光催化降解弱酸性红RN染料的研究

以弱酸性红RN染料为目标降解物,分析纳米TiO2对其光催化降解的机理.采用XRD表征自制纳米TiO2光催化剂的晶相结构.通过单因素实验,研究光催化剂投加量、染液初始pH值等因素变化对纳米TiO2光催化降解弱酸性红RN染液的影响.结果表明,纳米TiO2受光照激发在其表面生成了具有高活性和强氧化能力的羟基自由基(·OH),将弱酸性红RN染料催化降解为N2、H2O、CO2、Na2SO4等无害物质.采用溶胶凝胶法制备的纳米TiO2晶粒均为锐钛矿相,粒径大小为19.2nm.在300W金卤灯照射下,光催化反应240min时,0.25g纳米TiO2对100mL质量浓度为5mg/L、pH=5的弱酸性红RN染料溶液的降解率达94.2%.     

溶胶-凝胶法制备不同晶相组成TiO_2及其可见光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了不同晶型的TiO2纳米粒子,以X-射线衍射、扫描电镜、红外光谱和紫外-可见固体漫反射吸收光谱对其进行了表征及光吸收特性研究,以可见光下TiO2对罗丹明B的降解率评价其光催化活性.结果表明TiO2纳米粒子的晶相分别为锐钛矿纯相、锐钛矿/金红石混晶和金红石纯相,粒子的平均粒径为10 nm左右,许多纳米粒子聚集形成较大的颗粒,且表面含有活性羟基.制备的三种晶相组成的TiO2对罗丹明B均具有较高的可见光催化活性,活性均高于商品TiO2（P25）,且活性按锐钛矿纯相、混晶和金红石纯相的顺序依次降低,可见TiO2的可见光催化活性与其晶相组成密切相关.     

溶胶-凝胶法制备不同晶相组成TiO2及其可见光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了不同晶型的TiO2纳米粒子,以X-射线衍射、扫描电镜、红外光谱和紫外-可见固体漫反射吸收光谱对其进行了表征及光吸收特性研究,以可见光下TiO2对罗丹明B的降解率评价其光催化活性.结果表明TiO2纳米粒子的晶相分别为锐钛矿纯相、锐钛矿/金红石混晶和金红石纯相,粒子的平均粒径为10 nm左右,许多纳米粒子聚集形成较大的颗粒,且表面含有活性羟基.制备的三种晶相组成的TiO2对罗丹明B均具有较高的可见光催化活性,活性均高于商品TiO2(P25),且活性按锐钛矿纯相、混晶和金红石纯相的顺序依次降低,可见TiO2的可见光催化活性与其晶相组成密切相关.     

低温水解制备TiO2/ACF复合光催化剂及其对茜素红S的降解应用

以四氯化钛为原料,利用低温直接水解法制备了纳米二氧化钛,同时将其负载于活性碳纤维表面得到TiO2/ACF复合光催化剂.SEM照片显示二氧化钛在ACF上以纳米团簇的形式均匀附着;XRD结果表明所得TiO2/ACF中TiO2的晶型为金红石相,微晶尺寸为7.02 nm,350℃下煅烧后金红石相TiO2结晶更好,微晶尺寸为9.88 nm; XPS分析表明Ti元素以Ti4+的形式存在.将350 ℃煅烧得到的TiO2/ACF复合光催化剂应用于对茜素红S的光催化降解,实验表明其光催化性能良好.     

纳米复合光催化剂制备及对PAR降解的研究

以钛酸四正丁酯和无水乙醇为主要原料,另掺杂一定比例的Fe3+,以溶胶-凝胶法制备Fe-TiO2复合光催化剂,并用XRD和SEM等手段进行表征。以4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚(PAR)光催化降解为模型反应,在可见光条件下对所制备的催化剂催化性能进行表征和评价。结果表明,掺铁比不掺杂TiO2有更高的催化活性,同时也验证了锐钛矿型TiO2是催化活性最高的晶型。     

微波诱导制备纳米二氧化钛及其光催化性能

以TiCl4为前驱物,利用微波加热的方法制备了纳米TiO2光催化剂,采用XRD,TEM以及UV-Vis等手段对产物进行了表征.以甲基橙为模型污染物,测试所制备TiO2的光催化性能.研究了不同微波功率和不同反应物浓度对TiO2结构和形貌的影响.实验结果表明,制备的纳米TiO2分别为球形锐钛矿和锐钛-金红石混合晶型,平均粒径在30 nm.TiO2对甲基橙有较好的降解效果,采用微波制备样品有较好的光催化活性.     

掺钇纳米TiO2的制备及其光催化降解性能

以价廉易得的TiCl4为原料,采用低温水解法制备出掺钇纳米TiO2光催化剂,进行了XRD分析,研究了掺钇纳米TiO2对甲基橙的光催化降解性能,结果显示:掺钇阻碍了晶粒生长,抑制了TiO2由锐钛矿向金红石晶型的转变,使粒径减小,光催化降解能力增强.实验条件下,掺钇纳米TiO2光催化剂降解甲基橙的最佳投加量为2.0g/L.     

二氧化钛纳米管阵列的制备及光催化效果的研究

用阳极氧化法制备出高度致密、有序的TiO2纳米管阵列.利用SEM和XRD表征分析纳米管阵列的形貌和结构.分析结果表明:经过450℃退火后的TiO2晶相结构为夹杂少量金红石相的锐钛矿相.以甲基橙在水溶液中的光催化降解为实例,分别研究了TiO2纳米管阵列在可见光和紫外光激发下的光催化性能.实验结果表明:该阵列在紫外光激发下有较高的光催化效率,但在可见光照射下产生降解效果不太明显.     

石墨烯杂化钛酸管复合光催化剂的制备与表征

以化学法还原的石墨烯和纳米TiO2为原料,采用水热法制备出一系列具有良好可见光活性的石墨烯 钛酸管复合光催化剂,并研究石墨烯含量和水热温度对其光催化性能的影响.结果表明：当石墨烯质量分数为5%时,复合光催化剂的催化活性最佳;采用较低水热温度制备出的复合光催化剂具有更大的比表面积和更优异的催化性能,其比表面积为一般石墨烯 TiO2复合光催化剂的10倍;在可见光照射条件下,其降解罗丹明 B的速率常数可达8.76×10-2 min-1,远高于文献报道的TiO2类光催化剂降解的速率常数;其可见光活性来源于石墨烯的敏化作用.     

稀土离子Gd3+掺杂TiO2光催化剂的制备及其对碱性品红降解性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Gd3+掺杂TiO2光催化剂,利用紫外-可见漫反射光谱对样品进行了表征.考察了纯TiO2和 Gd3+掺杂TiO2对碱性品红染料降解性能的影响.结果发现Gd3+的掺入抑制了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,与纯TiO2相比,Gd3+掺杂TiO2催化剂在可见光区的吸收能力增强,该催化剂光催化降解碱性品红的活性提高了20%左右.实验表明,掺杂Gd3+ 1%(质量分数),温度为25 ℃,底物浓度为20 mg·L-1时对碱性品红染料降解的效果较好.     

钒掺杂TiO_2纳米粉体光催化降解甲基橙研究

采用溶胶-凝胶法制备掺杂V的纳米TiO2光催化剂,研究了V不同掺杂量及热处理温度对紫外光照下TiO2光催化降解甲基橙性能的影响.结果表明,经V掺杂改性的TiO2增加了晶相的转变温度,吸收光谱发生红移,光催化活性有明显提高,在本试验范围内V的最佳掺杂摩尔分数为0.1%,最佳烧结温度为400℃.     

溶剂热法合成纳米TiO_2的结构及光催化性能

以无水乙醇为溶剂、咪唑和乙二醇为调节剂、钛酸丁酯为原料,采用溶剂热法制备了TiO2光催化剂,对其晶型、结构、形貌、热稳定性、比表面积及光学性能进行了表征.紫外-可见光照射降解甲基橙的光催化性测试表明,咪唑1.0mL、乙二醇3.0mL制备的TiO2光催化剂对甲基橙的降解率最高,45min时达到92.5%.     

聚苯胺改性纳米TiO2的制备及其对含氰废水的降解研究

通过矿化接枝技术将溶胶-凝胶法制备的纳米TiO2负载在聚苯乙烯微珠载体上,制成负载型纳米TiO2光催化剂。利用导电聚苯胺对负载型纳米TiO2光催化剂进行可见光改性,通过XRD,SEM等方法对改性纳米TiO2光催化剂进行表征,并用改性催化剂在太阳光照射下对3种工业含氰废水进行降解处理。结果表明：导电聚苯胺对负载型纳米TiO2光催化剂涂膜改性,显著改善了负载型纳米TiO2光催化剂在可见光条件下的光催化性能,可有效降解废水中的大部分有毒氰根（CN^-）,使其含量远低于国家排放标准。     

纳米多晶TiO2的光催化性能

以纯锐钛矿型和纯金红石型TiO2为原料,通过超声分散制备复合晶态的TiO2,研究纳米TiO2的晶相组成对光催化性能的影响.通过X射线衍射分析表征晶相组成与晶粒尺寸;以甲苯为目标降解物,采用气相色谱检测复合晶态的TiO2对甲苯的降解效果.结果表明:锐钛矿型TiO2的光催化性能明显地优于金红石型TiO2,但由于协同作用,一定比例的金红石能提高纳米多晶TiO2的光催化性能;当晶相中锐钛矿型与金红石型TiO2的质量比为83∶17时,纳米多晶TiO2具有最佳光催化活性.     

稀土离子Gd^3＋掺杂TiO2光催化剂的制备及其对碱性品红降解性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Gd^3＋掺杂TiO2光催化剂,利用紫外-可见漫反射光谱对样品进行了表征.考察了纯TiO2和Gd^3＋掺杂TiO2对碱性品红染料降解性能的影响.结果发现Gd^3＋的掺入抑制了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,与纯TiO2相比,Gd^3＋掺杂TiO2催化剂在可见光区的吸收能力增强,该催化剂光催化降解碱性品红的活性提高了20%左右.实验表明,掺杂Gd^3＋1%（质量分数）,温度为25℃,底物浓度为20 mg·L^-1时对碱性品红染料降解的效果较好.     

溶剂热法制备TiO2/g-C3N4及其光催化性能

采用溶剂热法合成了可见光响应的TiO2/g-C3N4复合光催化剂,并对TiO2/g-C3N4进行质子化处理。通过X射线衍射、氮气吸附-脱附BET法、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、紫外-可见漫反射和荧光光谱等方法对样品进行了表征,并以甲基橙(MO)光催化降解为模型反应,考察了可见光下制备的样品的光催化性能。结果表明,多孔TiO2纳米晶与g-C3N4形成具有"芝麻饼"形貌的复合结构;TiO2/g-C3N4复合光催化剂的吸收带边扩展到465nm,较TiO2出现明显红移;TiO2与g-C3N4能带匹配耦合,有效地抑制了电子与空穴的复合;质子化处理过程能够提高可见光区吸收强度和电子的传导能力,增强了TiO2的光催化活性。     

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.     

纳米TiO2/玻璃薄膜光催化降解亚甲基蓝的研究

用溶胶 -凝胶法在玻璃表面制备了均匀透明的纳米TiO2 薄膜 .采用高压汞灯为光源 ,敞口固定床反应器对水中染料亚甲基蓝进行了光催化氧化实验 .实验结果表明 :随着涂膜次数的增加 ,薄膜TiO2 负载量增加 ,锐钛矿晶相粒径增大 .TiO2 薄膜对亚甲基蓝氧化降解具有较高的光催化活性 ,降解反应符合一级速率方程 .对亚甲基蓝的暗态吸附及光催化降解机理作了初步探讨     

Fe，Gd共掺杂改性TiO2的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了铁和钆共掺杂纳米TiO2粉体材料,研究了共掺杂粉末在可见光下的光催化性能.紫外可见吸收光谱分析显示:共掺杂粉末在可见光区有较强吸收,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应.光催化降解实验表明,共掺杂TiO2粉体有很高的可见光光催化活性,以550 ℃热处理的同时掺杂质量分数为0.05%Fe和0.05%Gd的TiO2粉体光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为79.6%.     

表面键合型CO32-/TiO2光催化剂的性能表征

以碳酸铵和溶胶-凝胶法制备的TiO2干凝胶为原料,采用机械研磨-热处理法制备表面键合型CO2-3/TiO2光催化剂,并对样品的晶相组成、比表面积、光吸收性能、表面化学状态和表面光生载流子的分离效率等性质进行表征.此外,以气相的丙酮为模型污染物,考察催化剂在紫外光(λ≈365nm)照射下的光催化性能.结果表明:CO2-3/TiO2光催化降解丙酮的转化率和矿化率分别为82%和100%,与纯TiO2相比,其转化率和矿化率分别提高了105%和61%.