水热合成TiO2纳米棒及其光催化降解甲基橙研究

以锐钛矿TiO2粉末为原料,采用水热法合成了Ti02纳米棒,并利用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜TEM等手段对产品进行了表征.以甲基橙为模拟染料废水,TiO2纳米棒为催化剂,在紫外光照条件下考察TiO2纳米棒的投加量、甲基橙的初始浓度、光照时间、溶液pH值及重复使用次数对甲基橙光降解效率的影响。实验结果表明:TiO2纳米棒的投加质量浓度为0.2g/L,甲基橙初始浓度为10mg/L,pH为5～6;光催化反应3h后,甲基橙的降解率可达96.5%;TiO2纳米棒重复使用5次后,甲基橙的降解率仍然可达85.6%.     

TiO2/浮珠负载型光催化剂的制备及其光催化性能

为提高光催化降解印染废水的效率,以空心结构微珠(浮珠)为载体,将TiO2溶胶-凝胶负载于表面,制备一系列不同焙烧温度、不同负载次数、具有高催化性能的负载型光催化剂.通过对甲基橙溶液光催化降解实验,研究了焙烧温度、负载次数、甲基橙溶液的初始质量浓度对光催化性能的影响.实验结果表明:500℃焙烧、负载4次时制得的负载型光催化剂催化活性最高,光照反应120 min5、mg/L的甲基橙溶液降解率为69%;降低甲基橙溶液初始质量浓度,其降解速率明显提高.     

TiO2/竹炭复合材料对甲基橙的吸附和光催化降解动力学

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/竹炭复合材料,并研究其对甲基橙的暗态吸附规律和光降解性能。结果表明:复合材料对甲基橙的吸附是物理吸附,吸附规律较好地符合Freundlich吸附等温模型;复合材料对甲基橙溶液的降解率随pH值升高而降低。在pH≈3时,紫外光辐照90 min条件下,复合材料投加量为16g/L时,对3.0×10-5mol/L的甲基橙溶液的降解率可达到90.68%;复合材料对甲基橙光催化反应可用一级反应动力学方程进行描述。     

溶胶-凝胶法制备La3+、碳纳米管掺杂纳米TiO2及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,分别制备了不同掺杂量的La3 掺杂TiO2、多壁碳纳米管掺杂TiO2及La3 与碳纳米管共掺杂纳米TiO2粒子.通过紫外光照射甲基橙溶液的光催化降解实验,研究了掺杂对TiO2光催化活性的影响.实验表明,适量的La3 掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为La3 摩尔分数等于0.08%,碳纳米管掺杂也可以提高TiO2的光催化活性,La3 与碳纳米管共掺杂TiO2具有最高的光催化活性.10%(碳原子的摩尔分数)碳纳米管、0.08%La3 (摩尔分数)共掺杂TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率达到84%,而纯TiO2在1 h内对甲基橙溶液的降解率只有约53%.X衍射图谱和透射电镜分析表明,制得的TiO2均为锐钛矿型,晶粒直径约为8～25 nm.     

脉冲制备TiO2纳米管及其表征

研究脉冲机制中不同电压和占空比下,交流电源对TiO2纳米管形貌以及光催化性能的影响. 通过脉冲电源,采用不同脉冲电压和占空比,在纯钛基体表面制备TiO2纳米管,并采用扫描电子显微镜 （SEM） 和能量色散光谱仪（EDS） 分析该膜层的表面形貌和元素组成,探究制备TiO2纳米管较优的电压和占空比参数. 采用优化条件下的TiO2纳米管探究其光催化降解甲基橙的性能. 实验结果表明,当脉冲电压从50 V 升高至80 V,占空比为15%时,获得TiO2纳米管表面质量最好,管径随电压的升高而增大;光催化6 h后,甲基橙溶液降解了21.2%. TiO2纳米管可通过脉冲电压阳极氧化法制备,并具有光催化降解甲基橙的能力.     

TiO_2/甲壳素光催化降解甲基橙的性能

以钛酸四丁酯为钛原料,通过升高温度使尿素逐渐分解的方法制备胶体TiO2,将胶体TiO2固定到甲壳素上得到TiO2/甲壳素。以甲基橙水溶液为光催化降解模型,用分光光度计法测定TiO2/甲壳素的光催化性能。结果表明:在100 min的紫外光下,TiO2/甲壳素对甲基橙的催化降解率达到75.6%;经150 min太阳光照射,TiO2/甲壳素对甲基橙的降解率达到52.3%。TiO2/甲壳素对甲基橙10次的降解率在45.1%到73.9%之间。TiO2/甲壳素的红外光谱图有O-Ti-O键的特征吸收峰952.8 cm-1。本工作制备的TiO2/甲壳素具有良好的光催化降解甲基橙的能力。     

静电自组装制备坡缕石负载纳米TiO2光催化材料

为了实现纳米TiO2的固定化负载,提高材料的光催化性能,选用1维孔结构的坡缕石矿物为载体,以TiCl4为钛源,采用静电自组装方法制备了坡缕石负载纳米TiO2光催化材料.采用XRD(X射线衍射分析)、FT-IR(傅立叶变换红外谱仪)和SEM(扫描电镜)对材料进行分析和表征,采用甲基橙染料评价材料的光催化性能.重点考察了焙烧温度和硅烷偶联剂用量等对材料结构和性能的影响.研究表明:坡缕石负载纳米TiO2复合材料对甲基橙染料具有吸附与光催化的协同作用,采用静电自组装方法可有效提高材料的光催化性能和循环利用性能.     

Fe_3O_4-TiO_2复合材料的制备及光催化降解性能

通过水热法制得Fe3O4八面体微米颗粒,以Fe3O4为载体,用溶胶-凝胶法将纳米TiO2负载于Fe3O4表面,制备Fe3O4-TiO2复合材料,并进行光催化降解甲基橙的研究.结果表明:用溶胶-凝胶法通过控制Fe3O4-TiO2的复合比,在Fe3O4表面能均匀负载一层TiO2纳米粒子;与纯Fe3O4和TiO2相比,Fe3O4-TiO2复合材料作为催化剂,对甲基橙的光催化降解性有明显的提高;样品的有机碳去除率较高,重复使用性较好.     

还原氧化石墨烯-TiO_2复合纳米材料制备与光催化性能

利用新型碳材料还原氧化石墨稀对TiO_2进行改性,以期提高TiO_2的光催化活性.采用溶剂热法,以氧化石墨烯(GO)和钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)为原料,成功制备了不同还原氧化石墨烯含量的RGO/TiO_2纳米复合材料.运用XRD、TEM、FT-IR和UV-vis等手段研究了复合材料的性质,同时以甲基橙(Methyl Orange,MO)为模型,评价了不同反应条件下制备的复合物的光催化性能,讨论了不同还原氧化石墨烯含量、催化时间等对复合物的光催化性能的影响.在甲基橙评价模型基础上,将制得的具有最佳光催化性能的RGO/TiO_2复合材料进行致病大肠杆菌的抗菌实验,以此来检验RGO/TiO_2纳米复合材料的抗菌效果.实验结果表明,采用溶剂热法在180℃下煅烧6h制得RGO/TiO_2纳米复合材料,锐钛矿相TiO_2通过C-O-Ti键均匀地分布在片层还原氧化石墨烯载体上.RGO/TiO_2复合材料对甲基橙溶液的降解率明显高于纯纳米TiO_2.当制备复合材料时GO的初始投加量为40mg时,制得的RGO/TiO_2复合材料对甲基橙的降解率达到50%.同时,该RGO/TiO_2纳米复合材料对致病大肠杆菌有明显的抗菌作用.     

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.     

纤维素/二氧化钛复合材料的光催化性研究

通过控制尿素分解速率来改变体系pH的方法,将钛酸丁酯水解的胶体二氧化钛吸附到天然高分子纤维素上,得到纤维素/二氧化钛复合材料.分别以紫外光或太阳光为光源,研究纤维素/二氧化钛复合材料对甲基橙水溶液的催化降解性能.用傅里叶红外光谱仪表征了复合材料的结构.结果表明:二氧化钛与纤维素形成的氢键等分子间作用力使二氧化钛被吸附到纤维素上,复合材料出现787cm 1的O Ti O键的吸收峰.纤维素与钛酸丁酯的较佳比例为20g与4.3mL.在紫外光照射100min下,复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解率为100%;在太阳光照射150 min,复合材料对甲基橙水溶液的光催化降解率为81%;复合材料可反复降解甲基橙水溶液5次.本实验合成的纤维素/二氧化钛复合材料具有可完全生物降解、能利用太阳光、反复催化降解甲基橙水溶液的特性,可应用于处理甲基橙等染料废水.     

氮掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能研究

以双氰胺为氮源,温和条件下采用Sol-Gel法制备氮掺杂TiO2粉末.XRD结果显示:所制备的样品是以锐钛矿相为主、含少量金红石相的混和相;UV-Vis漫反射光谱结果显示:相对于TiO2,氮掺杂纳米二氧化钛(N/TiO2)的光吸收阈值没有发生明显的红移,但可见光吸收强度明显增大.n(N):n(Ti)=0.12:1、煅烧温度400℃、煅烧时间2 h条件下制备的N/TiO2光催化剂的催化活性最佳,可见光下,300 min内可使甲基橙的降解率达到60%.     

改性TiO2的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为前驱体,利用溶胶-凝胶法制备了不同掺铁量的改性纳米Ti02光催化剂,用XRD表征了其结构特征,并以甲基橙为目标降解物,评价了改性后纳米TiO2的光催化性能。结果：掺铁质量分数为0.03％的TiO2光催化活性最高;当甲基橙的初始浓度为16mg／L、掺铁0.03％TiO2的投加量为1.2g／L、pH值为3时,40w紫外灯照射210min,甲基橙的去除率高达95％以上。     

Sb掺杂TiO2光催化降解甲基橙反应研究

考察了Sb参杂TiO2催化剂光催化降解甲基橙(MO)反应性能。研究了催化剂制备条件、Sb负载量、催化剂用量、H2O2用量、反应时间、光照等实验条件对MO降解率的影响。实验结果表明,Sb负载量为5%的TiO2表现出了良好的催化活性。在优化条件下,反应240 min可将浓度为100 mg/L的MO完全降解。     

碳掺杂TiO_2光催化剂处理有机污染物的研究

本文利用自制的碳掺杂改性TiO2光催化剂对甲基橙的光催化降解进行了研究,探索了光催化剂的最佳活性条件.实验表明：催化剂在350℃下焙烧4 h,且负载量为3∶2时光催化活性最佳;当催化剂用量为0.3 g时,光照0.5 h甲基橙的降解率为99%以上;当双氧水用量为2 mL时光催化剂催化活性最高,同时比较了紫外光下和太阳光下降解效果,显然太阳光下效果远远差于紫外光下的降解效果,但催化剂已经向可见光吸收范围转移.     

微波辅助水相合成二氧化钛及其催化活性研究

以四氯化钛为原料,采用微波辅助溶胶-凝胶法在水相中制备二氧化钛,用XRD、TEM对所制得的二氧化钛的性质进行表征。用15W紫外灯作为光源,以甲基橙为模拟污染物进行光催化降解实验,探讨不同反应温度和反应时间得到的二氧化钛光催化效果。实验结果表明在120℃、30min的条件下制备的二氧化钛光催化活性最高。并利用液质联用技术对降解反应机理进行了研究。     

CTAB微乳体系低温合成纳米TiO_2及其光催化性能的研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正己醇/水微乳体系低温陈化合成纳米TiO2,对微乳体系相行为做了初步的研究,并用X射线衍射、热重分析法等对其结构进行了表征.以甲基橙的光降解性能评价了其光催化性能,讨论了低温陈化与光催化活性的关系.光催化实验表明低温陈化制备的TiO降解甲基橙的能力优于纯TiO.     

β-环糊精/TiO2复合光催化剂制备及光催化性能探讨

研究用硅烷偶联剂KH560做交联剂,以β-环糊精(β-CD)对TiO2固体表面进行改性,制备β-CD/TiO2复合材料.通过钛含量测定、红外和热重分析对β-CD/TiO2复合材料进行了表征.以甲基橙溶液为研究对象,分别考察了β-CD/TiO2复合材料和纯TiO2对甲基橙的光催化降解能力.结果表明：制得的β-CD/TiO...     

TiO2-SBA-15负载镧催化剂的制备、 表征及光催化降解甲基橙

以SBA-15为载体, 钛酸四丁酯为钛源, 采用溶胶 凝胶法制备负载TiO₂的SBA-15分子筛, 先通过浸渍法将不同质量浓度的硝酸镧负载到TiO₂-SBA-15上, 再用高温焙烧法制备不同镧负载量的TiO₂-SBA-15催化剂. 采用X射线衍射(XRD)、 红外光谱(FT-IR)、 电感耦合等离子体(ICP)发射光谱、 透射电镜(TEM)及N₂吸附-脱附等温线对系列催化剂进行表征. 用负载镧的TiO₂-SBA-15催化剂对甲基橙溶液进行光降解, 考察镧的负载量对甲基橙降解率的影响. 实验结果表明： 当镧的负载量为0.14%, 紫外灯照射140 min时, 甲基橙的降解率为100%.