新型光催化纳米材料Zr-TiO_2-SBA-15的制备及其对染料污水处理的应用

选择高效模板剂P123,以水热合成法制备介孔分子筛,以钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法将TiO_2负载到分子筛SBA-15上,最后以氧氯化锆为金属源,采用浸渍法将金属沉积到TiO_2-SBA-15上,得到新型光催化剂Zr-TiO_2-SBA-15。通过FT-IR,SEM,TEM等实验分析方法对新材料进行表征。选择模拟染料甲基橙溶液对Zr-TiO_2-SBA-15的降解能力进行考察,最终确定最佳条件为:锆沉积量为1%的Zr-TiO_2-SBA-15在pH值为4、光催化剂添加量为15 mg、甲基橙溶液初始质量浓度为5 mg/L时,对甲基橙的最大降解率为87.1%.     

N,P-CQDs/TiO_2复合材料的制备及光催化降解罗丹明B

以钛酸丁酯为原料,采用溶剂热法合成了颗粒纳米二氧化钛,以玉米秸秆、磷酸盐、尿素分别为碳源、磷源和氮源合成了氮磷掺杂碳量子点(N,P-CQDs),然后通过浸渍法合成了N,P-CQDs/TiO_2复合材料.通过SEM,TEM,FT-IR,PL等分析方法对催化剂进行了表征.以罗丹明B为目标污染物考察了光催化剂的光催化性能,当罗丹明B质量浓度为15 mg/L,溶液p H值为9,催化剂用量为30 mg时,具有最高的光催化性能.在可见光的照射下,120 min内对罗丹明B的降解率可达89%.     

Ag_3PO_4/TiO_2复合材料的制备及其降解亚甲基蓝研究

以钛酸丁酯为钛源,氢氧化钠为生长助剂,采用醇热法合成Ag_3PO_4/TiO_2光催化剂.利用X射线衍射、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、N_2吸附-脱附对催化剂进行了表征.以亚甲基蓝为目标降解物,对其浓度、pH值、用量进行了三因素四水平的正交实验.结果表明,在100 W氙灯照射下,亚甲基蓝质量浓度为15 mg·L~(-1),p H值为7时,加入30 mg催化剂表现出较高的光催化活性,降解率达90.75%.     

活性炭微球/TiO_2复合光催化剂制备及其降解阳离子红研究

以钛酸丁酯为钛源,活性炭微球(ACMB)为载体,用蒸汽热法制备出ACMB/TiO_2复合光催化剂.用X射线衍射(XRD)、扫面电镜(SEM)对复合光催化剂进行表征.结果表明:复合光催化剂保持了炭微球的球形形貌和孔隙结构,颗粒直径约为3μm,表面明显分布有微米级TiO_2颗粒.XRD表明复合光催化剂中的TiO_2以锐钛矿晶型存在.以阳离子红(X-GTL)模拟废水为目标,研究了各种变量对阳离子红降解效果的影响,得出在光催化剂投加量为0.4g/L、pH为4、初始浓度为50mg/L的最佳条件下阳离子红废水的去除率能够达到98.65%.此外利用紫外-可见光谱(UV-Vis)、离子色谱、液相色谱等多种分析测试手段对X-GTL的降解产物进行了分析鉴定,推导出X-GTL降解路径.结合自由基捕获实验分析了ACMB/TiO_2复合材料的催化机制.结果表明:X-GTL在光催化降解过程中,先是助色基团断裂,然后是显色基团NN键断裂,最后是苯环开环生成各种小分子有机酸,最终产物为Cl~-、SO_4~(2-)、NO_3~-、CO_2和H_2O,超氧自由基是X-GTL的光催化降解的关键物质.     

Cu2O/TiO2异质结构纳米材料的合成及其光催化降解甲基橙的研究

环境污染以及能源短缺问题日益加剧,迫使人们寻找相应的解决办法.就当前科技发展来看光催化技术是一种理想的应用技术,而且催化剂TiO_2一直受到人们广泛的关注.实验采用水热法合成二氧化钛纳米线并以其为基底成功制得Cu_2O/TiO_2复合纳米材料.通过一系列表征技术手段对成功制得的Cu_2O/TiO_2复合光催化剂的内部结构、形貌以及光谱吸收范围进行深入的研究,并测试了自合成的Cu_2O/TiO_2光催化剂在可见光照射下对甲基橙的降解能力.结果表明:制得的Cu_2O/TiO_2复合纳米材料在光照50 min后降解率高达91.31%,是纯相Cu_2O的1.43倍,是纯相TiO_2的4.85倍.     

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%.     

WO_3/TiO_2光催化剂的制备及降解低浓度苯酚废水的研究

以P25(锐钛矿/金红石质量比为4∶1)为母体,钨酸铵为钨源,采用浸渍、研磨、煅烧等步骤制备出复合型WO3/TiO2光催化剂粉体,并采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),紫外可见漫反射(DRS)等手段对光催化剂进行表征.以500 W氙灯为光源,低浓度苯酚溶液为目标降解物,复合型WO3/TiO2粉体为光催化剂,通过光降解反应,研究了三氧化钨复合浓度、光催化剂浓度、反应体系的温度等因素对光降解性能的影响.结果表明:WO3的复合能使光催化剂粉体团聚现象加重;WO3高度分散于材料中;2%WO3的复合明显扩展了光催化剂光响应范围;苯酚初始浓度为55 mg/L时,光催化剂降解苯酚实验的最佳反应温度为50℃,最佳光催化剂浓度为1.6 g/L,最佳复合摩尔浓度为2%,且其光催化性能优于P25,在60 min内苯酚降解率达到75%.     

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.     

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%.     

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%.