介孔TiO2及Fex/TiO2纤维光催化降解酸性橙Ⅱ的性能研究

以胶原纤维为模板分别负载钛(Ti4+)或钛(Ti4+)和铁(Fe3+),在高温下煅烧制得介孔TiO2和Fex/TiO2纤维.以酸性橙Ⅱ为模型分子,研究了介孔TiO2和Fex/TiO2纤维在可见光照射下对酸性橙Ⅱ的降解特性.研究表明,通过掺杂Fe3+能有效地提高介孔TiO2纤维的光催化活性,在本实验条件下,最佳的Fe/Ti摩尔比为0.01,最佳的煅烧温度为600℃.在酸性橙Ⅱ初始pH值为3～6,初始浓度为0.1 mmol.L-1,介孔Fe0.01/TiO2纤维用量为1 g.L-1,可见光照射下反应4 h后,酸性橙Ⅱ的脱色率和矿化率达到99%和46%以上.光催化活性的稳定性研究表明,介孔Fe0.01/TiO2纤维具有良好的光催化活性的稳定性,能多次重复使用.     

金属离子掺杂对TiO2光催化性能影响分析

TiO2光催化剂可有效去除水中有机污染物。本文采用溶胶—凝胶法(Sol—gel)制备了掺杂不同含量金属离子的复合型TiO2光催化剂，光催化降解甲基橙溶液实验结果表明：掺杂Cr^3 的TiO2光催化活性明显高于单一TiO2和其他几种掺杂催化剂的光催化活性；当Cr^3 的掺入比例约为1．0％时，其光催化活性最高，紫外光照4h甲基橙的降解率达到90％以上，可见光照射6h甲基橙的降解率达85％以上。可望将掺杂金属离子的纳米TiO2作为一种有效的光催化剂，广泛应用于被污染水体的净化处理。     

Fe，Gd共掺杂改性TiO2的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了铁和钆共掺杂纳米TiO2粉体材料,研究了共掺杂粉末在可见光下的光催化性能.紫外可见吸收光谱分析显示:共掺杂粉末在可见光区有较强吸收,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应.光催化降解实验表明,共掺杂TiO2粉体有很高的可见光光催化活性,以550 ℃热处理的同时掺杂质量分数为0.05%Fe和0.05%Gd的TiO2粉体光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为79.6%.     

溶胶-凝胶法制备La3+、碳纳米管掺杂纳米TiO2及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,分别制备了不同掺杂量的La3 掺杂TiO2、多壁碳纳米管掺杂TiO2及La3 与碳纳米管共掺杂纳米TiO2粒子.通过紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验,研究了掺杂对TiO2光催化活性的影响.实验表明,适量的La3 掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为La3 摩尔分数等于0.08%,碳纳米管掺杂也可以提高TiO2的光催化活性,La3 与碳纳米管共掺杂TiO2具有最高的光催化活性.10%(碳原子的摩尔分数)碳纳米管、0.08%La3 (摩尔分数)共掺杂TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率达到84%,而纯TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率只有约53%.X衍射图谱和透射电镜分析表明,制得的TiO2均为锐钛矿型,晶粒直径约为8～25 nm.     

大孔树脂负载纳米TiO2的制备及性能研究

以高压汞灯为光源,纳米TiO2为催化剂,以聚丙烯型大孔树脂为载体,采用掺杂法制备聚丙烯-纳米TiO2(polyprolyene—nanometer TiO2,PPT)复合材料,对甲基橙染料进行光催化降解,并且讨论了TiO2与聚丙烯的质量比、最高加热温度、TiO2类型、提取剂等因素对PPT复合材料降解性能的影响。结果表明:室温下,甲基橙溶液脱色率达90.12%,TOC去除率达56.60%。通过对甲基橙溶液的光催化降解和连续长时间的反复实验,证明该载体负载的二氧化钛不易脱落,性能稳定,具有一定的光催化效率。     

以梳型聚合物为模板制备介孔Ag/AgBr/TiO_2纳米复合材料

以钛酸四丁酯为钛源,梳型聚合物为模板,采用溶胶-凝胶法低温水浴制备具有介孔结构的纳米TiO2,通过沉积-沉淀法将Ag/AgBr负载于介孔TiO2纳米微粒表面,制得高比表面积的Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料。采用XRD,TEM,N2吸附-脱附和UV-vis DRS等方法对Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料进行了表征。结果表明,所制备的纳米TiO2和Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料具有介孔结构;Ag/AgBr的引入,减小了介孔TiO2的比表面积(由346m2/g减小为253m2/g),但大幅度提高了其可见光催化活性。在可见光下,Ag/AgBr/TiO2降解甲基橙的速率分别为商品TiO2P25和介孔TiO2的145倍和60倍。     

g-C_3N_4纳米棒/TiO_2/Ni/CNTs复合物的制备及其光催化性能

通过简单的快速加热回流本体氮化碳制备了缺陷较少的g-C3N4纳米棒;然后采用缓慢水解法在g-C3N4纳米棒表面负载掺杂镍的TiO2前驱体,经热处理制得g-C3N4纳米棒/TiO2/NiO纳米复合光催化剂;最后以TiO2中的Ni为催化剂,采用化学气相沉积法原位生长CNTs,制备g-C3N4纳米棒/TiO2/Ni/CNTs纳米复合光催化剂。通过XRD、TG、TEM、FT-IR、UV-Vis等测试方法对催化剂进行表征,考察了样品在紫外光和可见光下对亚甲基蓝(MB)的光催化降解活性。结果表明:g-C3N4纳米棒/TiO2/Ni/CNT纳米复合物在紫外和可见光下对亚甲基蓝的降解率分别为87%和68%,光催化活性较g-C3N4/TiO2/NiO有明显提高。     

碳掺杂TiO_2光催化剂处理有机污染物的研究

本文利用自制的碳掺杂改性TiO2光催化剂对甲基橙的光催化降解进行了研究,探索了光催化剂的最佳活性条件.实验表明：催化剂在350℃下焙烧4 h,且负载量为3∶2时光催化活性最佳;当催化剂用量为0.3 g时,光照0.5 h甲基橙的降解率为99%以上;当双氧水用量为2 mL时光催化剂催化活性最高,同时比较了紫外光下和太阳光下降解效果,显然太阳光下效果远远差于紫外光下的降解效果,但催化剂已经向可见光吸收范围转移.     

TiO_2/甲壳素光催化降解甲基橙的性能

以钛酸四丁酯为钛原料,通过升高温度使尿素逐渐分解的方法制备胶体TiO2,将胶体TiO2固定到甲壳素上得到TiO2/甲壳素。以甲基橙水溶液为光催化降解模型,用分光光度计法测定TiO2/甲壳素的光催化性能。结果表明:在100 min的紫外光下,TiO2/甲壳素对甲基橙的催化降解率达到75.6%;经150 min太阳光照射,TiO2/甲壳素对甲基橙的降解率达到52.3%。TiO2/甲壳素对甲基橙10次的降解率在45.1%到73.9%之间。TiO2/甲壳素的红外光谱图有O-Ti-O键的特征吸收峰952.8 cm-1。本工作制备的TiO2/甲壳素具有良好的光催化降解甲基橙的能力。     

二氧化钛纳米管阵列的制备及光催化效果的研究

用阳极氧化法制备出高度致密、有序的TiO2纳米管阵列.利用SEM和XRD表征分析纳米管阵列的形貌和结构.分析结果表明:经过450℃退火后的TiO2晶相结构为夹杂少量金红石相的锐钛矿相.以甲基橙在水溶液中的光催化降解为实例,分别研究了TiO2纳米管阵列在可见光和紫外光激发下的光催化性能.实验结果表明:该阵列在紫外光激发下有较高的光催化效率,但在可见光照射下产生降解效果不太明显.     

Fe3+/W6+共掺杂纳米TiO2的光催化性能研究

采用溶胶凝胶法制备了Fe3 /W6 共掺杂纳米TiO2光催化剂,利用XRD、SEM、FT-IR以及荧光光谱(PL)等对样品进行表征,结果表明:共掺杂纳米TiO2的形状以球形为主,粒径约为20~30nm,晶型为锐钛矿型;粒子表面吸附了大量的水分子和羟基;共掺杂TiO2纳米粒子并没有引起新的荧光现象,Fe3 和W6 产生了协同作用,有效抑制了光生电子和空穴的复合.以甲基橙为目标污染物研究了共掺杂纳米TiO2的光催化性能,结果表明:Fe3 /W6 共掺杂纳米TiO2的光催化活性比未掺杂或单一掺杂0.05?3 纳米TiO2的光催化活性都高,当Fe3 /W6 掺杂浓度分别为0.05%和0.04%时,甲基橙的降解率达到最高,达到94.6%.     

Fe~(3+)/La~(3+)共掺杂纳米TiO_2制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备系列Fe3+/La3+共掺杂的纳米TiO2,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),X-射线能谱仪(EDS),紫外-可见吸收光谱等技术对催化剂进行表征,并以甲基橙溶液为降解目标,测定其在紫外光下光催化活性.结果表明:Fe3+,La3+的掺杂能有效减小TiO2纳米粒子的平均晶粒尺寸,提高了TiO2纳米粉体的分散性;Fe3+/La3+共掺杂的纳米复合光催化剂的吸收强度明显增加,在紫外光下2h后,Fe3+/La3+共掺杂TiO2对甲基橙溶液的降解率达98%以上.     

双元素金属掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纯净和掺杂Ce-Cu、Ce-Ag的纳米TiO2颗粒,使用X射线衍射(XRD)对其进行表征,并在紫外光下,以甲基橙光催化降解为模型反应,研究了不同掺杂种类掺杂量对纳米TiO2先催化活性的影响.结果表明:合适的Ce-Cu和Ce-Ag掺杂量可有效提高TiO2光催化活性,并可降低其相转变温度.     

液料等离子热喷法制备Fe3+/TiO2纳米粉末与表征

以钛酸丁酯乙醇溶液为原料,以FeCl3·6H2O为掺杂成分,采用液料等离子喷涂法制备了Fe3 掺杂TiO2纳米粉末,并利用红外分光光度计(IR)及X射线光电子能谱仪(XPS)对Fe3 掺杂TiO2纳米粉末的结构和元素的化合价及表面化学态进行了测试,以光催化降解甲基橙测试其光催化活性.结果表明,Fe3 掺杂TiO2纳米粉末中,Fe元素仍为 3价,而Ti元素均为 4价;随着Fe3 掺杂含量的增大,TiO2红外光谱Ti-O吸收峰明显地窄化,O1s区XPS高分辨谱中羟基自由基所占比例逐渐增大,而吸附水所占比例逐渐减小;随着Fe3 量的增加,甲基橙降解率呈先增大后减小的趋势,Fe3 最佳掺杂量为0.5%,甲基橙降解率在60min可达81%,比纯TiO2粉末高出80%.     

改性TiO2膜的制备及其光催化降解染料的研究

选用铝片为载体,以溶胶-凝胶法制得掺杂Ag的改性二氧化钛溶胶,采用拉膜法制得TiO2膜.用XRD、FT-IR对膜片的理化性能进行初步表征,并分别以甲基橙和亚甲基蓝作为目标降解物,考察了膜片在紫外光和可见光下的光催化活性.初步研究结果表明,Ag改性TiO2膜对染料表现出良好的光催化活性,当添加量为0.08 mol/L时,在254 nm的紫外光下对甲基橙的脱色率可达71%,在可见光下对亚甲基蓝的脱色率可达98%.     

Pb-N共掺杂TiO2纳米晶的制备、表征及光催化性能的研究

通过溶胶凝胶法制备了Pb掺杂TiO2纳米晶、在管式炉中NH3（67%）/Ar气氛下制备N掺杂及Pb-N共掺杂的TiO2纳米晶，利用XRD, XPS, SEM及UV-VIS对样品进行了表征，并研究了样品对甲基橙溶液的降解.结果表明：Pb掺杂可以降低纳米晶的粒径，Pb-N共掺杂可以起到协同作用，降低样品的带隙能，提高样品对可见光的吸收，Pb-N共掺杂的TiO2在可见光作用下表现出较高的催化活性，0.5% Pb-N共掺杂的TiO2，可将20mg/L的甲基橙水溶液在35min内完全降解.     

SiO2掺杂对高温处理后纳米TiO2光催化性能的影响

以钛酸丁酯为原料,用醇盐水解法制备纳米TiO2,用SiO2掺杂纳米TiO2.并对高温处理后的掺杂纳米TiO2光催化活性进行研究。XRD和TEM研究结果表明,SiO2掺杂能有效的提高晶相转变温度,阻止TiO2从锐钛矿型向金红石型的转变和晶粒的长大。实验结果表明,在1050℃高温处理后,SiO2掺杂后的TiO2仍为锐钛矿型纳米晶体。用掺杂纳米TiO2对甲基橙的降解率来表征其光降解性能,SiO2掺杂TiO2在高温处理后依然具有较好的光催化活性,850℃处理后其甲基橙降解率由未掺SiO2时的11%提高到96.48%,晶粒尺寸则由50nm减小到20 nm.     

上转换材料复合介孔TiO2晶须的可见光催化性能

用溶胶凝胶法制备上转换发光材料Y3Al5O12:Er。反射光谱、发射光谱表明:Y3Al5O12:Er在480 nm光的激发下,产生2个<387 nm的紫外光发射峰。将上转换材料介孔TiO2晶须复合成可见光催化剂,采用X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)以及低温N2吸附-脱附(BET)等对催化剂进行表征,通过光催化降解亚甲基蓝(MB),对催化剂的活性进行测试。结果表明:复合上转换材料的介孔TiO2晶须在可见光下能够有效降解MB,10%Y3Al5O12:Er的介孔TiO2晶须的MB降解率为73%。     

稀土离子(Sm~(3+),La~(3+))掺杂纳米TiO_2光催化性能研究

以钛酸四丁酯和稀土氧化物Sm2O3、La2O3为原料,分别制备了掺杂稀土离子Sm2+和La3+的纳米TiO2光催化剂,分别进行了两种离子掺杂纳米材料在甲基橙溶液中的光催化降解实验,通过对制备条件优化,研究了光降解条件对降解效果的影响.结果表明:La2+掺杂纳米TiO2材料的光催化活性要优于Sm3+掺杂纳米TiO2材料.     

CeO_2/TiO_2介孔复合材料对甲基橙废水的光催化

利用N-十六烷基乙二胺三乙酸(HED3A)同时作为Ce离子捕获剂与合成介孔TiO2的模板剂,通过一步法制备了CeO2/TiO2介孔复合材料,并将该体系用于可见光降解甲基橙模拟染料废水的研究。结果表明:复合产物中CeO2与TiO2各自以立方萤石相和锐钛矿相存在,稀土元素Ce的引入显著降低了TiO2的带隙能级,扩大了光响应范围;n(Ce3+)/n(HED3A)=0.1时制备的复合产物对甲基橙的降解效果最佳,投入量为2g/L时在5h内对40 mL质量浓度为20 mg·L-1的甲基橙溶液脱色率高达90%;得益于CeO2优异的储放氧能力,Ce引入量的增大能够显著提升催化剂对高浓度甲基橙溶液的降解效率;所制备复合催化剂有着良好的可再生性,是一种极具应用前景的新型可见光光触媒。