凹凸棒/TiO_2复合材料对苯酚的光催化性能研究

以凹凸棒为载体,采用溶胶—凝胶法制备复合材料光催化剂凹凸棒/TiO2,利用SEM、FI-IR对复合材料结构进行了表征,通过分析苯酚的光催化降解,评价其光催化活性,研究了凹凸棒载体粒度、凹凸棒掺杂量、紫外光照等因素对光催化降解效果的影响.实验结果表明:凹凸棒粒度为0.077 mm,m凹凸棒/mTiO2质量比为5∶1时复合材料光催化降解苯酚的效果最佳;紫外光照射对复合材料去除苯酚的效果无明显影响.     

电压对氮掺杂TiO_2/Ti光催化剂在可见光下催化性能的影响

为拓展TiO2对可见光的响应范围,采用先恒流再恒压的阳极氧化法制备了TiO2/Ti光催化剂,并运用等离子体基离子注入(PBII)技术对TiO2/Ti光催化剂进行了氮的掺杂改性研究。通过SEM和XRD对不同电压下制备的氮掺杂TiO2/Ti光催化剂进行了分析。结果表明,TiO2氧化膜粗糙多孔,主要是由锐钛矿相和金红石相组成,其最佳的制备电压为160V,离子注入条件为-30kV,4×105N.cm-2。氮元素主要以三种形态存在于TiO2的薄膜上,即原子β-N、分子γ-N和O-Ti-N。在可见光的照射下与未掺杂的TiO2/Ti光催化剂相比,氮掺杂的TiO2/Ti光催化剂表现出较好的光催化活性,其对罗丹明B的去除效率提高了12%。     

纳米复合Y_2O_3/TiO_2催化剂的光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备复合半导体Y2O3/TiO2纳米材料.以酸性红B溶液的光催化降解反应为实验模型,考察了TiO2掺杂Y2O3后的光催化氧化活性,探讨了Y2O3掺杂量、pH值、焙烧温度及时间对Y2O3/TiO2复合氧化物催化剂光催化活性的影响及溶液浓度、光照时间、催化剂用量对酸性红B溶液降解率的影响.结果表明,Y2O3掺杂量为0.1%时,其催化活性是同样条件下催化剂TiO2的2.1倍;最适宜焙烧温度为400~450℃;焙烧时间为3h,凝胶pH=10时,催化效果最佳.在酸性红B溶液浓度为20mg/L的条件下,催化剂用量为0.15g,光照时间为2.5h对酸性红B溶液的降解率可达96.8%以上.     

Y3+掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂的研究

采用固相法制备了Y3 掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂.以X射线粉末衍射(XRD)、透视电子显微镜(TEM)等分析手段对其晶相和形貌进行了表征,用紫外-可见漫反射光谱UV-Vis分析了微粒的光吸收能力和光吸收带边移动的情况,发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移.以甲基橙溶液为目标降解物,自然光为光源,研究Y3 掺杂ZnO/TiO2复合纳米光催化剂的光催化活性,结果表明,Y3 掺杂能够扩大纳米二氧化钛吸收光的波长范围,提高对太阳光的利用率,发现当复合光催化剂中TiO2的质量分数为70%,复合ZnO中Y3 掺杂量为3%时,催化剂的活性最高.     

复合型光催化剂H3PW12O40/TiO2/Na2Ti3O7的制备及光催化行为研究

以钛酸钠晶须为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/Na2Ti3O7,用浸渍法制得H3PW12O40修饰的复合光催化剂H3PW12O40/TiO2/Na2Ti3O7.SEM图表明产品的包覆情况良好,UV-Vis光谱显示产品的光响应增强.在自制的光化学反应器中,用一定浓度的孔雀石绿作为底物进行光催化脱色实验,通过光强度、pH值、曝气量、底物浓度、催化剂用量等对脱色率的影响,考察产品的光催化活性.实验结果表明,复合型光催化剂具有较高的光催化活性,浓度为12.5 mg·L-1孔雀石绿在250 W中压汞灯下光照60 min脱色率可达到94.23%.     

Pr~(3+),Hor~(3+)掺杂TiO_2纳米粒子的光催化性能

TiO2因具有化学性质稳定、成本低、难溶、无毒等特点,是理想的光催化剂,但由于其吸收光谱在紫外区,日光利用率低,故其应用受到限制.为了提高太阳能的利用率和光催化活性,需研究出可提高TiO2光催化活性的掺杂物,为此,以稀土元素氧化物和钛酸丁酯为原料,用溶胶 凝胶法制备掺杂有镨(Pr)和钬(Ho)稀土元素的TiO2纳米粒子,并用XRD,TEM手段对纳米粒子进行表征.以甲基橙为目标降解物,考察掺杂TiO2纳米粒子在自然光下的催化效果.实验结果表明,稀土掺杂能显著提高TiO2纳米粒子的光催化性能,当掺杂量为1%时,光催化剂的活性最高,而且,掺杂Ho的TiO2催化活性高于掺杂Pr的TiO2.     

锐钛矿型掺Fe3+-TiO2的水热法制备及其光催化降解甲基绿

以硫酸钛为原料用水热法制备了掺Fe3+TiO2薄膜,采用SEM和XRD方法测定了样品的形貌和晶型,并研究了以自制的掺Fe3+TiO2对甲基绿溶液的光催化降解作用.结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿型TiO2,即A-TiO2.365nm紫外光照射下,用自制的掺Fe3+A-TiO2光降解甲基绿溶液的最佳条件是:16 mg/L的甲基绿溶液中加入0.1100 g掺Fe3+为2%(摩尔比)的A-TiO2,室温下经可见光照射下反应8 h,降解率为57%;同样条件下以254 nm紫外光照射8h,降解率达到68%.     

Fe3+-TiO2/SiO2催化剂对气相中乙醛光催化降解的研究

以硅胶为载体,用浸渍法制备了Fe3+-TiO2/SiO2光催化剂,XRD、Raman分析结果表明TiO2为锐钛矿晶型,光催化实验表明,铁离子掺杂量X(Fe3+/Ti4+)=0.5%时,乙醛光催化降解率最高,水气的存在使Fe3+-TiO2/SiO2活性增加,动力学研究表明,光催化降解气相中乙醛的动力学可以用Langmuir-Hinshelwood动力学方程描述.     

锐钛矿型掺Fe3+ TiO2的水热法制备及其光催化降解甲基绿

以硫酸钛为原料用水热法制备了掺Fe3+ TiO2薄膜,采用SEM和XRD方法测定了样品的形貌和晶型,并研究了以自制的掺Fe3+ TiO2对甲基绿溶液的光催化降解作用结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿型TiO2,即ATiO2365 nm紫外光照射下,用自制的掺Fe3+ATiO2光降解甲基绿溶液的最佳条件是：16 mg/L的甲基绿溶液中加入0.110 0 g掺Fe3+为2%(摩尔比)的ATiO2,室温下经可见光照射下反应8 h,降解率为57%;同样条件下以254 nm紫外光照射 8 h,降解率达到68%     

Pr3+,Ho3+掺杂TiO2纳米粒子的光催化性能

TiO2因具有化学性质稳定、成本低、难溶、无毒等特点，是理想的光催化剂，但由于其吸收光谱在紫外区，日光利用率低，故其应用受到限制，为了提高太阳能的利用率和光催化活性，需研究出可提高TiO2光催化活性的掺杂物，为此，以稀土元素氧化物和钛酸丁酯为原料，用溶胶-凝胶法制备掺杂有镨(Pr)和钛(Ho)稀土元素的TiO2纳米粒子，并用XRD，TEM手段对纳米粒子进行表征，以甲基橙为目标降解物，考察掺杂TiO2纳米粒子在自然光下的催化效果，实验结果表明，稀土掺杂能显提高TiP2纳米粒子的光催化性能，当掺杂量为l％时，光催化剂的活性最高，而且，掺杂Ho的TiO2催化活性高于掺杂Pr的TiO2。     

H0.8Ni0.4Ti1.6O4/TiO2纳米复合材料的合成及光催化性质

用固相合成法制备出K0.8Ni0.4Ti1.6O4,并用离子交换法制备出H0.8Ni0.4Ti1.6O4;通过C6H13NH2层间膨胀,TiO2粒子的插入和紫外光分解等反应,合成出一种新的层状光催化纳米复合材料H0.8Ni0.4Ti1.6O4/TiO2.X射线衍射和漫反射等表征结果表明:该样品的层间高度为0.37 nm,禁带能隙为3.35 eV和2.58 eV.用可见光范围(大于400 nm)的光照射30 min,0.4 g样品可使甲基橙溶液(20 mg/L)的降解率达到21.9%,而同样条件下,标准TiO2(P-25)仅为6.2%,表明所研制的层状纳米复合材料具有较高的光催化活性.     

钒—氮共掺杂TiO_2光催化剂的合成优化

采用溶胶—凝胶法合成了钒—氮共掺杂TiO2光催化剂,通过在模拟太阳光下降解苯酚测定其光催化活性.考察了钒源用量、水解温度、陈化温度、陈化时间等因素对钒—氮共掺杂TiO2光催化降解苯酚性能的影响.结果显示,最优条件下合成出的钒—氮共掺杂TiO2在模拟太阳光下催化反应4h,对浓度为60mg/L的苯酚的降解率达到91.83%.     

Er3+掺杂铋酸盐玻璃的光谱特性及热稳定性研究

采用高温熔融法制备了新型Er3+掺杂的Bi2O3-TiO2-B2O3系玻璃,分析比较了BiTB系列玻璃中TiO2和Bi2O3含量变化对光谱参数及热稳定性的影响.计算出了玻璃的J-O强度系数Ωλ(λ=2,4,6),并应用McCumber理论计算了掺铒铋酸盐玻璃在1.53 μm处的受激发射截面.     

氯掺杂TiO2光催化剂的水热法制备及其对苯酚降解性能研究

采用水热法,以Ti（SO4）2为钛源,NaCl为氯源制备了具有高催化活性的氯掺杂二氧化钛（Cl/TiO2）光催化剂.X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见漫反射光谱（DRS）等手段对样品进行表征.结果表明,焙烧温度、氯投加量等都影响Cl/TiO2光催化剂的光催化活性.750℃焙烧、氯投加量为15%（与钛的物质的量比）时的Cl/TiO2具有最佳的光催化活性,其平均粒径大小为67.0nm,比表面积为9.3m2/g.该催化剂是锐钛矿和金红石相的混晶,其中锐钛矿含量为74.1%.苯酚降解实验表明：该催化剂的光催化活性高于商品二氧化钛P-25,200min光照时苯酚的降解率可达90.6%.     

{110}晶面暴露的BiOCl制备及光催化活性研究

利用溶剂热法可控制备了{110}晶面暴露的Bi OCl纳米微球并以甲基橙染料为目标污染物考察其光催化性能.利用XRD和SEM对纳米微球的晶体结构及形貌进行表征.通过与共沉淀法制备氯氧铋的光催化性能对比发现,在降解甲基橙溶液的过程中,高能晶面{110}暴露的Bi OCl纳米微球在紫外光和可见光下都展示出较高的光催化活性.     

TiO_2负载杂多化合物光催化降解结晶紫的研究

采用浸渍法制备了Ti O2负载的光催化剂Si W11/Ti O2,在紫外光照射下,研究了其对模拟染料废水结晶紫溶液的光催化降解的反应,讨论了结晶紫溶液的酸度、溶液的初始质量浓度以及催化剂投加量等对结晶紫溶液脱色效果的影响.结果表明,催化剂加入量为3 mg,结晶紫的初始质量浓度为15 mg/L,p H=6时,脱色率达到87.08%.     

表面多孔TiO_2的制备及其光催化性能研究

以水热法制备的Fe3O4为磁性核心,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备的多孔SiO2为中间层,TiO2为外壳,制备出Fe3O4/多孔SiO2/TiO2复合氧化物,并将其应用于苯酚的光催化降解研究。结果表明,所制备的复合氧化物呈规则球形,表面多孔,粒径约为500nm,平均孔径约为2.16nm,其饱和磁化强度接近0.77emu·g-1;多孔SiO2与TiO2之间存在Si-O-Ti键相互桥联,TiO2以锐钛矿形式存在于催化剂表面;与P25相比,复合氧化物在紫外光及可见光区域的吸收都有所增强,光吸收范围拓展至750nm;在氙灯照射下降解10mg·L-1的苯酚废水,反应120min,苯酚的降解率可达75%以上。     

SO_4~(2-)/TiO_2光催化降解甲基橙溶液的研究

采用不同浓度的硫酸溶液浸渍处理TiO2,制得不同SO42-负载量的SO42-/TiO2光催化刺.考察了光催化剂对甲基橙溶液的光催化行为.发现SO42-/TiO2的光催化活性高于TiO2的光催化活性,浸渍液中H2SO4的浓度对SO42-/TiO2的催化活性有一定的影响,H2SO4溶液的最佳浓度为0.4 mol/dm3,催化剂的焙烧温度与光催化活性间也存在一定的关系,最佳焙烧温度为500℃,光强度与光催化反应速率相对应.     

漂浮型TiO2/EP光催化剂的制备及降解罗丹明B研究

以钛酸四丁酯为前驱体,膨胀珍珠岩(EP)为载体,采用溶胶-浸渍法制备了可漂浮于水面的负载型TiO2光催化剂。研究结果表明,TiO2被成功地负载在EP上,TiO2颗粒尺寸在20～30 nm,并且在载体表面均匀分布。600℃焙烧后,14.76%TiO2负载率的TiO2/EP催化剂表面存在锐钛矿相与金红石相混晶。对模拟污染物罗丹明B(Rh B)进行光催化降解实验的研究表明,催化剂经600℃焙烧后光催化活性最佳。在紫外光强为240μW.cm-2下光照2.5 h,0.57 g催化剂可使30 mL浓度为10 mg.L-1的Rh B的去除率达96%。     

第一过渡系金属离子掺杂的TiO2纳米粒子光催化活性的研究

用溶胶-凝胶法制备纯的和分别掺杂第一过渡系金属离子(V5 、Cr3 、Mn2 、Fe3 、Co2 、Ni2 、Cu2 和Zn2 )的TiO2纳米粒子,以甲基橙的光催化氧化评价纳米粒子的活性,借助XRD考察掺杂对TiO2相变及粒径的影响,探讨金属离子的物化性质与其对TiO2性能影响的关系,研究掺杂改性的机制.结果表明:除Cr3 外的其它离子掺杂均能提高TiO2活性且最佳掺杂量相近,反应过程中V2O5析出使0.1%V-TiO2活性逐渐降低;掺杂均能轻微抑制锐钛矿向金红石的转变,对晶粒长大轻微抑制或无影响;离子适中的Ea/r及全充满或半充满的电子构型均有利于TiO2活性提高,两者谁占主导地位随掺杂离子不同而不同;离子化合价高于 4时高化合价对催化剂活性的正效应能完全克服不适的Ea/r与电子构型的负效应.第一过渡系金属离子掺杂对TiO2活性的影响由金属离子的Ea/r、电子构型及价态共同决定,与掺杂对TiO2结构相变和粒径的影响关系不大.