焙烧温度对SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸抗水稳定性的影响

通过水预处理方法对比研究了不同焙烧温度制备的SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸的抗水稳定性,借助XRD、NH_3-TPD、FT-IR、TG和BET等表征技术分析材料的结构特征。结果表明,当焙烧温度在500℃以下时,所制得的SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸具有相近的优异酯化性能;当焙烧温度提升至600℃以上时,SO_4~(2-)/TiO_2的孔结构坍塌,SO_4~(2-)含量下降,酯化性能显著下降。经过水预处理后,所有固体超强酸酯化活性降低,主要与其SO_4~(2-)脱落和酸量明显减小有关。相比之下,400℃制备的SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸催化剂具有较好的稳定性。     

SO42-/TiO2-MoO3-La2O3催化合成丁酮1,2-丙二醇缩酮

报道了以稀土改性固体超强酸SO_4~(2-)／TiO_2-MoO_3-La_2O_3为多相催化剂,通过丁酮和1,2-丙二醇为原料合成丁酮1,2-丙二醇缩酮,探讨了SO_4~(2-)／TiO_2-MoO_3-La_2O_3催化剂对缩醛反应的催化活性,较系统地研究了原料量比,催化剂用量,反应时间诸因素对产品收率的影响及催化剂重复使用性能。实验表明：在n(丁酮)：n(1,2-丙二醇)=1：1.2,催化剂用量为反应物料总质量的1.0％。环己烷为带水剂,反应时间1.0h的优化条件下,丁酮1,2-丙二醇缩酮的收率可达76.4％,由此可见,SO_4~(2-)／TiO_2-MoO_3-La_2O_3是合成丁酮1,2-丙二醇缩酮的优良催化剂。     

SO_4~(2-)/Au-TiO_2催化合成丙二醇单甲醚乙酸酯

采用光还原沉积法制备了SO_4~(2-)/Au-TiO_2催化剂,考察了其在丙二醇单甲醚乙酸酯合成反应中的催化活性。用XRD对催化剂结构进行了表征,结果显示催化剂经过酸化后的晶体结构并没有发生改变,Au颗粒均匀地分散在TiO_2表面。使用SO_4~(2-)/Au-TiO_2催化剂,以合成丙二醇单甲醚乙酸酯为探针反应,研究了反应温度、酸醚物质的量比、催化剂用量对反应平衡转化率的影响。实验结果表明,其最佳反应条件为反应温度413 K,酸醚物质的量比3:1,催化剂用量3%(w)。     

可见光下TiO_2协同过硫酸盐光催化降解罗丹明

应用过硫酸盐(PS)协同TiO_2在可见光下光催化/降解了废水中残留的典型稳定阳离子碱性染料罗丹明(RhB),考察了PS和TiO_2投加量、pH、黄腐酸浓度对RhB降解的影响,并通过自由基抑制剂实验,验证了体系中主要的自由性基团种类.结果表明:投加固定量的PS,能够有效提高RhB的降解速率;当PS与TiO_2的投放量分别为1.0mmol/L与0.5 g/L时,去除效率最高;溶液初始pH对RhB的降解影响较小,而水中存在的黄腐酸对于RhB降解具有明显的抑制作用;反应120 min后,体系中TOC的去除率最高为58%.探针实验表明:硫酸根自由基(SO_4~(·-))以及超氧自由基(O_2~(·-))为可见光/TiO_2/PS体系中的主要活性物质;且催化剂在5次循环利用后,RhB去除率仍保持在95%以上.     

SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_2O_3固体超强酸的制备与表征

以TiCL_4、FeCL_3·6H_2O、NH_3·H_2O和H_2SO_4为原料,采用共沉淀硫酸浸渍法制备SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_2O_3固体超强酸,用滴定法测定催化剂的酸性;用FTIR、XRD、TG-DSC、SEM和EDS表征催化剂结构;用粒径分析仪表征催化剂的粒径分布.结果表明:复合氧化物TiO_2-Fe_2O_3中,TiO_2以无定形方式分布在Fe_2O_3表面,以Ti-O-Fe键形成键联,经适宜浓度硫酸浸渍焙烧后,Fe2O3的骨架结构未发生明显变化,SO_4~(2-)负载在TiO_2-Fe_2O_3上.通过试验,得到Ti-Fe摩尔比1∶2,浸渍液硫酸浓度0.5mol/L,在550℃焙烧3h制得的SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_2O_3催化剂酸性较强,比表面积较大,催化活性较佳.     

介孔TiO2/rGO交替薄膜光催化降解土霉素

采用浸渍提拉结合热处理的方法,以氧化石墨烯(GO)、钛酸四丁酯(TBT)为原料,引入不同量聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为介孔模板剂制备TiO_2/rGO交替薄膜.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DR)对样品进行分析表征;研究了rGO层、PVP的加入对薄膜物相结构、表面形貌、光响应范围以及太阳光照射下降解土霉素效率的影响.结果表明:引入rGO层可抑制锐钛矿相向金红石相的转变,拓宽薄膜的光响应范围;模板剂PVP的加入在薄膜中形成了大量狭缝状和针状介孔,为薄膜增加了物质传输通道和反应活性位;w(PVP)=10%时的介孔TiO_2/rGO交替薄膜光催化活性最高,太阳光照射50 min对土霉素的降解效率达到90.61%.     

不同载体的固体酸催化剂对糠醛渣水解制乙酰丙酸催化性能的影响

首先用一步法合成了一种介孔分子筛,然后分别以常规微孔分子筛ZSM-5、介孔分子筛SBA-15以及自制分子筛为载体制备了三种不同载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)固体酸催化剂.以糠醛渣为原料,研究了三种不同载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)固体酸催化剂对纤维素水解制乙酰丙酸催化性能的影响,在相同的反应条件下自制载体负载的TiO_2/SO_4~(2-)催化剂显示了较好的催化性能.在优化的反应条件下,反应温度在220℃、反应时间60 min、固体酸用量10%左右、液固比15∶1,自制载体催化剂乙酰丙酸收率可以达到72.3%.     

SO_4~(2-)/TiO_2—ZrO_2型固体超强酸的制备及其在酯化反应中的初步应用

本文研究新型无机固体超强酸 SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2的制备方法,并用它代替通用的硫酸、对甲苯磺酸作为合成马来酸二正丁酯的催化剂,取得了较理想的结果。     

TiO2/Bi4V2O11复合光催化剂的制备及光催化性能

目的水热法制备TiO_2/Bi_4V_2O_(11)复合光催化剂并对其催化活性进行研究。方法采用XRD,BET,UV-Vis等表征手段研究催化剂的晶相结构和性能,并通过测试该复合结构对罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的可见光催化降解评估其光催化活性。结果实验结果表明,复合物的光催化效果与纯的Bi_4V_2O_(11)和TiO_2光催化剂相比,TiO_2负载量为50%时,TiO_2/Bi_4V_2O_(11)复合光催化剂降解RhB具有更高的可见光催化活性。结论 TiO_2/Bi_4V_2O_(11)样品光催化性能的提高归因于增大了催化剂的比表面积以及TiO_2与Bi_4V_2O_(11)形成了异质结,从而有效抑制光生电子-空穴对的复合,并根据捕获实验提出了可能的光催化机理。     

TiO_2/AC催化臭氧降解造纸废水

采用溶胶-凝胶法制备活性炭(AC)负载TiO_2的TiO_2/AC催化剂。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、N_2吸附比表面积(BET)仪、X线衍射仪(XRD)对催化剂进行表征。将制得的TiO_2/AC催化剂用于催化臭氧降解造纸废水实验,考察催化剂的催化性能、重复使用性及反应前后表面性质变化,并分析造纸废水降解产物。结果表明:TiO_2均匀负载在活性炭的表面上及孔道内,500℃煅烧的催化剂为锐钛矿与金红石的混合晶型;催化臭氧反应60 min,造纸废水色度和化学需氧量(COD)去除率分别为96.8%和60.4%,比单独臭氧降解分别提高1.8%和9.9%;造纸废水成分主要为酯类、烷烃类等,经催化臭氧化反应后,大分子物质降解产生了一些小分子。     

SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸催化合成苹果酯-B

以自制固体超强酸SO_4~(2-)/Fe_2O_3催化乙酰乙酸乙酯和1,2-丙二醇合成苹果酯-B。结果表明:SO_4~(2-)/Fe_2O_3是催化合成苹果酯-B的良好催化剂,最佳反应条件为:物料比n1(1,2-丙二醇)∶n2(乙酰乙酸乙酯)为1.5∶1,催化剂用量1.5%,带水剂苯60ml,反应时间2.0h,收率为79.4%。产物的结构经折光率和红外光谱得到证实。     

SO_4~(2-)/M_xO_y类固体酸催化剂研究进展

SO_4~(2-)/M_xO_y类固体酸催化剂因其催化活性高、选择性好、易分离、无腐蚀性等优点成为近年来环境友好型催化材料之一.综述SO_4~(2-)/M_xO_y类固体酸催化剂的制备及其改性,利用负载模板如分子筛、掺杂金属元素和改变浸酸种类等方法可以改善其微观孔道结构、增加比表面积,提高SO_4~(2-)/M_xO_y类固体酸的热稳定性,改善SO_4~(2-)/M_xO_y类固体酸的催化活性以及重复使用性,并对今后SO_4~(2-)/M_xO_y类固体超强酸的研究方向进行展望.     

漂珠负载ZnSn(OH)6/TiO2异质结光催化剂的性能

采用水热法合成了氢氧化锌锡ZnSn(OH)_6(ZHS)/TiO_2-漂珠(FACs)异质结光催化剂。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对样品进行了表征。研究了ZHS/TiO_2-FACs异质结在紫外-可见光的照射下对罗丹明B(RhB)的催化降解性能。结果表明,ZSH与二次TiO_2-FACs的投入量之比为0.01∶1.00时,复合光催化剂的降解效率最高,达到98.2%。此外,选用FACs作为载体的复合催化剂易于回收,不会产生二次污染,所以在光催化领域具有广阔的应用前景。     

改性非晶态TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备改性非晶态TiO_2,利用XRD、SEM、FT-IR、低温N_2吸附、能谱及紫外可见漫反射光谱等测试手段对催化剂进行表征.XRD分析表明,改性TiO_2的形态为非晶态.电镜及能谱分析表明,改性非晶态TiO_2颗粒大小均匀,分散性良好,Ag~+已成功进行掺杂.改性非晶态TiO_2属于中孔材料,比表面积达188 m~2·g~(-1),并且光谱响应范围扩大,对400~800 nm波长范围的光均具有良好的吸收.以甲醛的降解考察改性非晶态TiO_2的光催化活性,结果表明,在最佳改性条件下,所合成的改性非晶态TiO_2在日光灯照射5 h后对甲醛的降解率达到74.9%,优于P25型商品化TiO_2对甲醛的降解效果.     

SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸酯化活性的研究

经过对制备方法的某些改进,合成了一种 SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸。用它作催化剂,对乙酸乙酯的酯化活性作了初步探讨。考察了焙烧温度对SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸酸度及活性的影响。研究认为,对于SO_4~(2-)/Fe_2O_3一类深色固体超强酸的强酸总量可以用溶剂法的乙醇酸量来计量;单位强酸部位的酯收率可近似作为此类固体超强酸的相对酸强度,而SO_4~(2-)/Fe_2O_3型固体超强酸的相对酯化活性优于浓硫酸催化剂。     

TiO2光催化臭氧氧化降解全氟辛酸的研究

TiO_2光催化臭氧氧化可以有效降解全氟辛酸(PFOA),反应4 h后的脱氟率达到44.3%.考察了PO_4~(3-)、PFOA初始浓度、反应温度对PFOA脱氟率的影响.结果表明,TiO_2光催化臭氧氧化降解PFOA过程发生在催化剂表面,PFOA和O_3在TiO_2表面的吸附是降解反应发生的必要条件;反应过程的前半段温度占主导因素,脱氟率随温度升高而升高,反应过程的后半段吸附作用影响更大,温度越低脱氟率反而越高;降解过程中产生的中间产物主要是5种短链全氟羧酸化合物,包括C_6F_(13)C_OOH、C_5F_(11)C_OOH、C_4F_9C_OOH、C_3F_7C_OOH和C_2F_5C_OOH.TiO_2光催化臭氧氧化降解PFOA的机理类似于Photo-Kolbe反应.     

锐钛矿型TiO_2气凝胶的制备和光催化性能

采用乙醇超临界干燥直接制得锐钛矿型TiO_2气凝胶,研究乙醇超临界干燥和煅烧处理前后TiO_2晶体结构的变化,并分别研究HNO_3、C_2H_5OH和H_2O用量对凝胶时间和气凝胶催化性能的影响。采用X线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射和N2吸附-脱附表征气凝胶。结果表明:乙醇超临界干燥即可制得锐钛矿型TiO_2气凝胶,晶粒平均粒径约为10 nm,禁带宽度为3.06 eV,存在明显孔道结构,HNO_3用量4 m L、n(H_2O)/n(Ti(OC_4H_9)_4)=4、n(C_2H_5OH)/n(Ti(OC_4H_9)_4)=15时,凝胶时间50 min,气凝胶的比表面积、孔容和平均孔径分别为201.88 m~2/g、0.42 cm~3/g和19.11 nm,对甲基橙的催化降解速率常数约为1.38 h~(-1),高于商业TiO_2(P25)的催化降解速率常数(1.14 h~(-1))。     

磺化褐煤对废水中MoO_4~(2-)的吸附性能

为揭示磺化褐煤对废水中重金属钼(MoO_4~(2-))的吸附特性,实验模拟考察了p H、时间、温度、投加量以及竞争离子对吸附的影响,并探讨了热力学和动力学机理.当p H3、吸附时间30 min、投加量为1 g、25℃~30℃时,MoO_4~(2-)的去除率达90%以上.PO_4~(3-)对MoO_4~(2-)的竞争吸附使去除率从90%以上降至60%左右,而SiO_4~(4-)对MoO_4~(2-)的去除率无明显影响,SO_4~(2-)对MoO_4~(2-)的吸附有协同效应.吸附更符合Langmuir等温吸附模型,平衡吸附量达1.075mg/g,吸附动力学符合准二级动力学模型.研究结论表明,该吸附机理是以化学吸附为主,物理吸附为辅,磺化褐煤可以应用于含钼废水的深度处理工艺.     

氮修饰对TiO2能带结构及光催化性能的影响

采用无模板一步水热法合成氮修饰的TiO_2样品,以12 W蓝色LED灯作为光源,甲基橙作为模拟污染物,测试了N-TiO_2样品的光催化性能.实验结果表明,光照6 h甲基橙降解率达到91.9%,N-TiO_2样品具有微球结构,微球由直径10～20 nm、长度20～200 nm的纳米棒组成.N-TiO_2样品的光吸收峰红移至600 nm,带隙能已从纯金红石型TiO_2的3.00 eV降至N-TiO_2的2.02 eV.研究发现,氮元素占据了TiO_2表面,并且氮原子取代氧原子形成了O—Ti—N化学键.研究表明表面修饰可以缩小带隙,提高光催化性能.     

电厂锅炉柠檬酸酸洗废水可见光降解

为了更好地处理电厂柠檬酸酸洗废水,制备了以新型光催化剂WO3-TiO_2改性TiO_2纳米管阵列为光阳极、Pt为阴极、柠檬酸酸洗废水为电解液的燃料电池体系;并研究了其在可见光下的降解效果。对直接光解、光催化降解、光催化燃料电池降解三种方法降解效果进行了比较;并通过控制通气与pH,讨论了光催化燃料电池降解的影响因素。结果表明在添加电解质Na_2SO_4浓度为0.2 mol/L时,电池体系的性能达到最佳,开路电压0.32 V,短路电流0.49 mA·cm~(-2),最大功率密度为0.068 m W·cm~(-2)。该条件下电池体系运转120 min对高浓度柠檬酸酸洗废水(COD=16 500 mg/L)的COD去除率达46%。