超临界制备TiO_2光催化剂及其活性研究

以钛酸丁脂为钛源,用溶胶-凝胶法制得催化剂前驱体,用超临界干燥法处理获得大孔及高比表面积的TiO_2超细颗粒,该样品在苯酚光催化降解反应中显示出优良的催化性能,其催化活性显著优于由直接干燥法处理获得的TiO_2颗粒,而且催化剂具有良好的热稳定性,即使经过973 K的高温焙烧,仍能保持良好的催化活性,结合催化剂的系列表征,包括XRD、TEM、氮气吸附-脱附等温线、XPS等,初步讨论了超临界干燥法对改善TiO_2光催化活性的结构因素。     

TiO2/Fe3O4/AC复合光催化剂的制备及其光催化活性研究

以粉末活性炭(AC)为载体,用共沉淀法制得Fe3O4/AC,再以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/Fe3O4/AC复合光催化剂(简称复合光催化剂).运用FT-IR、XRD、DRS、VSM测试方法对复合光催化剂进行表征,结果表明,该复合光催化剂包含有Fe3O4和TiO2成分.在紫外光照射下对偶氮砷染料的脱色反应表明,在照射时间为60min、催化剂投加量为0.1g、偶氮染料pH=2、初始浓度为10mg*L-1的最佳条件下,该复合光催化剂对偶氮染料的脱色率可达99%.     

花瓣状铈掺杂纳米TiO_2光催化剂的制备及其光催化活性

以葡聚糖为模板,以硫酸钛和硫酸高铈为原料,采用水热沉淀法制备一系列铈掺杂的、具有花瓣状结构的TiO_2光催化材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射(XRD)、低温氮气吸附(BET)、红外光谱(IR)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术对其形貌特征、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行表征。以亚甲基蓝溶液的光催化降解为模型反应,考察不同掺杂量的样品在紫外和日光条件下的光催化性能,并通过降解前后水样中化学需氧量(COD)的变化确定其最后的存在形式。研究结果表明:用模板法制备的TiO_2光催化剂具有花瓣状结构、粒度均匀且均为纳米级,铈掺杂的TiO_2在紫外和日光条件下较纯TiO_2对亚甲基蓝溶液具有更好的光催化降解效果。甲基蓝降解终产物为CO_2和H_2O,且该结构TiO_2易于离心分离去除。     

水热法制备TiO_2/MoS_2纳米球光催化剂及其光催化性能研究

采用两步水热法合成TiO_2/MoS_2复合光催化剂.经过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析表明,MoS_2成功复合在TiO_2纳米球上;合成的TiO_2/MoS_2复合光催化剂提高了光电子-空穴对的分离效率.相比较纯粹的MoS_2颗粒和TiO_2纳米球,TiO_2/MoS_2纳米球复合光催化剂具有较强的光催化性能,光催化效果好.     

纳米Bi_2O_3/TiO_2光催化剂的制备及光催化活性评价

在超声波作用下采用水解法制备Bi2O3/TiO2复合光催化剂,以紫外灯为光源,对有机染料进行光催化降解实验,考察Bi2O3/TiO2的光催化性能.结果表明:Bi2O3与TiO2复合拓宽了催化剂对光的吸收范围,提高了TiO2的光催化活性,掺杂量(Bi2O3)为0.25%(w)复合光催化剂催化活性最高.考察了催化剂投加量、染料初始浓度、溶液pH值等因素对罗丹明B降解效果的影响,降解反应遵从假一级动力学模型,测得反应速率常数为0.0574min-1.     

Ag/TiO_2/AC光催化氧化NO性能研究

以活性炭(AC)为载体,采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备新型光催化剂Ag/TiO_2/AC,利用SEM、XRD、BET和UV-Vis光谱等手段对样品进行了表征,并以模拟烟气中的NO为对象,进行光催化氧化性能测试。结果表明,Ag/TiO_2/AC的比表面积为895.21 m~2/g,且对光响应波长已扩展到可见光区,该催化剂在光催化氧化NO反应中具有优异的活性,NO的氧化率高于60.5%。     

TiO_2/SiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶 -凝胶法制得 Si O2 胶体 ,并将其与锐钛型 Ti O2 微粒复合制得 Ti O2 / Si O2 催化剂 .用透射电镜 (TEM)观察表面形貌 ,用红外光谱 (IR)和 X-射线衍射 (XRD)表征其结构 .以敌敌畏溶液等为体系 ,考察了 Ti O2 / Si O2 的催化性能 ,同时与单一的锐钛型 Ti O2 作对比 .结果表明 ,Ti O2 / Si O2 具有比 Ti O2 更强的光催化性能     

TiO_2/AC光催化降解水中微量莠去津的研究

采用溶胶凝胶法制备了活性炭负载二氧化钛(TiO2/AC)催化剂,研究其对水中微量莠去津的光催化降解情况.结果表明,当TiO2/AC催化剂在活化温度为500 ℃,TiO2负载量为34.4%,催化剂使用量大于15 mg/L时表现出最高的催化活性,在最优条件下TiO2/AC催化剂对水中40 μg/L莠去津的光催化降解符合准一级反应动力学方程,降解效率为91.4%,催化效果优于TiO2、P25TiO2以及TiO2+AC的混合体系.莠去津的光催化降解途径为脱氯反应生成羟基化产物OHA,OHA脱烷基生成OHDIA和OHDEA.     

Ag-AgBr/TiO_2光催化剂的制备及其降解染料的研究

采用简单的沉积沉淀法制备了Ag-Ag Br/Ti O2复合光催化剂.通过粉末X射线衍射和紫外-可见漫反射表征了催化剂的结构和光学性质.进而,使用X射线光电子能谱验证了Ag-Ag Br/Ti O2表面的Ag物种以Ag(0)和Ag(I)形式存在.研究表明分别在可见光和紫外光照射下液相降解罗丹明B,与单独的Ti O2相比,Ag-Ag Br/Ti O2有更高的光催化活性.此外,还研究了在光催化过程中电子的传输路径.基于表征结果和光催化活性,观察到和讨论了Ag-Ag Br和Ti O2的协同作用.     

球形ZnO/TiO_2颗粒的制备及其光催化研究

以ZnSO4·7H2O和Ti(SO4)2·9H2O为原料,PVP(聚乙烯吡咯烷酮)为表面活性剂,采用液相沉淀法制备了球形ZnO/TiO2复合颗粒.研究结果表明:在制备球形ZnO/TiO2复合颗粒过程中,若ZnO/TiO2的摩尔比为1︰6,在50%(v/v)的乙醇水溶剂中加入6 g/L PVP时,所得复合颗粒为圆球形,且光催化活性较强.在800℃下煅烧ZnO/TiO2复合颗粒30 min,得锐钛矿型TiO2,结晶相当完善,具有稳定且较高的光催化活性.     

TiO_2/AC粉末对苯酚的光催化降解

由TiCl4一步水解法制得粉状H2O2光催化剂TiO2/AC.讨论了不同条件下TiO2/AC对苯酚的降解效率.结果表明,当苯酚溶液的起始浓度为10mg/L,TiO2在TiO2/AC中的质量分数为95%,TiO2/AC的用量为30mg,H2O2的浓度为50mg/L,pH为5时,光催化剂对苯酚溶液的降解率最高.     

TiO_2/AC复合材料的吸附性与光催化性能

以煤基活性炭为原材料,采用浸渍-水热法合成TiO_2/AC复合材料,进一步分析TiO_2负载量对TiO_2/AC复合材料吸附性能和光催化活性的影响.结果表明:TiO_2负载量为10.2%时,TiO_2/AC复合材料对Rh B的单层饱和吸附量为19.5mg/g,高于煤基活性炭饱和吸附量13.8mg/g.紫外光辐照下,不同负载量的TiO_2/AC复合材料均表现出优异的光催化活性.TiO_2负载量为11.4%时,紫外光辐照2h后,TiO_2/AC复合材料对Rh B降解率为98.5%,远高于同等条件下P25光催化剂对Rh B的降解率(72.1%).这是由于活性炭和TiO_2之间的界面可以有效分离光生电子-空穴对,同时石墨化C的存在可以提高光生电子的迁移率,因此TiO_2/AC复合材料表现出明显优于P25的光催化活性.     

微波辐射制备TiO2薄膜及其光催化活性

采用微波辐射法由溶胶制备出TiO2薄膜,考察了加热方式、微波功率、辐射时间等因素对甲基橙降解的影响。结果表明．与传统加热法相比较,微波干燥制备的TiO2薄膜对甲基橙有更高的光催化活性;微波辐射加热时间为4min,微波功率为中低火时,制得的光催化剂催化活性较高;且TiO2薄膜性能稳定可重复利用。     

纳米TiO_2的低温制备及光催化活性研究

以钛酸丁酯为前躯体,在低温(40℃)下制备了TiO2薄膜,并评价其光催化活性.结果表明:在40℃条件下制备的光催化剂,具有锐钛矿相和板钛矿相两种晶相,粒径为5 nm.光催化甲醛实验表明,制备的TiO2薄膜不需经过高温处理,光照2 h甲醛的降解率达60%,且稳定性较好,可重复使用.     

掺钼锆TiO_2光催化剂的制备与光催化性能

本文以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备掺杂钼、锆的TiO_2纳米晶体光催化剂,并以甲基橙为目标降解物,研究Mo、Zr不同掺杂比例和不同焙烧温度对其光催化活性的影响。实验结果表明:随着温度的升高,TiO_2光催化剂的光催化活性逐渐升高;在掺杂相同比例的Zr的情况下,掺杂的Mo的浓度越大,TiO_2光催化剂的光催化活性越低;但在可见光降解条件下,这种变化的趋势不明显。     

TiO_2/SiO_2复合材料的制备及其光催化性能的研究

以钛酸丁酯和正硅酸乙酯为主要原料,用两步溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2复合材料,并对其光催化降解活性艳红X-3B溶液的性能进行了研究,考察了Ti∶Si摩尔比、焙烧温度、初始浓度和催化剂用量对其光催化降解率的影响。结果表明,当n(Ti)∶n(Si)=6∶1,焙烧温度为500℃时TiO2/SiO2复合材料的光催化活性最好,比相同条件下纯TiO2的光催化活性有明显提高;相同条件下,降解率随溶液初始浓度的升高而降低,催化剂用量存在最佳值,25 mg/L的活性艳红X-3B溶液,催化剂用量的最佳值为1.6 g/L。     

石墨烯/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能的研究

利用超声法制备石墨烯/TiO_2光催化复合材料,通过XRD、SEM、紫外漫反射对合成的系列样品进行表征,结合光催化降解罗丹明B(RhB)实验得出最佳复合条件:复合比例为1∶40,超声时间为60 min,复合温度为200℃.通过5次重复利用实验得出石墨烯/纳米TiO_2复合材料具有可见光催化稳定性.通过对石墨烯/TiO_2光致发光光谱和不同捕获剂存在下石墨烯/TiO_2光催化降解染料实验的研究,表明在石墨烯/半导体氧化物可见光催化反应过程中·OH自由基起主要的光催化作用,空穴起辅助的催化作用.     

复合光催化剂MWNTs/TiO_2制备条件优化研究

目的研究煅烧时间、煅烧温度、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)投加量、溶胶体系pH值、载体投加量等因素分别对复合光催化剂多壁碳纳米管/二氧化钛(MWNTs/TiO_2)光催化性能的影响,以及多因素共同作用下复合光催化剂MWNTs/TiO_2的最优化制备条件,同时考察最优化复合光催化剂对氧乐果的降解效率.方法以异丙醇和钛酸四丁酯为原料,经溶胶-凝胶制备MWNTs/TiO_2复合纳米光催化剂,通过控制煅烧时间、煅烧温度、PSS投加量、溶胶体系pH值、载体投加量等制备条件进行正交实验确定最优化制备条件,同时采用表面形貌分析、X射线光谱仪(EDX)等方法对催化剂进行表征;用优化制备的MWNTs/TiO_2光催化降解氧乐果,确定其降解效率.结果马弗炉600℃煅烧5.5 h,投加PSS 3 g/L,所投加MWNTs质量与投加纳米TiO_2质量之比为1.25%,控制溶胶体系pH值为4是最优化制备条件;优化制备的光催化剂MWNTs/TiO_2反应3 h,氧乐果的降解率为40.56%.结论优化后的MWNTs/TiO_2对氧乐果农药废水具有更好的降解效果.     

掺铟TiO_2/蒙脱土复合光催化剂的制备及光催化性能研究

以TiCl4为前驱物,采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD),制备纳米级In/TiO2/MMT复合光催化剂,采用XRD,TEM,XRF、紫外漫反射光谱等手段对催化剂进行了表征,TiO2以锐钛矿型存在,催化剂粒径在13～18nm之间.以亚甲基蓝溶液的脱色降解为反应模型,对催化活性进行了评价,当In掺杂量为2%(质量百分数),煅烧温度为700℃时,In/TiO2/MMT复合光催化剂的催化活性最好,亚甲基蓝降解率达99.2%,总有机碳(TOC)的去除率为63.9%.     

TiO_2/TiSi_2复合材料的制备及其可见光光催化性能

分别以TiSi_2和HCl为钛源和形貌控制剂,采用一步水热法合成了海胆状TiO_2/TiSi_2纳米复合材料。TiO_2/TiSi_2是由TiSi_2基体与生长在TiSi_2表面的海胆状金红石型TiO_2组成,其中,金红石型TiO_2由大量尺寸均匀、表面光洁、沿[001]晶向生长的纳米棒组成。随着盐酸浓度的增加,TiO_2纳米棒会由棒状转变为锥状。性能测试发现,相比于纯相的金红石型TiO_2,TiO_2/TiSi_2复合材料在可见光区域具备较好的光吸收性能和较高的光催化降解甲基橙效率。