Fe3+改性TiO2/玻璃纤维催化剂制备优化研究

以玻璃纤维网为载体,采用溶胶-凝胶法,以Fe3+对TiO2催化剂实施掺杂,经胶液配制、膜的涂覆与焙烧等工序,制备改性TiO2催化膜。通过正交实验,考察了Fe/Ti质量比、涂覆次数、升温程序等因素对改性后的TiO2薄膜光催化降解苯酚性能的影响。在选定各因素各水平下,对TiO2催化膜的影响因素主次顺序为:Fe/Ti质量比>焙烧温度>涂覆次数。最优条件为:Fe/Ti质量比=0.01%;焙烧温度=600℃;涂覆次数=3次。X射线衍射(XRD)分析表明,在最佳条件下制备的改性TiO2为锐钛矿型,平均粒径为14.5nm。     

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。     

溶胶-凝胶法制备纳米二氧化铈

以硝酸铈、柠檬酸和偏钒酸铵为原料,采用溶胶-凝胶法制备了V5 离子掺杂的纳米CeO2粉体.利用X射线粉晶衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了成胶温度、焙烧温度、V5 掺入量等对合成物的微观结构、物相组成的影响.XRD分析结果表明合成的CeO2粉晶为具有空间群Fm3m的立方晶系晶体结构.焙烧温度和V5 离子的掺入量对所制备纳米CeO2的结晶度、晶粒尺寸,结晶速度等均有影响.     

竹材的纳米TiO_2改性及防光变色性能

采用溶胶-凝胶法,在低温条件下制备TiO2溶胶,并利用溶胶在竹材表面负载成膜,完成竹材的TiO2改性,同时利用场发射环境扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDAX)对改性竹材、TiO2进行形貌及结构表征,并重点研究温度、负载次数对TiO2晶型及防光变色性能的影响。结果表明:改性竹材表面负载了径级在40～90nm之间的TiO2颗粒薄膜,可提高竹材的抗光变色性能,其中热处理温度为105℃、经3次负载后的改性竹材,在经过120h加速老化后,其总色差约为空白试样的1/2左右。     

/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。     

Preparation and Photocatalysis Performance of Pt, N Co-doped Bamboo Activated Carbon Supported by TiO2

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.     

纳米TiO_2改性竹炭吸附与降解空气中苯的研究

采用纳米TiO2对竹炭进行改性,并结合FT-IR、EPR图谱及SEM对其性能和结构进行表征,通过气相色谱法研究了改性竹炭对空气中苯的净化效果。结果表明,TiO2既负载到竹炭孔隙的边沿和表面,又没有堵塞竹炭的特殊孔隙,且改性竹炭的自旋数由8.7×1013增加到8.9×1017。结果显示,纳米改性竹炭可将空气中的苯污染物降解为无毒、无害的二氧化碳和水,且在紫外灯照射下的降解效果最好;当纳米TiO2含量为3%时,改性竹炭降解苯12h的净化率可达93.50%。     

纳米TiO2改性竹炭和竹炭抑菌性能比较的研究

用纳米TiO2分别对颗粒状及粉末状竹炭进行改性得到纳米TiO2改性竹炭,并对纳米TiO2改性竹炭(颗粒、粉末)、4种炭化温度(500、600、700和800℃)的竹炭及纳米TiO2共7种材料,在无光照条件下对2种霉菌(黑曲霉菌、绿色木霉菌)进行抑菌试验.结果表明:纳米TiO2改性竹炭(颗粒、粉末)抑菌效果最好,其防治效力(E)分别为90%和100%;4种炭化温度竹炭的E分别为25%、25%、25%和0,纳米TiO2材料没有抑菌能力,其E为0.试验表明,纳米TiO2改性竹炭比普通竹炭的抑菌效果好,它是一种抑菌能力强的新型竹炭材料.     

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。     

竹炭对甲醛的吸附性能研究

采用分光光度法测定竹炭对甲醛蒸气的吸附量,研究了吸附量与温度及时间的关系,并探讨了竹炭对甲醛的吸附和脱附机理,提出一种竹炭对甲醛吸附的测定方法.结合竹炭的SEM照片,考察了竹炭粉的粒度对甲醛吸附量的影响.结果表明:在55 ℃、3 h的吸附条件下,竹炭对甲醛蒸气的吸附量最大,达68.5 mg/g;竹炭粉的粒径对甲醛的吸附量的影响不太显著,这主要由竹炭本身的微观结构决定的;竹炭对甲醛的吸附主要是物理吸附,在脱附过程中,其甲醛余量与时间的关系符合y=109.19x-1.108 4,相关系数r=0.979 4.     

Analysis and characterization of microstructures of a TiO2/bamboo charcoal composite and modified poplar veneer

A type of TiO 2 /bamboo charcoal composite made by a dip-dry method was loaded onto wood veneer with a vacuumpressure method in order to prepare modified poplar veneer.The pore structure parameters and surface morphology of the TiO 2 /bamboo charcoal composite were determined and analyzed by means of a porosimetry analyzer and SEM.The results show that the surface morphology of the composite does not change after being loaded with nano TiO 2.However,its specific surface area (359.814 m 2 ·g-1),pore volume (0.317 cm 3 ·g-1) and average pore diameter (3.526 nm) increased;particularly the cumulative volume of pores was increased by 65.83%.In addition,the distribution range of the pores was wider than that of the bamboo charcoal.Combining the SEM of unmodified and modified poplar veneer,the results of X-ray photoelectron spectroscopy revealed that actually some TiO 2 compounds,i.e.,4.08%,are imbedded in the modified poplar veneer.     

竹炭陶的制备及其气体吸附和调湿性能

基于开发和利用生物质竹炭材料,以竹炭粉、凹凸棒、硅藻土等为原料,制备竹炭陶瓷复合材料,从而避免传统炭吸附材料易碎和粉尘污染的缺点。首先,将原料通过陶瓷造粒工艺制备成直径为2~5 mm的小球;然后,在N 2气氛中1250℃下烧结为竹炭陶小球,并对其结构和吸附性能进行了研究。XRD测试结果表明,竹炭陶瓷复合材料在烧结前后并未改变竹炭陶晶体结构。原料的SEM测试结果表明,竹炭粉在微观结构上存在1μm左右的大孔,其中硅藻土的微观形貌为多孔圆盘状结构,圆盘的直径分布在20~50μm,孔道直径在0.1~1.2μm;竹炭陶的SEM测试结果表明,断面结构疏松多孔,经过复合和烧结后,仍然保持了原有的孔道结构,保障了竹炭陶的吸附性能。BET法测试结果表明,竹炭陶的比表面积达到118.54 m^2/g。吸附性能测试表明,竹炭陶对水分吸附率达到22.0%,对甲醛、氨气及硫化氢等有害气体的吸附率分别达到87.7%,94.6%和96.3%。实验结果表明,竹炭陶具有良好的吸湿和气体吸附性能,是一种良好的空气净化材料,在室内环境和水处理等方面具有广阔的应用前景。     

2种广东丛生竹炭性能的研究

利用广东小叶龙竹和马来甜龙竹2种丛生竹,在砖土窑设备中炭化制取竹炭。测试分析其基本理化性能,进行甲醛、苯等有害物质吸附特性试验,并用扫描电子显微镜分析其微观结构。研究结果表明:(1)2种丛生竹炭的基本理化性能差异不明显,但小叶龙竹炭比表面积是马来巨竹炭的3倍,相差比较大。(2)2种竹炭对甲醛、氨、苯和甲苯都具有吸附功能,但吸附的回归方程不同,吸附效果小叶龙竹炭比马来巨竹炭好。(3)经电子扫描电镜观测2种竹炭的微观结构是有差异的。     

利用竹粉制备吸波磁性炭

电磁辐射污染已成为一种除水和空气污染外的新环境污染问题,为解决这一问题,对废弃的竹粉进行回收利用,制备吸波性能较好的磁性竹炭,不仅可以提高产品附加值,同时也可解决废弃竹粉污染环境的问题。采用原位共沉淀、Fe2+/Fe3+混合液和NaOH溶液两步常压浸渍法制备磁性竹粉,并在1000℃下原位碳化,合成了α?/β?Fe/Fe3O4/Fe3C四相Fe/C复合材料(CF3)的磁性竹炭。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计以及矢量网络分析仪等研究方法可以看出,随着热解温度的升高,生成的CF3表面出现许多微孔,有利于实现电磁波的吸收,磁性竹粉炭化前后的饱和磁化强度由2.18 emu/g显著提高到67.00 emu/g。CF3的电磁波吸收性能较好,其在5.72 GHz处具有最小反射损耗值,为-19.82 dB,匹配厚度为4.25 mm,有效响应带宽为13.76 GHz。研究表明,较好的吸波性能是由于α?/β?Fe/Fe3O4/Fe3C多相复合形成的连续网络结构可得到最佳的阻抗匹配特性,以及最大的介电损耗和磁损耗能力。3种材料中磁性竹炭表现出最高的电导率,说明磁性竹炭的导电性能最好,具有较强的电磁波衰减能力。此外,在C?Fe3C、C?Fe和C?Fe3O4界面处的界面极化对提高微波吸收性能有积极作用。     

竹炭对草本花卉生长的影响

通过竹炭颗粒与清水沙等混合物作花卉栽培基质，种植蝴蝶花、吊兰、万年青等花卉试验。结果表明：(1)竹炭颗粒能改善土壤的理化性质，提高土壤的pH值、孔隙度和持水率，提高速效N、P、K，Ca、Mg、Fe的含量，分解和吸附Cu、Zn、Mn等重金属元素。(2)竹炭颗粒基质能促进植物根、茎、叶生长和花蕾的形成，且随其用量的增加出现先促进植物生长后抑制植物生长的现象，且以每样土壤中添加竹炭颗粒15～25g为最佳。(3)不同竹炭颗粒配比组花卉各生长因子明显好于对照组。以15g竹炭颗粒基质种植吊兰各项生长因子最好。     

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。     

竹炭对溶液中二价锰离子的吸附特性研究

研究了竹炭对溶液中二价锰离子的吸附行为。试验结果表明:竹炭对锰²⁺吸附的最佳酸度为pH=4.4;温度在298K时,竹炭对锰²⁺的吸附平衡时间为6h,且竹炭粒径对吸附平衡时间基本不产生影响;锰²⁺的初始浓度越大,一定量竹炭的吸附量越大;一定浓度、体积的溶液中,竹炭的投放量越大,去除率越大;在298~318 K的温度范围内,吸附量呈现先增后减的趋势。     

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。