纳米TiO_2/PbWO_4可见光催化降解糖蜜酒精废水研究

采用表面活性剂辅助分散沉淀法制备了不同TiO2含量的纳米TiO2/PbWO4复合氧化物可见光催化剂系列,在400 W汞灯模拟光源条件下,对糖蜜酒精废水的光催化降解性能进行了研究,并考察了TiO2质量分数、催化剂用量、空气流量及废水pH值对废水光降解脱色率的影响.结果显示,当TiO2含量为质量分数8%时,担载二氧化钛的钨酸铅(TiO2/PbWO4)催化剂光催化降解活性达到最佳,在TiO2/PbWO4用量为2 g/L、鼓泡空气流量为120 mL/min及废水pH值为1.7的条件下,光催化降解120 min时,     

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.     

纳米TiO_2与活性炭纤维复合材料降低室内污染物(Ⅰ)——纳米TiO_2气凝胶的制备

为了获得具有网络结构和纳米级粒子的TiO2光催化材料,使之负载到活性炭纤维(ACF)上,并在紫外光的作用下,达到有效降低室内空气中污染物的目的,以钛酸丁酯(Ti(OC4H9)4为原料,乙酸和乙酰丙酮为水解催化剂,利用Sol-Gel方法制备凝胶,并利用超临界流体干燥手段制备TiO2气凝胶.溶胶-凝胶反应溶液的配比为Ti(OR)4∶ EtOH∶ H2O∶ AcOR∶ ACACH=20∶ 40∶ 5∶ 0.2∶ 2(体积比,mL),可在120min左右得到醇凝胶.将醇凝胶置于-21℃条件下陈化1～3d,然后在12h内自然升温至室温,24h内置于超临界流体中进行干燥,可以得到具有纳米结构的TiO2气凝胶.该气凝胶可用于制备ACF/TiO2复合材料.     

TiO_2负载钡铁氧体光催化剂降解亚甲基蓝光催化性能研究

[目的]为TiO2光催化剂的工业应用提供依据。[方法]以亚甲基蓝染料为模型染料,研究了TiO2/钡铁氧体磁性催化剂在紫外光照射下的光催化活性。[结果]随着钡铁氧体负载量的增加,TiO2/钡铁氧体磁性催化剂的催化效率也有提高。负载量为20%时,催化降解效率达到最大。随着亚甲基蓝初始浓度的增加,催化剂的催化降解效率也有提高,但当溶液浓度大于10mg/L时,效率大大降低。光催化剂的催化活性随使用次数的增加而降低。第5次使用时,5h后的降解率仍保持在90%左右。[结论]负载量为20%的TiO2复合钡铁氧体型光催化剂、使用量为1.5g/L时,催化降解亚甲基蓝的效率可以达到97.8%。     

TiO2-ZnO光催化性能及其降解苯酚废水动力学研究

以紫外光为光源,低浓度苯酚溶液模拟工业废水为处理对象,研究了自制TiO2-ZnO复合材料的光催化活性,考察了苯酚溶液初始浓度、催化剂投放量等对光催化降解的影响,并初步探讨了其反应动力学。结果表明,TiO2-ZnO复合催化剂对苯酚光催化降解反应符合一级动力学方程,光催化效果随苯酚初始浓度增加而降低,催化剂最佳投放量为2 g/L,TiO2-ZnO复合催化剂光催化活性高于纯TiO2、ZnO的光催化活性,是一种降解效果优异的光催化材料。     

TiO2/C制备及光催化降解性能

以钛酸四丁酯为钛源负载活性炭制备了TiO2/C复合催化剂,从催化剂的用量、循环使用次数以及与P25比较等几个方面分别考察了该复合催化剂的催化降解甲基橙的活性.实验结果表明,TiO2/C复合催化剂提高了催化活性.     

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。     

POMs/TiO_2复合催化剂光催化降解有机污染物的研究

[目的]采用溶胶-凝胶方法制备了几种POMs/TiO2复合光催化剂,考察了催化剂在紫外光照射下对模拟染料废水（酸性媒介黑PV溶液）的光催化降解行为,为降解有机污染物提供理论指导。[方法]研究了催化剂中的POMs含量、催化剂用量、溶液的pH及H2 O2浓度对PV溶液降解过程的影响。[结果]H4SiW12O40/TiO2复合催化剂光催化降解模拟染料废水（PV溶液）效果最佳。PV溶液初始浓度为300 mg/L时,脱色反应最佳条件：催化剂为H4SiW12O40/TiO2,α-H4SiW12O40质量分数为1.5%时,催化剂用量为60 mg、pH为2.0、H2 O2浓度为20 mmol/L时,PV降解质量分数可达到72.48%。[结论]POMs/TiO2复合催化剂较纯TiO2光催化降解PV溶液活性明显,其光催化降解有机污染物意义重大。     

TiO2/沸石光催化剂的制备及其光催化性能研究

为了制备催化性能优良的负载型TiO2光催化剂,以沸石为载体,采用正交设计法优化了浸渍法制TiO2/沸石光催化剂的工艺参数,以其对硫酸铵溶液中的氨氮降解率为考察指标,对其催化性能进行了研究。结果表明,制备TiO2/沸石光催化剂的最佳工艺条件为:m(TiO2)∶m(沸石)∶m(硅酸钠)=0.7∶10∶15,老化时间24 h,焙烧温度为400℃,焙烧时间1 h。TiO2/沸石光催化剂最佳投放量为1.5 g/L,在紫外光照射下反应4 h,对废水的氨氮去除率可达98.92%。可见,采用优化浸渍法制备的TiO2/沸石光催化剂的光催化性能优良。     

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.     

H3PO40W12/TiO2/漂珠复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

[目的]研究H3PO40W12/TiO2/漂珠复合光催化剂的制备及其光催化性能。[方法]采用溶胶-凝胶法、浸渍法制备H3PO40W12/TiO2/漂珠复合光催化剂,并用扫描电镜、X射线衍射仪、固体紫外光谱仪对其表征。以孔雀石绿为模拟污染物进行光催化降解试验。[结果]制备的H3PO40W12/TiO2/漂珠复合光催化剂具有较高的催化活性,其在80 min内对孔雀石绿的降解率达到90%。H3PO40W12的负载量越大,复合光催化剂的降解活性越高。此外,该复合光催化剂的再生性良好,可多次重复使用。[结论]该研究对水污染的吸附降解具有重大的价值。     

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。     

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。     

TiO2/MIL-53(Al)和TiO2/Al2O3催化剂的制备及其光催化性能研究

采用溶剂热法合成了MIL-53(Al),以此为载体负载TiO_2制备得到TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂用于污水中次甲基蓝的催化降解研究,并与传统载体材料Al_2O_3负载的TiO_2催化剂的光催化效果进行比较。样品通过热重-差热扫描量热(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附等方法进行表征。采用光度吸收法分析污水中次甲基蓝的降解率,结果显示,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对次甲基蓝的光催化降解率达到98.6%,而TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解率只有70.3%,TiO_2/MIL-53(Al)光催化剂对污水中次甲基蓝的降解去除能力明显优于TiO_2/Al_2O_3光催化剂对次甲基蓝的降解去除能力。     

碱/酸两步催化法制备的“核—壳”SiO_2-TiO_2纳米材料及其光催化特性

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,以氨水为催化剂,制得含有SiO_2粒子的碱催化SiO_2溶胶;向碱催化SiO_2溶胶中加入前驱体钛酸丁酯(TBOT)和酸催化剂盐酸,得到以SiO_2粒子为核和以TiO_2为壳的"核—壳"SiO_2-TiO_2纳米材料.结果表明:SiO_2核的粒径约为13.5 nm;随着钛酸丁酯添加量的增加,SiO_2核表面不断有TiO_2壳形成,其粒径从13.5 nm增大至24.4 nm.XRD测定结果表明煅烧温度为500℃时,锐钛矿TiO_2的特征衍射峰明显增强.该温度下"核—壳"SiO_2-TiO_2复合粉末对罗丹明B的降解率从21.99%提高到94.86%.     

紫外可见上转换剂/TiO2复合光催化剂在海洋石油污染处理中的应用

在实验室条件下,取大连市黑石礁海域海水,加入风化好后的柴油配制成模拟石油污染海水,通过分别改变催化剂的掺杂比、溶液pH、催化剂添加量、光照时间和柴油初始浓度等因素,研究各因素对上转换材料TiO2复合光催化剂催化降解海洋石油污染的影响效果,并通过正交试验优化了光催化降解海洋石油污染的条件。结果表明：在海洋中柴油初始浓度为0.1 g/L时,催化剂掺杂比为15%,催化剂添加量为40 mg,溶液pH为7的条件下催化降解2.5 h,海洋石油污染光催化降解效果最好,降解率可达88.85%。     

磁场中Ag/TiO_2复合物光催化降解酸性红B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2包覆纳米Ag光催化剂,利用XRD和SEM对其进行表征;在磁场中光催化剂的作用下,研究不同热处理温度、保温时间、光照时间对该催化剂降解酸性红B的影响。结果表明,在2θ=44.5°处出现了Ag的特征吸收峰,这说明TiO2和纳米Ag已经很好地结合在一起,该催化剂比纯TiO2有更好的催化活性;在热处理温度400℃时,其光催化活性最大,60 min的保温时间催化性能最佳;随着光照时间增加,酸性红B染料的降解率不断提高。     

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％.