氟硅掺杂二氧化钛催化剂的制备及光催化性能研究

利用钛酸正丁酯溶胶-凝胶法制备了氟硅掺杂的二氧化钛(TiO2)光催化剂,采用紫外-可见分光光度计、红外光谱分析仪等测试手段对实验结果进行表征。比较了氟掺杂、硅掺杂和氟硅掺杂的TiO2光催化剂的光催化性能,并对光照条件下氟硅掺杂的TiO2的光催化性能进行了研究。结果表明,氟硅掺杂的TiO2比锐钛型的TiO2(P25)以及氟、硅单一掺杂的TiO2的光催化性能要高。当氟硅掺杂的TiO2催化剂的用量为1 g/L、pH=7、无极紫外灯为2个、曝气强度为40 L/min、反应时间为30 min时,50 mg/L的活性艳蓝KN-R废水的脱色率达到了97%。     

Mn（NO3）2掺杂TiO2的制备及光催化性能研究

以 Mn（NO3）2为锰源,用水热法成功合成了TiO2及 Mn（NO3）2掺杂的TiO2光催化剂,利用 X-射线衍射（XRD）和紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）对样品进行了表征,并利用紫外-可见吸收光谱测试样品在可见光下对染料酸性桃红（SRB）的降解能力。结果显示各浓度 Mn（NO3）2掺杂的 TiO2样品均为锐钛矿晶型,与纯TiO2相比均增加了对可见光的吸收,相同条件下 Mn（NO3）2掺杂的 TiO2对染料的降解效果比纯TiO2好,16 h后降解率可达到83.9％。低浓度锰掺杂TiO2比高浓度锰掺杂TiO2光催化活性好,催化活性顺序为 HT-0.25 Mn（NO3）2-TiO2＞HT-0.5 Mn（NO3）2-TiO2＞HT-0.1 Mn（NO3）2-TiO2＞HT-TiO2＞HT-1Mn （NO3）2-TiO2＞HT-2 Mn（NO3）2-TiO2＞HT-5 Mn（NO3）2-TiO2。     

改性纳米二氧化钛的制备及其对硝基苯废水的光催化降解

以钛酸四丁酯为前驱体,利用溶胶-凝胶法制备了不同掺铁量的改性纳米二氧化钛光催化剂.用XRD与SEM技术表征了其结构特征,并以硝基苯为目标降解物,得出当铁含量为0.05%时,制得的二氧化钛样品的光催化活性最高.当硝基苯初始浓度为50 mg/L,pH为3,催化剂用量为1.2 g/L时,室温条件下,40 W紫外灯照射100min时,去除率高达88%.     

Mn（NO3）2掺杂TiO2的制备及光催化性能研究

以Mn(NO3)2为锰源,用水热法成功合成了TiO2及Mn(NO3)2掺杂的TiO2光催化剂,利用X-射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)对样品进行了表征,并利用紫外-可见吸收光谱测试样品在可见光下对染料酸性桃红(SRB)的降解能力。结果显示各浓度Mn(NO3)2掺杂的TiO2样品均为锐钛矿晶型,与纯TiO2相比均增加了对可见光的吸收,相同条件下Mn(NO3)2掺杂的TiO2对染料的降解效果比纯TiO2好,16h后降解率可达到83.9%。低浓度锰掺杂TiO2比高浓度锰掺杂TiO2光催化活性好,催化活性顺序为HT-0.25Mn(NO3)2-TiO2>HT-0.5 Mn(NO3)2-TiO2>HT-0.1 Mn(NO3)2-TiO2>HT-TiO2>HT-1Mn(NO3)2-TiO2>HT-2Mn(NO3)2-TiO2>HT-5Mn(NO3)2-TiO2。     

纳米二氧化钛光催化降解毒死蜱的动力学研究

以高压汞灯为光源,研究纳米二氧化钛(TiO2)降解毒死蜱的反应动力学,考察纳米TiO2用量、毒死蜱起始质量浓度及溶液pH值对毒死蜱光催化降解速率的影响.结果表明,纳米TiO2最佳用量为50～100 mg/L,毒死蜱初始质量浓度在5～80 mg/L时,其降解反应符合一级反应动力学规律,表现为毒死蜱质量浓度越大,降解速率常...     

负载型TiO_2光催化降解垃圾渗滤液的动力学研究

[目的]探讨玻璃负载TiO2光催化降解垃圾渗滤液的影响因素及反应动力学。[方法]选取一定浓度的垃圾渗滤液(pH值为8左右,COD值为300~600 mg/L)600 ml,将催化剂-纳米TiO2/玻璃筒膜插入溶液中,通入空气,将400 W的高压汞灯插入筒内进行照射。研究反应时间、进水浓度、pH值、光源强度等因素对垃圾渗滤液CODCr和色度去除率的影响。[结果]光强越大、光照时间越长,催化效果越好;溶液的初始浓度越大,降解率越低;反应液在偏酸、偏碱的条件下有利于光催化氧化反应进行。动力学研究表明,垃圾渗滤液光催化降解反应符合一级动力学规律。反应速率方程为:Ct=C0e-0.023 8 tmg/L(初始CODCr为472.7 mg/L)。[结论]以负载型TiO2膜作光催化剂降解垃圾渗滤液是可行的。     

纳米二氧化钛改性竹炭光催化降解2,4-二氯苯酚的研究

研究发展了一种以钛酸四丁酯和竹炭为原料,采用溶胶-凝胶-浸渍法制备的纳米改性竹炭新材料,用X射线粉末衍射仪表征了改性竹炭的粒径,分析了该材料在不同质量浓度、不同pH值下对2,4-二氯苯酚溶液降解性能,对比分析了纳米二氧化钛改性竹炭、竹炭和二氧化钛粉末3种不同体系下2,4-二氯苯酚的降解率,还测试了改性竹炭再生性能。结果表明,改性竹炭材料具有良好光催化降解性能,在溶液中2,4-二氯苯酚初始质量浓度为120 mg.L-1,pH 10,反应75 min时降解率达到了96.4%,pH 6时,降解率仅为61.7%,再生改性竹炭降解率为96.3%,表现出良好的再生性能。图3表1参14     

总磷检测与二氧化钛光催化技术应用进展

总磷是水质监测中的重要指标,现有的检测方法中消解环节费时费力,总结了总磷现有检测技术以及在总磷检测中的有机磷消解技术现状,重点针对作为有机磷消解新技术之一的光催化降解技术,概述了二氧化钛光催化技术及其应用研究现状,展望了二氧化钛光催化技术的应用前景.     

铒掺杂二氧化钛光催化降解甲胺磷农药的研究

采用溶胶—凝胶法制备了5种不同铒掺杂量的二氧化钛催化剂,并通过X射线衍射仪(XRD)对所制备二氧化钛晶体进行了晶型分析,研究了二氧化钛加入量、pH值、铒离子的掺杂量对甲胺磷农药降解性能的影响.结果表明:所制备的二氧化钛催化剂的晶型为锐钛矿型;纯二氧化钛及铒离子掺杂的二氧化钛对甲胺磷农药有明显降解作用.催化剂的投加量显著影响污染物的降解效率,当二氧化钛用量为0.6 g/L时,对甲胺磷农药的降解效果最明显;铒离子掺杂的二氧化钛能明显提高有机磷农药的降解率,铒离子掺杂存在最佳量,铒离子的掺杂用量为1.2％,对甲胺磷的降解效果最显著;pH值对甲胺磷的降解影响显著,酸性及碱性介质中有利于甲胺磷的降解.     

不同作用条件对纳米二氧化钛光催化抑菌效果的影响

研究了不同作用条件对纳米二氧化钛光催化抑菌效果的影响。结果显示:当纳米二氧化钛浓度增加时其对大肠杆菌(Escherichia coli)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aerginosa)的抑菌作用呈先升高后降低的趋势,最佳浓度值为0.4 g/L;光照强度越高,初始菌液浓度越低,纳米二氧化钛的光催化抑菌效果越好;在相同实验条件下,纳米二氧化钛对大肠杆菌的抑菌效果优于对铜绿假单胞菌的抑菌效果。     

不同作用条件对纳米二氧化钛光催化抑菌效果的影响

研究了不同作用条件对纳米二氧化钛光催化抑菌效果的影响。结果显示:当纳米二氧化钛浓度增加时其对大肠杆菌(Escherichia coli)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aerginosa)的抑菌作用呈先升高后降低的趋势,最佳浓度值为0.4 g/L;光照强度越高,初始菌液浓度越低,纳米二氧化钛的光催化抑菌效果越好;在相同实验条件下,纳米二氧化钛对大肠杆菌的抑菌效果优于对铜绿假单胞菌的抑菌效果。     

负载二氧化钛P25光催化剂对氨气的降解效果研究

【目的】通过探讨二氧化钛P25光催化剂对氨气的降解效果,为纳米技术在畜禽环境净化领域的应用提供参考依据。【方法】试验以砂芯板为负载件,P25为负载光催化剂,首先对负载件砂芯板及二氧化钛P25进行了SEM、EDS、XRD表征;分别研究了不同氨气初始浓度(50、200、350和450 mg/L)、不同光源(500 W氙灯、11 W日光灯)对氨气的降解效果。【结果】通过EDS及SEM分析发现负载件孔径小、空隙量大,比表面积大的特性,其中硅元素与Ti O2相的界面上所形成的Si-O-Ti键能有效稳定光催化剂活性;二氧化钛P25对氨气催化作用40 min后,降解率达到饱和平衡状态;光源和初始浓度对氨气的降解效果有显著影响(P0.05),在氙灯光源下,处理低浓度氨气(50 mg/L),二氧化钛P25的降解效果最佳,降解率达到95%。【结论】采用砂芯板作为负载件利于光催化活性的稳定,二氧化钛P25对氨气具有光催化降解作用,但其降解效果受到反应时间、气体初始浓度以及光源类型的影响。     

二氧化钛光催化材料降解汽车尾气的测试系统设计

为了在道路交通工程中利用二氧化钛光催化材料降解汽车尾气中NOx、CO2、O2、CO、HC有害气体,根据二氧化钛光催化机理和特性,研究确定了对光催化材料的测试方法,设计了测试系统的硬件和软件系统。利用该测试系统对二氧化钛光催化降解材料的实测表明：测试系统设计方案合理,运行稳定、可靠,既可满足对二氧化钛光催化降解材料的测试,又可对汽车尾气进行实时检测。     

Fe，Gd共掺杂改性TiO2的可见光光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了铁和钆共掺杂纳米TiO2粉体材料,研究了共掺杂粉末在可见光下的光催化性能.紫外可见吸收光谱分析显示:共掺杂粉末在可见光区有较强吸收,共掺杂离子以协同作用拓展TiO2光谱响应.光催化降解实验表明,共掺杂TiO2粉体有很高的可见光光催化活性,以550 ℃热处理的同时掺杂质量分数为0.05%Fe和0.05%Gd的TiO2粉体光催化效果最好,在可见光下对甲基橙的降解率为79.6%.     

纳米二氧化钛对热带海洋广谱抑菌作用的研究

[目的]研究纳米二氧化钛对热带海洋细菌的广谱抑菌作用。[方法]在菌液中加入适量纳米TiO2,在UV固化灯照射下,每隔10min采集一次菌液,并进行培养和计数,研究其对热带海洋细菌的广谱抑菌作用。[结果]纳米TiO2在UV固化灯激发下具有很强的抑菌性,且最佳使用量为0.9 g/L。[结论]二氧化钛具有无毒、廉价、光谱抑菌的特点,是一种具有应用前景的新型材料。     

基于杉木模板的Zn2+掺杂TiO2的光催化性能研究

  目的  针对木材加工行业带来的加工剩余物浪费问题,本研究以杉木为模板,通过浸渍–煅烧的方法,制备具有木材分级多孔结构的Zn2+掺杂TiO₂复合光催化剂,利用木材加工剩余物的高值化利用的方式提高光催化材料的性能。  方法  以亚甲基蓝溶液为降解对象,探讨了不同的Zn2+掺杂对木材模板TiO₂的光催化活性的影响,并结合XRD、SEM、XPS、BET、TEM和UV-vis等表征分析探讨模板二氧化钛的光催化降解机制。  结果  以杉木为模板的Zn-TiO₂具有良好的孔隙结构,其晶型为锐钛矿型和少量的金红石型的混晶结构,平均晶粒尺寸为22.0 nm。掺杂的Zn2+取代了Ti4+的晶格的位置,使TiO₂吸收波长在可见光区发生红移。在紫外光照射条件下,杉木模板1.0%Zn-TiO₂对亚甲基蓝的降解效率最高,达到了99.31%,相比无模板TiO₂提升了27%,同时其禁带宽度相比于无模板TiO₂从3.08 eV减小至2.41 eV。在循环降解亚甲基蓝的实验中,5次降解效率均达到90%以上。  结论  采用木材模板法制备的Zn-TiO₂光催化降解有机污染物性能优异,具有良好的稳定性。木材独特的孔隙结构有利于光的吸收和传质,较高的比表面积为光催化提供了更多的活性位点。Zn2+与被替代的Ti4+由于半径和价态差异使晶格内产生晶格缺陷,抑制了光生电子–空穴的复合,增加了载流子的运输,从而提高光催化性能。将木材剩余物的加工与多孔无机材料领域相结合,对木材加工剩余物的功能化转变具有潜在的应用前景。      

二氧化钛/酞菁镁可见光催化降解的研究

[目的]研究与比较TiO2多项光催化降解,通过敏化剂与纳米TiO2复合来提高光催化剂的稳定性能。[方法]以酞酸正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2光催化剂,然后再按一定的比例与酞菁镁（Mgpc）复合,制得TiO2/酞菁镁复合粉末,并通过亚甲基蓝溶液在可见光作用下的光催化降解,研究纳米TiO2/Mgpc复合催化剂粉末的光催化活性,考察了其催化性能。[结果]采用TiO2为催化剂可显著加快光催化氧化过程。采用酞菁镁敏化纳米TiO2制备的可见光催化剂,证实在可见光下,敏化与未敏化的TiO2相比,TiO2/Mgpc（1%）具有较强的可见光催化性能,TiO2/Mgpc复合粉末对亚甲基蓝的降解率已达36.2%,而未敏化的只达28.7%。[结论]TiO2与Mgpc的复合有利于不同能级之间光生载流子的输送和分离,提高系统的电荷分离效果,扩展其光谱响应范围,提高太阳光的利用率。     

二氧化钛/竹炭复合材料的吸附-光催化降解苯酚的动力学研究

以竹炭作为纳米二氧化钛（TiO₂）粒子的载体物质,制备了二氧化钛/竹炭复合材料,并以苯酚为模型物质,对其光催化性能进行了研究。研究表明,此复合材料对苯酚具有较强的吸附性能,其中吸附平衡常数K_a为0.007 7 L·mg^－1,K_a与苯酶吸咐平衡质量浓度ρ_e的乘积为0.25 ～ 1.35,二氧化钛/竹炭复合体的吸附作用不能忽略。根据L-H（Langmuir-Hinshelwood）方程积分所得分数级动力学方程较一级动力学方程能更好地描述其光催化降解规律,相应的光催化降解动力学方程为ln ρ － 0.007 7ρ = 6.58 － 0.002 39t（ρ为苯酚质量浓度,t为光照时间）。图6参14     

掺铁纳米氧化锌的制备及其光催化性能的研究

用溶胶-凝胶法制备了掺铁纳米ZnO光催化剂,用XRD,FT-IR,UV-Vis和FS等方法对其结构进行了表征,以紫外灯为光源,甲基橙为目标化合物对其光催化活性进行了研究.结果表明:制得的掺铁纳米ZnO为六方晶系结构,平均粒径为34.5 nm;纳米ZnO的最佳掺铁量为0.5%,最佳煅烧温度为350℃,最佳煅烧时间为3 h;在甲基橙溶液初始浓度为20 mg/L,pH值为7,催化剂用量为0.1 g时,紫外光照射4 h降解率达到85%;甲基橙的光催化降解符合动力学一级反应.     

Fe、N掺杂活性炭负载TiO2光催化降解酸性橙Ⅱ的研究

【目的】研究掺杂的活性炭负载型TiO2(TiO2/AC)光催化剂,在紫外光作用下对酸性橙Ⅱ(AO7)的去除效果,以寻求一种在有机废水处理中催化活性较高且易回收的光催化剂。【方法】用硝酸铁和尿素分别作Fe源和N源,以活性炭(AC)为载体,采用溶胶-凝胶和浸渍-焙烘相结合的方法,制备出Fe、N单独掺杂及Fe-N共掺杂TiO2/AC光催化剂,分析其对AO7的去除效果。【结果】单独掺杂制备的TiO2/AC催化剂对AO7的去除率随着掺Fe量(n(Fe)∶n(Ti))和掺N量(n(N)∶n(Ti))的增加先升高后降低,当n(Fe)∶n(Ti)和n(N)∶n(Ti)分别为0.1%和3.2%时,AO7的去除效果较佳。Fe-N共掺杂制备的TiO2/AC催化剂中,Fe、N和Ti的物质的量比为0.2%∶4.8%∶1时,催化剂具有较好的催化性能,经过3h的光催化反应,AO7的去除率可达到90.5%。【结论】Fe-N共掺杂对TiO2/AC的催化性能具有协同作用,其催化能力明显优于Fe、N单独掺杂样品。