用活性炭吸附和TiO2光催化降解法处理酸性红G染色废水

用活性炭吸附、二氧化钛光催化降解处理酸性红G染色废水．用正交试验法研究了活性炭用量、吸附时间、二氧化钛用量、紫外灯照射时间对酸性红G去除率的影响．结果表明：若使用活性炭吸附,在20mL浓度为5．26×10^-5mol／L的废水中加0．8g活性炭,搅拌30min,废水中酸性红G去除率达97．1％．若用二氧化钛光催化降解,则在20mL相同浓度的废水中加二氧化钛0．05g,在300W紫外灯下照20min,废水中酸性红G去除率为99．2％．     

纳米二氧化钛-硅藻土复合材料的制备及性能

用酸性红3R染料溶液模拟染料废水,在可见光强度为86200 uw/cm2,紫外线强度为465 uw/cm2的太阳光照射下,研究了纳米TiO2/硅藻土复合材料制备最佳条件的选择.通过SEM、XRD、EDS和IR对样品进行了表征,同时探讨了体系pH,光照时间以及染料初始浓度对光催化效果的影响.结果显示,当酸性水解时间在75 min、中性回流时间为2小时、二氧化钛与硅藻土比为1:3的复合材料催化效果最佳.当体系溶液pH=3时,光照时间越长,染料初始浓度越低,光催化效果越好     

有机物/TiO2电荷转移复合物的形成及其在可见光下的催化活性

以TiO2（Degussa P25）为光催化剂,可见光为激发光源,分别对甲醇/TiO2、甲醛/TiO2、甲酸/TiO2体系中光催化还原Cr6+的情况进行了研究. 结果表明,有机醇和羧酸能与TiO2形成电荷转移复合物. 这种复合物能够吸收400 nm以上的可见光,并通过LMCT（ligand-to-metal charge transfer）机制引发光催化还原反应. 不同的有机物/TiO2体系中,Cr6+的光催化还原反应表现出极大的差异,这种差别与有机物的结构密切相关. 当体系中不存在有机物时,可见光下TiO2几乎不能将Cr6+还原;当加入甲酸,经光照80 min后,Cr6+的还原率即可达100%;而在甲醛/TiO2和甲醇/TiO2体系中,光照6 h后,Cr6+的还原率分别可达93.63%和22.69%. 体系的pH对Cr6+的光催化还原反应有显著影响. 有机物/TiO2体系中,光催化还原Cr6+的反应符合一级动力学规律.     

构建TiO2柱状多层石墨烯纳米复合材料作为降解环丙沙星的高效光催化剂

We successfully constructed TiO₂-pillared multilayer graphene nanocomposites (T-MLGs) via a facile method as follows: dodecanediamine pre-pillaring, ion exchange (Ti4+ pillaring), and interlayer in-situ formation of TiO₂ by hydrothermal method. TiO₂ nanoparticles were distributed uniformly on the graphene interlayer. The special structure combined the advantages of graphene and TiO₂ nanoparticles. As a result, T-MLGs with 64.3wt% TiO₂ showed the optimum photodegradation rate and adsorption capabilities toward ciprofloxacin. The photodegradation rate of T-MLGs with 64.3wt% TiO₂ was 78% under light-emitting diode light irradiation for 150 min. Meanwhile, the pseudo-first-order rate constant of T-MLGs with 64.3wt% TiO₂ was 3.89 times than that of pristine TiO₂. The composites also exhibited high stability and reusability after five consecutive photocatalytic tests. This work provides a facile method to synthesize semiconductor-pillared graphene nanocomposites by replacing TiO₂ nanoparticles with other nanoparticles and a feasible means for sustainable utilization of photocatalysts in wastewater control.     

纤维素/二氧化钛复合材料的光催化性研究

通过控制尿素分解速率来改变体系pH的方法,将钛酸丁酯水解的胶体二氧化钛吸附到天然高分子纤维素上,得到纤维素/二氧化钛复合材料.分别以紫外光或太阳光为光源,研究纤维素/二氧化钛复合材料对甲基橙水溶液的催化降解性能.用傅里叶红外光谱仪表征了复合材料的结构.结果表明:二氧化钛与纤维素形成的氢键等分子间作用力使二氧化钛被吸附到纤维素上,复合材料出现787cm 1的O Ti O键的吸收峰.纤维素与钛酸丁酯的较佳比例为20g与4.3mL.在紫外光照射100min下,复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解率为100%;在太阳光照射150 min,复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解率为81%;复合材料可反复降解甲基橙水溶液5次.本实验合成的纤维素/二氧化钛复合材料具有可完全生物降解、能利用太阳光、反复催化降解甲基橙水溶液的特性,可应用于处理甲基橙等染料废水.     

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.     

氮掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能研究

以双氰胺为氮源,温和条件下采用Sol-Gel法制备氮掺杂TiO2粉末.XRD结果显示:所制备的样品是以锐钛矿相为主、含少量金红石相的混和相;UV-Vis漫反射光谱结果显示:相对于TiO2,氮掺杂纳米二氧化钛(N/TiO2)的光吸收阈值没有发生明显的红移,但可见光吸收强度明显增大.n(N):n(Ti)=0.12:1、煅烧温度400℃、煅烧时间2 h条件下制备的N/TiO2光催化剂的催化活性最佳,可见光下,300 min内可使甲基橙的降解率达到60%.     

复合光催化膜MoS2/Ag/TiO2同步降解有机物及产氢的研究

以玻璃纤维膜为基底制备了具有三元结构的新型MoS2/Ag/TiO2光催化膜. 该复合催化剂膜具有多层结构,能够在模拟太阳光和紫外光下进行产氢反应. 该光催化膜可以用于新型的双室光催化反应器中进行同步产氢与有机物降解. 在光催化过程中,氢气在反应器的阴极室产生,而有机物在阳极室进行降解. 当Ag负载量为1wt%, TiO2负载量为160wt%时,MoS2/Ag/TiO2复合催化膜的比产氢速率达到了最大值,在模拟太阳光下为产氢速率为85 mmol·h-1·m-2（产二氧化碳速率为88 mmol·h-1·m-2）,能量转化较率最高可达0.85%,是纯TiO2 的2.3倍;在紫外光下产氢速率为68 mmol·h-1·m-2,是纯TiO2的1.2倍. 在光照下TiO2 和 MoS2同时受光的激发产生光生电子与空穴,由于Ag功函数比TiO2 的功函数低,电子从TiO2导带上转移至Ag再转移到MoS2价带上形成TiO2→Ag→MoS2 的电子传递模式.因此,能更有效的实现电子与空穴的分离,提高产氢的效率.     

纳米Ag/TiO2对溴虫腈的光催化降解

用紫外杀菌灯为光源,Ag/TiO2,SDS/Ag/TiO2和TiO2作光催化剂对悬浮液中溴虫腈进行光催化降解,并采用高效液相色谱、液-质联用仪和紫外-可见分光光度计对降解过程浓度变化进行分析。研究结果表明:在100mL混合中性溶液中,当溴虫腈质量浓度为100mg/L、催化剂质量浓度为1.0g/L、温度为室温条件下,溴虫腈5h的降解率分别为78%,65%和55%(空白实验为32%)。用上述3种催化剂为光降解源和空白实验制备4种纳米农药水乳剂,于玻璃上涂膜后在相同条件下进行太阳光降解实验,各制剂中溴虫腈降解率分别为62%,53%,34%和13%;在酸性条件下,溴虫腈分子和催化剂的吸附及氢键的形成十分有利,这有利于溴虫腈的降解;紫外光、太阳光下溴虫腈分解的主要中间产物为氯苯,其他中间产物含量较少。     

蒸汽相水解法制备磁性光催化剂Fe_3O_4/SiO_2/TiO_2及其光催化性能

采用蒸汽相水解法,以Fe3O4纳米磁性颗粒为磁核,在其表面包覆一层SiO2来阻止光腐蚀,然后将锐钛矿相纳米氧化钛沉积在Fe3O4/SiO2颗粒表面,从而制得核壳结构的Fe3O4/SiO2/TiO2磁性复合光催化材料。用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)、探针式震动磁强计等手段对所制备的产物的结构、形貌、磁强度性能进行表征。以300W汞灯为光源,用亚甲基蓝和酸性红模拟污水中的有机染料来评价复合光催化剂的性能。结果表明,磁性纳米微球中TiO2的含量越大,其光催化性能越好,含TiO2质量分数50%的F3O4/SiO2/TiO2磁性纳米微球可在180min内降解亚甲基蓝模拟染料废水,降解率达99%,在80min内降解酸性模拟染料废水,降解率达98%。     

BiVO4／TiO2纳米管复合体系

由TiO2纳米管装载可见光照射下具有光催化作用的BiVO4粒子，组装成BiVO4／TiO2纳米管复合材料，可得到紫外一可见光响应的新型光催化无机抗菌材料。文章综述了BiVO4／TiO2纳米管复合体系的研究现状，并对存在的问题和未来的发展动向进行简要分析。     

复合物的 制备及苋菜红降解性能的研究

本文利用超声分散和溶液沸腾法制备TiO2,CeO2/TiO2和Fe2O3/TiO2复合物,在可见光的照射下,考察了苋菜红降解的效果,并利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对合成的光催化剂进行了表征. 另外,研究了TiO2,CeO2/TiO2和Fe2O3/TiO2复合物的用量、可见光照射时间、处理温度和处理时间等因素对苋菜红降解率的影响.结果表明,CeO2/TiO2复合物对降解染料表现出了更好的光催化活性.     

复合空心TiO2@SiO2纳米微球光催化性能研究

通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解,得到了单分散空心SiO2纳米微球,经溶胶-凝胶法与纳米TiO2复合制备得到了TiO2@SiO2纳米球.利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2@SiO2纳米球进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了SiO2纳米微球的复合对TiO2粒径大小、比表面积、形貌、晶型转变以及光催化活性的影响.在可见光照射下,利用有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解为探针反应,研究了TiO2@SiO2纳米球的光催化活性及适应的pH范围.结果表明,SiO2纳米球的复合能明显提高光催化剂的比表面积及其对RhB的吸附量.同时能明显提高TiO2在可见光下的光催化活性,可见光下照射120min后RhB完全褪色,同时16h后的矿化率达到60%.TiO2@SiO2纳米球在pH 3～9范围内均表现出较高的催化性能.     

CTAB微乳体系低温合成纳米TiO_2及其光催化性能的研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正己醇/水微乳体系低温陈化合成纳米TiO2,对微乳体系相行为做了初步的研究,并用X射线衍射、热重分析法等对其结构进行了表征.以甲基橙的光降解性能评价了其光催化性能,讨论了低温陈化与光催化活性的关系.光催化实验表明低温陈化制备的TiO降解甲基橙的能力优于纯TiO.     

Mechanism of photocatalytic degradation of dye MG by TiO<Subscript>2</Subscript>-film electrode with cathodic bias potential

Photoelectrocatalytic degradation of malachite green (MG) under visible light irradiation with TiO2-film electrode has been investigated to reveal the mechanism for TiO2 photocatalytic degradation of dyes. The supported TiO2 electrode was prepared in laboratory and detected by scanning electron micros-copy and X-ray diffractometry. We have examined the degradation kinetics, change in degradation rate of MG and photocurrent change with the bias potential, voltage-induced adsorption of dyes, accumu-lation of ...     

氮掺杂暴露（001）面二氧化钛的制备及其可见光催化性能研究

以尿素为氮源、HF为调控剂,采用水热法制备了以（001）活性面为主的氮掺杂型TiO2催化剂.SEM、TEM、XRD、Raman及UV-Vis测试结果表明,TiO2及N-TiO2产品均为暴露（001）面的纳米片状锐钛矿结构,TiO2在高温900℃煅烧仍能保持锐钛矿结构.F-不仅对（001）面的暴露起到很好的调控作用,而且抑制了TiO2在高温下向金红石相的转化.氮的掺杂窄化了TiO2的禁带宽度,使其边带红移,在可见光区域有很强的吸收峰.并且,随着氮掺杂量的增多,N-TiO2在可见光的吸收峰增强.以可见光降解染料罗丹明B溶液作为探针反应,研究了不同N/Ti配比的N-TiO2的可见光催化活性,氮掺杂TiO2的可见光催化活性比照纯TiO2有明显的改善.     

Co和Ag掺杂对TiO2的改性作用研究

利用基于密度泛函理论和平面波赝势的第一性原理计算方法,研究Co和Ag分别掺杂金红石型TiO2的电子结构与磁性能.结果表明,Co原子掺杂TiO2后,掺杂原子沿c轴排列时体系最稳定,同时表现出铁磁性.Ag和Co的掺杂都对TiO2的能带结构产生影响,从而减小了带隙.研究结果可望用于优化设计具有稀磁半导特性和可见光催化特性的复合功能材料.     

二氧化氯/TiO2光催化氧化降解碱性品红模拟废水及反应机理

以硅胶为载体,采用浸渍-焙烧法制备了TiO2光催化剂,并将其用于二氧化氯/TiO2光催化氧化降解碱性品红模拟废水.经对比实验验证了ClO2/TiO2光催化剂/UV照射对碱性品红的氧化降解作用.50 mL质量浓度为150 mg.L-1的碱性品红模拟废水,在pH值为5.0,二氧化氯质量浓度6.14 mg.L-1和10 g.L-1光催化剂条件下,紫外照射距离20 cm,紫外照射时间13 min,碱性品红的去除率可达80%,远远高于二氧化氯化学氧化处理碱性品红的去除率46%.在废水处理过程中,采用紫外可见光谱和红外光谱分析降解产物,碱性品红被氧化降解为醌和羧酸,并进一步降解为二氧化碳和水,提出了二氧化氯/TiO2光催化氧化降解碱性品红废水的反应机理.     

超声分散法制备WS2/TiO2复合光催化剂及其光催化性能

本文采用超声分散方法制备WS2/TiO_2复合物,在光照条件下,对罗丹明B的降解效果进行了一系列研究.在确定WS_2与TiO_2的混合比例后,同时又对WS_2/TiO_2煅烧温度、煅烧时间、催化剂的用量、光照时间、光照功率、染料浓度等影响因素分别进行了讨论.实验结果表明,催化剂的量为1.00g/L、染料的初始浓度为10.00mg/L,WS_2/TiO_2(1∶11)、焙烧温度为350°C、焙烧时间为90min时,对罗丹明B染料的降解效果最佳.     

纤细角毛藻平板反应器培养条件的优化

纤细角毛藻作为海洋生物的饵料,生长密度低、应用成本高一直是制约其利用的关键因素．本研究采用自行研制开发的平板式密闭光生物反应器培养纤细角毛藻,考察光照强度、光照周期、通气量、接种量等环境因素对藻细胞生长的影响,并采用均匀设计方法获得了优化的培养条件：光照时间24h,光照强度为6mW／cm^2,通气速率为8．43L／min,在优化条件下预期细胞密度最大值可达（6．94±0．88）×10^8／mL,验证实验获得最大的细胞密度为（6．18±0．13）×10^8／mL,理论计算值与实验值一致．