解苯系物的研究

利用自制的Fe/TiO2催化剂对苯和甲苯进行气-固相光催化降解.通过实验,得出了铁离子的最佳掺杂浓度,并对水蒸气含量、紫外灯光强等反应条件进行了研究,同时对甲苯的反应动力学进行了探讨.     

掺杂改性TiO_2/AC与TiO_2/ACF的制备及其对气相甲苯的降解性能

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe、N离子共掺杂的、以活性炭(AC)和活性炭纤维(ACF)为载体的TiO2/AC和TiO2/ACF光催化剂.采用扫描电镜、X射线衍射仪、紫外-可见光分光光度计等对催化剂样品进行了表征.选取甲苯为模型化合物进行光催化降解实验,研究了催化剂制备过程中离子掺杂量、抑制剂种类、焙烧温度、载体种类以及循环使用次数对催化剂活性的影响.结果表明:TiO2在ACF上的分散效果好于在AC上;TiO2以颗粒状镶嵌在AC孔隙内、以膜状包覆在ACF表面,所制备的光催化剂均以锐钛矿相存在;Fe、N离子共掺杂实现了催化剂的可见光响应;以冰醋酸为抑制剂、N和Fe离子掺杂量均为8%(摩尔分数)、500℃下焙烧2 h时,所得的TiO2/ACF光催化剂对气相甲苯的降解活性最高,循环使用效果最好.     

掺杂改性TiO2 /AC的制备及气相甲苯降解性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe、N离子共掺杂的TiO2/AC和TiO2/ACF负载型光催化剂,采用SEM、XRD、UV-Vis分光光度计等分析方法对催化剂样品进行了表征。选取甲苯为室内气相空气污染物的模型化合物进行光催化降解实验,探讨了催化剂制备过程中离子掺杂量、抑制剂种类、焙烧温度以及载体等对光催化剂活性的影响。结果表明, 催化剂在ACF上的分散效果优于AC上,制备的光催化剂均以锐钛矿相存在,Fe、N离子共掺杂实现了光催化剂在可见光区和紫外光区的双增强;以冰醋酸为抑制剂、离子掺杂量分别为N 8%和Fe 8%,ACF为载体,500 ℃下焙烧2 h所得TiO2/ACF光催化剂对气相甲苯的降解活性最高。     

La0.7K0.3Co0.5Fe0.5O3在SO2气氛下对柴油车尾气中NO去除性能的研究

本文采用柠檬酸络合法制备钙钛矿型催化剂La0.7K0.3Co0.5Fe0.5O3,通过固定床反应器对催化剂进行活性测试,考察钙钛矿型催化剂La0.7K0.3Co0.5Fe0.5O3在SO2气氛下对柴油车尾气中NO的去除性能,并利用BET、XRD、FT-IR、SEM等手段对反应前后的催化剂进行表征。结果表明：钙钛矿型催化剂La0.7K0.3Co0.5Fe0.5O3对NO有较高的催化活性,并且由于金属Fe的掺杂,提高了催化剂的抗硫性能。当SO2浓度不高于0.05%时,催化剂表现出较好的抗硫性能;当SO2浓度大于0.05%时,催化剂对 NO的催化活性明显下降。FT-IR、SEM等表征说明,在低硫浓度下,金属Fe的掺杂可以有效阻碍硫酸盐物种的生成和累积,但在深度硫化后,催化剂的活性仍会受到一定的影响。     

多元掺杂负载型TiO2光催化剂的制备与性能

为了提高TiO2光催化剂日光催化性能及解决催化剂回收问题,采用微乳液法制备了La3+、Fe3+、Co2+、Ce4+共掺杂TiO2/粉煤灰微珠光催化剂,用紫外-可见分光光度计测定了光催化剂的可见光吸收性能,用能谱仪(EDS)分析了催化剂的元素含量,以甲基橙为模型污染物考察了催化剂的光催化性能。实验结果表明:掺杂复合粒子在可见光区吸光性能均高于TiO2/漂珠;且多元素掺杂有协同作用,催化剂的吸收边带红移更多,对可见光的吸收也更强。日光照射下(,Co2+,Fe3+,Ce4+)三元共掺杂催化剂的活性≈(La3+,Ce4+)二元共掺杂催化剂的活性>Fe3+、La3+单掺杂催化剂的活性。     

Fe3+掺杂TiO2光催化剂处理造纸废水的研究

利用TiCl4在无水乙醇中水解,制备了纳米TiO2和Fe3 掺杂的光催化剂,通过XRD和TEM对产物的晶体结构、晶粒大小、形貌进行了表征,讨论了Fe3 掺杂浓度、焙烧温度、焙烧时间、催化剂用量、溶液的pH值和光照时间等对TiO2光催化剂处理造纸废水的影响.结果表明:掺杂Fe3 的TiO2光催化剂氧化性能有所提高,在掺杂量为1.25%(质量分数),焙烧温度为500℃、焙烧时间3 h时,光催化活性最高;溶液pH值为4.0,催化剂用量为2.5 g/L,光照时间4 h时TiO2降解造纸废水的能力最强.     

纳米TiO2掺杂Fe3O4光催化剂活性的研究

制备了Fe3 O4掺杂纳米TiO2 光催化剂 ,当Fe3 O4量与TiO2 摩尔比为 0 .5 :10 0时 ,在 30 0℃焙烧 ,催化剂用量为 1.0g·L-1时对甲基橙的水溶液分解效果最佳。SEM、XRD及紫外 -可见光谱分析表明 ,纳米粒子均匀 ,平均粒径 80nm ,有一定团聚 ,掺杂催化剂有一定红移。研究了掺Fe3 O4量 ,焙烧温度 ,溶液的pH值 ,溶液的体积 ,氧化剂的加入等对催化剂降解的影响。紫外光辐射实验表明Fe3 O4的掺入对光催化降解率有一定的提高 ,反复使用不降低催化剂的活性。     

Fe_2O_3/Al_2O_3催化剂制备条件对其催化降解含聚丙烯酰胺废水活性的影响

以Fe2O3为活性组分,γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了Fe2O3/Al2O3催化剂,并将其用于催化降解模拟聚丙烯酰胺(PAM)废水.考察了催化剂制备条件对催化活性的影响,得出最佳制备工艺条件为:以Fe(NO3)3水溶液为浸渍液、活性组分负载量20%、焙烧时间3 h、焙烧温度500℃.在温度为60℃、pH=7.0、催化剂加入量为2 g/L,H2O2的质量浓度为0.6 g/L的条件下对质量浓度为400 mg/L聚丙烯酰胺废水进行降解,反应90 min后废水中聚丙烯酰胺相对分子质量降解率最高可达90%以上,CODCr去除率达86%,显示出了较高的催化活性.Fe2O3/Al2O3催化剂经过多次重复使用,催化活性基本没有降低,使用寿命长.     

Fe(2/3)xNi1-xSO4-P2O5/γ-Al2O3的催化性能研究

通过Fe(2 / 3)xNi1-xSO4-P2 O5 /γ -Al2 O3催化剂对 1 -丁烯齐聚反应的催化性能研究 ,考察了催化剂Fe对 (Fe +Ni)的原子分率、焙烧温度、活性组分担载量等催化性能的影响 .结果表明 :Fe0 .5 3Ni0 .2 1SO4复合盐以P2 O5 为助剂的Fe/(Fe+Ni)值为 0 72 ,其担载量为 2 .36mmol/gγ -Al2 O3时催化剂活性最高 .催化剂的最佳活化条件为 4 50℃下非还原气流中活化 4h .     

TiO2/SiO2 纳米粒子气相光催化降解甲苯的研究

以TiO₂/SiO₂纳米粒子为催化剂, 研究了甲苯的初始浓度、 氧气和水蒸气含量及光强等对其光催化氧化降解的影响. 甲苯初始反应速率随其初始浓度的增加而增大, 最终趋于稳定. 氧气含量增加, 甲苯反应速率增大, 氧气含量增至18％时, 抑制反应速率增加. 水分子含量对甲苯反应速率的影响也有最佳值0.2％（体积比）. 甲苯的反应速率随光强增加而增大, 在3 mW/cm²时, 反应速率趋于定值. 采用Langmuir-Hinshelwood动力学模型得到甲苯光催化降解的反应速率常数和吸附常数, 并通过FI-RT和GC-MS初步确定了反应产物.     

掺铈负载型氧化铜催化剂催化氧化甲苯研究

以60～80目的γ-A12O3为载体,CuO为活性组分,添加稀土元素Ce,用浸渍法制备了负载型催化剂,通过催化氧化甲苯评价了该催化剂的活性.相对于CuO/Al2O3催化剂,添加Ce后的CuOCeO2/Al2O3催化剂对甲苯催化氧化的起燃温度和完全转化温度均有明显的降低,当Cu的负载量为5%,Cu/Ce的比值为1∶1,反应温度大于200 ℃时对甲苯的去除率可保持在90%以上.CuOCeO2/Al2O3催化剂具有较强的抗冲击能力,能够在较大范围的空速和进气质量浓度下,保持良好的催化活性.当空速在6 000～12 000 h-1的范围内,对甲苯的去除率始终保持在98.8%以上;当进气质量浓度在880～6 400 mg/m3的范围内,对甲苯的去除率均在99.5%以上.     

CeO_2-MnO_x/CF对甲苯的催化氧化性能

为提高Ce基催化剂对挥发性有机物(VOCs)的催化氧化性能,采用超声辅助浸渍法制备CeO_2-MnO_x/CF复合氧化物催化剂,以甲苯为探针分子,考察制备条件和反应条件对催化剂甲苯催化氧化活性的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射分析仪(XRD)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)等对催化剂的形貌结构进行表征。研究结果表明:CeO_2-MnO_x/CF催化剂比表面积高,孔容大,活性组分在载体上高度分散,双组分间具有协同催化作用;在铈锰物质的量比为2:3、活性组分负载量为14%(质量分数)、空速为22.5 L/(g·h)、甲苯初始质量浓度为1 g/L条件下,CeO_2-MnO_x/CF催化剂的甲苯催化氧化活性最高,228℃下2Ce3Mn/CF催化剂对1 g/L甲苯的催化降解率可达到90%。     

N、Ce共掺杂TiO2的制备及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备沸石负载N、Ce共掺杂的二氧化钛光催化剂,以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究该催化剂的光催化性能,并讨论催化剂浓度、pH值以及焙烧温度等对样品光催化性能的影响.结果表明:催化剂的焙烧温度为300℃时催化剂的催化活性最高,在反应体系中,催化剂浓度为60 g/L,pH=7时样品的光催化效率最佳,共掺杂的样品可见光活性高于单掺杂的样品.可见光辐射共掺杂的样品3 h,亚甲基蓝的去除率可以达65%.     

Fe-Mn/SiO_2催化剂的制备及其催化甲苯燃烧性能

以SiO2为载体,采用浸渍法分别制备了Fe-Mn(物质的量比为1∶1)质量分数为5%~35%的Fe-Mn/SiO2催化剂,以及Fe-Mn质量分数为30%,Fe-Mn物质的量比(x=0.1~0.9)的Fex-Mn1-x/SiO2催化剂,在常压固定床反应器上评价了这些催化剂对甲苯催化燃烧的反应性能,用X-射线衍射、氢气程序升温还原等分析手段对催化剂的结构进行了研究。结果表明Fe、Mn物质的量比为1∶1、Fe-Mn质量分数为30%的Fe-Mn/SiO2催化剂具有最好的活性,在280℃的反应条件下甲苯可完全催化燃烧。在Fe-Mn/SiO2催化剂体系中,Fe-Mn质量分数小于30%时检测不到Fe或Mn的物相。Fe-Mn质量分数大于30%时只检测到了Fe2O3物相;在Fex-Mn1-x/SiO2催化剂体系中,x的值在0.5~0.9之间时只检测到了Fe2O3物相,x的值在0.1~0.3之间时只检测到了Mn2O3物相。催化剂的氧化还原性能与Fe-Mn的质量分数和Fe、Mn的物质的量比有很大的关系,这些可能都影响着催化剂的性能。     

La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3在SO_2气氛下对柴油车尾气中NO的去除性能

采用柠檬酸络合法制备钙钛矿型催化剂La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3,通过固定床反应器对催化剂进行活性测试,考察钙钛矿型催化剂La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3在SO_2气氛下对柴油车尾气中NO的去除性能;并利用BET、XRD、FT-IR、SEM等手段对反应前后的催化剂进行表征。结果表明:钙钛矿型催化剂La_(0.7)K_(0.3)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_3对NO有较高的催化活性;并且由于金属Fe的掺杂,提高了催化剂的抗硫性能。当SO_2浓度不高于0.05%时,催化剂表现出较好的抗硫性能;当SO_2浓度大于0.05%时,催化剂对NO的催化活性明显下降。FT-IR、SEM等表征说明,在低硫浓度下,金属Fe的掺杂可以有效阻碍硫酸盐物种的生成和累积;但在深度硫化后,催化剂的活性仍会受到一定的影响。     

Fe^3＋，Zn^2＋共掺杂高效纳米TiO2光催化剂的制备表征及光催化性能

利用溶胶-凝胶法制备了Fe3 ,Zn2 单一掺杂及共掺杂的纳米二氧化钛粉体,并用SEM,XRD对其进行了表面形貌和物相表征,模拟太阳光下对亚甲基蓝溶液进行了降解实验.结果表明,Fe3 ,Zn2 掺杂500℃度热处理2 h得到的二氧化钛均为锐钛矿相,共掺杂抑制TiO2晶粒长大的作用最明显,粒径最小.对亚甲基蓝的光催化实验表明,单一Zn2 或Fe3 掺杂对TiO2的光催化活性影响不大,而Fe3 ,Zn2 共掺杂能明显提高TiO2的光催化活性.催化剂的粒径大小以及共掺杂元素的协同作用可能是共掺杂提高光催化活性的主要原因.     

N-Fe掺杂TiO_2催化剂的研制及其对气相丙酮的光催化消除

采用溶胶凝胶法制备了N-Fe掺杂TiO2催化剂.用X光电子能谱(XPS),紫外漫反射(DRS)等方法对其进行表征.以丙酮为催化底物,测试了N-Fe掺杂TiO2催化剂分别在可见光和紫外光照射下对丙酮光催化消除反应的反应性能.结果表明:在反应温度为66℃,0.15 g的催化剂上,在可见光照下可将初始浓度为0.76 g/m3,流速为10 mL/min的丙酮100%消除;在反应温度为50℃,紫外光照射下可将初始浓度为0.89 g/m3,流速为15 mL/min的丙酮100%消除.并研究了N-Fe掺杂TiO2催化剂紫外光催化消除丙酮反应的动力学,确认光催化反应为一级动力学反应,在反应温度范围内得光催化反应的Ea=18.17kJ/mol,相关系数R2=0.99309.     

ZnO—TiO2复合半导体的制备与光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Zn2+的TiO2复合半导体,用X射线衍射和拉曼光谱对其微晶结构进行表征,并掺杂不同金属离子对复合半导体进行调变.以活性艳红K-2BP为模型降解物,在固定催化剂投加量、通气量和pH的条件下,考察了Zn2+与Ce4+、La3+、Fe3+掺杂量对ZnO-TiO2光催化活性的影响.结果表明,Zn2+掺杂使TiO2衍射峰宽化、蓝移且峰强减弱,晶粒径减小.当Zn2+掺杂量为20.0%时,对活性艳红30 min的降解率为97%,表观反应速率常数k值达到了0.133 min-1,为TiO2的1.4倍.La3+、Fe3+、Ce4+掺杂可提高ZT的活性,其中,当La3+掺杂量为0.5%时,k值为ZT的1.4倍.     

Fe2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙溶液的研究

采用实验室合成的Fe2O3掺杂TiO2作为催化剂，以甲基橙超声降解反应为模型，研究了各种因素对Fe2O3掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的影响，研究表明在Fe2O3掺杂TiO2催化剂作用下超声降解甲基橙的效果非常明显，催化剂用量在0．3-0．5g／L之间，超声波频率25kHz，输出功率1．0W／cm^2，pH为1．0时，甲基橙水溶液初始浓度为20mg／L的条件下，90min左右基本可全部降解，COD的去除率也达到了99．0％，因此，Fe2O3掺杂TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景。     

ZnO/Fe2O3光催化降解苯酚

用浸制法制备,ZnO/Fe2O3为光催化剂,日光灯为灯源,以苯酚降解为探针反应,考察了不同ZnO负载量对ZnO/Fe2O3为光催化剂的活性的影响,并考察不同光源,催化剂用量,苯酚的初始浓度,溶液的PH值和降解温度对苯酚光催化降解过程的影响.结果表明,ZnO负载量的最佳量为3%,最佳的工艺条件是苯酚浓度是20mg/L,催化剂用量为0.05g,PH值为13时在常温下用日光灯光照射,能较好地降解苯酚.