TiO2-CS微球光催化降解阳离子桃红的研究

采用TiO2和壳聚糖(CS)共混，通过反相悬浮、交联制备了TiO2-CS微球光催化剂，并用紫外灯光源，研究了TiO2-CS微球对阳离子桃红染料的光催化降解过程。结果表明：TiO2-CS微球能显著地光催化降解阳离子桃红溶液，在pHl0时，20mg／L。阳离子桃红溶液经紫外光照射100min后，色度去除率达62．4％，化学需氧量(COD)去除率为34．2％；重复使用56h后，TiO2-CS微球的催化效力降低5．2％；在阳离子桃红溶液浓度低于40mg／L，pH10的条件下，TiO2-CS微球催化阳离子桃红溶液的光降解反应为假一级动力学反应；在弱碱性的条件下，TiO2-CS微球对阳离子桃红溶液光催化脱色效率较高；TiO2含量较高的TiO2-CS微球、较长的降解时间和适当的TiO2-CS微球用量能有效地光催化降解阳离子桃红溶液，其中溶液的色度去除速度要快于溶液中的COD的去除速度。     

单质碘掺杂纳米TiO2光催化剂的制备及性能

以钛酸四异丙酯和单质碘为起始原料,用改进的溶胶-凝胶法制备了掺碘的纳米TiO2的前驱体,经500 ℃煅烧得到棕黄色TiO2/I2纳米粉末.采用X射线衍射(XRD),紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱,透射电镜(TEM)等手段对TiO2/I2粉末进行了表征,并研究了其光催化性能.结果表明,掺杂的碘存在于TiO2内部纳米孔洞中,不会因为高温而被氧化;光催化降解甲基橙反应是一级反应;TiO2掺杂碘单质后对光响应波长拓展至可见光范围,对甲基橙的降解效率可提高15%以上.     

三维多孔SiO_2-TiO_2异质结材料的制备及其光催化性能

在锐钛矿相TiO2纳米晶基础上,通过溶胶-凝胶法,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为模板合成了三维(3D)多孔SiO2-TiO2异质结复合材料,采用XRD、ESEM等技术对产物进行表征,并研究了其光催化特性.结果表明:复合SiO2提高了纳米锐钛矿相TiO2的亲水性,经550℃热处理后的TiO2仍具有以锐钛矿相为主的相组成;在光催化降解甲基橙实验过程中,经去模板后形成的三维多孔SiO2-TiO2异质结复合材料表现出较纯锐钛型TiO2更为优异的光催化活性,其降解速率较TiO2提高了3倍,较SiO2提高了30倍,这主要与复合SiO2后其锐钛矿相结晶度提高和三维多孔结构具有更大的比表面积等因素有关.     

N掺杂TiO2纳米管阵列可见光催化降解六氯苯

以氨水为氮源,采用阳极氧化法和湿化学法合成N掺杂TiO2纳米管阵列,并通过可见光光催化降解六氯苯(HCB)废水,评价其催化活性.同时,分析了煅烧温度、氮源、掺氮量、HCB浓度、HCB溶液pH值对N掺杂TiO2纳米管阵列光催化性能的影响.结果表明:在煅烧温度为450℃的条件下,以1.0mol/L氨水为N源合成的TiO2纳米管阵列光催化性能最佳,中性条件下降解效率最好.该催化剂循环使用6次仍具有良好的光催化性能.     

ZnO/TiO2 纳米管复合材料的制备及其光催化性能

本文成功地制备了ZnO/TiO2纳米管复合光催化材料,并通过XRD,TEM和UV-Vis等测试手段对该复合光催化剂进行了表征.研究了该复合光催化材料在紫外光和太阳光下,对亚甲基兰的降解作用.结果表明,由于适量ZnO的复合,具有管状结构和较高比表面积的ZnO/TiO2纳米管复合光催化材料相对于纯的TiO2纳米管具有了更强的紫外光吸收性能和红移现象.使得该复合光催化剂在紫外光下对亚甲基兰具有更快和更完全的降解性能.ZnO/TiO2纳米管(10 wt%ZnO)复合光催化材料在太阳光照射下,对亚甲基兰也有较高的降解能力.而且,该催化剂也可被循环使用,这使得该复合光催化剂具有了广阔的应用前景.     

污染物为电子给体Cd0.5Zn0.5S固溶体光催化分解水制氢

采用水热法制备了Cd_0.5Zn_0.5S光催化剂,并通过XRD和UV-vis漫反射光谱进行了表征。研究了污染物甲醛、甲醇、甘油和葡萄糖为给电子体,在Cd_0.5Zn_0.5S上的可见光光催化制氢及污染物的降解性能。结果表明:污染物的存在能提高光催化分解水制氢活性。在甲醛、甲醇、甘油和葡萄糖电子给体中,甲醛是最好的电子给体。甲醛能显著提高光催化制氢性能,同时自身得到很好的降解。更多还原     

ZnO/WO_3微米球制备及其光催化性能研究

以醋酸锌和氧化钨(WO_3)为前躯体,通过液相溶胶凝胶法制备氧化锌/氧化钨(ZnO/WO_3)微米球光催化剂,利用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪、紫外可见分光光度计等测试方法对样品形貌、组成和光吸收性能进行表征.以染料亚甲基蓝为目标降解物,在紫外光照射下,研究所制备样品的光催化活性.结果表明,W的加入可有效提高ZnO光催化活性.当ZnO中W掺杂浓度为4 mol%时,实验制备出的ZnO/WO_3微米球光催化剂的催化效果相对于其他浓度最好,通过紫外光光照仅需80 min即可使亚甲基蓝的降解率达95%.     

高效BiOI/BiOBr可见光催化剂的制备、性能及机理研究

利用无机原料水热合成法制备BiOI/BiOBr复合可见光催化剂,通过XRD、SEM、EDS、DRS、I-t响应曲线等手段对催化剂的物相组成和光化学性能进行了系统表征.以RhB为目标污染物,考察了催化剂的光催化活性并对最优比例催化剂的稳定性进行评价,通过ESR分析和自由基捕获实验探究了RhB的光催化降解机制.研究结果表明:无机原料水热合成法可成功制备纯度高、结晶性能良好的BiOI/BiOBr复合可见光催化剂;BiOI的复合降低了BiOBr光催化剂的电子-空穴的复合,拓宽其可见光响应范围,提高了光催化降解活性,其中质量比为8%的BiOI/BiOBr活性最佳,可见光照21min后RhB的脱色率可达100%,是纯BiOBr的1.50倍,且重复使用5次后仍具有较高的光催化活性;复合催化剂光催化降解RhB的过程中,参与降解的主要活性物种为空穴(h+)和超氧自由基(·O-2).     

旋涂法制备单层和多层密排聚苯乙烯微球模板及其SERS性能

通过旋涂法将聚苯乙烯(polystyrene,PS)微球溶液涂于硅氧化片基底上,研究PS微球溶液的滴加体积、质量分数以及旋涂转速对PS微球模板的层数及密排性的影响,通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)对其进行形貌表征.结果表明,相对于以往的垂直沉积法的自组装胶体球模板而言,这种旋涂法耗时更短、原材料消耗更少.同时,由于单层PS微球都形成了密排有序结构,对应制得的多层PS微球可形成面心立方结构,再分别以单层和多层PS微球为掩膜板来制得金三角阵列和TiO_2反蛋白石结构,并利用拉曼检测技术证明其良好的表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)性能.     

工业染料废水介孔吸附剂的制备及其光催化性能

以P123为模板、正硅酸乙酯为硅源,通过水热法一步合成了负载TiO2的介孔吸附剂,并通过红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)等方法对其进行表征.透射电镜(TEM)以及氮吸附测试结果表明,样品PS1孔径为5.23nm,比表面积为798.97m2/g,样品PS2的孔径为4.90nm,比表面积为866.64m2/g.光催化降解实验结果显示,PS1对亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RB)的最大吸附量分别为23.79mg/g和17.56mg/g,PS2对MB和RB的最大吸附量分别为23.05mg/g和20.05mg/g;PS1和PS2对RB的最大光降解量均为25.2mg/g左右,到达最大光降解量的时间分别为50min和120min;PS1和PS2对MB的降解在25min内均达到最大,最大光降解量均稳定在24.9mg/g左右.结果表明,PS1和PS2均对MB有较好的光催化效果.     

基于二甲胺（DMA）光催化降解的纳米TiO2/硅藻土光催化剂的制备和表征

以钛酸四丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/硅藻土复合光催化剂,以难降解有机物二甲胺(DMA)为被降解物,考察了制备条件对光催化性能的影响.结果表明,TiO2/硅藻土光催化剂的制备最佳条件为水醇比0.6,500℃煅烧5h,硅藻土2g∶9mL负载1次,溶胶pH值为2.复合光催化剂经扫描电子显微镜(SME)和X射线衍射仪(XRD)表征,达到纳米级别,3g·L-1催化剂对400mg·L-1 DMA的6h降解率平均可达70%,光催化性能优良.     

BiOBr/TiO_2异质结催化剂的制备及其可见光催化活性

将碱热法和溶剂热法相结合,制备了不同配比的BiOBr/TiO_2异质结催化剂,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)等技术对其结构、形貌和光学性能进行表征,并探讨BiOBr和TiO_2的配比对罗丹明B(RhB)脱色率的影响。结果显示,该异质结催化剂由锐钛矿相TiO_2纳米颗粒附着生长在BiOBr花状球表面构成;BiOBr和TiO_2摩尔比为1∶2的BiOBr/TiO_2催化剂在可见光照射下催化反应15min,RhB脱色率达96.5%;催化剂循环使用4次后,RhB脱色率仅降低7.94%,稳定性较好。Mott-Schottky曲线表明,该催化剂光催化活性的提升主要是由于在BiOBr和TiO_2界面上形成了p-n结,使电子-空穴对得到有效分离。光催化机理研究结果表明,O·-2是光催化反应过程中的主要活性物种,RhB的脱色主要是由于脱乙基和苯环开环氧化导致。     

纳米Au双壳层微球对染料敏化太阳能电池性能的优化

利用液相还原法制备的纳米Au双壳层Au@SiO_2@TiO_2(AST)微球,制备了一系列不同AST微球含量的复合光阳极及其染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs).研究了不同含量AST微球对光阳极的光吸收以及DSSC性能的影响.研究表明,AST微球可显著增强光阳极的光吸收以及DSSC的短路电流密度(short-circuit photocurrent density,J_(sc))和光电转换效率(photoelectric conversion efficiency,PCE).当掺入AST微球的质量比(m(AST)∶m(TiO_2))为1.6%时,对应的DSSC具有最大的J_(sc)和PCE,分别为15.23mA·cm~(-2)和6.70%,相比于纯TiO_2光阳极DSSC,分别提高了26.3%和19.0%.电池性能的显著改善可归因于AST微球中Au颗粒的局域表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)和TiO_2薄膜壳层的共同作用,使得光阳极的染料吸附量增加,光吸收增强,从而显著提高了电池的J_(sc)和PCE.     

非水溶性铁Schiff碱配合物活化H_2O_2光催化降解环丙沙星

以3,5-二氯水杨醛和邻苯二胺合成Schiff碱配体,与铁(Ⅲ)配位,得到3,5-二氯水杨醛缩邻苯二胺Schiff碱铁(Fe-3,5ClSPA)光催化剂。以环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)为有机污染物,在可见光(λ≥420 nm)照射下通过Fe-3,5ClSPA活化H_2O_2对CIP进行光催化氧化降解,在光催化反应90 min时对CIP降解率达到98.4%,Fe-3,5ClSPA在偏酸性条件下(pH 3.0～5.0)可有效活化H2O2而降解CIP。通过自由基捕获实验证实,·OH为光催化降解过程中主要的活性氧化物种。通过对CIP降解产物质谱分析,Fe-3,5ClSPA可见光活化H2O2光催化降解CIP经历了脱氟、喹啉羟基化、哌嗪环氧化和脱羧等途径生成5种中间产物。此外,非均相Fe-3,5ClSPA光催化体系在5次重复使用后,对CIP降解率仍达到74.2%,表明Fe-3,5ClSPA光催化剂具有较好的稳定性和重复利用性。     

Bi_2S_3/BiOCl复合材料的制备及光催化性能的研究

构建复合光催化材料不仅能够拓展单一光催化材料的光谱响应范围,而且能够提高光生载流子的分离效率.为了进一步提高BiOCl在可见光下的光催化性能,本文利用BiOCl与Bi_2S_3溶度积常数的差异,将Na_2S溶液加入到BiOCl纳米片悬浮液中,通过水热反应制备了Bi_2S_3/BiOCl复合光催化材料.探讨分析了Na_2S浓度对所得复合材料光催化还原六价铬[Cr(Ⅵ)]性能的影响.研究结果表明:Bi_2S_3/BiOCl复合材料具有较强的可见光吸收能力和较高的光生载流子分离效率,当Na_2S的浓度为0.016 mol/L时所得复合材料具有最佳的光催化性能.     

TiO2 粉末催化剂光催化降解室内 空气中有机污染物

本文制备了一系列 TiO2粉末催化剂, 用光催化法降解室内空气中各种微量有机污染物,最终降解率 接近 100%. 考察了晶型对光催化剂性能的影响, 结果表明,锐钛矿型 TiO2 的催化性能最好. 最后,分析了 TiO2 光催化反应机理.     

新型催化剂chitin/BiOBr的构建及用于抗生素污染物去除

利用溶剂热法制备了一种新型光催化剂chitin/BiOBr。在可见光照射下,chitin/BiOBr对环丙沙星表现出了优异的光催化降解性能,180 min内可对环丙沙星(250 mL,20mg·L^-1)的降解率为78%,其降解速率是纯溴氧化铋的5.2倍。通过一系列表征技术对样品的形貌结构、光电性能和化学元素组成等进行了研究。活性成分测定实验表明,羟基自由基(·OH)和空穴(h⁺)共同作用于环丙沙星的降解。循环实验表明chitin/BiOBr有较稳定的可见光催化性能。同时根据实验结果对环丙沙星的降解机理进行了探讨。     

一种新型可光降解的PVC-OA-TiO_2纳米复合膜

采用包埋技术制备了一种新型可光降解的聚氯乙烯-草酸-TiO_2(PVC-OA-TiO_2)纳米复合膜,并研究了紫外光照射条件下该复合膜的光催化降解情况.结果表明,该纳米复合膜的光催化降解是一个氧化断链过程,经紫外光照射310 h后失重率达到55%,是PVC-TiO_2复合膜的2倍,是纯PVC膜的3.5倍,说明草酸的掺杂可以促进PVC-OA-TiO_2复合膜更快地被光降解.草酸作为一个良好的电子给体,能不可逆地与TiO_2表面产生的空穴或表面羟基反应,抑制电子和空穴的复合,从而显著提高PVC-OA-TiO_2的光催化降解速率.     

固定化微生物在降解含油污水中的应用

通过活性炭吸附前后菌液浓度的变化测定了活性炭在25℃时对石油烃降解菌(W-2)的动态吸附量.考察了不同的固定化方法、交联剂的pH和包埋菌的量对固定化微球的物理性质和降解效果的影响.实验结果表明,直接包埋法优于先吸附后包埋固定法,在25℃交联24h时,最佳固定化条件为:交联剂溶液的pH值为5～6,包埋菌液与凝胶剂溶液体积比为1∶5,而且,包埋无机盐离子能加快固定化W-2恢复活性,并利用扫描电镜观察降解前后微球的表面结构.在含油量为300mg/L的无机盐培养基中,游离W-2适应的pH范围为7～8、盐度为3%左右,固定化W-2适应的pH范围为6～9、盐度范围为2%～5%,比游离W-2的适应范围变宽;游离W-2降解率最高达到40%左右,固定化W-2能达到70%以上,原油降解率提高了30%以上.     

表面分散型氧化锰/TiO_2基纳米片层吸附-光催化联用处理高浓度结晶紫

以Mn(NO_3)_2为锰源,采用水热法制备了表面分散型氧化锰/TiO_2基纳米片层(Mn-TNS),并通过对高浓度结晶紫溶液的处理,评价了所制催化剂的吸附能力及光催化性能.Mn/Ti复合摩尔比为3.0%时,样品的吸附能力和光催化活性最高,通过Langmuir等温吸附模型拟合出的单层最大吸附量高达71.4mg/g.采用吸附-光催化降解联用的方法处理80mg/L结晶紫,3.0%Mn-TNS样品显示出良好的稳定性和循环再生能力.