膜法制备g-C_3N_4/CdS复合光催化剂及其光催化降解性能研究

采用高温聚合有机物前驱体的方法,以三聚氰胺为前驱体,制得了类石墨型氮化碳(g-C_3N_4)粉末。以硫化钠、氯化镉和制得的g-C_3N_4为前驱体,通过膜法制备了g-C_3N_4/CdS复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等对催化剂的结构和形貌进行了表征,并结合降解活性艳红(X-3B)的实验评价了催化剂的光催化活性。研究结果表明:采用膜法制备显著增强了光催化剂的活性;与纯CdS相比,g-C_3N_4/CdS复合光催化剂光催化活性明显增强,其中(CdS/g-C_3N_4)2:1光催化活性最强。     

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。     

基于杨木模板的二氧化钛制备及其甲醛降解性能研究

使用二氧化钛(TiO_2)光催化降解甲醛,具有节能环保,清洁无毒的优点,同时TiO_2光催化剂可有效降解室内其他污染物以及细菌等有害生物的污染,大大改善室内居住环境。为了提高TiO_2的催化活性和制备结构优良的TiO_2,以杨木为模板,通过采用水热预处理-前驱体浸渍-高温煅烧的工艺方法,进行木材模板TiO_2的制备,以甲醛水溶液的降解性能为指标,对浸渍合成工艺进行优化,并结合SEM、XRD和氮吸附测试分析,对材料进行表征。研究结果表明:以杨木为模板制备的TiO_2对甲醛水溶液具有一定的降解能力,优化前驱体浸渍液中钛酸丁酯∶水∶无水乙醇∶冰乙酸=1∶3∶9∶2(摩尔比),超声浸渍木材模板4 h,超声反应15 min的条件下制备的木材模板TiO_2对甲醛水溶液的降解率最高;在紫外光照下,杨木模板TiO_2粒子受到激发光催化降解甲醛,在120 min内降解率达到12.61%,280 min内降解率达到15.17%;杨木模板TiO_2的晶型结构主要为锐钛矿和少量金红石相,平均晶粒尺寸为18.8 nm,较小的粒径度和多孔结构使得木材模板TiO_2具有较强的紫外光吸收能力,进而提高了材料的紫外光降解能力。     

Ag/BiOBr复合材料的制备及其光催化性能研究

通过贵金属负载对BiOBr进行修饰,采用一步法制备出花状结构的Ag/BiOBr复合光催化剂,并采用XRD、FE-SEM、TEM和UV-Vis等表征手段对复合材料的组成、形貌、结构进行了分析、表征,确定了Ag纳米粒子成功负载在BiOBr表面。在模拟可见光下降解MB、MO、RhB来评估复合材料的光催化性能,实验结果表明:Ag负载的Ag/BiOBr催化剂对MB具有较好的降解性能;当Ag负载量为2%时,光照120 min后99.6%的MB被有效降解;同时,Ag/BiOBr催化剂对多种污染物质均有良好的降解效果,具有潜在的实际应用前景。     

BiPO_4纳米棒表面负载Ag_2O制备及其光催化性能研究

实验通过水热合成法制备出了BiPO_4/Ag_2O纳米复合光催化材料,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对该复合材料的结构和形态进行了表征,然后进行了光催化降解有机染料甲基蓝的研究,通过紫外分光光度计测其吸光度,证明了其光催化效率。     

二氧化钛光催化研究进展

指出了随着人类社会与经济的可持续发展,环境和能源成为人类面临和亟待解决的重大问题,光催化以其可直接利用太阳能作为光源,成为能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。阐述了近年来人们对TiO_2光催化剂的改性,以提高TiO_2的光催化活性,对光催化技术的发展和应用提供参考。     

竹炭-ZnO复合材料的制备及对苯酚的光催化降解作用

以硅酸钠为粘结剂用浸涂法制备了竹炭-ZnO复合材料,用FT-IR、电镜扫描(SEM)对其进行结构表征和形貌观察,研究了该复合材料对溶液中苯酚光催化降解去除效果.结果表明:制备竹炭-ZnO复合材料的最佳配比为m(竹炭) ∶m(ZnO)∶m(Na2 SiO3·9H2O) 为5∶2∶1;酸性条件下,竹炭-ZnO复合材料对苯酚的去除效果更好,H2 O2对苯酚溶液光催化降解有促进作用.当苯酚溶液的质量浓度为50mg/L时,复合材料最佳用量为2g/L,溶液中H2 O2最佳的添加量为1.95mmol/L,在紫外灯和太阳光下催化降解4h,苯酚去除率分别达到92.3%和76.4%.复合材料重复使用3次,对苯酚的去除率仍可以达到80%以上.     

光催化-化学氧化法协同处理染料废水研究

以纳米TiO_2作催化剂、H_2O_2为氧化剂,在80W紫外光灯的照射下研究了光催化-化学氧化法对罗丹明B的协同降解效应。结果表明:纳米TiO_2对罗丹明B溶液具有一定的降解效果,在实验中添加适量的H_2O_2溶液会有效提高罗丹明B的脱色率,纳米TiO_2和H_2O_2的投加量以及处理时间对罗丹明B的脱色效果有明显影响,当罗丹明B的初始浓度为10mg/L时,加入1.0mL、35%的H_2O_2溶液以及1.5mg纳米TiO_2,催化反应2h后,罗丹明B溶液的脱色率达到了98.3%。     

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%。     

硫化镉@聚苯胺/纤维素纤维的光催化活性

聚苯胺(PANI)在纤维素纤维(CFs)上原位沉积后,利用PANI/CFs对Cd~(2+)的强吸附作用,原位制备CdS@PANI/CFs复合材料,并用FT-IR、XRD和SEM-EDX对复合材料进行了表征。研究发现:PANI的介入极大地提高了CdS纳米粒子的原位沉积,所制备的CdS@PANI/CFs复合材料在可见光条件下光催化降解亚甲基蓝(MB),在相同CdS沉积量时,CdS@PANI/CFs复合材料的MB降解率约为CdS@CFs复合材料的1.5倍,表明PANI对MB的光催化降解具有显著的增强效应。探究了光降解过程中不同条件(MB质量浓度、光催化剂用量及利用次数)对MB降解率的影响,结果显示:随着MB质量浓度的升高,MB降解率降低;当MB质量浓度为10、15、20和30 mg/L时,5 h时MB降解率分别为90.37%、84.15%、77.35%和58.53%;光催化降解400 mL、20 mg/L MB的最佳催化剂用量为0.4 g;CdS@PANI/CFs复合材料经3次利用5 h的MB降解率仍达到80.36%,展现出良好的重复利用性。     

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。     

五味子植物合成Z型g-C3N4/BiVO4及光催化降解性能研究

Z-型异质结光催化纳米材料因其高效的催化性能而备受关注。植物提取物作为绿色、可持续的介质,在纳米材料的合成中起到了溶剂和结构诱导剂的作用。研究中以五味子水提物为络合剂,首先通过简单的水热法制备了BiVO₄,然后采用煅烧法制备了不同掺杂比率的BiVO₄/g-C₃N₄异质结光催化剂。利用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱,紫外-可见漫反射光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对其微观形态、晶体结构、物理化学性质和光学性质进行了表征。以诺氟沙星为目标,考察样品在可见光下光催化降解性能。结果表明：BiVO₄/g-C₃N₄具有更高的界面电荷转移效率和更宽的可见光响应范围,当g-C₃N₄的掺杂率为10%时光降解活性最佳,120 min内实现对诺氟沙星85.6%的降解率。自由基捕获实验和能带分析结果证实：BiVO₄/g-C₃N₄...     

半导体/聚合物纳米复合材料光催化降解污水的研究

由于半导体光催化技术是利用丰富清洁的太阳能解决环境污染的可行措施之一,α-Fe₂O₃作为常见的窄带隙n型半导体被广泛应用于光催化各个领域。有机共轭半导体材料因具有化学结构及合成方法多样、能带结构和电子结构可调等特点受到广大研究者的关注。利用糠醇与α-Fe₂O₃通过原位酸催化聚合-热处理成功制备了具有较高光催化降解活性的纳米复合材料。实验结果表明：当α-Fe₂O₃含量为45.26%时复合催化剂的催化活性、稳定性能最好,80 min就可使MB的脱色率达到100%,反复3次实验对于MB的脱色率仍然可以达到75%以上。     

木质纤维素基磁性光催化复合材料的制备

为提高光催化材料的效率，实现材料的绿色化，以木质纤维素为原料，以TiO₂为催化材料，通过掺杂Ni-NiO/Fe₃O₄-GR制备了磁性光催化材料。结果表明：不同添加量的Fe₃O₄-GR(G1F1)对亚甲基蓝的光催化效率明显不同，在光催化材料复合物中，当G1F1添加量占木质纤维素质量的8.3%时，其光催化效率可达91.92%，显示出优异的光催化性能。     

-活性炭复合材料吸附及光催化净化甲醛的研究

超临界乙醇条件下制备的TiO2- 活性炭(Sc-TiO2-AC)复合材料,表征了所制备样品的结构,且对样品的吸附及光催化净化甲醛的性能进行了分析.实验表明,在超临界乙醇条件下可快速有效地制备出具很好的光催化与吸附协同效应的Sc-TiO2-AC复合材料.而且协同效应优于活性炭与Sc-TiO2样品的简单混合样品.研究表明产生这一协同效应时,光催化甲醛降解速率加快,同时光催化作用促使被活性炭吸附的污染物向TiO2表面迁移,使活性炭的吸附能力得以恢复,实现原位再生.实验表明,在300 ℃制备的Sc-TiO2-AC复合材料的甲醛去除率最高.300、350和400 ℃时的甲醛去除率在实验进行240 min后分别达到100 %、96 % 和93 %.     

二氧化钛光催化降解气体苯的研究

运用纳米二氧化钛作为催化剂,并将其加入到混有气体苯的溶液中进行了实验,通过研究反应液苯的初始浓度、催化剂用量、初始pH值以及反应温度等影响因素,经多次实验找到了光催化降解效率最佳的反应条件。实验结果表明:当苯的初始浓度为1.832mg/L,光催化剂量为0.5g,初始pH值为中性,反应温度为25℃时,苯的降解效果最好,所需的反应时间最短,降解率达到84.783%,反应时间为204.591min。     

以碱木质素胺盐为模板制备纳米二氧化钛及其光催化性能研究

为提高制浆造纸工业废水中的木质素的利用率,以减少对环境的污染,利用碱木质素改性制备了两种木质素胺盐,并以这两种木质素胺盐为模板剂,通过水热合成法制备了二氧化钛纳米粒子。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和BET比表面积分析等手段对制得的二氧化钛纳米粒子进行表征测试。结果表明:以木质素的乙二胺盐和三甲胺盐所制得的二氧化钛纳米粒子的粒径分别为15~25 nm和20~35 nm,粒子分散均匀,两种样品的比表面积分别为104.2 m2/g和71.7 m2/g。通过在紫外光下催化降解罗丹明B考察了所制备的二氧化钛的光催化活性,实验结果表明所制备的二氧化钛具有与P25相当的光催化活性。     

TiO_2光催化剂改性形态及其在废水中降解作用的研究进展

综述了光催化剂二氧化钛(TiO_2)的各种改性形态,包括钛白粉、金属及金属离子掺杂TiO_2、纳米级TiO_2以及其它形态TiO_2对废水中污染物的降解作用。     

β-环糊精修饰二氧化钛光催化降解甲基橙的研究

以β环糊精和二氧化钛等为原料，制备出了经β环糊精修饰的二氧化钛：P25-S1-CD。将P25-S1-CD与未经β环糊精修饰的P25对比，考察了其在254nm紫外光下对甲基橙光降解的效果以及P25-S1-CD投加量、初始pH值、甲基橙初始浓度及温度对甲基橙光降解的影响，还对体系进行了光解动力学研究和光降解原因的探讨。结果表明：与未改性的P25相比，P25-S1-CD可有效提高甲基橙溶液的光催化降解率。在甲基橙初始浓度为10～50μmol／L范围内，对甲基橙的降解按照Langmuir—Hinshelwood动力学模式进行拟合，说明在P25-S1-CD体系的光催化降解表现为一级反应。     

木质活性炭的光催化再生

根据活性炭吸附机理，利用光催化氧化技术，研究了在主波长253．7nm紫外光辐射下，以锐钛型TiO2及在其表面沉积贵金属Ag的Ag-TiO2为光催化剂，以亚甲基蓝为模型化合物，进行吸附饱和椰壳活性炭的光催化再生。系统研究了再生温度、催化剂活性、再生时间、活性炭粒度、再生次数、pH值对再生效果的影响。结果表明在较高再生温度50℃、较长再生时间72h条件下，再生率达到81％，可以实现木质椰壳活性炭的缓慢光催化再生。