石墨烯基TiO_2复合材料的表征及其可见光催化活性研究

以氧化石墨烯与石墨烯为碳源,在熔盐介质中与钛粉反应原位生成石墨烯基TiC中间产物,并通过后续控制氧化制得石墨烯基TiO_2复合光催化剂,结合FTIR、XRD、Raman、SEM等手段,对两种石墨烯材料的结构及形貌差异进行表征,并分析了其对所制复合材料结构、形貌及可见光催化活性的影响。结果表明,所制复合材料仍保持碳源的层片状结构,TiC和TiO_2颗粒均匀包覆在碳源表面;以石墨烯为碳源更有利于表面原位生成TiC晶粒的生长,其晶体结构更为完善;两种结构的石墨烯基TiO_2复合材料均对目标污染物亚甲基蓝有较强的吸附能力和可见光降解能力。     

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。     

光催化剂可见光化研究进展

 光催化剂可将光能转变为化学能,可用于使水分解制氢及将环境中的有害物还原氧化为无害物质等,其应用前景十分广阔.而阻碍其应用的是不能有效地利用太阳光,因此研究开发可见光化的光催化剂就成为当前光催化剂研究中最重要的课题.本文简述了光催化剂的作用原理及较系统地介绍了可见光化光催化剂目前的研究现状及成果.     

负载型复合半导体光助催化二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯

合成和表征了一种铜掺杂(Ni,Mo,O)负载于TiO2/SiO2(TSO)载体上的复合半导体材料,并用于由甲醇和直接光催化合成碳酸二甲酯(DMC).紫外可见光漫反射及测试结果表明:p-n型复合半导体催化剂可以增强对紫外光的吸收及扩展光响应范围,进而提高光催化性能.其中.w=1%Cu-(Ni,Mo,O)/TSO催化体系具有显著的反应活性和DMC选择性.     

乙醇水溶液可见光催化脱氢的研究

考察了光催化剂浓度、粒径、反应温度、乙醇浓度和高温热处理对悬浮Pd/CdS粉末光催化剂的乙醇水溶液可见光催化脱氢活性的影响,得出2.5m gml~(-1)为最佳催化剂浓度,活性达300ml/h·l;温度在305～365K内,反应的表观活化能为36.6kJmol~(-1);在乙醇浓度低于50％时,脱氢反应对乙醇是一级反应;实验证明高温热处理使Pd颗粒向内表面扩散,且强化Pd移去CdS表面的自由电子,两者均提高脱氢活性;得到选择性高于70％的主要氧化产物乙醛;提出了可能的反应机理。     

新型多级串联槽式光微反应器及其在光催化反应中的应用

开发了一种新型光催化反应器——多级串联槽式光微反应器,其中包含16个串联的微型圆柱槽,每个单元槽内有一个微型搅拌子从而实现充分搅拌.停留时间分布测试结果表明:无论是均相液体物料,还是含有固体颗粒的悬浮液物料,在反应器中都能够实现接近平推流的流动状态.制作了透明度高、化学稳定性好的石英玻璃反应器,在反应器中进行TiO2光...     

炭载型TiO2光催化剂前躯体的制备及表征

以TiCl4和水性中间相为主要原料，采用溶胶-凝胶法结合超临界干燥技术制备炭载型TiO2光催化剂，用XRD，TEM，FT-IR对试样进行表征，重点考察炭载型TiO2光催化剂的内部结构和外部形貌特征。结果显示：炭载体为含有许多特征官能团的无定形炭，尺寸范围小于1μm；主催化剂TiO2呈四方晶系锐钛矿型，粒度小于10nm；TiO2均匀弥散在炭载体表面。     

光源对TiO2光催化剂性能的影响

采用阳极氧化法制备了TiO2／Ti薄膜半导体光电极，并测试了该电机在254nm和365nm两种光源照射下苯酚的转化过程。实验表明：254nm波长光源下苯酚的降解以均相光氧化反应为主；365nm波长的光照下，以多相光催化反应为主，电机上加偏压能明显提高反应速率。在三电机体系中，用频响分析系统测试了光电机的交流阻抗图谱(EIS)，分析EIS图谱所得的结论与上述结论一致。     

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%.     

电压对氮掺杂TiO2/Ti光催化剂在可见光下催化性能的影响

为拓展TiO2对可见光的响应范围,采用先恒流再恒压的阳极氧化法制备了TiO2/Ti光催化剂,并运用等离子体基离子注入(PBII)技术对TiO2/Ti光催化剂进行了氮的掺杂改性研究。通过SEM和XRD对不同电压下制备的氮掺杂TiO2/Ti光催化剂进行了分析。结果表明,TiO2氧化膜粗糙多孔,主要是由锐钛矿相和金红石相组成,其最佳的制备电压为160V,离子注入条件为-30kV,4×105N.cm-2。氮元素主要以三种形态存在于TiO2的薄膜上,即原子β-N、分子γ-N和O-Ti-N。在可见光的照射下与未掺杂的TiO2/Ti光催化剂相比,氮掺杂的TiO2/Ti光催化剂表现出较好的光催化活性,其对罗丹明B的去除效率提高了12%。