CeO_2/TiO_2介孔复合材料对甲基橙废水的光催化

利用N-十六烷基乙二胺三乙酸(HED3A)同时作为Ce离子捕获剂与合成介孔TiO2的模板剂,通过一步法制备了CeO2/TiO2介孔复合材料,并将该体系用于可见光降解甲基橙模拟染料废水的研究。结果表明:复合产物中CeO2与TiO2各自以立方萤石相和锐钛矿相存在,稀土元素Ce的引入显著降低了TiO2的带隙能级,扩大了光响应范围;n(Ce3+)/n(HED3A)=0.1时制备的复合产物对甲基橙的降解效果最佳,投入量为2g/L时在5h内对40 mL质量浓度为20 mg·L-1的甲基橙溶液脱色率高达90%;得益于CeO2优异的储放氧能力,Ce引入量的增大能够显著提升催化剂对高浓度甲基橙溶液的降解效率;所制备复合催化剂有着良好的可再生性,是一种极具应用前景的新型可见光光触媒。     

CdS光化学修饰介孔TiO_2及其增强的可见光催化活性（英文）

【目的】提高介孔TiO_2材料的光催化活性。【方法】采用蒸发诱导自组装法(EISA),以四氯化钛和钛酸丁酯为钛源,嵌段共聚物P123(EO20PO70EO20)为模板剂,制备介孔TiO_2。用光化学修饰法将CdS掺进介孔TiO_2中,合成对可见光有较好响应的复合材料,并利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、原子吸收分光光度法(AAS)和光催化等手段对样品进行表征。【结果】XRD和TEM结果表明成功合成有序的六方介孔材料;AAS确定复合材料中Cd的含量为0.96mg/g;光催化于500 W氙灯下以2×10~(-5)mol/L次甲基蓝(MB)为模型污染物,结果显示CdS/TiO_2复合材料的可见光催化活性明显提高。【结论】光化学修饰法制备的介孔CdS/TiO_2复合材料可增强其可见光催化活性。     

Ag/AgBr/PMo-PV多孔材料的制备及其在光降解甲基橙染料中的应用

光催化降解染料废水作为安全的、环境友好的技术越来越受世人关注,但目前研究制备的光催化剂仍存在性能不稳定且难以高效再生等亟待解决的难题.基于此,以聚合紫罗碱(polyviologens,PV)和磷钼酸(H3PMo12O40,HPMo)为原料合成了磷钼酸-聚合紫罗碱(PMo-PV)复合材料,并将其作为载体负载Ag/AgBr催化剂,用于光催化降解甲基橙染料.由该法制备的Ag/AgBr/PMo-PV催化剂具有较高的比表面积和丰富的介孔结构,在光催化降解甲基橙反应中活性优于Ag/AgBr催化剂和商业TiO2P25催化剂,而且该催化剂在含有H2O2条件下多次重复反应后仍保持着很高的活性,其重复稳定性远大于Ag/AgBr催化剂.     

以梳型聚合物为模板制备介孔Ag/AgBr/TiO_2纳米复合材料

以钛酸四丁酯为钛源,梳型聚合物为模板,采用溶胶-凝胶法低温水浴制备具有介孔结构的纳米TiO2,通过沉积-沉淀法将Ag/AgBr负载于介孔TiO2纳米微粒表面,制得高比表面积的Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料。采用XRD,TEM,N2吸附-脱附和UV-vis DRS等方法对Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料进行了表征。结果表明,所制备的纳米TiO2和Ag/AgBr/TiO2纳米复合材料具有介孔结构;Ag/AgBr的引入,减小了介孔TiO2的比表面积(由346m2/g减小为253m2/g),但大幅度提高了其可见光催化活性。在可见光下,Ag/AgBr/TiO2降解甲基橙的速率分别为商品TiO2P25和介孔TiO2的145倍和60倍。     

介孔TiO_2的合成及光催化性能研究

采用P123为模板剂,TiCl4和钛酸异丙酯为混合钛源,合成了介孔TiO2材料,并用焙烧和乙醇回流的方法进行脱模.用BET、TEM、XRD、TG-DTA等手段对TiO2材料进行了表征,考察了它们对水溶性偶氮染料甲基橙的光催化降解性能.结果表明,高温焙烧脱模的样品能形成介孔结构,且380℃焙烧6 h的样品能晶化为锐钛矿相.而乙醇回流48 h脱模的样品,模板剂脱除不彻底,且没有锐钛矿相和介孔结构形成.在对甲基橙的光催化降解中,起关键作用的不是催化剂的孔结构特征,而是其晶态.具有锐钛矿相的介孔TiO2有很高的光催化活性,可与市售的P25光催化剂相媲美.     

溶胶-凝胶法制备TiO_2/MCM-41负载型光催化剂及其性能表征

以钛酸丁酯为钛源、MCM-41分子筛为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/MCM-41负载型光催化剂,并通过XRD、BET、TEM、XPS对最佳条件下制备的光催化剂进行表征。结果表明,所制光催化剂是一种具有均匀规则孔道结构的介孔材料,其粉体比表面积高达358.8m2/g;经700℃煅烧,催化剂主要晶相为锐钛矿相。光催化剂中的Ti以+4价存在,TiO2表面羟基氧所占比率为38.0%。以水中甲基橙为模拟污染物,TiO2/MCM-41光催化剂对浓度为25mg/L的甲基橙溶液降解0.5h后,其脱色率为93.7%。     

介孔纳米TiO2/P3HT复合材料的制备及其光催化性能研究

采用水热合成法制备出介孔纳米TiO2;将制备的TiO2与聚3-己基噻吩(P3HT)通过共混法制备TiO2/P3HT复合微粒;分别以酸性橙II和亚甲蓝为模型有机污染物,考察TiO2以及TiO2/P3HT纳米复合材料在可见光、紫外光和阳光下的光催化活性和光催化稳定性.实验结果表明：P3HT对于介孔纳米TiO2的掺杂能显著改善介孔TiO2的光催化性能.掺杂前,介孔TiO2 在30 min时对于酸性橙II和亚甲蓝的可见光降解率分别为31.26%和47.38%,紫外光降解率分别为39.47%和60.38%,阳光下的降解率分别为64.37%和76.09%;掺杂后,介孔TiO2/P3HT复合材料30 min时对于酸性橙II和亚甲蓝在可见光下的降解率分别为60.09%和71.45%,紫外光下的降解率分别为82.14%和88.61%,阳光下的降解96.62%和99.50%.     

用于PEMFC的介孔碳担载铂氧化钨电催化剂的制备与表征

利用介孔碳作为载体,制备介孔碳担载Pt-WO3复合催化剂应用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)电极.以苯为碳源,采用气相沉积法复制介孔SiO2 Al-SBA-15模板结构合成石墨化介孔碳Cg,采用浸渍法制备无定形介孔碳CMK-3.通过分步沉积,将Pt和WO3担载到介孔碳载体上,采用比表面分析(BET)、X线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安法以及单电池极化性能测试对介孔碳担载的复合催化剂进行表征.结果表明:介孔碳作为催化剂载体,其孔道结构有助于催化剂的均匀分散,从而提高催化剂的电催化剂活性.由于石墨化介孔碳的导电性能高于无定形介孔碳,因此Pt-WO3/Cg比Pt-WO3/CMK-3具有更好的电极催化活性.     

特定酸度条件下的有序介孔SiO_2的制备与表征

采用水解缩合法在不同酸度条件下制备了介孔SiO2材料,研究了特定酸度条件下有序介孔SiO2的制备条件及不同酸度对有序介孔SiO2孔径大小的影响,并通过小角X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)和扫描电镜手段对制备的样品进行了表征.结果表明,控制酸度范围可以得到所需孔结构的有序介孔SiO2纳米材料,最佳酸度条件为1~2 mol/L,0.01 mol/L~0.5 mol/L时,介孔有序度降低,孔径变大,小于0.001 mol/L时,SiO2介孔消失.     

大孔树脂负载纳米TiO2的制备及性能研究

以高压汞灯为光源,纳米TiO2为催化剂,以聚丙烯型大孔树脂为载体,采用掺杂法制备聚丙烯-纳米TiO2(polyprolyene—nanometer TiO2,PPT)复合材料,对甲基橙染料进行光催化降解,并且讨论了TiO2与聚丙烯的质量比、最高加热温度、TiO2类型、提取剂等因素对PPT复合材料降解性能的影响。结果表明:室温下,甲基橙溶液脱色率达90.12%,TOC去除率达56.60%。通过对甲基橙溶液的光催化降解和连续长时间的反复实验,证明该载体负载的二氧化钛不易脱落,性能稳定,具有一定的光催化效率。     

有序介孔金属氧化物的合成及其光催化性能表征

以钛酸异丙酯[Ti(OCH(CH3)2)4]、正硅酸四乙酯[Si(OC2H5)4,TEOS]、钽酸乙酯[Ta(OC2H5)5]、铌酸乙酯[Nb(OC2H5)5]为原料,采用溶胶-凝胶法成功合成了80TiO2.20SiO2和TaNbO5复合介孔分子筛.XRD表征结果表明,新合成样品的介观结构皆具有高的有序度;550℃焙烧去除模板剂后,仍保持良好的有序度.在焙烧过程中80TiO2.20SiO2骨架内有锐钛矿纳米晶粒产生,而TaNbO5仍保持无定形相.在紫外光照射下,介孔80TiO2.20SiO2和TaNbO5对分解H2S气体皆表现出高的光催化活性.介孔80TiO2.20SiO2分解H2S的活性是无孔80TiO2.20SiO2的近16倍.     

两步水热法制备高温稳定的TiO2-SiO2复合粉体

用两步水热法以钛酸丁酯和硅酸乙酯为原料制备了具有高光催化活性的高温稳定的TiO2-SiO2复合纳米粉体。首先在热压釜中160℃水热4小时合成TiO2纳米晶体,然后加入硅酸乙酯再160℃水热4小时形成TiO2-SiO2复合纳米粉体。以动态光散射（DLS）、差热（DSC）、傅立叶变换红外吸收光谱（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）表征了TiO2-SiO2复合粉体。n(TiO2) / n(SiO2)摩尔比为10：1、2：1和1：1的复合粉体分别在800℃、1000℃和1200℃煅烧2小时后仍保持锐钛矿晶型,二氧化硅含量越高,高温稳定性越高。复合粉体中Ti-O-Si键是锐钛矿TiO2高温稳定的原因。红外分析表明水热合成的复合粉体没有Ti-O-Si键,800℃煅烧2小时后才形成Ti-O-Si键。 透射电镜和动态光散射粒度分析表明复合粉体呈现分散良好的近球形,颗粒大小为10-30nm。TiO2-SiO2复合材料在紫外光作用下使20mg/L甲基橙水溶液褪色的实验表明其具有优良的光催化性能,其活性和商品TiO2 P25粉体相似。800℃和1000℃煅烧2h的复合粉体的光催化活性仍保持良好的光催化活性,比同条件处理的P25高很多;1200℃煅烧2h后的复合材料只有微弱的光催化性。     

溶胶凝胶水热法制备TiO2及光催化降解罗丹明B

以EO20PO70EO20(P123)为模板剂,采用溶胶-凝胶-水热法,制备介孔TiO2纳米粉体.利用红外、X射线衍射、紫外漫反射、氮气吸附脱附等手段对样品进行了测试.研究了体系的pH值对材料的晶型的影响,并以染料罗丹明B(RhB)作为模型污染物,考察粉体的光催化能力.结果表明,在酸性条件下可获得粒径为12.7 nm,平均孔径为17.8 nm,孔径分布较宽(5～35 nm),比表面积为68 m2/g的纯锐钛矿型介孔TiO2纳米粉体;而碱性条件下,可获得锐钛矿相和板钛矿相混晶介孔二氧化钛粉体;并且酸性条件下制备的粉体光催化效果较好.     

溶胶-凝胶法制备TiO2/SiO2复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯、正硅酸四乙酯制备了TiO2/SiO2复合材料,利用XRD对复合材料的物相结构进行了表征,表明制备的TiO2/SiO2复合材料为锐钛矿型.FTIR表明复合材料形成了Si—O—Ti的网络结构,TG-DTA表明复合材料的热性能提高.以罗丹明B为降解物,探讨了该复合材料的光催化活性,考察了固液比、pH值、时间对降解效果的影响,结果表明,TiO2/SiO2复合材料对罗丹明B降解率明显高于纯TiO2,当固液比为6g/L、pH为6、降解时间为120min时降解率可达到94.59%.     

新型中孔多金属氧酸盐复合材料光催化降解染料罗丹明B的研究

以胺修饰的中孔氧化硅为载体，通过自组装技术制备了一取代keggin结构的K5［Ni（H2O）PW11O39］(以下简称PW11Ni)复合材料，并研究了该复合材料对可溶性染料罗丹明B(简称RB)光催化的活性。实验结果表明。该复合材料光催化RB的活性高于RB的直接光解和PW11Ni均相光催化。其中，复合材料PW11Ni—APS—SiO2可在180min内使RB的转化率达到91．6％。具有一定的开发价值。     

CdS光化学修饰介孔TiO2及其增强的可见光催化活性

[目的]提高介孔TiO₂材料的光催化活性。[方法]采用蒸发诱导自组装法(EISA),以四氯化钛和钛酸丁酯为钛源,嵌段共聚物P123(EO₂₀PO₇₀EO₂₀)为模板剂,制备介孔TiO₂。用光化学修饰法将CdS掺进介孔TiO₂中,合成对可见光有较好响应的复合材料,并利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、原子吸收分光光度法(AAS)和光催化等手段对样品进行表征。[结果]XRD和TEM结果表明成功合成有序的六方介孔材料;AAS确定复合材料中Cd的含量为0.96mg/g;光催化于500 W氙灯下以2×10^-5mol/L次甲基蓝(MB)为模型污染物,结果显示CdS/TiO₂复合材料的可见光催化活性明显提高。[结论]光化学修饰法制备的介孔CdS/TiO₂复合材料可增强其可见光催化活性。     

纳米材料H6P2W18O62/SiO2光催化降解茜素红

采用溶胶-凝胶技术将光催化剂H6P2W18O62负载到载体SiO2上,制备了负载型纳米光催化材料H6P2W18O62/SiO2。通过对四种染料的吸附实验,确定了光催化反应的模型分子。研究了该纳米材料对可溶性染料茜素红的光催化活性。结果表明,上述材料在8h的太阳光作用下,对茜素红的脱色率达98%以上。另外,负载后的光催化剂易分离、回收,可循环使用。     

复合空心TiO2@SiO2纳米微球光催化性能研究

通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解,得到了单分散空心SiO2纳米微球,经溶胶-凝胶法与纳米TiO2复合制备得到了TiO2@SiO2纳米球.利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2@SiO2纳米球进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了SiO2纳米微球的复合对TiO2粒径大小、比表面积、形貌、晶型转变以及光催化活性的影响.在可见光照射下,利用有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解为探针反应,研究了TiO2@SiO2纳米球的光催化活性及适应的pH范围.结果表明,SiO2纳米球的复合能明显提高光催化剂的比表面积及其对RhB的吸附量.同时能明显提高TiO2在可见光下的光催化活性,可见光下照射120min后RhB完全褪色,同时16h后的矿化率达到60%.TiO2@SiO2纳米球在pH 3～9范围内均表现出较高的催化性能.     

等离子体改性制备NiO-TiO2/SiO2及其对甲基橙的降解性能

以正硅酸乙酯、异丙醇、钛酸丁酯、硝酸镍为主要原料,采用等离子体改性法制备了负载型NiO-TiO2/SiO2复合半导体材料,利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)等手段对催化剂的性能进行了表征,并考察了催化剂对甲基橙溶液的光催化降解性能。实验结果表明,所制得的复合半导体材料具有较高的比表面积,NiO的加入促进了载体表面的分散程度,有效地抑制了光生电子与空穴的复合从而增强了对可见光的吸收性能,而催化剂经等离子体处理后在分散性、稳定性方面也有了一定提高,材料的光催化性能得到改善。     

球形氧化镍粉末对乙醇的电催化性能的研究

通过水热-热分解法制备球形介孔氧化镍粉末,并采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和比表面积仪对氧化镍粉末的形貌和结构进行表征;通过循环伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱的测试,系统研究该种粉末在碱性介质中对乙醇的电催化氧化活性.结果表明：所得到的氧化镍粉末为球形,比表面积为35 m2·g-1,平均孔径为15.88 nm;该粉末对乙醇具有良好的催化活性,氧化电流随乙醇浓度和扫描速率的增大而增大,在0.60 V电位下保持1000 s,球形多孔氧化镍对乙醇氧化催化的电流衰减率为0.075%,稳定性比较好.循环伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱测试表明,球形介孔NiO/玻碳电极( NiO/GCE)对乙醇的催化氧化反应机理为扩散控制.