TiO2的晶型对其可见光催化性能的影响

以锐钛矿、金红石及混晶TiO2作光催化剂,以活性艳红X-3B及苯酚作模型污染物,研究了TiO2的晶型对其可见光催化性能的影响.结果表明:在Vis/O2条件下,以锐钛矿或混晶TiO2作光催化剂,反应80 min对活性艳红X-3B的降解率近100%,金红石型TiO2的则不到15%;在Vis/H2O2条件下,三种光催化剂均能降解苯酚,且金红石型TiO2显示更高的催化活性,反应180 min对苯酚的降解率达54%.通过对反应体系的荧光光谱分析显示,反应过程涉及.OH自由基的产生和参与;在TiO2可见光催化反应过程中,由锐钛矿型TiO2经一系列复杂反应产生H2O2,生成的H2O2在TiO2表面形成活性位吸附,从而拓宽TiO2的光吸收范围至可见光区,再在可见光激发下产生.OH自由基等活性物种而对污染物起降解作用.     

低温合成TiO2/Fe3O4磁载光催化剂的光催化性能研究

采用化学共沉淀法合成的磁性纳米Fe₃O₄为磁核,以钛酸四丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法,在较低温度下合成了TiO₂/Fe₃O₄磁性光催化剂。利用XRD、TEM、SEM-EDX等分析方法对合成催化剂的相组成、形貌、粒度、元素分布等进行了表征;研究了不同焙烧温度及TiO₂/Fe₃O₄比例对降解罗丹明B光催化活性及磁分离回收性能的影响。结果表明,在100、300和450 ℃焙烧温度下磁性光催化剂的催化活性依次降低,较低温度(100 ℃)制备的催化剂具备较高的催化活性;当TiO₂质量分数处于67.3%～73.0%时,催化剂既具有较高的光催化降解活性也具有较好的磁分离回收性能;光催化剂TiO₂/Fe₃O₄（100 ℃,TiO₂质量分数70%）在循环使用5次后,在降解75 min时仍能达到对罗丹明B 99%的脱色率和90%的回收率。     

高级氧化技术研究现状及其发展趋势

 中国面临环境保护的重大压力,高级氧化技术(AOT)是解决环境污染的理想绿色技术,而高级氧化技术是指·OH制备以及诱发一系列的攻击污染物及微生物反应,从源头上解决了治理污染过程中再污染的问题。高级氧化技术规模制备·OH是其标志性核心关键问题。基于此,学术界进行了一系列羟基自由基制备研究工作。本文介绍了在水中制备·OH的方法,主要介绍O₃/H₂O₂、O₃/UV、H₂O₂/UV、Fenton、光催化氧化、电子辐射和水激励等方法;也介绍了在气体中制备·OH的方法,主要有脉冲电晕放电法、电子束和强电离放电法等。强电离放电法有望同时解决在水、气中规模制备·OH过程中存在的问题。     

纳米二氧化钛光催化降解亮蓝染料的研究

以纳米TiO₂为光催化剂，高压汞灯为紫外光源，研究了水溶液中亮蓝染料的半导体光催化降解及其影响因素。研究结果表明，TiO₂在500℃煅烧后所形成的锐钛型产物具有较好的光催化效果。纳米TiO₂的用量是影响亮蓝降解反应速率的重要因素，其最适宜的用量为1.0kg/m³。亮蓝的初始浓度越高，降解率越低。在亮蓝初始浓度为12.62mmol/m³，纳米TiO₂的用量为1.0kg/m³时，经光照40min后亮蓝的降解率可达99%以上，并通过回归分析得出了亮蓝降解的动力学方程。     

纳米二氧化钛光催化剂的涂料固载及光催化性能

以有机硅改性丙烯酸树脂为粘合剂,脂肪族聚异氰酸酯为交联剂,用制备涂料的方法固载纳米二氧化钛(TiO₂)光催化剂。在粘合剂质量分数为42%,交联剂质量分数为7%,且—OH 基与—NCO的摩尔比接近1,纳米TiO₂质量分数为5%的优化条件下,制得纳米TiO₂光催化涂料。测定了以该涂料制备的光催化反应器的使用性能。结果表明,该涂料性能稳定,对难降解的青霉素制药废水的催化降解效果优良,以该涂料固载的纳米TiO₂的光催化活性接近于分散态的纳米TiO₂。     

微弧氧化法在多孔钛基体表面制备TiO2涂层及光催化性能研究

 多孔TiO₂是迄今最有效的光催化剂,具有安全、稳定、无二次污染等特点。但多孔TiO₂使用的最大问题是悬浮体系难以回收。将多孔TiO₂固定于载体上,制成负载型光催化反应器是目前主要的研究方向。本文以100μm钛珠为原材料,在真空条件下烧结制备多孔钛,采用微弧氧化(MAO)的方法,以磷酸钠溶液为电解液,在多孔钛基体上制备了TiO₂涂层;并用XRD、SEM和Raman手段对TiO₂涂层进行表征。结果表明,TiO₂涂层的晶型为锐钛矿,形貌呈现典型的微弧氧化多孔结构,孔径尺寸为1—2μm。紫外光照射条件下测量了TiO₂涂层对罗丹明B溶液的降解能力,发现在紫外线照射90min后,罗丹明B的降解率达到80%。     

二氧化钛负载磷钨钼杂多酸催化合成环己酮乙二醇缩酮

采用浸渍法制备了二氧化钛负载磷钨钼杂多酸催化剂H₃PW6Mo₆O₄0/TiO₂, 该催化剂的适宜制备条件为: 原料TiO₂和H₃PW₆Mo₆O₄₀的质量均为1.0 g,水的用量30 mL,浸渍时间12 h,活化温度150 ºC。以H₃PW₆Mo₆O₄₀/TiO₂为催化剂,对以环己酮与乙二醇为原料合成环己酮乙二醇缩酮的反应条件进行了研究,较系统地研究了酮醇物质的量比、催化剂用量、反应时间对收率的影响。实验结果表明,在n（环己酮）∶n(乙二醇)=1.0∶1.5、催化剂用量占反应物料总质量的1.0%、反应时间0.75 h的条件下,环己酮乙二醇缩酮的收率为87.7%。     

TiO2多孔性薄膜的制备及其环境净化性能研究

采用溶胶-凝胶工艺，以聚乙二醇（PEG）为造孔剂，不锈钢丝网为金属基底，制备了TiO₂多孔性薄膜。通过IR，SEM，BET，Raman光谱等测试方法对TiO₂多孔性薄膜进行了表征。实验结果表明,通过控制制备条件得到的TiO₂薄膜具有锐钛矿晶型和多孔性结构。TiO₂多孔性薄膜的光催化性能与煅烧温度和镀膜次数密切相关。450℃热处理、镀膜4次的TiO₂多孔性薄膜具有较高的活性和稳定性，其对气相甲醛的降解率比普通TiO₂薄膜高28.8%，在TiO₂多孔性薄膜连续使用4次后，甲醛的降解率仍维持在80%以上。     

一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极的制备及光电性能

采用静电纺丝的方法,通过调节前驱体液中SnCl₂·2H₂O的质量分数,制备了直径为90~180nm的SnO₂纳米线,经TiCl₄溶液水解处理制备得到了SnO₂/TiO₂薄膜电极。使用SEM和EDS对薄膜电极进行表征,通过线性扫描伏安法和光电催化测试,分析研究了SnO₂/TiO₂ 纳米复合薄膜电极的光电化学性质。结果表明,当SnCl₂·2H₂O质量分数为3%时,SnO₂/TiO₂ 复合薄膜电极的光电流密度达到最大;随后将其与TiO₂、SnO₂薄膜电极相比,SnO₂/TiO₂ 复合薄膜电极产生的光电流明显增大;复合薄膜电极对罗丹明B（RhB）的光电催化降解率在90min后可达到95%,而TiO₂仅为56%、SnO₂为58%。     

锶掺杂TiO2薄膜电极的制备及其光电性能

采用水热法制备了不同Sr²⁺掺杂量的TiO₂胶体溶液,并以FTO玻璃为基底制备了Sr²⁺掺杂TiO₂薄膜电极。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对Sr²⁺掺杂TiO₂进行表征与分析。结果表明Sr²⁺掺杂抑制了部分锐钛矿型TiO₂ 向金红石型的转变及促进晶粒尺寸的减小,薄膜表面为三维多孔结构,Sr²⁺有效地掺杂到了TiO₂晶格中。薄膜电极的电流密度-电压测试表明,Sr²⁺掺杂有效提高了TiO₂薄膜电子的光电转换效率,其中1% Sr²⁺掺杂量薄膜的转换效率相对于未掺杂的TiO₂薄膜提高了11.5%。     

山茱萸多糖PFCA Ⅲ抗氧化性能研究

研究了山茱萸多糖PFCAⅢ的抗氧化性能。利用烘箱法研究多糖对油脂的抗氧化活性，结果表明水提山茱萸多糖PFCAⅢ可有效抑制植物油氧化；利用Fenton反应检测多糖PFCAⅢ对羟基自由基(·OH)的清除作用，当清除率达50%时所需浓度为430mg/L；通过邻苯三酚自氧化反应检测PFCAⅢ对超氧阴离子自由基(O₂^-·)的清除能力 ,当PFCAⅢ的添加浓度为100mg/L时清除率为21.5%。     

Catalysis of organic pollutant photodegradation by metal phthalocyanines immobilized on TiO<Subscript>2</Subscript>@SiO<Subscript>2</Subscript>

A TiO2@SiO2 hybrid support was prepared by the sol-precipitation method using n-octylamine as a template.The photocatalyst manganese phthalocyanine tetrasulfonic acid (MnPcS) was immobilized on the support to form MnPcS-TiO2@SiO2.X-ray diffraction (XRD) and UV-Visible diffuse reflectance spectra (UV-Vis DRS) were employed to characterize the catalyst.The photocatalytic degradation of rhodamine B (RhB) and the catalytic oxidation of o-phenylenediamine (OPDA) under visible light irradiation were used as probe reactions.The mineralization efficiency and the degradation mechanism were evaluated using chemical oxygen demand (COD Cr) assays and electron spin resonance (ESR),respectively.RhB was efficiently degraded by immobilized MnPcS-TiO2@SiO2 under visible light irradiation.Complete decolorization of RhB occurred after 240 min of irradiation and 64.02% COD Cr removal occurred after 24 h of irradiation.ESR results indicated that the oxidation process was dominated by the hydroxyl radical (·OH) and superoxide radical (O-·2) generated in the system.     

葡萄籽原花青素提取物抗氧化作用研究

为研究葡萄籽原花青素提取物（grape procyanidins extract,GPE）抗氧化和对DNA氧化损伤的保护作用,我们采用七种生物化学发光体系,检测了GPE 对O₂^-、OH、H₂O_2、ONOO^-和全血嗜中性白细胞“呼吸爆发”产生的多种活性氧的清除作用,以及对OH引起的DNA氧化损伤的保护作用;采用Fe^2＋诱发脂蛋白多不饱和脂肪酸过氧化比色体系,检测了GPE对脂质过氧化分抑制作用。结果显示,GPE 能有效地清除O₂^-、OH、H₂O_2、ONOO^-和全血嗜中性白细胞“呼吸爆发”产生的多种活性氧而抑制体系 发光,并有效抑制脂质过氧化,半抑制浓度分别约为0.2ug/ml、90ug/ml、0.5ug/ml、10ug/ml、130ug/ml、70ug/ml;25ug/ml的GPE对DNA氧化损伤的抑制率誉为70％。提示GPE 能有效清除多种自由基,保护DNA免受·OH引起的氧化损伤,嗜良好的抗氧化剂。     

大枣多糖的提取与抗活性氧研究

为了分析大枣多糖对各类活性氧的清除能力,建立了热水提取-乙醇沉淀-氯仿、正丁醇去蛋白的工艺以提取大枣多糖(JPS),并作了糖的含量测定.用化学发光分析法分别测定提取的JPS对全血化学发光法中的全血白细胞呼吸爆发中产生的活性氧(H2O2、O2(-·)、·OH)、连苯三酚自氧化法产生的O2(-·)(超氧阴离子自由基)、抗坏血酸-Cu2+-H2O2体系产生的·OH(羟氧自由基)以及H2O2-鲁米诺发光体系中的H2O2的清除作用.结果:大枣多糖的得率为0.848%,总糖含量为37.7% .测定JPS清除·OH、O2(-·)、H2O2、白细胞呼吸爆发中产生的氧自由基活性的AOV值分别为109.48、9057.9 、312.01、5.204.结论:JPS具有清除氧自由基的作用,其活性大小与多糖的用量呈正相关.在全血生理环境下,对全血化学发光中活性氧的清除能力最强.     

光催化降解养虾废水中有机物及灭菌研究

 为了研究TiO₂光催化降解养虾废水中有机物及杀菌能力,文章以TiO₂二氧化钛为催化剂,并分别加入H₂ O₂和Fenton试剂作为助剂进行了光催化降解实验。结果表明：在300 W中压汞灯和太阳光下,Fenton试剂作为助剂的效果最好, COD-Cr去除率分别达到71.6%和13.0%,而空白实验对应的COD-Cr去除率几乎为0。养虾废水中细菌总数为2.6×10¹¹个/L,以TiO₂为光催化剂,经300 W中压汞灯照射30 min或太阳光照射3 h后,杀菌率为100%。     

Preparation and photocatalytic properties of ilmenite NiTiO<Subscript>3</Subscript> powders for degradation of humic acid in water

The powders of ilmenite structure NiTiO₃ were prepared by a modified Pechini process using tetrabutyl titanate and nickel acetate as raw materials, and using citric acid and ethanol as a chelating agent and a solvent respectively. The powder samples were characterized by thermogravimetric and differential thermal analysis (TG-DTA) and X-ray diffraction (XRD). The photocatalytic activity of NiTiO₃ under the irradiation of ultraviolet rays (UV) light was evaluated by degrading humic acid (HA) in water as a probe reaction. The possible photodegradation mechanism was studied by the examination of active species ·OH, ·O₂⁻, and holes (h⁺) through adding scavengers. The TG-DTA and XRD results indicated that the good crystal structure of ilmenite phase NiTiO₃ could be obtained when the Ni-Ti citrate complex was calcined at 600°C. The photocatalytic activity experiments indicated that NiTiO₃ had favourable photocatalytic activity under the irradiation of UV light, and the photocatalytic degradation rate of HA reached 95.3% after a 2.5 h reaction with the photocatalyst calcined at 600°C and a photocatalyst dosage of 0.4 g/L. The possible photocatalytic mechanism was deduced that holes (h⁺) and ·OH radicals are the major reactive active species in the photocatalytic reaction, and dissolved oxygen plays a weak role in the degradation of HA.     

Photocatalytic degradation of microcystin-LR using TiO2 nanotubes under irradiation with UV and natural sunlight

In order to investigate the catalytic performance of anodic TiO2 nanotubes and their practical application in the treatment of refractory microcystins(MCs) in natural-water samples,TiO2 nanotubes of diameter of 50-80 nm were fabricated by anodization in C2H2O4·2H2O containing NH4F.Under irradiation with natural sunlight,MC-LR was totally degraded after 1 d using the anodic TiO2 nanotubes.In contrast,the removal efficiency without TiO2 nanotubes was as low as 47.7% within 20 d.In addition,a mixture of anatase and rutile TiO2 gave higher photocatalytic activity than the single phase did.The pH also influenced the adsorption capacity of the TiO2 nanotubes.The order of MC-LR degradation efficiencies at different pH values was 3.5 > 8.0 > 10.0.After five repeated experiments on the degradation of MC-LR for 7 h,the degradation efficiency was still stable.     

铁酸锌掺杂纳米二氧化钛的制备及其光催化活性

 以钛酸四丁酯和自制铁酸锌为原料,采用溶胶-凝胶法制备了未掺杂的TiO₂和掺杂不同量的ZnFe₂O₄/TiO₂纳米粉体,通过XRD、TEM对产物的晶体结构、晶粒大小、形貌进行了表征,通过对罗丹明B的光催化降解实验研究了ZnFe₂O₄的掺杂对TiO₂催化活性的影响.结果表明,产物为纳米微粒,ZnFe₂O₄的掺杂能加快TiO₂的晶型转变速度,减小TiO₂的粒径,提高TiO₂的光催化活性.