UV辅助CNT-TiO2活化过硫酸氢盐降解苯酚

通过湿浸渍法制备得到非均相催化剂碳纳米管-二氧化钛(CNT-TiO_2),构建了紫外光(UV)辅助下的CNT-TiO_2催化活化过硫酸氢盐(PMS)体系.利用X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对催化剂进行表征,结果表明复合催化剂中TiO_2属于光催化活性较优的锐钛矿晶型,对紫外光(λ380 nm)有明显吸收.以苯酚作为目标污染物考察该体系的降解性能,结果表明,浓度为10 mg/L的苯酚60 min时降解率可达90%,对应一级动力学常数为0.034 min~(-1).对复合催化剂中的CNT掺杂量进行优化,结果表明,当CNT质量分数为1.0%时,对应UV/PMS/CNT-TiO_2体系降解苯酚效果最优.在反应中,光催化TiO_2产生光生电子,电子通过CNT的传递,可增强PMS的活化,进而提高该体系对苯酚的降解能力.     

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/N可见光光催化降解邻苯二甲酸二甲酯

采用氮掺杂的二氧化钛为催化剂,探索了可见光催化氧化降解邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的研究.系统地考察了光催化降解反应中DMP的初始浓度、光照时间、催化剂的量、pH值等因素对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的降解效率及速率的影响;同时对其光降解动力学及光降解过程中的矿化程度进行了一定的分析.结果表明,只有在催化剂和光源同时存在的情况下,DMP才有比较好的降解效果.当DMP的初始浓度为10 mg/L时,在优化条件下,即光催化剂为量1 g/L,pH值为6.20时,在以500W氙灯下进行光照8h,其降解率可达到90%以上.此光催化降解反应过程符合一级反应动力学.     

Cu_2O/TNAs的制备及其对VOCs的降解动力学

光催化技术由于反应条件温和,适宜于降解汽车内部的有机挥发性物质(VOCs).为了提高可见光的利用率和自然光照下对VOCs的光催化降解速率,本文采用阳极氧化法+电沉积法制备了掺杂Cu2O的复合钛纳米管阵列(TNAs),并对其进行了SEM、EDX、XRD及UV-Vis表征.结果表明,Cu2O纳米颗粒均布于TNAs的管壁及表层,复合纳米管阵列对可见光的吸收较纯TNAs提高了.通过反应动力学分析发现,Cu2O和O2对TNAs光催化降解VOCs有协同作用,Cu2O/TNAs对VOCs的光催化降解服从一阶反应动力学.研究了反应温度、反应气体中氧含量、催化剂Cu含量及相对湿度对VOCs降解速率常数的影响,拟合了光催化降解VOCs的速率常数函数式,由模型得出,Cu2O/TNAs含Cu量为31.37%,被处理气体中含氧量为36.92%,相对湿度为33.71%时,速率常数最大.建立并验证了VOCs一阶降解模型,模型值与实测值的误差小于20%.     

BrO_3~-离子对TiO_2光催化性能影响的研究

TiO_2因其活性高、价格低廉、性质稳定等特点已成为环境净化开发应用方面最有价值的光催化材料之一。但由于TiO_2光谱响应范围窄,只能利用紫外光,对太阳能的有效利用率低。因此,需要改变反应条件以拓宽光响应范围和增强其光催化性能。论文以甲基橙为目标降解物,研究在紫外光和可见光下的反应体系中,添加Br O3-的阴离子对TiO_2光催化性能的影响。结果表明:在紫外光和可见光下,当溶液初始p H为3、TiO_2投加量为2.0g/L,添加Br O3-浓度为6mmol/L时,对TiO_2光催化降解甲基橙都有促进效果,反应速率增大,反应时间缩短。且在可见光下,未添加Br O3-时TiO_2光催化降解甲基橙的降解率仅为20%;添加Br O3-后降解速率提高50倍以上,反应进行至35min时甲基橙可以完全降解。     

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%.     

二氧化钛/石墨烯光催化降解草酸的研究

以钛酸四丁酯和氧化石墨烯为原料,采用水热法制备了二氧化钛/石墨烯(Ti O2/RGO)复合光催化剂,用XRD、TEM、UV-Vis DRS对光催化剂进行了表征.研究了其在紫外光和模拟太阳光条件下对草酸的光催化降解性能,结果表明,与Ti O2相比,Ti O2/RGO在紫外光条件下,反应10 min后对草酸的光催化降解率增加了2.97%,这主要是因为石墨烯为Ti O2提供了电子转移场所,提高了电子-空穴的分离效率;而在模拟太阳光条件下,反应10 min后Ti O2/RGO对草酸的光催化降解率增加了9.05%,除了提高量子利用率外,石墨烯的加入使得Ti O2的吸收边带红移,增加了对可见光的吸收.同时发现p H主要是通过影响催化剂表面电荷、电势以及对目标物的吸附来影响Ti O2/RGO光催化活性.添加叔丁醇(TBA)的光催化实验结果表明:·OH是Ti O2/RGO光催化体系中的主要活性物质之一.     

二氧化钛纳米管不同光源催化降解X3B

采用水热法制备得到了二氧化钛纳米管,并对其进行了TEM、XRD及N2吸附的表征.考察了不同pH的X3B在紫外光、氙灯及可见光下的降解反应.结果表明:不同pH体系,中性条件降解效果最佳,碱性条件降解效果最差;中性体系下,紫外光、氙灯和可见光降解速率常数分别为0.0428,0.0424和0.00522 min-1.研究表明:以紫外光为光源、体系pH为7时,降解效果最优,约经1.5 h,其X3B降解率达99%.     

二氧化钛光催化还原银离子探针反应的研究

探讨了以微量银离子为光化学反应的探针,依据金属离子光催化还原反应评价催化剂的光催化活性的方法.选择晶粒度为25nm的锐钛矿二氧化钛为研究对象,研究了紫外光照射下此催化还原反应的反应动力学特性,考察了二氧化钛浓度和银离子浓度对光催化反应速率的影响,确定了适合该评价方法的优化操作条件,并通过TEM和XRD等手段对反应后的固体颗粒物进行了表征.结果表明,在254nm的紫外光照射下,二氧化钛光催化还原银离子具有一级反应动力学特征,水溶液中的银离子在二氧化钛表面发生还原生成单质银.评价二氧化钛活性的优化操作条件为二氧化钛浓度为0.4g/L,银离子初始浓度为10~15mg/L时.检测了4种不同粒径二氧化钛的光催化活性,结果表明银离子适合作为光催化反应的探针.     

高铁与纳米二氧化钛光催化协同氧化作用的研究的研究

为加强高铁酸盐氧化能力,研究了高铁与纳米二氧化钛在紫外光下联用对难降解有机物苯酚和氨氮的去除效果.分别研究了单独高铁,单独纳米TiO2以及高铁酸盐与纳米TiO2光催化联用对水中苯酚和氨氮的去除效果.结果表明,单独高铁在高铁与苯酚质量比是30∶1,溶液pH值是4.0,反应时间为30min时,对浓度为10mg/L的苯酚溶液去除率高达96.73%.单独高铁在高铁与氨氮质量比为14∶1时,溶液pH=9.0,反应时间为90min时,对浓度为50mg/L的氨氮溶液去除率最高可达75%;单独纳米二氧化钛在紫外光催化下处理50mg/L氨氮溶液时,在最佳条件为:pH＝9.0,温度为室温,反应时间为30min,纳米二氧化钛为40mg时,氨氮的去除率为82.8%;在单独纳米二氧化钛的条件下,当体系中加入2mg高铁时,即实施纳米二氧化钛与高铁联用,氨氮的去除率为97.5%,比单独高铁和单独二氧化钛分别提高了7.8%和22.5%.结果说明,高铁与纳米二氧化钛光催化体系存在协同氧化效应.     

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.     

Yb_2O_3/g-C_3N_4复合光催化剂的制备及光催化性能研究

为了验证可见光下Yb_2O_3/g-C_3N_4光催化剂分别降解水体中的苯酚和盐酸四环素(TTCH)的光催化效果.本研究采用热解和超声混合方法制备Yb_2O_3/g-C_3N_4光催化剂,并用多种仪器进行性能表征.Yb_2O_3/g-C_3N_4在可见光下对20 mg/L苯酚和TTCH的降解率分别为80.83%和85.01%;Yb_2O_3/g-C_3N_4复合光催化剂的光催化性能明显提高,其降解苯酚的速率是g-C_3N_4的3.80倍,降解TTCH的速率g-C_3N_4的6.57倍.结果表明,Yb_2O_3/g-C_3N_4具有更加高效的可见光响应能力,且具备更好的光催化性能.     

光催化剂载体的研究

以 15W的紫外光杀菌灯为光源 ,二氧化钛为催化剂 ,研究不同载体的催化剂对染料活性艳红X 3B水溶液光催化降解反应的影响 .实验结果发现 ,催化剂的催化活性与载体有关 ,而且反应过程符合表观一级动力学规律 .     

银掺杂多孔氧化钛光催化甲基橙降解反应条件的探究

利用溶胶-凝胶法结合光还原法制备Ag掺杂多孔TiO_2光催化剂,以甲基橙的降解效果为评价标准,考查了光照降解时间、光催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、溶液pH值对光催化剂催化降解甲基橙的影响。结果表明,本方法制备的光催化剂无论是在紫外光还是可见光下均具有优良的光催化性能:在浓度为10 mg/L的甲基橙溶液中,4 g/L光催化剂,紫外光照射80 min,甲基橙可实现100%完全降解;相同催化条件下,可见光照100 min,甲基橙完全降解;当反应溶液pH=2时,紫外光和可见光都可在20 min内实现甲基橙的完全降解。     

钐掺杂二氧化钛纳米管光催化降解孔雀石绿废水

采用阳极氧化法制备板式钐掺杂二氧化钛纳米管阵列催化剂(Sm-TiO2),并以孔雀石绿废水为降解对象,在模拟可见光照射条件下考察钐掺杂浓度、钛板煅烧温度、废水浓度等对孔雀石绿废水降解性能的影响.结果表明,当钐掺杂浓度为0.001 8mol·L-1、钛板煅烧温度选择450℃、废水的初始质量浓度为10mg·L-1时,Sm-TiO2催化剂的光催化降解效率最高可达92.6%,表现出良好的光催化活性和稳定性.     

碳纳米管-二氧化钛纳米复合材料的制备、表征及其光催化性能

为了提高二氧化钛在可见光下的光催化活性,本文采用溶胶—凝胶溶剂热法制备不同负载量的碳纳米管—二氧化钛(CNTs-Ti O)纳米复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)2、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)等对该复合材料形貌和晶型的结构进行表征;对比CNTs-Ti O2和市售Ti O(P25)UV-vis2图谱,结果显示P25只能吸收单一的紫外光,而CNTs-Ti O2则在紫外和可见光下均有良好的光吸收性,并且随着CNTs含量的增加,CNTs-Ti O2对光的吸收性能越好;采用降解亚甲基蓝(MB)溶液研究CNTs-Ti O2的光催化活性,实验结果表明CNTs-Ti O2在可见光下具有良好的光催化性能。上述结果表明可以将CNTs-Ti O2纳米复合材料应用于降解工业废水污染物。     

光催化剂载体的研究

以15W的紫外光杀菌灯为光源，二氧化钛为催化剂，研究不同载体的催化剂对染料活性艳红X－3B水溶液光催化降解反应的影响。实验结果发现，催化剂的催化活性与载体有关，而且反应过程符合表观一级动力学规律。     

镧掺杂纳米二氧化钛处理印染废水

摘要 通过对二氧化钛掺杂金属镧氧化物进行改性,研究了镧掺杂纳米二氧化钛对活性紫模拟印染废水的降解性能,确定了有利于光催化反应的最佳条件,在氧化镧掺杂量占二元复合光催化剂（La2O3/TiO2）总量0.8%,煅烧温度500oC,催化剂添加量为2.0g/L时,20min紫外光照下最高降解率可达到60%左右。 关键词：印染废水,镧掺杂纳米二氧化钛,光催化氧化     

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.     

TiO_2纳米管/UV/O_3对腐殖酸的降解及应用基础

用自制的二氧化钛纳米管(TNTs)作为催化剂,对腐殖酸进行TNTs/UV/O3工艺降解研究,优化了工艺参数,对相应的应用基础进行了研究.结果表明,在最佳工艺条件下,本工艺对总有机碳(TOC)去除率高达80.12%,显示了很好的降解能力.投加叔丁醇的实验得出TNTs/UV/O3对腐殖酸的降解遵循羟基自由基理论.从无机碳(IC)的角度分析得出,高pH值易于CO2溶解,从而使原水IC值增大,有助于反应过程中IC值的积累,无机碳多以CO32-及HCO3存在,对·OH有很强的抑制作用.随着反应时间的推移,催化剂污染越来越严重,一定阶段后污染率达到最大值,随后污染情况得到改善.TNTs对TiO2/UV/O3工艺具有很好的催化性能.