稀土、Fe~(3+)掺杂TiO_2光催化降解水中氨氮研究

以溶胶-凝胶法制备了纳米TiO_2和稀土离子Eu~(3+)、Y~(3+)、La~(3+)、Tb~(3+)、Dy~(3+)及Fe~(3+)掺杂的TiO_2,并以之为催化剂进行在超声波氙灯照射下降解氨氮污水。实验结果表明稀土或Fe~(3+)掺入TiO_2后使TiO_2光响应范围向可见光拓展,提高了氨氮污水的降解率;Fe~(3+)和稀土离子共掺杂后,La-Fe-TiO_2、Eu-Fe-TiO_2和TbFe-TiO_2氨氮污水降解率均比单掺杂提高。     

Tb3+掺杂Bi2 WO6光催化剂的制备及其光催化性能研究

为进一步提高Bi2 WO6光催化剂的可见光催化性能,采用水热法制备稀土离子Tb3+掺杂Bi2 WO6光催化剂,采用X射线衍射( XRD)、X射线荧光光谱( XRF)、傅里叶红外光谱( FT-IR)、场发射扫描电镜( FESEM)、紫外-可见漫反射光谱( UV-Vis DRS)等手段对样品进行了表征。考察掺杂Tb3+后样品在可见光下降解罗丹明B( RhB)的光催化性能,研究Tb3+掺杂量对样品光催化性能的影响。结果表明,适当的Tb3+离子对Bi2 WO6的掺杂能提高其光催化活性。当Tb3+的掺杂量为0.5mol%时,光催化效果最好,在90 min内,对初始浓度为10 mg/L的RhB溶液的降解率达98.8%。     

介孔纳米TiO2/P3HT复合材料的制备及其光催化性能研究

采用水热合成法制备出介孔纳米TiO2;将制备的TiO2与聚3-己基噻吩(P3HT)通过共混法制备TiO2/P3HT复合微粒;分别以酸性橙II和亚甲蓝为模型有机污染物,考察TiO2以及TiO2/P3HT纳米复合材料在可见光、紫外光和阳光下的光催化活性和光催化稳定性.实验结果表明：P3HT对于介孔纳米TiO2的掺杂能显著改善介孔TiO2的光催化性能.掺杂前,介孔TiO2 在30 min时对于酸性橙II和亚甲蓝的可见光降解率分别为31.26%和47.38%,紫外光降解率分别为39.47%和60.38%,阳光下的降解率分别为64.37%和76.09%;掺杂后,介孔TiO2/P3HT复合材料30 min时对于酸性橙II和亚甲蓝在可见光下的降解率分别为60.09%和71.45%,紫外光下的降解率分别为82.14%和88.61%,阳光下的降解96.62%和99.50%.     

粉煤灰负载TiO2 光催化剂制备及降解亚甲基蓝研究

以粉煤灰为载体,采用溶胶-凝胶法一步合成负载型TiO_2光催化剂,通过SEM、UVVis、XRD对样品进行了表征,并进行了可见光催化降解亚甲基蓝试验,结果显示,Fe的掺杂能抑制TiO_2晶粒的生长,在700 W氙灯下光照120 min,0. 15 g TiO_2:0. 7wt%Fe光催化剂可使30 mL(5 mg/L)的亚甲基蓝溶液脱色95%。     

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.     

Pr 3+/TiO2催化剂的制备及光催化性能分析

采用溶胶凝胶法制备了不同浓度、不同煅烧温度下Pr3+掺杂TiO2光催化剂。对所制样品进行XRD、FT-IR、SEM表征,通过降解碱性品红溶液来测试样品的光催化性能。结果表明稀土Pr3+掺杂TiO2能细化晶粒,提高热稳定性;在400℃下煅烧,n(Pr3+)/n(TiO2)=0.2%的催化剂,加入氧化剂1mL30%的双氧水,可以抑制电子和空穴复合,提高催化性能,在无灯源照射条件下,催化时间120min,降解率达到100%。     

纳米(Er~(3+)-Gd~(3+))/TiO_2光催化性能的研究

文章采用超声波共振法合成了不同掺杂量、不同煅烧温度的Er3+、Gd3+共掺杂的纳米TiO2光催化剂,并对所制样品进行XRD、FT-IR、SEM表征;通过降解孔雀石绿溶液来测试样品的光催化性能。结果表明:稀土Er3+、Gd3+共掺杂能抑制TiO2晶粒长大,细化晶粒;稀土掺杂后样品能吸附更多的羟基,羟基自由基具有很强的氧化性,从而提高催化活性;在500℃下煅烧,Er3+-Gd3+的摩尔分数为5%的催化剂,加入0.5mL30%的双氧水后,降低基元反应活化能,有很强的氧化性,能抑制电子-空穴的复合,无灯源照射、常温常压不需通氧条件下的催化时间为80min,降解率达到100%。     

可见光深度催化氧化脱硫研究

以溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2和稀土离子Eu3+、Nd3+掺杂的TiO2,并以TiO2和核黄素溶液为催化剂氙灯照射光催化深度去除油品中苯并噻吩,考察了氧化剂、双氧水浓度、核黄素浓度等工艺条件的影响。结果表明:体积浓度为25;的双氧水脱硫效果较好,当核黄素浓度达到25μg · mL-1时,脱硫率达到最高,稀土掺杂TiO2后可提高油品硫的脱除率,TiO2光响应范围向可见光拓展。     

水热法制备Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料及其光催化性能研究

以Zn （CH3 COO）2·2H2O、AgNO3、Fe（NO3）3·9H2O为原料,NaOH为沉淀剂,H2O为溶剂,C2H5 OH为还原剂,柠檬酸为表面活性剂,采用水热法制备出Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料.采用XRD、SEM、TEM、SAED等测试手段对制备产物的物相结构、微观形貌等进行表征,以甲基橙为目标降解物研究了制备产物的光催化性能.结果表明,Ag以单质的形式存在于ZnO表面,Fe掺杂到ZnO晶格中.Fe掺杂Ag/ZnO复合纳米材料在模拟日光下具有较高的光催化性能,在800 W氙灯照射下降解甲基橙150 min,甲基橙的降解率可达到99.4％％,较Ag/ZnO提高了7.8％,较ZnO提高了38.2％.     

光Fenton体系氧化降解水中孔雀石绿的研究

进行了光Fenton体系催化氧化降解染料孔雀石绿(MG)水溶液的研究,考察了光、pH值、Fe2+和H2O2投加量等因素以及阴离子的存在对MG降解率的影响。结果表明,室温（20 OC）下,pH=3.5±0.1、[Fe2+]0=0.25mmol/L、[H2O2]0=0.5mmol/L的条件下,经氙灯（λ > 290 nm）照射30 min后,MG水溶液（15 mg/L）的降解率达到95%以上。Cl-的存在对MG在光Fenton体系中的降解有阻碍作用,SO42-的存在对反应基本没影响,而NO3-促进了MG的氧化降解速率。     

苯酚废水的光氧化降解研究

研究了UV/Fenton、日光/Fenton、UV/TiO_2和UV/Fe~(2+)等几种光氧化体系对模拟苯酚废水的氧化降解。结果表明,在上述几种光氧化体系中,UV/Fenton体系对苯酚的氧化降解能力最强,可很快地使苯酚矿化,日光/Fenton体系的降解能力次之;而UV/TiO_2与UV/Fe~(2+)体系对苯酚的降解效果较差。反应初始pH值与催化剂Fe~(2+)用量等因素对苯酚的降解均有很大影响,光Fenton反应体系中,pH值在3～4范围内,苯酚的矿化效果较佳,pH值超过此范围,矿化率则急剧下降;苯酚的矿化率随着Fe~(2+)用量的增加而逐渐增大,但当Fe~(2+)达到一定量时,再增加Fe~(2+)用量,苯酚的矿化率反而有所下降。     

过渡金属离子协同紫外活化过硫酸盐

为研究不同过渡金属离子协同紫外(UV)活化过一硫酸盐(PMS)的能力,以Co~(2+)为基准进行Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)和Fe~(3+)协同紫外活化PMS的对比实验。结果显示:Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)和Fe~(3+)与单独紫外和单独PMS联合均不能有效降解目标物;与Co~(2+)/PMS/UV体系相比,Cu~(2+)、Mn~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)和Fe~(3+)协同紫外活化PMS的能力高于Co~(2+),其中Cu~(2+)、Mn~(2+)和Fe~(3+)的协同能力高于Ni~(2+)和Zn~(2+);投加叔丁醇(TBA)和乙醇(EA)的实验发现,Cu~(2+)/PMS/UV、Mn~(2+)/PMS/UV和Fe~(3+)/PMS/UV体系中的主要氧化物是硫酸根自由基(SO_4~-·)和少量的羟基自由基(HO·)。Cu~(2+)/PMS/UV、Mn~(2+)/PMS/UV和Fe~(3+)/PMS/UV体系中AO7的降解过程均符合假一级动力学。紫外可见光谱图分析结果表明,Cu~(2+)/PMS/UV、Mn~(2+)/PMS/UV和Fe~(3+)/PMS/UV体系中AO7均被有效降解。M/PMS/UV对于染料类物质具有广泛的应用范围。     

离子浸渍复合TiO2光催化剂的研究

采用溶胶－凝胶－浸渍法制备了掺杂Fe^3 ,NH4^ ,SO4^2-的TiO2光催化剂粉体，并用XRD．IR．UV－Vis等方法对其结构进行了表征。结果表明，以TiO2干凝胶为母体，依次浸渍Fe^3 ,NH4^ ,SO4^2-的光催化剂粉体Fe^3 /NH4^ /SO4^2-/TiO2（浸）中锐钛矿相近100％，晶粒粒径分布均匀，最小粒径为4nm；与纯TiO2相比，紫外光谱响应红移15nm.以直接耐晒兰为模型反应物，评价了掺杂半导体TiO2的光催化降解性能。     

超临界干燥法制备的锐钛矿TiO_2纳米晶光催化降解亚甲基蓝的研究

以自制的锐钛矿TiO2纳米晶为光催化剂,高压汞灯为光源,考察了亚甲基蓝溶液初始浓度、催化剂用量、pH值、O2和Fe^3＋等因素对其光催化降解的影响．结果表明,适宜的pH值为5．6,最佳的催化剂用量为1．5g／L,通入一定量氧或加入少量的Fe^3＋离子能有效的促进TiO2光催化亚甲基蓝降解．     

光催化毛细管反应器的研制及有机合成应用研究

采用简单的粉末－溶胶法,在普通点样毛细管中制备纳米TiO2薄膜,从而研制了具有较高光催化性能的微反应器．通过考察纳米TiO2浓度和纳米TiO2涂覆层数,确定了制备毛细管纳米TiO2涂层的最佳条件为：TiO2的浓度为3％,涂层数为4层,该条件下亚甲基蓝光降解率在60s内达到61．6％．在该微反应器中试验了苯甲醛与乙醇的光催化反应,其反应产物安息香乙醚的产率随着反应时间的增加而迅速升高．当反应时间为200s时,产率可达89．29％．     

高铁酸盐/Al(OH)3对偶氮类染料的降解脱色研究

以电化学循环伏安法研究了FeO42-、甲基橙、酸性铬蓝以及铬黑T等偶氮类染料的氧化还原电位.实验结果表明FeO42-有足够高的氧化电位来氧化偶氮类染料中的生色基团.用紫外-可见光谱法分析了FeO42-对甲基橙、酸性铬蓝、铬黑T等偶氮类染料的降解脱色行为.经高铁酸盐处理后偶氮染料类废水溶液中的有机成分逐渐减少,脱色率高于...     

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.     

负载型TiO2光催化降解含酚废水的研究

以20W紫外线杀菌灯为光源,采用4-氨基安替比邻直接光度法测定酚浓度.研究了TiO2粉末负载在硅胶颗粒上对含酚废水的光催化降解.探讨了反应时间、光距、有效水深、水样初始浓度、初始pH值及添加H2O2、Fe3 、Cu2 等因素对光催化降解的影响.     

微乳液制备粉煤灰微珠负载型La~(3+)、Fe~(3+)共掺杂TiO_2光催化剂

以粉煤灰微珠为载体,采用微乳液法制备La3+、Fe3+共掺杂TiO2光催化剂.并用透射电镜、扫描电镜对复合粒子的形貌进行观察;X射线衍射对煅烧后复合粒子中的组分进行分析;分光光度法测得TiO2在粉煤灰微珠表面的包覆率;分光光度计测定催化剂甲基橙的脱色率.实验结果表明:采用微乳液法制备的负载型Fe3+、La3+共掺杂TiO2尺寸均匀,分散度较好,包覆率达到35.67%,甲基橙的脱色率为48%,催化剂可再生5次.Fe3+、La3+共掺杂的协同作用使催化剂活性更高,Fe3+、La3+的最佳掺杂量分别为0.3%、1.0%.