CPI/PI气凝胶复合材料的制备及光催化性能

为了提高聚酰亚胺(PI)气凝胶的光催化活性,采用两步复合的方法制备CPI/PI气凝胶复合材料。首先以3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐和4,4′-二氨基二苯醚为前驱体,采用乙醇超临界干燥技术得到PI气凝胶,并将PI气凝胶在600℃煅烧成含氮的碳化PI气凝胶(CPI);然后将CPI气凝胶与PI气凝胶前驱体复合并经超临界干燥制备CPI/PI气凝胶复合材料。对PI和CPI/PI气凝胶的表面形貌、比表面积、力学性能和光催化性能进行表征分析。结果表明:CPI/PI气凝胶具有良好的多孔结构,比表面积达到245 m~2/g, PI气凝胶的力学性能优异(弹性模量在10 MPa以上);煅烧后的CPI有效提高了PI气凝胶对土霉素溶液的光催化效率并具有良好的循环再生稳定性能,5次循环使用后土霉素溶液降解率为76%。     

TiO2和稀硫酸改性TiO2复合材料降解废水土霉素的对比研究

以钛酸四丁酯为前驱体、无水乙醇为分散剂,水热法合成纯TiO_2,再加入稀H_2SO_4合成SO4~(2-)/TiO_2来降解废水中的土霉素.从废水中土霉素浓度、光催化剂投加量、pH、吸附时间等因素对土霉素降解率的影响,发现在相同的条件下,SO_4~(2-)/TiO_2对废水土霉素的去除率远远大于纯TiO_2对土霉素的去除率.使用BET、XPS、TEM技术对SO_4~(2-)/TiO_2复合材料进行表征分析,结果表明,SO_4~(2-)成功修饰于TiO_2上,介孔(2～50 nm)体积占比增加,平均孔径和孔容量减小,比表面积增大,形成Ti—O—S键的双桥式配位的结构,使得氧原子处于缺电子状态,增加了表面酸性,有效阻止光生电子-空穴对复合,原来的禁带宽度从3.25 eV(纯TiO_2)降低到3.09 eV(SO_4~(2-)/TiO_2),提高了电子吸收阈值及光吸收范围,电子跃迁能力增强,增强了SO_4~(2-)/TiO_2光催化性能.     

TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝降解的光催化活性

采用溶胶-凝胶过程和非超临界干燥法制备了TiO2/SiO2气凝胶,并对所得样品的结构进行了表征,研究了TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝(MB)降解的光催化活性.结果表明TiO2/SiO2气凝胶是一种轻质的连续多孔性块状材料,具有较高的机械强度;依据制备条件的不同,TiO2/SiO2气凝胶的比表面积在300～400m2·g-1范围内,平均孔径为20～40nm,孔体积在1～2cm3·g-1之间;TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝降解的光催化活性远高于粉末状的TiO2;钛硅的摩尔比n(TiO2)∶n(SiO2)=1∶6时制得的TiO2/SiO2气凝胶,经600℃焙烧热处理,在弱碱性条件下对亚甲基蓝降解的光催化活性较高;TiO2/SiO2气凝胶对亚甲基蓝降解反应的活化能为8.706kJ·mol-1.     

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.     

电纺煅烧制备TiO_2纳米纤维及其可见光光催化性能

采用静电纺丝-煅烧技术制备了Fe、C、N共掺杂Ti O2纳米纤维,并对其在可见光条件下降解亚甲基蓝模拟染料废水的性能进行了研究.探讨了Fe掺杂量和煅烧温度对Fe/C/N-Ti O2纳米纤维的可见光光催化活性的影响.结果表明,在nFe/nTi为1.5%、煅烧温度为400℃、煅烧时间为1 h的条件下,所制备的Fe/C/N-Ti O2纳米纤维的直径约为(110±50)nm,比表面积达127.48 m2·g-1,Ti O2晶相为锐钛矿相,且Fe、C、N分别以一定的形式掺杂于Ti O2晶格中.同时,在可见光光照2 h下,该纳米纤维对亚甲基蓝的光催化降解率可达98.3%,说明所制备的Fe/C/N-Ti O2纳米纤维具有较高的可见光光催化活性,有望在可见光光降解去除水中有机污染物中获得应用.     

TiO2-SiO2复合气凝胶的常压干燥制备及光催化降解含油污水活性

以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为原料,利用溶胶凝胶工艺制备出不同硅含量的TiO2-SiO2复合醇凝胶.结合老化液浸泡和小孔干燥工艺,在常压下干燥得到完整的TiO2-SiO2复合气凝胶块体.采用扫描电子显微镜、BET比表面积测试、X射线粉末衍射等测试手段对复合气凝胶的微观结构和物化性能进行了测试和表征.测试结果表明,复合气凝胶具有良好的性能,Ti和Si元素在气凝胶中分布均匀.随着SiO2含量的增加,复合气凝胶的密度逐渐变小,比表面积增大,孔隙率增加,转变为锐钛矿相的相变温度升高.经高温煅烧晶化处理,复合气凝胶转变为锐钛矿相结构.以乳化后的渤海原油水溶液作为含油污水模拟溶液,测试了复合气凝胶对含油污水的催化降解性能.污水降解结果显示复合气凝胶对渤海原油污水具有较好的催化降解活性.在SiO2摩尔分数低于30％时,随着硅含量的增加,复合气凝胶的光催化降解率升高;但当SiO2摩尔分数高于30％后,继续增加SiO2掺入量,反而造成复合气凝胶催化能力下降.对于SiO2摩尔分数为30％的复合气凝胶,获得了最佳的催化降解效果,90 min催化降解率达95％.     

TiO2-SiO2复合气凝胶的常压干燥制备及光催化降解含油污水活性

以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为原料,利用溶胶凝胶工艺制备出不同硅含量的TiO₂-SiO₂复合醇凝胶.结合老化液浸泡和小孔干燥工艺,在常压下干燥得到完整的TiO₂-SiO₂复合气凝胶块体.采用扫描电子显微镜、BET比表面积测试、X射线粉末衍射等测试手段对复合气凝胶的微观结构和物化性能进行了测试和表征.测试结果表明,复合气凝胶具有良好的性能,Ti和Si元素在气凝胶中分布均匀.随着SiO₂含量的增加,复合气凝胶的密度逐渐变小,比表面积增大,孔隙率增加,转变为锐钛矿相的相变温度升高.经高温煅烧晶化处理,复合气凝胶转变为锐钛矿相结构.以乳化后的渤海原油水溶液作为含油污水模拟溶液,测试了复合气凝胶对含油污水的催化降解性能.污水降解结果显示复合气凝胶对渤海原油污水具有较好的催化降解活性.在SiO₂摩尔分数低于30%时,随着硅含量的增加,复合气凝胶的光催化降解率升高;但当SiO₂摩尔分数高于30%后,继续增加SiO₂掺入量,反而造成复合气凝胶催化能力下降.对于SiO₂摩尔分数为30%的复合气凝胶,获得了最佳的催化降解效果,90 min催化降解率达95%.     

正丁胺对Tio2／Sio2气凝胶光催化活性的影响

用溶胶 -凝胶法、超临界干燥技术合成了不同组成的TiO2 /SiO2 气凝胶材料 ,通过模板剂正丁胺调变其孔结构和孔分布 ,利用N2 吸附法、X -射线衍射法和激光拉曼光谱表征了气凝胶的比表面积、孔分布、晶相结构以及TiO2 的分散状态 .用流动法考察了在TiO2 /SiO2 气凝胶上CO光催化氧化反应的活性 ,并讨论了结构调变对提高催化活性的影响 .     

大比表面积TiO_2纳米球的合成及其可见光降解Cr(Ⅵ)和双酚A的协同作用机理

以钛酸四正丁酯作为钛源,十八烷基胺为模板剂,采用溶胶凝胶法结合水热反应法合成了TiO_2纳米球,并考察了煅烧温度对TiO_2纳米球形貌的影响.结果表明,当煅烧温度为350℃时,所制备的TiO_2纳米球具有最佳形貌,且其比表面积可达159.878 m~2/g,约为目前商用TiO_2 P25(54.041 m~2/g)的3倍.另外,通过Cr(Ⅵ)和双酚A(bisphenol A,BPA)的可见光降解实验,对所制备的TiO_2纳米球的光催化性能进行了测试.结果表明,TiO_2纳米球在可见光条件下可有效降解水体中的Cr(Ⅵ)和BPA;此两种污染物的降解呈现协同效应,且TiO_2纳米球的比表面积决定了其光催化性能,在350℃煅烧条件下制备的TiO_2纳米球具有最优的光催化性能.     

以水热炭为模板制备TiO2光催化剂及其光催化性能研究

以水热炭为模板, 采用溶胶–凝胶法制备TiO₂光催化剂, 并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和BET比表面积测定等方法, 对催化剂的物相、组成、形貌和比表面积等进行表征。通过光催化降解甲基橙溶液, 评价样品的光催化性能。研究结果表明: 与TiO₂相比, 以水热炭为模板制备的HTC-TiO₂具有更高的热稳定性, 在煅烧温度较高时仍保持锐钛矿型。HTC-TiO₂具有水热炭的片状结构特征,TiO₂颗粒在HTC表面分散较好, 晶体粒径更小, 比表面积增加, 从而提高其光催化活性。当煅烧温度为450ºC时, 以水热炭为模板制备的HTC-TiO₂对甲基橙的降解率在550 W碘钨灯光照2小时后达到40.6%, 光催化效率比TiO₂(16.2%)提高1.5倍。     

石墨烯/TiO_2处理盐酸土霉素模拟抗生素废水研究

用溶胶凝胶和水热方法合成了TiO_2和石墨烯的复合材料,对模拟制药废水进行了光催化氧化处理的研究.以盐酸土霉素模拟抗生素废水,对复合材料的光催化性能进行测试,进行了单因素实验,确定最佳处理抗生素制药废水的工艺条件.实验表明,催化剂投加量为10 mg、盐酸土霉素溶液质量浓度为20 mg/m L、反应时间为0.5 h时,光催化降解效果最好,可以达到82.53%.     

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))。     

不同结构导向剂制备WO3及其光催化降解土霉素

光催化降解难降解有机污染物是一种高效且经济的方法。文章采用一步水热法并添加不同的结构导向剂制备氧化钨(WO₃)光催化剂,以土霉素为目标污染物来评价其光催化活性,利用X-射线衍射仪(XRD)、X-射线光电能谱(XPS)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积分析(BET)、光致发光光谱(PL)等表征手段研究结构导向剂对其晶体生长、形貌和光催化效率的影响,并测试了其可见光降解土霉素的效率。结果表明,WO₃-NaCl样品的三维花状微球结构增加了其比表面积,使其具有最大的吸附性能。WO₃-NaCl具有最佳的光催化活性,可见光照射120 min对土霉素的降解效率达到60%,这可以归因为吸附与降解的协同作用提高了其对土霉素的去除率。     

具有超快吸附能力的(C,N)-TiO_2光催化材料

采用"溶胶-凝胶与微波二步法"合成了碳、氮掺杂的锐钛矿(C,N)-TiO_2光催化材料.首先采用溶胶-凝胶方法制备了TiO_2前驱物凝胶粉末,然后将其与盐酸胍混合微波制备(C,N)-TiO_2纳米材料.对该材料进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等表征,并测试在甲基橙溶液(100mg/L)中的黑暗吸附以及饱和黑暗吸附后的甲基橙光催化降解等性能.结果表明,获得的材料为纯锐钛矿相的二氧化钛.颗粒分散好,平均粒径约20 nm.具有大的比表面积.随着C、N含量的增加,可见光区域的吸收增加,而紫外光区域的吸收基本不随C、N的含量变化;所制备的(C,N)-TiO_2对甲基橙溶液具有超快的黑暗吸附能力(t1min);在微波处理中,随着盐酸胍的添加量增加,光催化的量子效率先增加后减小.最好的样品能在20 min内对甲基橙的降解效率达到93%.在可见光区域的吸收与黑暗吸附2个因素中,黑暗吸附的作用更大.文章认为微波处理光催化材料的方法简单、快速、节能,是提高光催化速率的有效途径,值得推广.     

MTES疏水改性SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的制备及结构表征

采用原位聚合法,以正硅酸四乙酯(TEOS)为原料、甲基三乙氧基硅烷(MTES)为疏水改性剂,活性炭为载体,制备疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料。采用接触角分析仪、N2吸附法、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的表面特性和结构进行表征。结果表明:所制备的疏水SiO2气凝胶修饰活性炭复合材料的接触角为156°、比表面积为759.2 m2/g、孔体积为4.38 cm3/g,最可几孔径是32nm,孔径主要分布为1～50 nm,疏水SiO2气凝胶均匀地分散于活性炭表面。     

间苯二酚-甲醛树脂基气凝胶微结构的掺杂调控

通过掺杂双酚环氧树脂来调控间苯二酚-甲醛(RF)气凝胶的微结构,在常压干燥条件下获得线收缩率较小的树脂基气凝胶。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、N_2吸附-脱附比表面积与孔径分析仪等仪器对树脂基气凝胶的微观形貌、结构进行表征,用Hotdisk热分析仪测试热导率。结果表明:在常压干燥后,通过掺杂双酚环氧树脂,间苯二酚(R)与Na_2CO_3(C)催化剂的n(R)/n(C)值为500、间苯二酚占甲醛质量分数30%的RF树脂基气凝胶密度为0.42 g/cm~3,仍能维持较好的孔结构,比表面积为421.8 m~2/g,并且极大地降低了树脂基气凝胶的线收缩,线收缩率为1.5%。     

Sm~(3+)掺杂纳米TiO_2的制备及其可见光光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备Sm3+掺杂Ti O2催化剂,以可见光照下罗丹明B的光催化降解为模型反应考察其光催化性能。结果表明在煅烧温度500℃、Sm3+掺杂量1%时所制的Sm3+-Ti O2具有最优异的光催化性能。紫外可见漫反射(DRS)、扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)等表征结果表明,稀土Sm3+的掺杂不仅使Ti O2的光吸收带边拓展至可见光区,而且抑制了Ti O2晶相由锐钛矿向金红石相的转变以及晶粒的烧结,增大了其比表面积,从而使Sm3+-Ti O2具有良好的可见光催化性能。     

CTAB微乳体系合成纳米T iO2 /SiO2复合物的研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正己醇/水微乳体系合成纳米TiO2/SiO2复合物,用X射线衍射、投射电镜和热重分析法对其结构进行了表征,并以碱性品红降解评价了其光催化性能,讨论了煅烧温度与光催化活性的关系.光催化实验表明TiO2/SiO2复合物降解碱性品红能力优于纯TiO2;TiO2/SiO2复合物的光催化活性随煅烧温度先增加后减少,煅烧温度在800℃时TiO2/SiO2复合物的光催化活性最好.     

大豆秸杆改性TiO_2光催化降解盐酸四环素研究

以大豆秸杆和钛胶为原料,利用溶胶-凝胶法合成了大豆秸杆改性TiO_2晶体.以盐酸四环素为降解对象,研究了大豆秸杆改性TiO_2(TiO_2-Straw)复合材料的光催化性能,探讨了掺杂量和煅烧温度对光催化剂活性的影响.采用X射线衍射(XRD)、N_2等温吸附-脱附(BET)、紫外-可见漫反射(UV-VIS DRS)、X射线光电子能谱分析(XPS)、热重(TG)、红外光谱(FT-IR)及紫外可见吸收光谱等表征手段对催化剂进行表征.结果表明:采用溶胶-凝胶法制备的大豆秸杆改性TiO_2对盐酸四环素具有一定的光催化活性,能够将其降解;在200℃煅烧的条件下,100 m L钛胶掺杂0.5 g大豆秸杆所制得的催化剂对盐酸四环素的降解效果最佳;模拟太阳光光照120 min,其对盐酸四环素降解率达到95.04%.