Ag／TiO2-PVA复合膜的光降解性能研究

分别采用抗坏血酸还原法和光化学沉积法，将Ag掺杂到TiO2中，以聚丙烯无纺布为基膜，制备了Ag／TiO2—PVA复合膜以减少TiO2的流失和提高对太阳光的吸收，并对Ag／TiO2-PVA复合膜进行了SEM和XRD表征，以紫外光、模拟太阳光为光源，分别研究了Ag／TiO2-PVA复合膜对有机染料活性翠兰、甲基橙的光催化降解效果，以考察Ag／TiO2-PVA复合膜的催化作用。SEM和XRD的分析结果表明：上述两种方法均能有效地在聚丙烯无纺布表面形成Ag／TiO2-PVA复合膜，抗坏血酸法制备的Ag／TiO2—PVA复合膜的Ag／TiO2负载量高于光化学沉积法。染料废水处理实验结果表明：TiO2／Ag—PvA复合膜对活性翠蓝废水及甲基橙废水的紫外光降解，具有很好的催化作用；对活性翠蓝废水的自然光降解的催化作用不明显，但是对甲基橙废水的自然光降解催化作用较明显。     

壳聚糖/纳米TiO2超声降解甲基橙废水

将壳聚糖(CHS)和改性后纳米TiO)2同步复合,制备得到一种新型复合材料.评估了此复合材料超声催化降解甲基橙模拟废水的性能,探讨了废水pH值、纳米TiO2/CHS不同配比、复合膜投入量,时间对脱色率、降解率及其化学耗氧量(COD)的影响,试验结果表明:室温处理50mL0.02g/L的甲基橙溶液最佳条件为:当复合膜投入量为2.0g,吸附剂的配比为1∶6,废水pH为5,时间为60min时,其COD去除率和降解率分别高达93％和99％.     

木材表面Fe~(3+)掺杂TiO_2/SiO_2复合膜构建及其光催化性能

以速生人工林桉木为基体,利用溶胶-凝胶技术,将掺杂Fe~(3+)的TiO_2/SiO_2复合膜构建在桉木材表面。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等手段分析了复合材料的微观形态;以10mg/L的甲基橙溶液为目标降解物,研究了负载复合膜的木材光催化活性。结果表明,生成的复合膜中TiO_2以锐钛矿晶型存在,SiO_2以无定型状态存在,由于Fe~(3+)的离子半径小于Ti~(4+),铁离子以物理状态掺杂进入TiO_2晶格。FT-IR光谱图显示,在1 026 cm~(-1)左右形成Ti—O—Si键,说明硅钛前驱体发生了相互作用。SEM图结果表明,复合膜与木材结合紧密。光催化测试结果表明,当Fe~(3+)掺杂量为0%~5%时,随着Fe~(3+)掺杂量的增加,负载复合膜的木材对甲基橙的降解率先上升后下降,当Fe~(3+)掺杂量为1%时,降解率达到最大值40.37%。     

膨胀石墨负载型TiO2光催化剂的制备及性能研究

本文以钛酸丁酯作为钛源,细磷片膨胀石墨作为载体,制备出了膨胀石墨负载型TiO2光催化剂,通过XRD对样品结构进行了表征;以紫外光为光源,研究了膨胀石墨负载型TiO2光催化剂对偶氮染料甲基橙的去除效果.实验结果表明:在膨化温度900℃,细磷片石墨:钛酸丁酯:混酸:高锰酸钾=20g:3.7g:200ml:3.6g条件下制备的催化剂催化活性较好,对浓度为100mg/L的甲基橙的脱色率可达95%以上.     

掺铁纳米TiO2光催化性能研究

应用超临界流体干燥技术,采用溶胶-凝胶法制备了掺铁的纳米TiO2粉体材料,使用TG-TDA、XRD、激光粒度分析仪、扫描电镜对粉体进行表征.通过甲基橙溶液光催化降解实验,发现掺入质量分数为0.05%Fe的TiO2比纯TiO2催化效率提高了1.58倍.     

Ag掺杂TiO_2催化降解活性印染废水

以钛酸四丁酯、硝酸银为原料,采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了掺杂不同含量银的TiO2纳米粉体,并将其应用于活性染料-活性红195、活性黄145及活性蓝19的印染废水的光催化降解。结果表明:适量的银掺杂可有效提高TiO2对活性染料光催化降解活性;当pH值为6~8、银掺杂量为0.6%(Ag/TiO2摩尔比)、活化温度为500℃、催化剂用量为0.1g/L时,光催化降解效率最高,分别为92.5%(活性红195)、90.8%(活性黄145)、83.6%(活性蓝19)。     

芬顿氧化法降解水溶液中甲基橙的研究

进行了芬顿体系催化氧化降解染料甲基橙水溶液的研究,考察了pH值、Fe~(2+)和H_2O_2投加量、温度等因素在对甲基橙降解率的影响。结果表明:在室温20℃下,pH=3.0、[Fe~(2+)]0=0.4mmol/L、[H_2O_2]0=1.2mmol/L的条件下,反应30min后,甲基橙水溶液(30mg/L)的降解率达到90%。升高反应温度,有利于Fenton体系中甲基橙的降解,但影响并不显著。结果可为利用芬顿体系处理含甲基橙的印染废水提供理论依据。     

/BAC的制备及其性能研究

采用竹活性炭(BAC)作为载体,以尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法掺杂了N元素的TiO2/BAC,然后通过等体积浸渍法负载Pt,制备了铂、氮共掺杂型光催化剂(Pt/N/TiO2/BAC)。样品的N2吸附、XRD、FT-IR、XPS等分析结果表明:掺杂后BAC的比表面积、比孔容积等均有所下降,对中孔及大孔影响更明显;Pt、N共掺杂不改变TiO2的晶型类型,有利于TiO2在活性炭表面分散,N掺杂使晶粒粒径减小,Pt掺杂对晶粒粒径影响不明显;N、Pt通过化学键与TiO2相结合,实现了晶格掺氮,在催化剂表面形成了表面活性位Pt0。样品TiO2/BAC、Pt/TiO2/BAC、N/TiO2/BAC、Pt/N/TiO2/BAC在紫外光、氙灯照射下对水溶液中甲醛的降解研究结果表明:N掺杂拓宽了催化剂的光吸收范围,Pt掺杂增强了TiO2的光催化活性;Pt/N/TiO2/BAC的甲醛去除率达到TiO2/BAC的2.6倍,并且具有良好的分离性能。     

活性炭比表面积、孔径对TiO_2/AC光催化活性的影响

以不同孔径和比表面积的系列活性炭(AC)为载体,通过溶胶-凝胶法制备得到TiO2/AC负载型光催化剂。利用氮气吸附、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对复合催化剂进行表征,并对其进行动态甲苯光降解研究。结果表明:比表面积大、大中孔道丰富的活性炭更适合于负载TiO2制备TiO2/AC复合光催化剂,并且具有更好的光催化活性和延长催化剂的失活时间,对甲苯最大降解率可达97%,失活时间可达11 h,适宜的填充量有利于提高光降解效果。     

C/PTFE和PbO_2电极同时作用氧化降解甲基橙废水实验研究

以电还原氧气产生H_2O_2的C/PTFE气体扩散电极为阴极,PbO_2电极作为阳极,涤纶滤膜作为隔膜,采用阴阳极同时作用氧化降解甲基橙模拟废水,实验考察了曝气量、电流密度及初始pH值对甲基橙降解效果的影响。结果表明:在pH值为7,电流密度30mA/cm~2,曝气量1.2L/min,电解时间80min时,脱色率可以达到90%以上,脱色效果阳极室好于阴极室;COD去除率可达到85%以上,阴极室COD去除率高于阳极室。     

TiO2/核桃壳炭复合材料的制备及光催化降解苯酚研究

为提高TiO2的回收性能,促进农林废弃物的资源化利用,以核桃壳为炭源,采用溶胶 凝胶法制备TiO2/核桃壳炭复合材料。通过傅里叶红外光谱、X射线衍射、比表面积和电镜扫描等手段对复合材料的化学和晶相结构、比表面积和微观形貌进行表征,并测试其对苯酚的吸附 光催化性能。物相表征结果显示,TiO2/核桃壳炭(400℃,2 h)中TiO2以锐钛矿相颗粒分散在核桃壳炭表面,炭的固载提高了TiO2的分散性能,使其晶粒尺寸由15.7 nm降低至11.6 nm,增强了可见光吸收能力。活性分析结果表明:当TiO2含量为80%,催化剂用量为2 g/L,苯酚初始质量浓度为10 mg/L,紫外光照射240 min时,TiO2/核桃壳炭(400℃,2 h)对苯酚的降解率为97.7%,化学需氧量降解率为92.36%,优于TiO2(分别为71.55%和63.34%)和商业购买的平均粒径为25 nm的锐钛矿晶和金红石晶混合相的TiO2(降解率88.56%),且几乎完全矿化,符合一级反应动力学方程。TiO2和TiO2/核桃壳炭光催化降解苯酚的主要活性中心分别为·OH和·O-2,核桃壳炭的负载提高了TiO2吸附 光催化苯酚性能和回收效率。     

金属离子催化臭氧降解甲基蓝染料的试验研究

以甲基蓝为目标污染物,在常规臭氧氧化体系中引入了废水中常见的金属离子,如Fe2+、Cu2+、Mn2+,形成均相臭氧催化体系进行试验,结果表明:能提高臭氧的氧化降解效率。在初始甲基蓝浓度为40mg/L,pH值为4～6的条件下,Fe2+、Mn2+和Cu2+3种离子的最佳投加量分别为0.1mg/L、0.5mg/L和1.0mg/L,3种离子的催化能力顺序为Fe2+≈Mn2+﹥Cu2+。     

Ag掺杂Ti02催化降解活性印染废水

以钛酸四丁酯、硝酸银为原料,采用溶胶-凝胶（sol-gel）法制备了掺杂不同含量银的TiO。纳米粉体,并将其应用于活性染料一活性红195、活性黄145及活性蓝19的印染废水的光催化降解。结果表明：适量的银掺杂可有效提高TiOz对活性染料光催化降解活性;当pH值为6～8、银掺杂量为0．6％（Ag／TiOz摩尔比）、活化温度为500~C、催化剂用量为0．1g／L时,光催化降解效率最高,分别为92．5％（活性红195）、90．8％（活性黄145）、83．6％（活性蓝19）。     

二氧化钛/壳聚糖/丙烯酸复合水凝胶的原位交联及性能

壳聚糖基复合材料在水凝胶领域应用广泛,但其制备过程中通常需要有毒性的化学交联剂和经过繁琐的化学修饰等过程。将壳聚糖、丙烯酸和钛酸四丁酯共混,在遇水后,通过钛酸四丁酯的原位水解形成的纳米二氧化钛作为物理交联剂,一步法制备复合水凝胶,过程简单且无需化学交联剂。在此复合水凝胶中,纳米二氧化钛作为交联剂和光催化剂,丙烯酸可以提高壳聚糖的吸水性,同时丙烯酸和壳聚糖表面的羟基和氨基等基团又可以增强二氧化钛的光催化性能。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电镜和透射电镜等考察其形貌与结构等特征,并通过吸水试验和亚甲基蓝的光降解试验测试了其溶胀及光催化性能。结果表明:该复合水凝胶内部为多孔结构,粒径约为5~12 nm的二氧化钛均匀分散在复合水凝胶中,无团聚现象。该复合水凝胶材料具有优良的吸水性,其饱和吸水率约为1500%,在模拟自然光下对亚甲基蓝有较好的光催化降解效果。以上结果表明该材料在污水处理领域具有一定的应用前景。     

活性竹炭负载TiO_2及其对苯酚的吸附降解

以活性竹炭(ABC)为基体,通过溶胶浸渍的方法获得了TiO2/ABC材料,并研究了对苯酚的吸附降解。结果表明:活性竹炭上负载的TiO2的物相和晶粒大小跟热处理温度有关。活性竹炭负载TiO后吸附能力变化不大,但赋予了其一定的光催化能力。     

纳米TiO2与活性炭纤维复合降解空气中甲醛

通过Sol—Gel法和超临界干燥手段制备具有网络结构和纳米级粒径的TiO2气凝胶,并使之与活性炭纤维（ACF）复合,经过450℃高温煅烧,即可获得具有较高光催化活性和强吸附性的TiO2／ACF复合材料,用以降解目标污染物甲醛。以钛酸丁酯（Ti（OC4H9）4为原料,乙醇、乙酸和乙酰丙酮为水解催化剂制备醇凝胶,溶胶反应液的配比为Ti（OR）4：EtOH：H20：AcOR：ACACH：20：40：5：0．2：2（体积比,mL）。经超临界流体干燥后,在扫描电镜（SEM）下观察,TiO2在ACF的每根纤维上负载均匀,其粒径大小均匀,尺寸均在40—50nm范围内,具有网络结构,空隙率大。在紫外光的作用下,可在25min内使游离甲醛从6．58mg／m^3降至0．99mg／m^3;甲醛的降解效果依次为：TiO2／ACF1〉TiO2／ACF0〉ACF。     

固定膜双层薄板反应器去除苯酚研究

将顶盖能透紫外光的盒子内部分隔成多个互连廊道,廊道侧壁和底部装填以采用溶胶－凝胶法制备的TiO2／玻璃纤维网高活性催化剂,研制成结构简单新型固定膜双层薄板光催化反应器。对低浓度苯酚的研究结果表明,该装置具有良好的传质效果,当循环流量大于24mL/s时,即可有效克服传质限制作用。苯酚的降解呈表观一级反应,表观动力学常数随着初始浓度的增加而变小,随着光强的增强而增大。固定膜光催化反应速率可以达到1g／L TiO2悬浆催化体系的1／2。     

硬脂酸/TiO_2/CNF超疏水复合材料的制备与表征

研究了一种利用硬脂酸对纳米二氧化钛(Nano-TiO_2)和纤维素纳米纤维(CNF)复合物进行有机表面修饰的新方法,主要包括纳米二氧化钛、纤维素纳米纤维的制备和利用硬脂酸对Nano-TiO_2/CNF复合体系进行有机表面修饰制得超疏水材料三个工艺过程。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和场发射扫描电子镜(SEM)等对所得的样品进行表征,得出硬脂酸中的—COOH基团与TiO_2/CNF复合体系表面的—OH基团发生脱水反应,并将疏水性—CH_3基团引入复合体系中,复合体系表面构建的纳米级粗糙结构协同体系内引入的疏水基团使最终产物具有超疏水性。