TiO2/SiO2纳米粒子光催化降解庚烯/二氧化硫

以TiO₂/SiO₂纳米粒子为催化剂, 研究了催化剂不同焙烧温度对二氧化硫与庚烯光催化反应的影响. 结果表明, 经600 ℃焙烧的催化剂对庚烯的降解最好. 同时研究了庚烯和二氧化硫的初始浓度、 氧气和水蒸气的不同含量及光强等因素对其光催化氧化降解的影响. 庚烯的降解速率随着二氧化硫浓度的增加而增加, 最终趋于稳定. 在二氧化硫浓度一定时, 庚烯的反应速率分别随着氧气和水分子含量的增加而不断增大, 氧含量为20%时速率最大; 水分子含量为444 μmol/L时速率最大. 庚烯的反应速率随着光强的增加而增大, 光强增至8.32 mW/cm²时, 反应速率趋于定值. 通过FT-IR和GC-MS测定初步确定了反应产物.     

掺铁改性A-TiO2紫外光照下催化降解酚红

用水热法制备了掺铁改性TiO₂粉体催化剂,对其进行了XRD和SEM表征,研究在紫外光照射下以所制催化剂对酚红的催化降解效率,观察酚红溶液的初始浓度、初始pH值、TiO₂的掺铁量、TiO₂的剂量、光照时间等因素的影响。结果表明：催化剂晶体全为锐钛矿型即单一A-TiO₂;催化剂粉末是由纳米晶定向自组装形成复杂的三维结构,各纳米晶为八面体结构。光催化降解的优化条件是：酚红溶液的初始浓度45 mg/L(pH=5),改性A-TiO₂的摩尔掺铁量为5%、剂量为2.4 g/L,19℃的室温下用波长等于254 nm的紫外光照射80 min,酚红的最大降解率为47.87%。于上述优化条件下进行暗吸附实验：20 min达到吸附平衡,平衡吸附量为2.96 mg/g。     

ZnO/TiO2复合薄膜的制备及其光学性能的研究

利用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备ZnO、TiO₂多层复合薄膜.测试手段采用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）分别对薄膜的结构、形貌和光学性能进行表征.研究固定浓度的ZnO在不同浓度的TiO₂上进行叠涂的复合薄膜的光学性能.实验分别制备浓度为0.45 mol/L/0.45 mol/L、0.45 mol/L/0.55 mol/L、0.45 mol/L/0.65 mol/L、0.45 mol/L/0.75 mol/L的ZnO/TiO₂双层膜.实验再进一步研究,在双层膜性能最好的薄膜的浓度基础上增加薄膜层数,制备TiO₂/ZnO/TiO₂3层膜.结果表明：浓度为0.45 mol/L/0.55 mol/L的双层ZnO/TiO₂复合薄膜的结晶质量好,吸光度较强,禁带宽度值为3.39 eV.将ZnO和TiO₂薄膜复合后,会产生一个新的杂质能级,电子跃迁时能量增加,载流子迁移速度降低,禁带宽...     

火山渣吸附低温水体中SO2-4的效果

以火山渣为吸附材料, 研究其对低温水体中SO^2-₄的吸附效果及影响因素. 实验结果表明： 火山渣对SO^2-₄具有较好的吸附效果; 当SO^2-₄初始质量浓度为100~ 1 000 mg/L时, 吸附量随初始质量浓度的增加而增大; 当ρ（SO^2-₄）=1 000 mg/L时, 火山渣最大吸附量为6.24 mg/g, 平衡时间最短, 为4 h; 吸附过程的最佳pH=7; Ca²⁺,Mg²⁺对火山渣吸附SO^2-₄有一定促进作用, 而Cl^-与NO^-₃具有抑制作用.     

铁掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化庚烯的研究

采用新的合成路线制得掺铁TiO₂纳米粒子, 通过光催化降解庚烯研究其气固复相光催化性能, 用XRD, UV-vis和XPS等方法研究了掺铁TiO₂纳米粒子的晶体结构、 光吸收特性及表面化学形态. TiO₂纳米粒子掺杂Fe³⁺后, TiO₂的光吸收阈值发生红移, 向可见光区拓展; Fe³⁺掺杂浓度和焙烧温度对掺铁TiO₂纳米粒子的气 固复相光催化降解活性有很大影响, 实验结果表明, 掺铁量为0.5%(摩尔分数), 焙 烧温度300 ℃时光催化降解活性最好.     

TiO2-SiO2复合气凝胶的常压干燥制备及光催化降解含油污水活性

以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为原料,利用溶胶凝胶工艺制备出不同硅含量的TiO₂-SiO₂复合醇凝胶.结合老化液浸泡和小孔干燥工艺,在常压下干燥得到完整的TiO₂-SiO₂复合气凝胶块体.采用扫描电子显微镜、BET比表面积测试、X射线粉末衍射等测试手段对复合气凝胶的微观结构和物化性能进行了测试和表征.测试结果表明,复合气凝胶具有良好的性能,Ti和Si元素在气凝胶中分布均匀.随着SiO₂含量的增加,复合气凝胶的密度逐渐变小,比表面积增大,孔隙率增加,转变为锐钛矿相的相变温度升高.经高温煅烧晶化处理,复合气凝胶转变为锐钛矿相结构.以乳化后的渤海原油水溶液作为含油污水模拟溶液,测试了复合气凝胶对含油污水的催化降解性能.污水降解结果显示复合气凝胶对渤海原油污水具有较好的催化降解活性.在SiO₂摩尔分数低于30%时,随着硅含量的增加,复合气凝胶的光催化降解率升高;但当SiO₂摩尔分数高于30%后,继续增加SiO₂掺入量,反而造成复合气凝胶催化能力下降.对于SiO₂摩尔分数为30%的复合气凝胶,获得了最佳的催化降解效果,90 min催化降解率达95%.     

SO2-4,HCO-3和Cl-对UV/TiO2降解矿井水中CODCr的影响

探讨SO^2-₄,HCO^-₃和Cl^{-对TiO₂光催化降解矿井水的化学耗氧量(用Cr法测)(COD_Cr)性能的影响. 用阴离子树脂充分过滤掉矿井水中阴离子, 将Na₂SO₄,NaHCO₃和NaCl分别配成在矿井水中单一存在的溶液和复合存在的溶液, 使用自制的TiO₂在紫外灯照射下光催化降解矿井水中COD_Cr. 当3种离子单独存在时, 它们均使光催化COD_Cr的降解率下降, 影响大小依次是HCO-₃>SO2-₄>Cl-; 当3种离子两两复合时, 在HCO-₃分别与SO2-₄和Cl-的复合实验中, 当HCO-₃浓度较低时, HCO-₃和SO2-₄,或Cl- 共同影响使COD_Cr降解率下降, HCO-₃起主要作用; 当HCO-₃浓度较高时,HCO-₃起主要作用. 在SO2-₄,和Cl- 的复合实验中, Cl-浓度为4.45 mmol/L, 可轻微促进COD_Cr降解率的提高, 当Cl-浓度高于此浓度时, Cl-和SO2-₄有协同作用并使COD_Cr降解率下降, 且降解率均低于Cl-和SO2-₄ ,单独存在时的降解率.}     

气凝胶态可见光响应光催化剂的制备和性能研究

为改进纳米TiO₂光催化性能,采用水热法合成气凝胶态氧化石墨烯(graphene oxide, GO)/TiO₂复合光催化材料,并进行水热合成条件优化和催化剂结构分析。结果表明：以水为溶剂时,GO与TiO₂在120℃反应12 h可获得气凝胶态复合材料,其中,在28 W汞灯照射下GO与TiO₂质量比为1∶1的复合催化剂可在80 min内将10 mg/L的甲基橙溶液降解92.8%;在300 W氙灯(≥420 nm)照射下GO与TiO₂质量比为4∶3的复合催化剂可在3 h内将10 mg/L的甲基橙溶液降解86%,具有很高的可见光催化活性。研究表明：利用GO与TiO₂在一定条件下形成气凝胶态复合多孔材料,能够显著改进纳米TiO₂的光催化性能。     

TiO2/SiO2 纳米粒子气相光催化降解甲苯的研究

以TiO₂/SiO₂纳米粒子为催化剂, 研究了甲苯的初始浓度、 氧气和水蒸气含量及光强等对其光催化氧化降解的影响. 甲苯初始反应速率随其初始浓度的增加而增大, 最终趋于稳定. 氧气含量增加, 甲苯反应速率增大, 氧气含量增至18％时, 抑制反应速率增加. 水分子含量对甲苯反应速率的影响也有最佳值0.2％（体积比）. 甲苯的反应速率随光强增加而增大, 在3 mW/cm²时, 反应速率趋于定值. 采用Langmuir-Hinshelwood动力学模型得到甲苯光催化降解的反应速率常数和吸附常数, 并通过FI-RT和GC-MS初步确定了反应产物.     

光子晶体光催化剂修饰的微反应器制备及其光催化性能研究

采用聚苯乙烯(polystyrene, PS)微球为光子晶体模板,用溶胶-凝胶法在微流控芯片通道中制备TiO₂反蛋白石.在PS蛋白石模板中填充TiO₂溶胶,在500℃下煅烧8 h去除PS模板,得到具有较高光催化性能的TiO₂反蛋白石催化剂.通过考察罗丹明B(RhB)溶液在TiO₂反蛋白石修饰的微反应器中的光催化降解率,分析微反应器的光催化性能.5 mg/L RhB在流速50μL/h、光催化反应时间7 min、光辐照度100 mW/cm²时,降解率达到100%.     

Preparation and photocatalytic activity of Cu-doped TiO2/SiO2

Cu²⁺-doped nanostructured TiO₂-coated SiO₂ (TiO₂/SiO₂) particles were prepared by the layer-by-layer assembly technique and their photocatalytic property was studied. TiO₂ colloids were synthesized by the sol-gel method using TiOSO₄ as a precursor. The experimental results showed that TiO₂ nanopowders on the surface of SiO₂ particles were well distributed and compact. The amount of TiO₂ increased with the increase in coating layers. The shell structure appeared to be composed of anatase titania nanocrystals at 550°C. The 2-layer coated TiO₂ particles on the surface showed a higher degradation rate compared with all the different-layer samples. The photocatalytic activity of Cu²⁺-doped TiO₂/SiO₂ was higher than that of undoped TiO₂/SiO₂. The optimum dopant content was about 0.10wt%.     

LaVO4/TiO2在分解甲基橙中的光催化性能研究

光催化剂TiO₂在污水有机物降解中有着巨大优势,但由于对光的利用率过低,需要在TiO₂的基础上进行掺杂来改善其光催化性能。本研究利用稀土镧元素对TiO₂进行了掺杂分别制备了LaVO₄/TiO₂和La(NO₃)₃/TiO₂复合光催化剂,并将它们应用于甲基橙的光催化降解反应,证实了LaVO₄对TiO₂的光催化效果有较明显的增强作用。另外还研究了不同pH条件制备和不同掺杂比例的LaVO₄/TiO₂光催化效果,pH在10.56左右制备出的LaVO₄和掺杂比例为5%的LaVO₄制得的LaVO₄/TiO₂复合光催化剂效果较好。     

二氧化钛-硫化镉/氧化石墨烯复合材料光催化降解废水中有机物的研究

本论文采用溶剂热法制备出TiO₂-CdS/rGO三元复合光催化材料,并对其降解亚甲基蓝、罗丹明B的光催化活性进行研究,发现TiO₂-CdS/rGO对于亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解活性优于TiO₂-CdS,催化效率明显提高,降解时间大大缩短;在可见光照射下,以TiO₂-CdS/rGO为光催化剂,光反应时间40 min,亚甲基蓝、罗丹明B的降解率可达100%。本文还研究了催化材料的稳定性、催化剂用量对光催化降解效果的影响。     

Cu2+对UV-nTiO2光催化降解抗生素的影响研究

Cu2+是环境中常见二价金属离子,但其对光催化降解抗生素废水的影响有待探明.为此,构建UV-nTiO2体系并探究Cu2+共存下三类抗生素(磺胺类抗生素、氯霉素类抗生素及四环素类抗生素)的光催化降解特性.结果表明,Cu2+可显著影响抗生素光催化降解且呈"低浓度促进,高浓度抑制"效应.当Cu2+浓度介于0.001～0.03...     

银掺杂多孔氧化钛光催化甲基橙降解反应条件的探究

利用溶胶-凝胶法结合光还原法制备Ag掺杂多孔TiO_2光催化剂,以甲基橙的降解效果为评价标准,考查了光照降解时间、光催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、溶液pH值对光催化剂催化降解甲基橙的影响。结果表明,本方法制备的光催化剂无论是在紫外光还是可见光下均具有优良的光催化性能:在浓度为10 mg/L的甲基橙溶液中,4 g/L光催化剂,紫外光照射80 min,甲基橙可实现100%完全降解;相同催化条件下,可见光照100 min,甲基橙完全降解;当反应溶液pH=2时,紫外光和可见光都可在20 min内实现甲基橙的完全降解。     

二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯复合材料光催化降解废水中有机物的研究

采用溶剂热法制备出二氧化钛-硫化镉/还原氧化石墨烯(TiO_2-CdS/rGO)三元复合光催化材料,研究其对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果.结果表明,TiO_2-CdS/rGO对亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解效果优于TiO_2-CdS的,催化效率得到明显提高,降解时间大大缩短.在可见光照射下,以TiO_2-CdS/rGO为光催化剂,当光反应时间为40min时,亚甲基蓝、罗丹明B的降解率可达100%.     

Carboxyl-modified hierarchical wrinkled mesoporous silica supported TiO2 nanocomposite particles with excellent photocatalytic performances

Titanium dioxide (TiO₂) is a common photocatalyst for organic pollutants degradation. However, in practical application, the poor adsorption capacity of pure TiO₂ seriously impeded its efficiency in the degradation of organic molecules. In this work, a series of hierarchical wrinkle mesoporous silica supported TiO₂ nano-composite particles (TiO₂ @WMS-COOH) were successfully prepared. Thanks to their high surface areas, large pore volumes and mesoporous structures, these materials showed high adsorption capacity and excellent photocatalytic performance towards dye molecules, which is comparable to or even better than commercial catalyst P25. Moreover, their photocatalytic efficiency can be further enhanced by increasing the calcination temperature during preparation process. Therefore it can be concluded that the TiO₂ @WMS-COOH particles may find promising applications in the photodegradation of organic pollutants.     

TiO2/SiO2复合光催化剂制备工艺参数优化及其表征

先以无机钛盐、硅酸盐为原料制取聚合硅酸硫酸钛,再通过液相水解法制得TiO2/SiO2复合光催化剂,并用SEM、XRD、BET和甲基橙脱色率对复合光催化剂进行表征。结果表明,TiO2/SiO2复合光催化剂制备优化工艺参数为:Ti(SO4)2作钛源、Ti/Si摩尔比为12∶1、水解反应pH值为6、煅烧温度为650℃,以此条件制备的复合光催化剂对甲基橙脱色率可达98.6%以上;TiO2/SiO2复合光催化剂为一种分散均匀的纳米级球形颗粒,其成分为以锐钛矿为主的TiO2,SiO2的复合有效抑制了TiO2晶粒的生长,同时提高了TiO2的热稳定性。     

F修饰对SiO2@TiO2亲疏水性及光催化性能的影响

采用两步法制备了氟修饰疏水性F-SiO_2@TiO_2材料.以三乙氧基氟硅烷(TEFS)为硅源,采用后嫁接的方法在短孔道MCM-41小球表面引入F原子,再利用醇热法在F-MCM-41小球表面生长TiO_2纳米晶颗粒.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末散射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N_2气吸脱附等手段表征了材料的物相组成和表面结构.研究表明:所制备的氟修饰F-SiO_2@TiO_2纳米复合材料为核壳结构,具有较大的比表面积、较好的介孔结构及较佳的热稳定性.同时,TiO_2纳米颗粒在F-MCM-41小球表面分散均匀、结晶度高、颗粒尺寸小且均一、与F-SiO_2结合牢固.重量吸附实验和光催化实验进一步证实F修饰可抑制水的吸附有利于提高F-SiO_2@TiO_2材料的疏水性和对气相有机污染物的光催化性能.