稀土共掺杂纳米TiO2/MWCNT复合光催化剂的研究

以Gd3 和Eu3 为掺杂剂,分别采用溶胶 - 凝胶法和水热法制备了稀土共掺杂纳米TiO2/MWCNT(multi-walled carbon nanotube)复合光催化剂,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、光致荧光光谱仪(PL)对光催化剂进行表征,以甲基橙为目标降解物对催化剂进行活性评价.结果表明:水热法制得的复合光催化剂样品中,二氧化钛颗粒基本均匀分布在碳纳米管上,同时,其光催化活性也比溶胶 - 凝胶法制得的样品高;Gd3 和Eu2 共掺杂能有效提高其光催化活性,当Gd3 和Eu2 掺杂量为分别为0.1%和1.0%时,TiO2/MWCNT复合光催化剂具有较高的光催化活性.     

Bi_2Fe_4O_9/TiO_2复合光催化剂的制备及光催化性能

[目的]制备复合光催化剂Bi2Fe4O9/TiO2并研究其光催化性能。[方法]采用高能球磨法制备复合光催化剂Bi2Fe4O9/TiO2,通过XRD、SEM和UV-Vis对其进行了表征,并探讨Bi2Fe4O9掺杂量及球磨时间对其光催化活性的影响。[结果]当Bi2Fe4O9掺杂量为5.0%,球磨时间为12 h时,复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解率达到56%。[结论]复合光催化剂光活性的提高可能是由于催化剂中复合半导体结构的光生电子-空穴对的有效分离造成的。     

掺金属离子TiO2/ZnO催化剂光降解甲基橙的研究

通过湿式机械混合法制备系列TiO2/ZnO复合催化剂,并向其中掺杂不同金属离子.以甲基橙为模拟污染物进行光催化降解实验,结果表明复合催化剂中TiO2和ZnO的最佳配比为60%～80%;在分别掺杂含量为10-4 mol/g的Ag+,Zr4+,Sn4+离子后催化活性有明显提高;焙烧活化处理温度对掺杂不同金属离子催化剂活性有不同的影响.     

钐掺杂TiO2负载型催化剂降解甲基橙的影响因素

[目的]研究钐掺杂TiO2负载型催化剂降解甲基橙的影响因素。[方法]通过Sm^3＋掺杂TiO2负载在ZSM-5上的催化剂,在紫外灯下降解甲基橙溶液的光催化试验,考察了催化剂投加量、甲基橙溶液初始浓度、初始pH值等因素对甲基橙降解效果的影响,并探讨了Sm3＋掺杂光催化反应机理。[结果]Sm^3＋掺杂能提高TiO2-ZSM-5光催化活性;在一定范围内,催化剂投加量的增加,甲基橙溶液初始浓度的减小,溶液初始pH值的降低,光照时间的延长均能提高甲基橙的降解率。[结论]该研究为TiO2的实际工业化应用奠定了基础。     

掺镍TiO2的微波合成及催化降解有机废水

以氯化镍和硫酸钛为原料,以十二烷基硫酸钠为表面活性剂,通过直接投料微波合成了掺镍二氧化钛(Ni2+TiO2).以催化降解甲基橙为模型来考察其可见光光催化活性,研究了Ni的掺杂量、热处理温度、双氧水投加量、溶液酸度及掺Ni2+TiO2光催化剂用量等因素对光催化性能的影响.结果表明,当Ni2+/TiO2复合物的直接投料摩尔比为0.8％,在500℃的温度下热处理2h,催化剂用量为1.0 g/L,H2O2投加量为3 mL/L,溶液pH 5的条件下,可见光催化效果最好,此时2 mg/L的甲基橙溶液经光催化降解40min后,降解率达到94.5％.     

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.     

磁性负载型光催化材料TiO2/Fe3O4的制备、改性及表征

采用溶胶-凝胶法制备核-壳式结构的TiO2/Fe3O4负载型光催化剂,并对其进行中间层改性,制备出TiO2/SiO2/Fe3O4光催化材料.研究了pH等制备条件对TiO2/Fe3O4材料光催化性能的影响,并对比了改性前后降解甲基橙的光催化性能,通过X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)和透射电子显微镜(TEM)对改性前后颗粒的磁性能、晶相和形貌进行了表征.研究表明:磁性负载光催化剂TiO2/Fe3O4和TiO2/SiO2/Fe3O4均为超顺磁性,且光催化性能较高,在1 h内甲基橙脱色率达90%以上,其降解反应均属于一级动力学反应;SiO2中间层的引入可显著提高材料的饱和磁化强度、光催化速率和循环使用的光催化活性.     

掺金属离子TiO2/ZnO催化剂光降解甲基橙的研究

通过湿式机械混合法制备系列TiO2/ZnO复合催化剂,并向其中掺杂不同金属离子．以甲基橙为模拟污染物进行光催化降解实验．结果表明复合催化剂中TiO2和ZnO的最佳配比为60％-80％;在分别掺杂含量为10^-4mol／g的Ag^＋,Zr^4＋,Sn^4＋离子后催化活性有明显提高;焙烧活化处理温度对掺杂不同金属离子催化剂活性有不同的影响。     

CeO2/TiO2/海泡石复合体的制备和光催化降解甲基橙的研究

以TiCl4和Ce(SO4)2为原料,以天然海泡石为载体,采用过氧化氢络合物热水解法制备CeO2/TiO2/海泡石复合体光催化剂,然后以甲基橙为目标降解物进行正交试验,研究得到制备的最佳条件。通过对甲基橙溶液降解率的影响因素进行分析,结果表明,在优化条件下,用海泡石为载体所制取的CeO2/TiO2对甲基橙具有较好的光催化活性。     

超声波、臭氧协同复合氧化物体系光催化甲基橙的研究

[目的]为超声波、臭氧、光催化协同作用治理环境污染以及复合氧化物体系光催化剂的大规模工业应用提供理论依据。[方法]采用超声法在450℃煅烧合成Ag-Bi2WO6-TiO2复合氧化物体系光催化剂,并研究了在一定条件下超声波、臭氧、Ag-Bi2WO6-TiO2光催化等高级氧化技术的不同组合方法对甲基橙的降解效果。[结果]对于10mg/L甲基橙溶液,反应时间为120min时,超声波、臭氧、可见光和紫外光光催化单独降解率分别为13.45%、40.80%、24.60%和30.50%。超声波与可见光和紫外光光催化组合对甲基橙的降解有一定的协同作用,120min时降解率分别为47.70%、59.00%。同时,臭氧与可见光和紫外光光催化组合对甲基橙的降解也有明显的协同作用,120min时降解率分别为68.80%、82.10%。[结论]超声波、臭氧、可见光和紫外光光催化组合降解甲基橙效果明显。     

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%.     

TiO2-xNx纳米管的制备及其可见光光催化性能

对利用水热法制备得到的TiO2纳米管进行了氮掺杂,对样品进行了X射线衍射分析(XRD)、透射电镜分析(TEM)、紫外-可见漫反射光谱测定(DRS)、X射线光电子能谱测试(XPS)以及光催化性能的测试.结果表明,氮掺杂后的TiO2纳米管(TiO2-xNx)晶型和形貌没有发生改变,掺杂的氮取代了TiO2中氧的格位从而导致TiO2纳米管带隙变窄,使其具有可见光光催化性能.光催化试验表明,可见光照射2h后,氮掺杂的TiO2纳米管对甲基橙的降解率可达97.5％.     

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%。     

掺铜TiO2的制备及其光催化降解铝试剂1的研究

采用sol-gel法和高温灼烧制备了掺杂不同量的Cu^2 的TiO2／glass膜及纳米TiO2颗粒．研究了其对铝试剂的光催化降解过程，并由紫外吸收光谱对降解的中间产物进行了初步探讨．结果表明掺杂量为0．07％的Cu^2 时，光催化活性最佳．结合压电传感技术在线检测了不同气体氛围对TiO2光催化剂催化效果的影响，定量说明O2有利于光催化，而N2对其有抑制作用．     

TiO2/AC负载型光催化剂的制备及光催化性能的研究

利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),对溶胶-凝胶法中不同煅烧温度条件下合成的TiO2/AC负载型光催化剂的表面形貌、分布均匀性、粒径大小及晶型等进行了表征;通过亚甲基蓝溶液光催化降解试验,对TiO2/AC负载型光催化剂的催化性能进行了测试.结果表明,经400℃煅烧制备而成的TiO2/AC负载型光催化剂的表面TiO2纳米粒子分布均匀、无明显的团聚现象,在紫外光灯的照射下对亚甲基蓝的降解率在2 h内可达68.30%,经6次重复使用后其催化降解率仍能达到60%以上,表明该催化剂具有良好、稳定的催化性能和较高的循环利用价值.     

TiO2/AC负载型光催化剂的制备及光催化性能的研究

利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),对溶胶-凝胶法中不同煅烧温度条件下合成的TiO2/AC负载型光催化剂的表面形貌、分布均匀性、粒径大小及晶型等进行了表征;通过亚甲基蓝溶液光催化降解试验,对TiO2/AC负载型光催化剂的催化性能进行了测试.结果表明,经400℃煅烧制备而成的TiO2/AC负载型光催化剂的表面TiO2纳米粒子分布均匀、无明显的团聚现象,在紫外光灯的照射下对亚甲基蓝的降解率在2 h内可达68.30%,经6次重复使用后其催化降解率仍能达到60%以上,表明该催化剂具有良好、稳定的催化性能和较高的循环利用价值.     

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。     

镧掺杂TiO_2降解有机磷农药乐果的研究

[目的]探讨改性后的TiO2对市售农药乐果的降解率。[方法]镧掺杂TiO2光催化降解乐果溶液,用钼酸铵分光光度法测定降解前后乐果溶液的浓度。[结果]镧掺杂显著提高了TiO2对乐果的降解率;当催化剂制备时,镧的最佳掺入量为0.15%,最佳煅烧温度为600℃;催化剂光催化降解乐果溶液时,在催化剂投入量为2 g/L、乐果溶液的起始浓度较低、光照时间为4 h时,乐果溶液的降解效率最好。[结论]镧掺杂后的TiO2能有效降解低浓度乐果溶液。     

氧化钛/活性炭纳米光催化剂氧化苯酚的研究

以活性炭(AC)为载体,利用溶胶-凝胶工艺制备氧化钛(TiO2)溶胶,通过浸渍法制备负载型 TiO2／AC纳米光催化剂以及掺杂Fe3+和Cu2+的M-TiO2／AC纳米复合光催化剂。以紫外灯做光源,用制得的 TiO2／AC纳米光催化剂对苯酚溶液进行光催化氧化降解试验,并研究了掺杂Fe3+和Cu2+的M-TiO2／AC纳米复合光催化剂对苯酚的催化活性。结果表明,在紫外光条件下,TiO2／AC纳米光催化剂对苯酚的降解率达99％,较日光条件下高;掺杂Fe3+能提高M-TiO2／AC纳米复合光催化剂对苯酚的催化活性。     

B、Mo掺杂TiO2光催化剂降解苯酚的研究

以活性炭(AC)为载体,利用溶胶-凝胶工艺制备二氧化钛(TiO2)溶胶,通过浸渍法制备了活性炭负载的TiO2/AC以及掺杂B(Ⅲ)和Mo(Ⅵ)的M-TiO2/AC(M=B、Mo)纳米光催化剂。以紫外灯做光源,用制备的TiO2/AC光催化剂对苯酚溶液进行了光催化氧化降解试验,研究了掺杂B(Ⅲ)和Mo(Ⅵ)对M-TiO2/AC纳米光催化剂光催化降解苯酚的影响。结果表明,掺杂B(Ⅲ)、Mo(Ⅵ)的掺杂能明显提高TiO2/AC光催化剂对苯酚的催化活性。