氮掺杂纳米TiO2的制备及其可见光催化活性的研究

以钛酸四丁酯为原料,尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂TiO2光催化剂.研究了溶胶液的pH,溶胶液的温度,N掺杂量以及焙烧温度对TiO2光催化剂催化活性的影响,并用XRD、UV-Vis、XPS等手段对催化剂性能进行了表征,考察了催化剂在可见光和紫外光下的催化活性.结果表明最佳的制备条件为:饱和尿素溶液的加入量为4 mL、溶胶液的pH为2.5、溶胶液的反应温度为40℃、焙烧温度为500℃.制得的N/TiO2催化剂为锐钛矿相、平均粒径为18.5 nm.该催化剂在钨灯可见光照射5 h后对亚甲基蓝溶液的去除率为41.8%,比同样条件下用纯TiO2高11.9倍.     

膨润土负载N/Ag共掺杂TiO_2光催化剂的制备及光催化降解性能

采用溶胶-凝胶的方法,以硝酸银、钛酸四丁酯和尿素为主要实验原料,制备了膨润土负载N/Ag共掺杂半导体TiO2光催化剂.通过X射线衍射仪XRD、X射线光电子能谱XPS、扫描电镜SEM、透射电子显微镜TEM及能量弥散X射线谱图EDS对样品的晶相、掺杂成分进行测试和表征,并在可见光下进行亚甲基蓝溶液的降解实验.结果表明,氮元素以化学键形式存在TiO_2晶格中,Ag元素则以纳米粒子单分散状态存在,催化剂的比表面积达到49.3m~2/g,在用量为2.0g/L、光照时间为50min、400℃焙烧所得催化剂对15mg/L亚甲基蓝的降解效果最好,降解率可达到99.2%.     

微波法制备膨润土负载N/Fe共掺杂TiO2光催化剂

以膨润土为载体、N2H4.H2O为氮源,用微波法合成了膨润土负载N/Fe共掺杂TiO2光催化剂.用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征物相特征.讨论了影响亚甲基蓝降解的主要因素.结果表明:当微波功率为600 W、微波反应时间为15 min时,所得光降解催化剂30 min对亚甲基蓝的降解率可达99.6%.     

Sol-Gel法制备活性炭载TiO_2复合光催化剂及其光催化降解亚甲基蓝

以椰壳活性炭和煤质活性炭颗粒为载体,通过溶胶-凝胶法制备了活性炭负载二氧化钛的复合光催化剂,并对其光催化降解亚甲基蓝的活性进行评价.结果表明:复合光催化剂的光催化降解效果比纯二氧化钛好.载体的结构显著影响着复合光催化剂的活性.椰壳活性炭因其具有更丰富的孔体积和更大的比表面积,对亚甲基蓝溶液的光催化降解率明显要高于煤质活性炭负载二氧化钛复合型光催化剂.随着煅烧温度的升高,复合光催化剂的效果越来越好.     

Sol-Gel法制备活性炭载TiO_2复合光催化剂及其光催化降解亚甲基蓝

以椰壳活性炭和煤质活性炭颗粒为载体,通过溶胶-凝胶法制备了活性炭负载二氧化钛的复合光催化剂,并对其光催化降解亚甲基蓝的活性进行评价.结果表明:复合光催化剂的光催化降解效果比纯二氧化钛好.载体的结构显著影响着复合光催化剂的活性.椰壳活性炭因其具有更丰富的孔体积和更大的比表面积,对亚甲基蓝溶液的光催化降解率明显要高于煤质活性炭负载二氧化钛复合型光催化剂.随着煅烧温度的升高,复合光催化剂的效果越来越好.     

球形纳米BiVO_4光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以葡萄糖作为模板,采用水热合成法制备出球形纳米BiVO4光催化剂.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外可见分光光谱(UV-Vis)手段对其表面形貌、晶型、粒径、光化学性质等进行了表征,并以偶氮染料亚甲基蓝(MB)的降解率作为评价指标,研究了该光催化剂在可见光照射下的光催化活性.结果显示,该纳米BiVO4光催化剂:形貌为表面较粗糙的球形,平均粒径为500~800nm;晶相为单斜白钨矿;在450nm附近的可见光区有较高的吸收,对MB(20mg·L-1)的降解率在反应60min后达到86%,呈现出良好的可见光催化活性.     

球形纳米BiVO_4光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以葡萄糖作为模板,采用水热合成法制备出球形纳米BiVO4光催化剂.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外可见分光光谱(UV-Vis)手段对其表面形貌、晶型、粒径、光化学性质等进行了表征,并以偶氮染料亚甲基蓝(MB)的降解率作为评价指标,研究了该光催化剂在可见光照射下的光催化活性.结果显示,该纳米BiVO4光催化剂:形貌为表面较粗糙的球形,平均粒径为500~800nm;晶相为单斜白钨矿;在450nm附近的可见光区有较高的吸收,对MB(20mg·L-1)的降解率在反应60min后达到86%,呈现出良好的可见光催化活性.     

介孔TiO_2/珍珠岩催化剂的制备及可见光催化活性研究

为提高可见光在降解染料废水过程中的利用率,以珍珠岩为载体,制备了负载型介孔TiO2催化剂.分析了焙烧时间和负载次数对催化剂降解亚甲基蓝性能的影响及其动力学规律,并用SEM扫描电镜进行了形貌表征.研究结果表明:焙烧时间超过1.5 h时,催化剂活性随焙烧时间的增加而降低,在最佳焙烧时间1.5 h的条件下,可见光对亚甲基蓝的降解率达71.59%;多次负载有利于催化剂活性的提高,其中负载3次的降解效果最佳珍珠岩呈现出疏松多孔结构,珍珠岩负载1次的二氧化钛较少;负载3次的较多,分布比较均匀;负载5次的二氧化钛较集中,但不及负载3次的多.所制备的催化剂降解亚甲基蓝反应都符合一级或准一级动力学规律,其中焙烧时间为1.5 h及负载次数为3次时的一级反应速率常数分别达到最高.     

负载型光催化剂的失活研究

考察了TiO2光催化剂降解亚甲基蓝时，pH值、TiO2预处理、制备条件及反应操作方式等对光催化剂稳定性的影响，对以玻璃弹簧为载体，采用浸涂-烧结法制备的纳米TiO2负载型光催化剂的失活现象进行了初步研究。结果表明：反应副产物在光催化剂表面的强吸附或积累是造成光催化剂失活的主要原因，并且在碱性条件下失活进一步加剧。     

N掺杂TiO_2的制备、可见光响应机理及理论研究进展

综述了N掺杂TiO2的制备方法、性能表征、第一性原理理论计算及其可见光响应机理,总结了N掺杂TiO2研究中目前存在的主要问题,并对今后的研究重点进行了讨论.     

溶胶液浓度和镀膜层数对TiO_2薄膜光催化活性的影响

作者用sol gel法制备了不同浓度、不同层数的锐钛矿纳米TiO2 薄膜。利用薄膜对亚甲兰溶液的光催化降解作用 ,研究了溶胶液浓度、镀膜层数及两者间的相互关系对薄膜光催化性能的影响。发现并非浓度越大、镀膜层数越多、膜的光催化性能越好。不同浓度的溶胶液匀有各自催化性能最佳的膜层数 ,超过该层数后膜的催化性能降低。浓度大的膜在层数较少时催化性能好 ,浓度小的膜随层数增加 ,光催化性能增加的幅度大     

TiO2/活性炭复合纳米纤维膜吸附亚甲基蓝的动力学

聚丙烯腈、N,N-二甲基甲酰胺和钛酸四丁脂水解溶胶的混合液通过静电纺丝、预氧化、炭化、活化制备TiO2/活性炭复合纳米纤维膜.基于静态吸附试验,考察了不同TiO2/活性炭复合纳米纤维膜投加量、亚甲基蓝初始质量浓度、温度、pH值条件下,TiO2/活性炭复合纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附性能,并用Langmuir等温吸附方程、Freundlich等温吸附方程、准一级动力学方程,准二级动力学方程、颗粒内扩散方程进行了拟合,结果表明,Freundlich经验公式、准二级动力学方程能较好地描述TiO2/活性炭复合纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附行为.研究表明,吸附量随温度升高而增加,吸附效率受颗粒内扩散影响.无论是紫外光还是太阳光照射,TiO2/活性炭复合纳米纤维膜都具有很好的光催化再生性能.     

石墨烯纳米复合物的制备及其可见光催化性能

采用水热法制备出TiO_2及其TiO_2/石墨烯纳米复合物,通过XRD、SEM、TEM等对材料晶型、TiO_2纳米颗粒在体系中的微观结构及分散状态进行了表征,利用紫外-可见漫反射谱对材料在可见光区的响应进行了研究,并通过在可见光照射下降解甲基橙溶液评价了TiO_2/石墨烯纳米复合物具有比纯TiO_2更高的光催化活性.结果表明,水热反应温度为200℃,反应时间为24h制备出的TiO_2/石墨烯纳米复合物具有最高的可见光催化活性,当TiO_2/石墨烯纳米复合物在12mg/L甲基橙溶液中的投入量为1g/L时,在3min内的降解率达99.9%.     

YFeO3粉体的制备与可见光光催化性能

采用溶胶凝胶法制备了不同晶型的YFeO₃粉末,通过DTA-TG,XRD,BET,UV-Vis DRS等技术手段对样品进行表征分析,并且根据亚甲基蓝溶液在可见光下的分解情况研究了样品的可见光光催化性能.结果表明:在温度从973K上升到1073K的过程中,YFeO₃的晶型发生了变化,从开始的六方相向正交相转变.与正交相YFeO₃相比,六方相YFeO₃具有更大的比表面积、更大的吸收边、更窄的禁带宽度,其价带位置更负,导带位置更正,在可见光下对于亚甲基蓝溶液的降解效果也更好.     

生物质裂解残炭制备活性炭

用生物质裂解残炭制备活性炭,采用了水蒸气活化的方法,应用正交实验法对诸多影响因子进行考察,在筛选关键因子并优化工艺条件（活化温度770-780℃、活化时间4h）后,可以得到碘值691．94mg／g,亚甲蓝值280．93mg／g左右的活性炭产品。     

活性炭负载磷钨酸催化合成香料乙酸异丁酯

利用负载磷钨酸为催化剂合成乙酸异丁酯,以异丁醇和冰乙酸为合成原料,反应条件温和,反应速度快,产率高。探讨并找出最佳条件,在醇酸摩尔比为1:1.6,催化剂用量占反应物总量的7.23%,反应时间为100min时,得到的乙酸异丁酯产率最高,为91.28%。     

化学活化法制备酚醛基活性炭纤维及其吸附性能

以酚醛纤维为原料、KOH为活化剂,采用化学活化法制备酚醛基活性炭纤维（PACF）,并以亚甲基蓝（MB）染料溶液作为吸附对象,对其吸附性能和吸附机理进行研究,同时采用扫描电子显微镜和比表面积及孔隙度分析仪对其微观形貌和比表面积及孔结构进行分析。结果表明：所制备的PACF得率高达47.01%,比表面积为1 378.48 m2/g,总孔容为0.60 cm3/g,平均孔径为1.52 nm,微孔率为90.62%,是一种以微孔为主的多孔性高吸附材料。当MB染料溶液的初始质量浓度为300 mg/L、pH为5时,最有利于PACF对其吸附,此时吸附量高达468.52 mg/g。吸附平衡和吸附动力学研究表明：PACF对MB染料溶液的吸附过程更符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型。此外,颗粒内扩散模型分析表明：外扩散和粒子内扩散都是PACF对MB染料分子吸附过程速率的控制步骤。     

低温制备高催化活性掺磷TiO2溶胶

以四氯化钛和磷酸为原料,在低温下分别制备了纯TiO2和掺磷TiO2水溶胶,通过XRD、TEM、SEM、FT—IR、UV-vis等测试手段进行了表征。结果表明,2类样品中的TiO2颗粒均呈锐钛矿型晶相结构,粒径小于10nm,而且掺磷TiO2比纯TiO2的结晶度更高,颗粒分散更均匀,颗粒也稍大,且禁带宽度和吸光度也有一定的增大。通过光催化降解亚甲基兰实验研究了纯TiO2和掺磷TiO2水溶胶的光催化活性,结果表明,掺磷TiO2水溶胶的光催化性能比纯TiO2水溶胶大约提高了2倍,说明H3PO4的加入促进了TiO2的光催化活性。