太阳光照射下Sm~(3+)-Ce~(3+)/TiO_2降解有机染料废水

为提高TiO_2的光催化性能,采用溶胶-凝胶法合成了不同Sm~(~(3+)),Ce~(3+)掺杂量,不同焙烧温度的TiO_2光催化剂,并对所制得的样品进行了系统的表征和光催化活性研究。SEM,XRD和FT-IR结果表明:所得粉体均为锐钛矿相纳米TiO2,稀土Sm~(3+),Ce~(3+)掺杂能细化晶粒,提高样品热稳定性;以孔雀石绿为目标降解物的光催化实验表明:400℃焙烧,当Sm~(3+),Ce~(3+)掺杂量为5%时其光催化活性最好,太阳光自然照射,常温常压下,加1mL 30%H_2O_2的氧化剂,降解6h降解率达到83%。     

Eu~(3+)掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能的研究

通过溶液法制备了不同铕(Eu3+)掺杂量Ti O2纳米颗粒(Eu3+/Ti O2),利用XRD、TEM、XPS对其进行了表征.在可见光照射下,以光催化降解常用的工业染料为目标反应,探讨了Eu3+掺杂量、催化剂用量、溶液p H值和催化剂重复利用对催化活性的影响,以优化光催化条件.结果表明:煅烧温度为500℃,Eu3+/Ti O2光催化剂晶型为锐钛矿型,其晶粒尺寸为14 nm;Eu3+离子的最佳掺杂摩尔比r(Eu3+︰Ti O2)=3%,样品加入量为1.25 mg/m L,p H=10.75时样品光催件性能最佳;其3次循环降解甲基紫,60 min内降解率仍保持在约96%,说明Eu3+/Ti O2光催化剂具有良好的稳定性.     

Fe~(3+)掺杂TiO_2溶胶光催化降解甲基橙动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO_2溶胶和不同掺杂量Fe~(3+)/TiO_2溶胶,以甲基橙作为有机模拟污染物研究Fe~(3+)/TiO_2溶胶光催化甲基橙动力学行为和最佳降解条件.结果表明,掺杂Fe~(3+)与TiO_2的最适浓度比为Fe~(3+):TiO_2=0.1%,可将TiO_2的光催化效果提高到84.2%,影响降解因素依次为钛醇比>Fe~(3+)浓度>pH.光催化甲基橙降解过程符合Langmuir等温吸附方程;R~2>0.92的结果表明:该降解反应较符合准一级Langmuir-Hinshelwood方程.     

Fe3+掺杂纳米TiO2制备及其性能的研究

采用溶胶.凝胶法制备了系列Fe3+掺杂的纳米TiO2,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)等测试方法对催化剂进行表征,并以甲基橙溶液为降解目标,测定其紫外光光催化活性.结果表明:Fe3+的掺杂能有效抑制TiO2纳米颗粒的增长,提高了晶相转变温度;过渡金属Fe3+的掺杂能有效提高TiO2纳米粉体的光催化活性,600℃煅烧后的0.4%Fe3+/TiO2具有高的催化活性,且光催化活性稳定.     

混晶TiO_2纳米纤维负载Ag及其光催化性能

以聚乙烯吡咯烷酮和钛酸四正丁酯为前驱体,对静电纺丝法制备的TiO_2纳米纤维进行不同温度的热处理,得到混晶TiO_2纳米纤维,并进一步在不同浓度的AgNO3溶液中通过光还原法制备了Ag-TiO_2复合纳米纤维.利用X射线衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱、荧光光谱等分析测试手段对产物进行表征,研究了热处理温度与不同Ag负载量的TiO_2纳米纤维对罗丹明B降解性能的影响.实验结果表明,当热处理条件为600℃反应1h时,TiO_2纳米纤维具有最佳光催化活性,此时纤维中锐钛矿与金红石的质量比为93∶7;负载适量的Ag可显著提高TiO_2纳米纤维的光催化活性,其对罗丹明B光催化降解反应的表观速率常数k值为商用TiO_2(P-25)的3.81倍.     

Fe~(3+)掺杂TiO_2溶胶光催化降解甲基橙动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO_2溶胶和不同掺杂量Fe~(3+)/TiO_2溶胶,以甲基橙作为有机模拟污染物研究Fe~(3+)/TiO_2溶胶光催化甲基橙动力学行为和最佳降解条件.结果表明,掺杂Fe~(3+)与TiO_2的最适浓度比为Fe~(3+):TiO_2=0.1%,可将TiO_2的光催化效果提高到84.2%,影响降解因素依次为钛醇比Fe~(3+)浓度pH.光催化甲基橙降解过程符合Langmuir等温吸附方程;R~20.92的结果表明:该降解反应较符合准一级Langmuir-Hinshelwood方程.     

超声波法复合纳米Nd_2O_3/TiO_2的光性能研究

以Nd2O3和TiO2为原料,采用超声波共振法合成了不同掺杂量、不同煅烧温度的纳米Nd2O3/TiO2光催化剂.对所制样品进行XRD、FT-IR、SEM表征;以有机染料罗丹明B为降解物来进行光催化性能实验的研究.结果表明稀土Nd3+掺杂纳米TiO2能细化晶粒,抑制金红石相生成;在550℃下煅烧,n(Nd3+):n(TiO2)=0.2%的催化剂,加入协同催化剂30%的双氧水后,不仅降低基元反应活化能,而且是氧化剂具有捕获电子的能力,使催化反应在实验室中无灯源照射,催化时间6h,降解率达到93%.     

Yb掺杂量对混晶相TiO_2可见光催化活性的影响

采用简单的溶胶-凝胶法制备稀土Yb掺杂混合晶相TiO_2纳米粉体,通过XRD、XPS、TEM、FT-IR、UV-Vis-DRS、PL和Nano-sizer纳米粒度仪等对样品进行表征,以可见光辐照下催化降解亚甲基蓝(MB)为模型,研究了Yb掺杂对纳米TiO_2的结构和可见光催化活性的影响.结果表明,Yb掺入TiO_2后在表面存在Yb~(3+)和Yb~(2+)两种形态,Yb掺杂抑制了TiO_2从锐钛矿向金红石的相转变,阻碍晶粒生长,增加了纳米TiO_2表面-OH数量;适量的Yb掺杂可促使合适比例的金红石与锐钛矿的混晶相形成,有效降低TiO_2光生e~-/h~+对的复合率,扩大吸收光谱的波长范围,提高TiO_2光催化活性.当热处理温度500℃、掺杂量n(Yb):n(Ti)=0.009时Yb-TiO_2样品在普通日光灯下对MB在6 h内的光催化降解效率达95.2%,明显高于同等条件下纯TiO_2样品的降解率56.4%.     

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.     

Ce~(3+)/TiO_2光催化剂降解孔雀石绿的研究

采用溶胶-凝胶法合成了不同Ce3+掺杂量、不同煅烧温度的Ce3+/TiO2光催化剂,并对所制得的光催化剂进行了系统的表征和光催化活性研究.XRD分析表明,所得粉体为锐钛矿相纳米TiO2,且Ce3+掺杂后,纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低,说明稀土Ce3+的掺杂能细化晶粒,稀土离子掺杂也有利于抑制高温时的TiO2晶型由锐钛矿向金红石型的转变;以孔雀石绿为降解物的光催化实验表明,在500℃下煅烧,n(Ce3+)∶n(TiO2)=0.5%的催化剂,加入5mL助催化剂,三基色节能灯照射2.5h,降解率可达70.2%.     

纳米技术与材料在污水深度处理中的应用研究

在阐述了纳米技术与材料、污水深度处理技术现状及存在的问题的基础上,重点介绍了近几年纳米TiO2光催化技术、纳滤膜(NF)技术和纳米吸附技术在污水深度处理中的应用及研究进展,并指出其技术优势、影响因素及未来研究方向,认为该领域将成为未来水处理工业发展的必然选择.     

活性炭负载TiO_2光催化降解苯酚的实验研究

以钛酸正丁酯为钛源,用溶胶—凝胶法制备了活性炭与TiO2光催化剂.以18W的紫外灯做光源,用制得的TiO2/AC催化剂降解模拟苯酚废水,综合分析了苯酚溶液浓度及其反应时间对苯酚降解效率的影响.     

光催化技术及其在造纸废水中的应用

TiO2光催化技术是近年来日益受重视的污染治理新技术.本文就光催化技术的基本原理及提高光催化效率的途径做了一般的阐述,并介绍了其在造纸废水处理应用方面的研究进展、存在的问题及发展前景.     

涂覆纳米TiO_2薄膜的自洁玻璃研究

采用溶胶-凝胶法,并用浸渍提拉技术制备了涂覆纳米TiO2薄膜的自洁玻璃.通过热分析讨论了凝胶的转变过程.对比了自沽玻璃的亲水性.研究了该样品的光催化性能.研究表明,干凝胶的最佳热处理制度为升温速度为12℃/h,450℃时保温1h;镀膜6次的试样具有最好的光催化能力;样品在日光照射下也具有良好的亲水性和一定的自洁性能,但是,在可见光(不含紫外线)的照射下,没有体现出明显的亲水性和自洁性能.     

阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列及其表征

采用阳极氧化法在钛金属表面制备出致密有序的TiO2纳米管膜层.利用FESEM、XRD方法研究了不同阳极氧化时间、电解液组成以及退火对TiO2纳米管形貌的影响.讨论了TiO2纳米管的形成机制.     

人造沸石负载TiO2光催化降解水中苯酚的研究

采用溶胶-凝胶法制备人造沸石负载型TiO2光催化剂，用XRD分析了其晶型结构，以300W中压汞灯为实验光源对苯酚进行了光降解研究。考察了催化剂热处理温度、TiO2负载量、催化剂用量、降解温度、光强度和H2O2用量等因素对降解率的影响。结果表明，浓度为15mg／L的苯酚溶液，催化剂焙烧温度为5000℃，TiO2负载量为15．7％，用量为2～3g／L，在300℃连续光照3h时，苯酚溶液的降解率可达到87．4％。     

溶胶凝胶法制备平整TiO2薄膜及其表征

以钛酸四丁酯为前驱体，通过溶胶凝胶法制备表面平整、致密的TiO2薄膜，并且通过热重分析仪（TGA）、X射线衍射仪（XRD）、衰减全反射红外线光谱分析仪（ATR—IR）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和接触角测量仪等研究TiO2薄膜的晶相、组成和表面的微观结构、润湿性。利用TiO2薄膜表面部分覆盖的十八烷基三氯硅烷自组装单分子层在紫外光照下的降解来研究其光催化性能，并且用水在该薄膜上的接触角的变化来表征十八烷基三氟硅烷的降解量。研究结果表明：TiO2薄膜具有很低的粗糙度，透明的锐钛矿相薄膜在较弱的紫外光照强度下具有较好的光催化性能，在自清洁和光学薄膜领域有潜在的应用前案。     

TiO2纳米材料的水热法制备、表征及其光催化的研究进展

综述了近年来有关以TiO2纳米材料对污染物进行光催化降解作用的研究进展。讨论了TiO2的水热法制备及结构表征，阐述了纳米TiO2在紫外光和可见光下的光催化机理及其各方面的应用。     

锐钛矿型TiO_2空位缺陷性质的第一性原理研究

近年来运用减小TiO2禁带宽度的方法来提高TiO2的活性在实验上被广泛研究.本文运用基于局域密度泛函和赝势的第一性原理方法研究了锐钛矿相TiO2点空位缺陷性质和在具有点空位缺陷情况下的晶体结构、能带结构与态密度状况.分析发现缺陷使晶体结构发生畸变;近邻缺陷氧原子有靠近氧空位而远离钛空位的趋势,而近邻缺陷钛原子有靠近钛空位而远离氧空位的趋势;氧空位缺陷使费迷能级升高大约2.6 eV而钛空位缺陷使费米能级降低,并在价带顶部产生一个与价带顶能量相差约0.25 eV的杂质能级.结果表明,氧空位使导带变宽是n型杂质而钛空位使导带变窄是p型杂质,氧空位附近多余电子的主要贡献在价带,引起电荷布居数变化并改变了晶体中电子局域化运动的性质.