TiOF2光催化降解甲基橙的影响因素研究

通过溶胶-凝胶法制备氟氧钛（TiOF₂）花状纳米球，采用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱分析仪（FT-IR）和固体紫外漫反射仪（UV-Vis DRS）等手段对TiOF₂花状纳米球进行表征分析，并通过实验探究了不同条件下TiOF₂对甲基橙染料废水的光催化降解性能。在300 W氙灯模拟太阳光照射2.5 h条件下，质量浓度0.5 g/L TiOF₂光催化剂对初始质量浓度20 mg/L、pH呈中性、体积为100 mL的甲基橙染料废水在20 ℃反应条件下降解效果最佳，催化降解率可达97.3%。此结果说明所制备的TiOF₂光催化剂对甲基橙染料废水具有良好的光催化活性。     

改性ZnO空心球光催化性能的研究进展

近年来,有机染料大量使用引起的水污染问题日益严重,因此迫切需要一种绿色、高效的技术来去除废水中的持久性有机污染物。ZnO作为一种廉价、无毒、储量丰富的半导体光催化剂,被认为是TiO₂的最佳替代品。ZnO空心球由于其独特的结构,拥有良好的光吸收能力和光催化稳定性,具有很好的应用前景,但是纯的ZnO空心球的禁带宽度较大,只能对紫外光或近紫外光作出响应。综述了ZnO空心球的制备方法以及其改性材料的光催化性能。并在提升ZnO空心球光催化性能方面做出了详细的阐述,包括掺杂、金属沉积、构建异质结等。讨论了增强ZnO空心球光催化活性的机制。     

光电与微生物结合的生物杂化光合体系生产聚β-羟基丁酸酯的研究进展

人工光合系统具有较高的光吸收率，但难以合成具有高附加值的化合物.微生物则可以利用自身的促进自我修复与复制、具有高特异性的生物酶催化合成各种高分子化合物.生物杂化光合体系结合两者优点，为化学品的合成提供了一条清洁高效、经济、可持续的发展途径.近年来，有科学家利用生物杂化光合体系生产生物可降解材料聚β-羟基丁酸酯，取得了初步成效.以下从光催化剂协同微生物杂化光合体系和微生物电合成体系两个方面，介绍了生物杂化光合体系生产聚β-羟基丁酸酯的研究进展，研究了利用该体系生产聚β-羟基丁酸酯的现存问题，并对其未来发展方向进行了展望.     

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。     

Y3+掺杂TiO2柱撑膨润土光催化氧化甲基橙的降解过程

采用酸性溶胶法制备掺杂钇离子（Y³⁺）的二氧化钛（TiO₂）柱撑膨润土, 并用其光催化降解甲基橙（MO）. 利用紫外可见分光光度法（UV-Vis）、 液相色谱质谱联用（LC-MS）及紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）分析降解过程中的中间产物和催化剂, 研究降解过程中化学需氧量（COD）、 总有机碳（TOC）、 电导率和pH值等参数的变化. 结果表明, 反应6 h后, 溶液基本无色, 降解率达99.6%; 反应过程中产生甲苯磺酸、 苯胺及对苯二酚等中间产物, 并随着反应的进行不断降解矿化; 反应结束后, 溶液pH值由5.0降至4.6, 电导率由82.60 μS/cm增大至141.50 μS/cm, 上清液COD值由80.20 mg/L降至12.20 mg/L, 悬浊液COD值由201.20 mg/L降至102.90 mg/L, 溶液的TOC值由3020 mg/L降至13.10 mg/L, 催化剂TOC值由76.80 mg/L降至43.10 mg/L; 反应过程按吸附-光催化协同机制进行.     

人工酶与定向进化的前沿与挑战

 定向进化是在实验室环境中，在分子水平上模拟进化过程，得到具有期望特征的蛋白质的方法，目前已成为蛋白质设计改造的重要方法。定向进化不仅可以用于天然蛋白质的改造，也可以通过改造现有的酶，使其具有新的催化活性，从而构建人工酶。本文重点介绍工业生物催化、纳米酶设计和光催化3个方向的前沿成果，并讨论人工酶与定向进化领域存在的挑战和问题。     

卤氧化铋光催化去除环境污染物

卤氧化铋基半导体材料具有铋氧层和卤素层交替排布的独特层状结构和易调节的禁带宽度，在直接利用太阳光去除环境污染物方面表现出优异性能和巨大潜力.基于国内外相关研究进展及本课题组近年来的研究成果，该文综述了卤氧化铋材料(氯氧化铋、溴氧化铋和碘氧化铋)光催化去除环境污染物方面的研究成果，主要包括卤氧化铋光催化材料的设计和改性策略，以及上述新材料在重金属离子去除、有机污染物降解和空气净化等领域的研究进展.最后，提出了卤氧化铋光催化材料在环境污染控制领域的研究展望.     

高能GO/TiO2制备及其光催化反渗透浓水性能

为高效率处理反渗透浓水,采用改良Hummers法、水热合成法制备具有良好的吸附以及光催化性能的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料（GO/TiO2）,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）表征其微观形貌和物相组成;并以模拟反渗透浓水探究其性能、较佳反应条件及具有协同效应。结果表明,纳米材料中二氧化钛粒子的高能暴露面增多,有助于有效地提高其光催化活性,粒子的晶化度有所增加且均匀附着在氧化石墨烯表面,不仅增大了粒子的比表面积,还降低了二氧化钛粒子的宽带隙能,有助于提高其光催化效率;同时,由于氧化石墨烯接收的二氧化钛受激发释放的光生电子的存在,氧化石墨烯对重金属离子的静电吸附能力显著增强,提高了氧化石墨烯去除重金属离子的效率;所制备的氧化石墨烯/具有高能暴露面二氧化钛纳米复合材料具有良好的处理反渗透浓水性能,氧化石墨烯含量为80 mg的纳米复合材料与pH调节至4的模拟反渗透浓水在室温下避光搅拌3 h、光催化反应1.5 h为较佳反应条件,该纳米复合材料的Pb2+、Cd2+、Cr6+去除率分别为32.2%、19.8%、11.7%,具有协同效应。     

酸对TiO_2结构和光催化性能的影响

以H2SO4,HCl和一水合柠檬酸作酸催化剂,采用溶胶-凝胶法合成了纳米TiO2光催化剂。通过XRD,TEM,HR-TEM,Uv-Vis和FT-IR等分析手段对样品进行表征。以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行评价。研究结果表明,酸对TiO2的结构和性能有很大的影响:以H2SO4做催化剂时,TiO2颗粒分布均匀,粒径在7~12nm之间,全为锐钛矿相;以HCl作催化剂时,TiO2的粒径约为20nm,全为锐钛矿相;而以一水合柠檬酸作催化剂时,TiO2的粒径较大,约为30nm,且团聚严重,为锐钛矿相和金红石相的混合相。以H2SO4作催化剂制备的TiO2光催化活性最好。     

电子束辐照在二氧化钛上沉积银制备高性能光催化薄膜

利用5MeV电子束辐照AgNO3溶液浸泡的TiO2薄膜,得到高性能的Ag/TiO2光催化结构.浸泡AgNO3溶液的最佳浓度为5×10-4mol.L-1.