磁性纳米TiO2／Al2O3／Fe3O4光催化剂的制备及性能研究

以化学共沉淀法制备的纳米铁氧体Fe3O4为磁载体,采用溶胶-凝胶法制备了易于固液分离回收的新型磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂,并讨论了制备条件对催化剂晶体形态及磁性能的影响.采用XRD、SEM、TEM、FT-IR及VSM等对催化剂进行了表征,以酸性大红3R为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了研究.结果表明:磁性纳米TiO2/Al2O3/Fe3O4光催化剂呈现顺磁性,具有较强的光催化活性和较高的回收率.在n(TiO2)∶n(Al2O3)∶n(Fe3O4)为12∶2∶1、煅烧时间为2.5 h、煅烧温度为400～450 ℃的条件下,制备的催化剂在酸性大红3R溶液初始浓度为100 mg/L、光催化反应降解时间为120 min、光催化剂用量为1.0 g/L时,酸怀大红3R的降解率可达到99.8%,在3次循环使用后酸性大红3R降解率仍保持在85%以上.在外加磁场的作用下,催化剂可与液相迅速分离,回收率高达83%.     

掺锡TiO2复合颗粒的制备和日光催化的研究

采用实验室合成的掺锡TiO2作为光催化剂，以罗丹明B降解反应为模型，研究了不同制备条件(反应时间、反应温度、氨水用量和掺杂量)和不同反应降解体系(催化剂用量、pH值)对掺锡TiO2降解罗丹明B的影响,实验结果表明，不同制备条件对产品的光催化活性有较大的影响，是决定产品光催化活性的关键因素,催化剂用量对罗丹明B降解起双重作用,酸性强的反应体系有利于罗丹明B的降解。     

磁场辅助对掺杂TiO_2薄膜光催化活性的影响

利用外加匀强磁场辅助掺杂TiO2光催化降解偶氮胭脂红B溶液,通过实验探讨外加磁场对Fe^3＋和La^3＋掺杂TiO2薄膜光催化活性的影响。研究结果表明：外加磁场使掺杂Fe^3＋／TiO2薄膜的光催化活性降低,在磁感应强度为7mT时,催化剂几乎完全失活,光催化降解率低于2．0％;而对于掺杂1．0％La^3＋／TiO2薄膜,在磁感应强度为30mT时,光催化降解率达47．4％,比无外加磁场时高12％;磁场辅助对掺杂TiO2光催化活性的影响与掺杂离子的磁导率有关。     

负载型纳米TiO2光催化降解水中微量二氯乙烷

利用负载型纳米TiO2作为光催化剂对水中微量二氯乙烷进行紫外光催化降解处理。研究表明二氯乙烷光催化降解属表观一级反应动力学过程。不同的二氯乙烷初始浓度、光强和催化剂用量等因素对二氯乙烷的光催化降解具有不同的效果。初始浓度在4．821—22．838mg/L范围内，随着初始浓度的增大，二氯乙烷光催化降解的反应速率常数持续增大；光强的平方根与反应速率常数呈直线相关；随催化剂用量的增加，反应速率常数呈增大趋势。     

TiO_2/氧化石墨烯复合材料的合成及光催化性能研究

以自制氧化石墨、钛酸丁酯为主要原料,用溶胶-凝胶法制备了TiO2/氧化石墨烯(TiO2/GO)复合材料,采用TEM、XRD对其进行表征。以活性艳红X-3B溶液为模拟废水,研究了该复合材料的光催化降解性能,考察了氧化石墨烯含量、染料初始浓度、催化剂用量等因素对其光催化降解率的影响。结果表明:氧化石墨烯片层上均匀负载着锐钛矿型的TiO2球形颗粒,粒径在10 nm左右;当TiO2/GO复合材料中加入的GO含量为100 mg时光催化活性最好,比相同条件下纯TiO2和TiO2与氧化石墨物理混合物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,100 mg/L的活性艳红X-3B溶液,催化剂用量的最佳值为0.8 g/L,反应60 min后其降解率可达96%。     

纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

在封闭的光催化反应器中，以紫外光为光源，γ-Al2O3为载体，纳米TiO2为催化剂，进行了亚甲基蓝溶液降解脱色研究，分别从催化剂用量、反应初始浓度、光源强度及H2O2的添加量等方面考查了亚甲基蓝的降解率。结果表明，能够有效地完成亚甲基蓝等有机物降解脱色和降解，降解率可达95％以上。     

光催化流化颗粒的制备及光催化性能的研究

采用浸渍法以活性炭为载体制备了TiO2／C光催化剂，通过XRD，SEM技术对负载型光催化剂的晶型结构和形貌进行了表征，以苯酚溶液为降解对象，考察了溶液的初始浓度、不同pH、催化剂负载量以及气体流量对负载型二氧化钛光催化降解苯酚溶液过程的影响。结果表明：颗粒上TiO2的晶型为锐钛型和金红石型的混合晶型，纳米TiO2分布均匀。在苯酚初始质量浓度为ρ0=50mg／L，pH=3，ρ（TiO2）=0．98mg／mL和v=382．2mL／min的实验条件下，经3．0h的光催化降解反应，苯酚溶液降解率接近95．8％，矿化率达到65．4％。     

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。     

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。     

超临界干燥法制备的锐钛矿TiO_2纳米晶光催化降解亚甲基蓝的研究

以自制的锐钛矿TiO2纳米晶为光催化剂,高压汞灯为光源,考察了亚甲基蓝溶液初始浓度、催化剂用量、pH值、O2和Fe^3＋等因素对其光催化降解的影响．结果表明,适宜的pH值为5．6,最佳的催化剂用量为1．5g／L,通入一定量氧或加入少量的Fe^3＋离子能有效的促进TiO2光催化亚甲基蓝降解．     

碳掺杂TiO2光催化剂的制备及其性能表征

在室温下,以钛酸丁酯为钛源、葡萄糖为碳源,用醇解法制备了C掺杂TiO2.以活性艳红X-3B作为目标降解物,评价了不同焙烧温度、投加量和反应液初始pH值等因素对样品光催化性能的影响.利用紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、X-射线粉末衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)、扫描电镜(SEM-EDS)等手段对样品进行理化性能表征.结果表明,C-TiO2具有典型的锐钛矿相结构,对活性艳红X-3B具有良好的可见光降解效果.在催化剂煅烧温度500℃、投加量1.5 g.L-1、pH值7~9、可见光光照2 h的条件下,对质量浓度为100 mg.L-1的活性艳红X-3B的脱色率可达70%以上.     

MWNTs/TiO2对1,2,3-三氯苯的吸附与光降解协同作用研究

以典型氯苯类有机化合物1,2,3-三氯苯(1,2,3-TCB)为目标去除物,研究复合光催化剂MWNTs/TiO2(多壁碳纳米管负载二氧化钛)对其吸附与光催化降解协同作用.结果表明,在不同温度、pH值、复合光催化剂投加量、紫外光光强等影响因素作用条件下,MWNTs对1,2,3-TCB的吸附去除率与纳米TiO2对1,2,3-TCB的光催化降解去除率的叠加理论计算值曲线均在MWNTs/TiO2对1,2,3-TCB吸附与光催化降解共同作用曲线的下方,充分体现了MWNTs/TiO2对1,2,3-TCB的吸附与光降解初始阶段的协同作用.溶液中温度或pH值降低,有利于复合光催化剂对1,2,3-TCB的去除;复合光催化剂投加量增多或紫外光光强增大将提高复合光催化剂对1,2,3-TCB的去除率.     

UV/TiO_2体系中SF Blue染料溶液的降解动力学研究

以市售商品TiO2为光催化剂,以SFBlue制衣染料溶液模拟实际印染废水,研究光照时间、TiO2投加量、染料溶液浓度、pH值、温度对UV/TiO2体系降解染料废液效果的影响和宏观动力学。结果表明,UV/TiO2对SFBlue染料废液具有良好的处理效果,而且在发生光催化降解的同时还伴随着光分解反应,光催化降解反应为表观二级反应,活化能50.1kJ·mol-1,指前因子4.47×105L.mg-1.min-1;光分解反应为表观一级反应,活化能14.8kJ·mol-1,指前因子1.67min-1。UV/TiO2体系降解染料废液受到光照时间、TiO2投加量、染料溶液浓度、pH值、温度等因素的影响,TiO2最佳投加量为1.2g.L-1,染料溶液初始pH值≤3时,TiO2对SFBlue染料具有强烈吸附作用。     

纳米二氧化钛-硅藻土复合材料的制备及性能

用酸性红3R染料溶液模拟染料废水,在可见光强度为86200 uw/cm2,紫外线强度为465 uw/cm2的太阳光照射下,研究了纳米TiO2/硅藻土复合材料制备最佳条件的选择.通过SEM、XRD、EDS和IR对样品进行了表征,同时探讨了体系pH,光照时间以及染料初始浓度对光催化效果的影响.结果显示,当酸性水解时间在75 min、中性回流时间为2小时、二氧化钛与硅藻土比为1:3的复合材料催化效果最佳.当体系溶液pH=3时,光照时间越长,染料初始浓度越低,光催化效果越好     

TiO2修饰微流控芯片反应器的研制及应用

研究了微流控芯片中纳米TiO2薄膜的制备方法.采用粉末溶胶法在通道中涂覆多孔纳米TiO2涂层,获得催化活性高、稳定性好的光催化微反应器.以UV-LED为光源,在光催化微反应器中进行富里酸的光催化降解条件试验和苯甲醛与乙醇的光催化有机反应,优化了反应条件.在光照强度为120 mW/cm2,流速100μL/h,H2O2质量分数2%,富里酸初始pH值为1,光反应时间仅为192s的条件下,水样中2.5g/L富里酸降解率可达90%.在该微反应器中进行苯甲醛与乙醇的光催化反应,反应时间为96s,光强为0.8mW/cm2时,苯甲醇和氢化苯偶姻的最大产率分别为8.5%和65.2%.     

磁化预处理作用下光催化降解水中有机染料

将磁化与光催化结合对酸性红B溶液进行降解．结果表明,磁化可以提高酸性红B溶液对紫外光的吸收;影响光催化过程．通过合理实验设计,研究了磁化时间、磁场强度对光催化的影响,讨论了磁化对光催化过程的作用机理,提出磁化对光催化存在协同作用．     

纳米TiO2/硅藻土复合材料光催化降解模拟染料废水研究

用酸性红3R染料溶液模拟染料废水,在可见光强度为91 700μW/cm2,紫外线强度为499μW/cm2的太阳光照射下,研究了自制纳米TiO2/硅藻土复合材料的光催化性能。同时探讨了体系pH、光照时间以及染料初始浓度对光催化效果的影响。实验结果为:当体系溶液pH=3时,光照时间越长,染料初始浓度越低,光催化效果越好。     

自然光下有机膨润土负载含铁TiO2降解甲基红

以钛酸丁酯为原料,用溶胶-凝胶法制备以有机膨润土为载体的负载型TiO2光催化剂.采用分光光度法测试其光降解性能,讨论了影响甲基红降解的主要因素.结果表明:在pH=4.0时,光催化剂的用量为0.05 g/L,甲基红溶液的浓度为10 mg/L时,光照时间为60 min,甲基红的降解率可达98%.     

TiO2/Fe2O3/CNTs磁性光催化剂的制备及可见光下降解盐酸四环素

以碳纳米管为载体支架,利用简便的化学沉积和热处理方法,将Fe2O3纳米颗粒负载在碳纳米管表面,得到磁性碳纳米管(Fe2O3/CNTs)。再利用溶胶-凝胶法包覆Ti O2纳米颗粒,制得一种新型的磁性光催化剂(Ti O2/Fe2O3/CNTs),通过SEM、TEM、XRD、VSM和UV-Vis等方法,对样品进行了一系列的表征。将其用于水体中盐酸四环素的降解,探究了p H条件、原始浓度以及光催化剂用量对降解作用的影响。结果表明,样品具有紧凑的交错多孔结构,Ti O2/Fe2O3纳米颗粒包覆在其表面。样品能对紫外-可见光产生较强吸收,光能利用率及光催化性能显著提高。在25 mg/L盐酸四环素偏酸性体系中,在1.5 mg/L催化剂用量下,光催化反应降解率可达95.1%,光催化反应符合一级反应动力学模型。此外,催化剂还具备良好的超顺磁性,易于分离回收,重复使用,有望成为一种经济,环保,高效,可循环的四环素降解材料。