从含钛电炉熔分渣制备纳米结构六钛酸钾晶须

研究了一种通过水热碱法—酸液回流—煅烧,从含钛电炉熔分渣中分离提取、制备纳米结构六钛酸钾晶须材料的新方法.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、X射线荧光光谱等表征手段,详细探讨了煅烧过程中钛钾摩尔比、煅烧温度、保温时间和水浸对最终产物物相和微观形貌的影响.含钛电炉熔分渣在水热温度为200℃,水热反应时间为24 h,碱液浓度达12 mol·L-1时,经酸液回流后所得偏钛酸呈一维单晶纳米棒状结构.随着钛钾摩尔比从1.50增加至1.75,煅烧温度从800℃升高到1100℃,保温时间从0.5h延长至7h,制备得到的六钛酸钾晶须的纯度、结晶性及长径比逐渐提高.当钛钾摩尔比为1.75,煅烧温度为1100℃,保温5 h,水浸2 h后可制备得到尺寸均一的六钛酸钾纳米晶须.     

乙醇助水热法制备钛酸铋光催化剂的研究

以Bi(NO3)3·5H2O和Ti(SO4)2为反应物,用乙醇助水热法制备了钛酸铋光催化剂,并研究了水热温度、水热时间对样品光催化活性的影响.用X射线衍射表征了样品的结构,紫外可见漫反射光谱测试显示含有Bi12TiO20的样品吸收带发生了红移,比表面积及孔结构分析表明样品的比表面积远远高于化学溶剂分解法制备的钛酸铋的比表面积.以甲基橙为模拟污染物,评价了样品的光催化性能,发现当水热反应温度为140 ℃、水热反应时间为1.5 h时,样品的光催化活性最高.     

含钛电炉熔分渣碱熔过程中 Ti元素的选择性富集及MgAl2O4的物相转化规律

以KOH为改性剂,利用渣碱共熔反应对攀钢含钛电炉熔分渣进行改性处理,成功地将炉渣中Ti元素从原来的重钛酸镁选择性地富集到偏钛酸钾中,同时渣中镁铝尖晶石和镁橄榄石转化为易溶于水的铝酸盐和硅酸盐.采用X射线衍射技术研究了共熔反应中煅烧温度、渣碱比(含钛电炉熔分渣的质量与KOH质量之比)、保温时间等对Ti元素迁移富集和镁铝尖晶石转化的影响.当渣碱比为1：2.1、煅烧温度700℃及保温时间1 h时,生成的偏钛酸钾衍射峰达到最强,镁铝尖晶石的衍射峰最弱,有效地实现了Ti元素的选择性富集及镁铝尖晶石的物相转化.实验证实了较高K/Ti比( K2 O与TiO2的摩尔比)是生成偏钛酸钾的主要原因.以最佳碱熔条件下得到的共熔渣为原料,经过后续处理,在850℃的条件下合成了六钛酸钾纳米晶须.     

掺钕钛酸铋纳米结构的水热合成研究

以Bi（NO3）3·5H2O,Nd（NO2）3·6H2O和Ti（OC4H9）4为原料,NaOH为矿化剂,采用水热法合成铋层状钙钛矿掺钕钛酸铋（Bi3.15Nd0.85Ti3O12,BNdT）纳米结构．利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）表征产物的晶相和形貌．研究反应温度、矿化剂浓度和反应时间对水热合成BNdT纳米结构的影响．结果表明,在适当的水热反应条件下能有效合成BNdT纳米结构,在反应温度为150℃、175℃、200℃和220℃时分别形成球状、球状与片状共存、棒状和片状产物．     

掺杂铜和钒的纳米二氧化钛的光催化性能

采用溶胶-凝胶-水热后处理法制备掺杂铜和钒的纳米二氧化钛，并对所得的纳米二氧化钛光催化剂的成分、结构与光催化性能的关系进行研究。用X射线衍射、荧光光谱、紫外-可见漫反射光谱对其进行分析。研究结果表明：其晶粒直径约为6nm；电子-空穴分离效率提高；对可见光响应显著增强。通过光催化降解模拟实验，发现该二氧化钛粉末对甲基橙有机废水的降解率达到97．9％，所得到的掺杂纳米二氧化钛光催化剂扩大了对可见光响应范围，提高了光催化降解效率。     

钒钛磁铁矿直接还原技术探讨

钒钛磁铁矿是一种含铁、钛、钒为主并伴生有少量铬、镍、钴、铂族、钪等多种可综合利用组分的矿物。对钒钛磁铁矿进行开发利用研究的主要国家是南非、俄罗斯、新西兰和中国。南非采用的是回转窑一电炉流程，主要回收铁和钒(震动罐提取钒渣)，电炉钛渣含30％左右二氧化钛，作为铺路或其他原料。新西兰采用的也是回转窑—电炉流程，含二氧化钛28％—32％的钛渣没有利用，只回收了铁和钒(铁水包提钒)。     

纳米二氧化钛材料的制备与性能研究

分别用溶胶-凝胶法与水热合成法制备了纳米二氧化钛.水热合成法与溶胶-凝胶法合成的纳米二氧化钛相比,比表面积很大,形貌比较规则;并且水热法合成的纳米二氧化钛已经出现纳米棒状结构,用自然界唯一的碱性多糖壳聚糖为模板剂合成的比表面积可以达432.36 m2/g.     

掺杂锌的二氧化钛与石墨烯复合物的制备及性能研究

对新型的锌掺杂二氧化钛光催化剂的制备进行了探讨,采用制备方法是溶胶凝胶法,通过研究催化剂制备中锌掺杂的比例、与煅烧温度等对降解水体中的盐酸四环素处理效果.通过一系列表征方法对分析复合材料,含氧官能团在水热法处理下被大部分移除.锌掺杂二氧化钛纳米颗粒分散在石墨烯片层表面,二者通过化学键紧密结合.制备此种催化剂的比例是石墨烯氧化物与锌掺杂二氧化钛的质量之比为1∶20,采用140℃的水热温度.制备的新型催化剂材料可以有效处理废水中的盐酸四环素,在今后的污水处理领域大有可为.     

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.     

氮掺杂二氧化钛纳米管对染料废水的光催化降解性能

采用水热方法制备氮掺杂的二氧化钛纳米管(N-TiO2)光催化剂并进行光催化降解染料废水实验.结果表明:通过水热法可以制备出结构有序、排列均匀的二氧化钛纳米管;分别用不同体积分数的甲胺、丁胺水溶液为氮源对二氧化钛纳米管进行掺杂,发现用丁胺水溶液[V(丁胺)∶V(水)=1∶3]为氮源的氮掺杂二氧化钛催化剂,当煅烧温度为500℃时,在模拟太阳光下对玫瑰红染料废水的降解率最高,可以达到98%,表明N-TiO2催化剂对玫瑰红染料废水具有较好的光催化效果.     

TiO2纳米粒子制备及其光催化性能研究

以无机盐四氯化钛为原料,采用加碱中和水解法制备出纳米级二氧化钛粒子.采用正交实验方法研究了温度、浓度、反应终了pH值、分散剂用量以及反应时间对粒子大小、分散性能和光催化性能的影响,并得到了二氧化钛光催化剂的最佳制备工艺条件,同时研究了不同条件制得的二氧化钛光催化剂对苯酚水溶液的催化降解特性.实验发现除锐钛型TiO2具有光催化活性外,无定型水合TiO2粒子也具有良好的催化活性.     

金红石型钛白粉表面包覆氧化铝的形态及机理

探讨了以H2SO4和CH2OHCH2Cl为酸解介质时，氯化法金红石型钛白粉表面包铝的行为及形态特征。利用正交实验研究了包膜过程中，熟化pH、熟化时间以及温度对包铝钛白粉白度的影响。氯化法金红石型钛白粉浆在pH为10时，Zeta电位最大，在水中达到最佳分散，利用H2OHCH2Cl作为酸解介质时，浆液中的均相成核得到显著抑制，钛白粉表面的包膜质量得到明显改善。以稀硫酸作为酸解介质时，随熟化温度升高和熟化时间的延长，钛白粉包覆效果明显改善，白度值明显升高。     

活性二氧化氯处理含硫模拟废水

研究了活性ClO2处理含S2-和S2O23-模拟废水,考察了反应温度、反应时间、搅拌速度、废水初始质量浓度、pH值、摩尔比等对处理效果的影响。实验结果表明:ClO2处理含S2-和S2O23-废水时,搅拌速度在50r/min时,两反应物就能充分混合;对含S2-废水,反应温度基本无影响,15min反应就完成,强碱性时处理效果会降低,初始质量浓度100mg/L时适宜的摩尔比是1.47∶1;对含S2O23-废水,25min后反应就完全,溶液酸性有利于废水的处理,初始质量浓度220mg/L时适宜的反应温度是45℃,摩尔比是0.32∶1。活性ClO2处理含S2-和S2O23-废水速度快、效果好。     

二氧化钛光催化还原银离子探针反应的研究

探讨了以微量银离子为光化学反应的探针,依据金属离子光催化还原反应评价催化剂的光催化活性的方法.选择晶粒度为25nm的锐钛矿二氧化钛为研究对象,研究了紫外光照射下此催化还原反应的反应动力学特性,考察了二氧化钛浓度和银离子浓度对光催化反应速率的影响,确定了适合该评价方法的优化操作条件,并通过TEM和XRD等手段对反应后的固体颗粒物进行了表征.结果表明,在254nm的紫外光照射下,二氧化钛光催化还原银离子具有一级反应动力学特征,水溶液中的银离子在二氧化钛表面发生还原生成单质银.评价二氧化钛活性的优化操作条件为二氧化钛浓度为0.4g/L,银离子初始浓度为10~15mg/L时.检测了4种不同粒径二氧化钛的光催化活性,结果表明银离子适合作为光催化反应的探针.     

二氧化钛纳米管不同光源催化降解X3B

采用水热法制备得到了二氧化钛纳米管,并对其进行了TEM、XRD及N2吸附的表征.考察了不同pH的X3B在紫外光、氙灯及可见光下的降解反应.结果表明:不同pH体系,中性条件降解效果最佳,碱性条件降解效果最差;中性体系下,紫外光、氙灯和可见光降解速率常数分别为0.0428,0.0424和0.00522 min-1.研究表明:以紫外光为光源、体系pH为7时,降解效果最优,约经1.5 h,其X3B降解率达99%.     

乙酰丙酮铁配合物对纳米二氧化钛表面改性

通过吸附法用乙酰丙酮铁配合物对纳米TiO2进行表面改性,以光催化降解甲基橙为探针反应,在紫外光照条件下考察了配合物含量、吸附温度、溶剂用量、吸附时间等改性条件对纳米TiO2催化活性的影响。研究表明,用乙酰丙酮铁改性纳米TiO2非常有效。当w[Fe（acac）3/TiO2]为0．25％,吸附温度为60℃,溶剂用量为乙醇／TiO2等于29mL·g^-1,吸附1．5h时,改性后的纳米TiO2催化活性比改性前有了很大的提高。即使在普通白炽灯光照条件下,改性催化剂仍然显示出很高的光催化活性,明显优于非改性的纯TiO2。改性纳米TiO2经过IR、XRD、UV—Vis、荧光分析表征。     

盐酸体系中二氧化锰浸出方铅矿的研究

在盐酸溶液中,用二氧化锰浸出方铅矿精矿制备氯化铅,并考察操作参数对铅浸出率的影响。研究结果表明盐酸体系中二氧化锰浸出方铅矿的最佳操作条件如下:搅拌速率为500 r/min,反应体系中总液体与总固体质量比为10,二氧化锰与方铅矿精矿质量比为1.3,反应时间为60 min,反应温度为80℃,盐酸浓度为3 mol/L,氯化钠质量浓度为250 g/L;在此最佳操作条件下,方铅矿精矿中的铅浸出率在99.5%以上,氯化铅产物纯度在99.6%以上。     

反应温度对水热合成二氧化钛微粒的影响

采用水热合成工艺,以钛酸丁酯(Ti(OC4H9)4)为前驱体,通过改变水热合成反应的温度,合成了不同晶型和形貌的二氧化钛(TiO2)微粒。使用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对产物进行表征。结果表明:水热反应的温度对TiO2微粒的晶型、晶粒尺寸和形貌有较大影响。随着水热反应温度的增加,二氧化钛微粒的晶粒粒径越来越大,结晶程度越来越完整,形貌也越来越规则。当水热反应温度较低时(80℃),晶型以锐钛矿为主,衍射峰峰宽较宽,峰强也较弱,晶粒刚开始发育;随着反应温度增加,开始出现金红石晶型,衍射峰锐化,峰的强度增强,晶粒粒径增大,晶粒逐渐发育完全;当反应温度达到160℃时,以金红石晶型为主,晶粒发育完全,结晶完善。     

TiO2光催化同步去除水体中重金属和有机物研究进展

 综述了TiO₂光催化氧化有机物、还原重金属离子的影响因素,包括TiO₂晶型、光源与光强、溶液的pH值、氧气、催化剂的用量、物质浓度、温度及一些无机阴离子,以及光催化还原金属离子、光催化氧化有机污染物的反应机理方面的基础研究进展.论述了重金属离子对光催化氧化有机物的影响、有机物对光催化还原重金属离子的影响,以及重金属离子与有机体共存体系的协同效应方面的应用研究进展.分析了目前研究中指出存在的问题并对今后的TiO₂光催化同步去除水体中的重金属离子和有机物的基础理论研究和实际应用研究做出展望.