二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯复合材料光催化降解废水中有机物的研究

采用溶剂热法制备出二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯(TiO_2-CdS/rGO)三元复合光催化材料,研究其对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果.结果表明,TiO_2-CdS/rGO对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果优于TiO_2-CdS的,催化效率得到明显提高,降解时间大大缩短.在可见光照射下,以TiO_2-CdS/rGO为光催化剂,当光反应时间为40min时,亚甲基蓝、罗丹明B的降解率可达100%.     

TiO2/5A分子筛复合光催化剂的初步研究

本文以5A分子筛为载体、以钛酸正丁酯为原料,采用溶胶—凝胶法制备了负载型TiO_2/5A分子筛复合光催化剂,并通过XRD对样品进行了表征。实验中以300W高压汞灯为光源,研究了TiO_2/5A分子筛复合光催化剂对亚甲基蓝溶液光催化氧化的效果。结果表明：采用TiO_2/5A分子筛作为光催化剂对10mg/L的亚甲基兰溶液光催化30分钟后,光催化脱色率可达86．97%,脱色效果较为明显。     

亚酞菁/二氧化钛纳米复合材料的制备及其光催化性能

采用溶胶凝胶法制备纳米TiO_2,以亚酞菁(SubPc)为光敏剂,利用化学修饰法合成系列不同质量配比的TiO_2-SubPc(Br)纳米复合材料,以提高TiO_2在可见光下的光催化性能。利用粉末X-射线衍射(PXRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对催化剂进行表征。在可见光下研究TiO_2-SubPc(Br)光催化剂对酸性及碱性有机染料(甲基橙、亚甲基蓝、酸性品红和溴酚蓝)的降解效果。结果表明,加入敏化SubPc(Br)的TiO_2光催化剂对4种有机染料均有较好的降解效果,其中ω(TiO_2)∶ω(SubPc(Br))=25∶1的TiO_2-SubPc(Br)光催化剂降解效果最为显著,对酸性品红和溴酚蓝的降解率分别可达到97%和99%。     

掺Fe~(3+)的TiO_2制备及其可见光催化降解亚甲基蓝

采用水热法制备了TiO_2晶体粉末,用XRD对其结构进行表征,并研究了可见光照射下其催化降解亚甲基蓝的效果,分析了亚甲基蓝初始质量浓度、TiO_2用量、掺Fe~(3+)量、光照时间和溶液初始pH值等因素的影响.结果表明:所制备TiO_2晶体为锐钛型,在1.5mg/L的亚甲基蓝溶液中(pH=8),加入掺Fe~(3+)量0.8%(摩尔分数)制备的TiO_2粉末使其用量为0.6g/L,室温下可见光照(40W白炽灯)反应6.5h,亚甲基蓝的降解率达96.12%.降解过程可用L-H动力学方程描述,表现为拟一级反应,速率常数为0.373 3/h.     

Ce/S共掺杂TiO2制备及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了沸石负载型Ce/S共掺杂TiO2光催化剂,探讨了可见光下负载型共掺杂TiO2光催化剂的光催化降解亚甲基蓝的可行性和工艺条件.研究结果表明,催化剂焙烧温度300℃,反应体系pH值为7.02时的亚甲基蓝降解效果最好.共掺杂复合光催化剂活性要好于单掺杂和不掺杂的光催化剂活性,负载型复合光催化剂具有很好的重复使用性能.     

二氧化钛的表征及其光降解研究

通过溶胶—凝胶法制备了TiO_2粉体,并对其进行了X射线衍射、扫描电子显微镜以及能谱分析等表征分析,分析了其晶体结构、表面形貌以及元素组成;采用亚甲基蓝的降解率来评价其光催化性能.实验结果表明:TiO_2为锐钛矿结构,晶粒尺寸为14.8 nm,达到纳米级;所制备的TiO_2对亚甲基蓝有较好的光降解作用,3 h后的降解率达到79.2%.     

活性炭负载N掺杂TiO_2光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以尿素为N源、以钛酸四丁酯和乙醇为原料,采用溶胶凝胶法制备N掺杂TiO2,并用浸渍法将TiO2负载于粒状活性炭上,通过烧结制成N-TiO2/AC光催化剂.并利用TG-DTA、XRD、BET对催化剂的结构、尺寸等特征进行分析和表征,同时考察了亚甲基蓝溶液初始浓度、催化剂用量、亚甲基蓝溶液pH值、催化剂负载次数对N-TiO2/AC光催化剂在可见光下降解亚甲基蓝的影响.其结果表明负载于活性炭上的N-TiO2平均粒径约为9.3 nm,晶型为锐钛矿型,其比表面积为746.9 m2/g.最佳条件下在亚甲基蓝溶液初始浓度为100 mg/L、制备催化剂用量为0.4 g,亚甲基蓝溶液pH值为1.0时,经100 W钨灯5 h照射后,亚甲基蓝的去除率为91.43%,相同条件下比N-TiO2和纯TiO2催化剂活性分别提高了2.580倍和65.31倍.     

花瓣状铈掺杂纳米TiO_2光催化剂的制备及其光催化活性

以葡聚糖为模板,以硫酸钛和硫酸高铈为原料,采用水热沉淀法制备一系列铈掺杂的、具有花瓣状结构的TiO_2光催化材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射(XRD)、低温氮气吸附(BET)、红外光谱(IR)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术对其形貌特征、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行表征。以亚甲基蓝溶液的光催化降解为模型反应,考察不同掺杂量的样品在紫外和日光条件下的光催化性能,并通过降解前后水样中化学需氧量(COD)的变化确定其最后的存在形式。研究结果表明:用模板法制备的TiO_2光催化剂具有花瓣状结构、粒度均匀且均为纳米级,铈掺杂的TiO_2在紫外和日光条件下较纯TiO_2对亚甲基蓝溶液具有更好的光催化降解效果。甲基蓝降解终产物为CO_2和H_2O,且该结构TiO_2易于离心分离去除。     

Er~(3+)·NaYF_4/TiO_2光催化剂的制备和性能研究

采用溶胶-凝胶-超声工艺合成了一种由上转换发光材料Er~(3+)·NaYF_4复合TiO_2的光催化剂。通过XRD、UVVis、SEM、TEM等手段,对复合光催化剂进行表征,研究了该催化剂在可见光下,对亚甲基蓝光的催化降解性能。实验结果表明,溶胶-凝胶-超声法使Er~(3+)·NaYF_4以六方相形式与锐钛矿型TiO_2复合,且复合均匀性能良好;由于Er~(3+)·NaYF_4的复合,使TiO_2锐钛矿型晶格参数改变,复合催化剂可见光区产生明显吸收;25%,~30%,Er~(3+)·NaYF_4复合TiO_2的催化剂降解亚甲基蓝效果最佳,总脱色率达94%,以上,可见光降解率是TiO_2可见光降解率的3.6倍。因此,利用Er~(3+)·Na YF4上转换发光材料对TiO_2复合,可以使其吸光范围拓宽至可见光区,而且显著提升TiO_2光催化性能。     

TiO_2光催化降解亚甲基蓝机理的研究

进行了亚甲基蓝光解、吸附及光催化对比实验,以及·OH清除剂叔丁醇、电子空穴对(e^-,h-,h⁺)结合抑制剂过氧化氢、空穴(h_(VB)+)结合抑制剂过氧化氢、空穴(h_(VB)⁺)清除剂碘化钾、单线态氧(+)清除剂碘化钾、单线态氧(¹O_2)清除剂叠氮钠、超氧自由基(O_21O_2)清除剂叠氮钠、超氧自由基(O_2^(·-))清除剂苯醌对TiO_2光催化降解亚甲基蓝降解率的影响实验,同时测定了光催化反应过程中H_2O_2的生成,证明了TiO_2光催化降解亚甲基蓝体系中主要活性氧形态为·OH,O_2(·-))清除剂苯醌对TiO_2光催化降解亚甲基蓝降解率的影响实验,同时测定了光催化反应过程中H_2O_2的生成,证明了TiO_2光催化降解亚甲基蓝体系中主要活性氧形态为·OH,O_2^(·-)和(·-)和¹O_2.     

TiO_2纳米光催化材料的研究进展

在环境污染物的光催化分解中,高活性光催化剂的使用是关键环节.本文综述了近年来TiO_2光催化材料改性的重要方法以及新型TiO_2光催化剂的研究进展. TiO_2光催化剂的改性方法主要有复合半导体、染料光敏化、贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属掺杂、多元共掺杂等.新型光催化剂种类主要有钙钛型光催化剂、层状金属氧化物光催化剂、隧道结构化合物光催化剂等.未来可以考虑利用普鲁士蓝类纳米配合物和金属-有机框架材料(MOFs)对TiO_2光催化材料进行改性,得到新型的具有高催化活性的的TiO_2光催化剂.     

CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列的制备及其光电和光催化性能

CdSe是一种具有可见光响应的半导体材料,利用CdSe对TiO_2进行敏化有望使复合材料具有可见光吸收,有效促进光生电荷的分离.采用水热法在掺杂F的SnO2(FTO)导电玻璃表面制备金红石TiO_2纳米棒阵列,再采用连续离子层吸附反应法在TiO_2纳米棒阵列表面复合CdSe纳米颗粒,制得CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列,并对其进行了表征.实验结果表明,CdSe纳米颗粒敏化的TiO_2纳米棒阵列在可见光区有较强的光吸收,其光电流密度是TiO_2纳米棒阵列的10倍,对亚甲基蓝的可见光催化降解速率较亚甲基蓝的自降解和TiO_2纳米棒阵列分别提高了85%和75%.     

球磨法制备Sc3+和Yb3+掺杂TiO2光催化剂及光催化活性比较

为了比较稀土离子Sc~(3+)和Yb~(3+)掺杂TiO_2的光催化活性,通过粉末X-射线衍射仪(XRD)、紫外可见光谱(UV-vis)对球磨法制备的稀土离子Sc~(3+)和Yb~(3+)掺杂TiO2光催化剂进行表征,并考察300 W中压汞灯光下催化降解亚甲基蓝的活性,分析最佳掺杂量、球磨时间和不同离子掺杂的光催化效果。结果表明,球磨4 h后,两种掺杂稀土离子的TiO_2光催化剂均出现晶型畸变,带隙能变小,对可见光响应均有明显增强。当掺杂摩尔比为2.5%时,Sc~(3+)/TiO_2光催化剂的一级反应速率常数为0.0932 min-1;掺杂摩尔比为3%,Yb3+/TiO_2光催化剂的一级反应速率常数为0.0436 min-1,而纯TiO2催化剂的一级反应速率常数为0.0263 min-1。显然,掺杂后的TiO_2光催化活性显著提高。     

K_2Ti_6O_(13)/石墨烯复合光催化氧化亚甲基蓝废水

采用KDC法制备K_2Ti_6O_(13),采用Hummers法制备氧化石墨烯,然后通过水热还原法制备了K_2Ti_6O_(13)/石墨烯复合光催化剂.采用单因素试验研究催化剂用量、紫外光照时间、亚甲基蓝溶液初始质量浓度和溶液pH值四个因素对降解效率的影响规律.结果表明,K_2Ti_6O_(13)投加量为7.5 g/L、光照时间为30 min、亚甲基蓝初始质量浓度为7 mg/L、溶液pH为6,亚甲基蓝溶液的脱色率为79.51%,K_2Ti_6O_(13)/石墨烯复合光催化剂投加量为2.5 g/L、光照时间为30 min、亚甲基蓝初始质量浓度为7mg/L、溶液pH为6,亚甲基蓝溶液的脱色率为95%以上.     

纳米TiO_2的制备及其光催化性能的评价

采用钛酸四丁酯在酸性条件下水解生成溶胶、凝胶,进而将凝胶干燥、煅烧、研磨过筛,制成锐钛矿型TiO_2纳米晶。通过X射线粉末衍射、红外光谱、透射电镜等手段表征产品的组成、结构、形貌和粒径等。测定TiO_2纳米晶在紫外光条件下催化亚甲基蓝和甲基橙降解率,评价其光催化降解性能。实验结果表明,纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝和甲基橙的反应均符合一级动力学方程,且降解亚甲基蓝的反应速率常数明显高于降解甲基橙的速率常数。     

超声协同纳米ZnO光催化降解亚甲基蓝研究

制备了光催化剂纳米ZnO,并对催化剂进行表征,探讨了超声协同纳米ZnO光催化氧化降解亚甲基蓝的影响因素.结果表明:与单一超声法(US)、单一光催化氧化法(UV+ZnO+O2)相比,超声协同光催化氧化法(US+UV+ZnO+O2)对亚甲基蓝的降解效果显著;在超声功率为200 W、催化剂用量为2.0g/L、亚甲基蓝溶液的初始浓度为10mg/L、光照时间100min时,亚甲基蓝溶液的降解率可达92%以上.     

膨润土负载N/Ag共掺杂TiO_2光催化剂的制备及光催化降解性能

采用溶胶-凝胶的方法,以硝酸银、钛酸四丁酯和尿素为主要实验原料,制备了膨润土负载N/Ag共掺杂半导体TiO2光催化剂.通过X射线衍射仪XRD、X射线光电子能谱XPS、扫描电镜SEM、透射电子显微镜TEM及能量弥散X射线谱图EDS对样品的晶相、掺杂成分进行测试和表征,并在可见光下进行亚甲基蓝溶液的降解实验.结果表明,氮元素以化学键形式存在TiO_2晶格中,Ag元素则以纳米粒子单分散状态存在,催化剂的比表面积达到49.3m~2/g,在用量为2.0g/L、光照时间为50min、400℃焙烧所得催化剂对15mg/L亚甲基蓝的降解效果最好,降解率可达到99.2%.     

CdIn_2S_4光催化降解亚甲基蓝的试验

以CdIn2S4为光催化剂,钨灯模拟可见光,探讨其对活性染料亚甲基蓝的光催化降解过程.考察了光照时间、催化剂用量、亚甲基蓝的初始浓度、反应体系的pH值和温度以及光强对光催化过程的影响.结果表明:对于4mg/L的亚甲基蓝溶液,200W钨灯照射下,CdIn2S4的用量为0.04g/L,pH为3.0,1.5h内其降解率可达97.83%.温度对反应影响很小.     

Sol-Gel法制备活性炭载TiO_2复合光催化剂及其光催化降解亚甲基蓝

以椰壳活性炭和煤质活性炭颗粒为载体,通过溶胶-凝胶法制备了活性炭负载二氧化钛的复合光催化剂,并对其光催化降解亚甲基蓝的活性进行评价.结果表明:复合光催化剂的光催化降解效果比纯二氧化钛好.载体的结构显著影响着复合光催化剂的活性.椰壳活性炭因其具有更丰富的孔体积和更大的比表面积,对亚甲基蓝溶液的光催化降解率明显要高于煤质活性炭负载二氧化钛复合型光催化剂.随着煅烧温度的升高,复合光催化剂的效果越来越好.     

Sol-Gel法制备活性炭载TiO_2复合光催化剂及其光催化降解亚甲基蓝

以椰壳活性炭和煤质活性炭颗粒为载体,通过溶胶-凝胶法制备了活性炭负载二氧化钛的复合光催化剂,并对其光催化降解亚甲基蓝的活性进行评价.结果表明:复合光催化剂的光催化降解效果比纯二氧化钛好.载体的结构显著影响着复合光催化剂的活性.椰壳活性炭因其具有更丰富的孔体积和更大的比表面积,对亚甲基蓝溶液的光催化降解率明显要高于煤质活性炭负载二氧化钛复合型光催化剂.随着煅烧温度的升高,复合光催化剂的效果越来越好.