光催化剂在主动净化式室内空气净化器中的应用

本文从专利申请分布的角度分析了主动净化式室内空气净化器发展格局,并重点梳理了光催化剂在空气净化器中应用技术的整体发展脉络,经历了从低效单一的光源逐步发展为高效能耗更低的可见光源,从单独的光催化模块发展到多项技术复合的一体式模块。目前,光催化剂型主动净化式空气净化器正朝着小型、高效、节能的方向快速发展。     

TiO2光催化降解甲基橙速率的影响因素

以锐钛矿型TiO2为光催化剂，以普通日光灯为激发光源，考察了甲基橙的初始浓度、溶液pH值、Cl^-的浓度以及通氧与否等条件对甲基橙光催化降解速率的影响．结果表明：甲基橙的初始浓度增大，其降解速度减小；酸性条件有利于甲基橙的光催化降解，在溶液pH值为3．0时，TiO2催化剂对甲基橙的光催化降解速率最大；在酸性溶液中通入氧气可提高甲基橙的光催化降解速度，而在碱性溶液中则结果相反；氯离子的浓度对甲基橙光催化降解速率影响不大．     

一缺位磷钨酸钠光催化降解甲基橙的研究

以钨酸钠．磷酸氢二钠为原料合成了活性较好的光催化剂一缺位磷钨酸钠．以氙灯为灯源,选择具有代表性的有机污染物甲基橙为降解对象,研究了催化剂投加量、pH值、甲基橙初始浓度对光催化降解效果的影响：并同时将催化剂负载在阴性树脂上研究其光催化活性．实验结果表明：一缺位磷钨酸钠具有较好的光催化活性．当投加量为1．2g／L。甲基橙浓度为5mg／L,pH为1．5,在可见光照射下催化反应30min时,甲基橙的降解率高达99．85％;在负载催化剂投加量为4．8g／L,甲基橙浓度为20mg／L,pH为1．5,可见光照60min,甲基橙的降解率也能达到96．99％．     

二氧化钛悬浆体系光催化降解苯酚的研究

采用二氧化钛悬浆体系，考察了光催化降解苯酚的影响因素，实验结果表明，投加200mg/L的二氧化钛粉末，在pH=5.6的酸性条件下，加入15mg/L的H2O2，用14W的紫外灯照射2．8mg/L的10min，苯酚的降解率可达97．8％，证明二氧化钛兴催化氧化法是一种降解苯酚的有效方法。     

β_2-SiW_(11)Co/PANI掺杂材料光催化降解染料废水的研究

以界面聚合法制备的β2-SiW11Co/PANI掺杂材料为光催化剂,在紫外灯辐射下,研究了模拟染料废水亚甲基蓝溶液的光催化降解反应,讨论了催化剂投加量、亚甲基蓝溶液的初始质量浓度、酸度等对催化脱色效果的影响.结果表明,亚甲基蓝溶液光催化降解的最佳条件为:pH值为5,催化剂的投加量为12.5 mg,亚甲基蓝的初始质量浓度为10 mg/L,经30 W紫外灯照射150 min后,其降解率为93.44%.     

β2-SiW11Co/PANI掺杂材料光催化降解染料废水的研究

以界面聚合法制备的β2-SiW11Co/PANI掺杂材料为光催化剂,在紫外灯辐射下,研究了模拟染料废水亚甲基蓝溶液的光催化降解反应,讨论了催化剂投加量、亚甲基蓝溶液的初始质量浓度、酸度等对催化脱色效果的影响.结果表明,亚甲基蓝溶液光催化降解的最佳条件为:pH值为5,催化剂的投加量为12.5 mg,亚甲基蓝的初始质量浓度为10 mg/L,经30 W紫外灯照射150 min后,其降解率为93.44%.     

CuPc/ZnO纳米复合材料的制备及其可见光光催化活性

采用均匀沉淀法合成了CuPc/ZnO纳米复合材料,通过X射线衍射、紫外-可见光谱、红外光谱、扫描电镜等对复合材料进行表征,并考察其在可见光下降解甲基橙的光催化活性.实验结果表明,掺杂后的ZnO粒径变小,吸收峰红移,光催化活性有所提高.用20mg复合催化剂,对100mL 15mg/L的甲基橙溶液降解2.5h后,降解率达到90%以上.当n(CuPc)∶n(ZnO)=1∶300,焙烧温度500℃,保温2h,复合颗粒用量为20mg,反应时间为2.5h时,光催化性能最好,降解率达99.8%.     

水热法制备菱面体BiFeO3/CdS复合材料及其可见光性能

通过两步水热法成功制备了不同摩尔比例的新型异质结复合催化剂BiFeO3/CdS利用XRD、SEM和UV vis等手段对复合材料的物相、形貌和光学性能进行了表征;并通过降解罗丹明B(RhB)对其光催化活性进行评价.结果表明,与单独半导体材料相比,复合催化剂在可见光下光催化降解效率更高,稳定性能更加优异.此外,本文还探讨了光催化降解机理     

水热法制备菱面体BiFeO_3/CdS复合材料及其可见光性能（英文）

通过两步水热法成功制备了不同摩尔比例的新型异质结复合催化剂BiFeO_3/CdS.利用XRD、SEM和UV-vis等手段对复合材料的物相、形貌和光学性能进行了表征;并通过降解罗丹明B(RhB)对其光催化活性进行评价.结果表明,与单独半导体材料相比,复合催化剂在可见光下光催化降解效率更高,稳定性能更加优异.此外,本文还探讨了光催化降解机理.     

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%.     

响应曲面法优化羟基铁柱撑膨润土异相光助芬顿降解偶氮胭脂红B的实验研究

采用离子交换的方法制备了羟基铁柱撑膨润土光催化材料,同时以羟基铁柱撑膨润土为异相光助Fenton催化剂,在不同实验条件下,探讨了催化剂对偶氮胭脂红B的光催化降解性能.实验结果表明,羟基铁柱撑膨润土具有高的光催化活性.以偶氮胭脂红B染料废水为研究对象,根据P-B实验结果选定pH值、染料废水的初始浓度以及H2O2投加量作为自变量,以偶氮胭脂红B的脱色率为响应值,采用响应曲面分析法研究自变量及其交互作用对偶氮胭脂红B降解的影响.由此得出偶氮胭脂红B降解优化条件:初始pH为2、偶氮胭脂红B初始浓度为100.02mg/L、H2O2投加量为10.5mmol/L.在该优化条件下,反应达到平衡后偶氮胭脂红B的脱色率达到99.21%.经实验验证,实际值与模型预测值拟合性良好.     

一个新颖的类光芬顿体系光催化降解DMP

一个以Keggin型铁取代杂多阴离子PW11O39Fe（Ⅲ）（H2O）^4-[PW11Fe（Ⅲ）（H2O）]为光催化剂的新颖类光芬顿体系被用于邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的光催化降解。实验结果表明,在pH6.86的含有0.1mmol·L^-1 DMP＋1.0mmol·L^-1PW11Fe（Ⅲ）（H2O）＋3.0mmol·L^-1H2O2。磷酸盐缓冲溶液中,反应80minDMP的降解率达到100％,总有机碳去除率为43％,并详细考察了溶液pH、初始过氧化氢浓度和PW11Fe（Ⅲ）（H2O）浓度对降解效率的影响。提出了过氧化氢存在和缺失条件下的光催化机制,这个新颖的类光芬顿体系为实际的水处理提供了潜在的应用。     

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.     

可见光下聚乙烯醇负载EuPW光催化降解甲基橙的研究

以磷钨酸和稀土氧化物为原料合成了稀土杂多酸盐K8H3[Eu(PW11O39)2]·25H2O(简记EuPW,下同).将其负载在聚乙烯醇(PVA)上,制成复合膜光催化剂EuPW/PVA,用SEM、IR等对其进行了表征.以氙灯为灯源,选择具有代表性的有机污染物一甲基橙为目标降解对象,研究了EuPW与PVA的成膜比例、合成温度、催化剂用量、pH值、反应时间、底物浓度等因素对甲基橙降解效率的影响.结果表明:EuPW与PVA的比例为1:1,处理温度为50℃,pH=2.0时催化降解效率最高,光照25 min,甲基橙的降解率可达99.1%.同时,研究了EuPW/PVA光催化降解甲基橙的动力学方程,实验表明,EuPW/PVA对甲基橙的光催化降解反应符合一级动力学方程,该反应温度下的表现速率常数为0.197 min-1.     

表面修饰纳米TiO2光催化动力学及EIS分析

采用溶胶-凝胶法以掺杂Fe3+和沉积Ag做表面修饰,制备了TiO2、0.03%Fe3+-TiO2、3%Ag-TiO2三种纳米材料工作电极,并用XRD表征了膜的晶相结构和晶粒尺寸.考察了膜电极催化降解反应.以高压汞灯为光源,通过紫外-可见分光光度计测定证实RhB在催化剂作用下的光催化动力学为一级反应,反应速率常数及在同一实验条件下的降解率依TiO2、0.03%Fe3+-TiO2、3%Ag-TiO,的顺序增大.用IM-6e电化学阻抗仪进行了电化学阻抗谱(EIS)的测量,设计了模拟电路并得到了拟合值.在实验的扫描范围内(10-5-105Hz)发现此光催化反应的速控步为电荷转移过程,得到的Nyquist图的圆弧半径及其模拟阻值大小与光催化降解动力学常数及降解率变化趋势相反.     

AAO/Ag NPs/TiO2对有机物降解特性研究

为解决污水、废水中有机物高效降解问题,采用物理气相沉积法与浸泡法制备AAO/Ag NPs/TiO_2复合材料并通过扫描电子显微镜对材料形貌与结构进行表征.通过紫外可见分光光度计测试不同条件样品对染料罗丹明B的降解特性,分析产生高效降解特性的物理机制.测试与分析结果表明,当反应时间为160min时,相同浓度TiO_2对罗丹明B的降解率为63%,而制备的AAO/Ag NPs/TiO_2复合材料光催化降解率达到93%以上,热催化与吸附各占29.8%和10.3%,降解速率比TiO_2快2～4倍.AAO/Ag NPs/TiO_2复合材料显著提高TiO_2降解能力且循环使用后依旧表现优异降解效果,在降解废水有机物领域呈现出良好的发展景况.     

流动相光催化反应器对苯酚的降解特性研究

对流动相体系中光催化降解苯酚的反应特性进行实验研究.采用流动相光催化反应装置,以苯酚作为目标污染物,TiO2(Degussa-P25)作为光催化剂,针对吸附、光解、光源强度、曝气量、苯酚初始浓度和催化剂投加量等对降解苯酚溶液的影响进行了研究,并进行了动力学分析,建立了相应的苯酚光催化降解动力学经验方程.实验结果表明,苯酚在流动相光催化反应器中,吸附和光解对悬浮态TiO2催化剂降解苯酚的影响微弱;循环流量为0.5~0.6L/min时光催化降解苯酚效果最好;苯酚初始浓度在10~60mg/L之间时,苯酚的降解遵循表观一级反应动力学规律,表观反应速率常数K=Ksum(0.000 6I+0.004 7),其中Ksum=16.783[1/C0]+0.055 6.     

Pd改性TiO2的光谱特性及气相甲苯光催化降解性能

采用等体积浸渍法和溶胶-凝胶法制备了Pd负载(用Pd/TiO2表示)和Pd掺杂(用Pd-TiO2表示)两类TiO2催化剂,用XRD、SEM、UV-Vis DRS等对其进行分析.结果表明,用溶胶-凝胶法制备Pd-TiO2,能有效抑制产物晶粒的增长和团聚,提高晶体的相转变温度和对可见光的吸收;而用浸渍法制备Pd/TiO2,虽然也能抑制晶粒的团聚,但在500 ℃焙烧温度下,产物晶相中便出现了金红石相,且晶粒大小比纯TiO2还大.将Pd-TiO2催化剂应用于气相甲苯光催化降解反应,得到了良好的效果,当n(Pd)/n(Ti)=0.3％时,Pd-TiO2催化剂的甲苯单程降解率达到45.1％.     

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。     

纳米二氧化钛光催化降解苯酚废水

以苯酚为模拟污染源,紫外灯为光源,考察了pH值、反应物初始浓度、催化剂用量和铁掺杂对纳米二氧化钛光催化降解苯酚的影响。实验结果表明,pH=6时降解率较高,强酸和强碱条件均不利于苯酚的降解;初始浓度为150mg/L降解效果较好,浓度过大或过低影响催化效果;催化剂用量为75mg/L时降解速率较高,催化剂量过多或过少不利于降解。质量分数为5%的铁掺杂催化剂比未掺杂时的降解率有所提高。