掺Fe2O3的ZnO压敏性能

在一定成型压力和烧结温度下掺杂浓度对掺Fe2O3的ZnO陶瓷的致密度和压敏性能的影响研究.得到以下结果:(1)在1 000 ℃,ZnO与Fe2O3固相反应生成ZnFe2O4,在1 200 ℃ZnO陶瓷完全致密化;(2)在优化工艺参数后,研究了在ZnO中掺杂不同浓度的Fe2O3 的电阻率,只有在一定电阻率范围内才具有压敏效应.随Fe2O3掺杂含量升高,电阻率在0.1%at达到极大值,而后降低,在2%at以后电阻率急剧升高,压敏效应增大,在4%at时阈值电压为92伏,非线性最好.过高的掺杂浓度(>5%at)导致绝缘相厚度过大而没有压敏效应;(3)Fe2O3掺4%at后,烧结温度超过1 200 ℃时,由于ZnFe2O4相分解产生载流子浓度增大使电阻率下降.     

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.     

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.     

N,B,Fe-TiO_2催化剂的制备及其可见光催化性能

通过水热方法分别制备了N,B,Fe二元素掺杂和三元素掺杂的TiO2催化剂,并对各样品进行X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射(DRS),N2等温吸脱附、FT-IR等表征.制得的催化剂形貌为颗粒状,晶型主要以锐钛矿相为主,掺杂不影响催化剂的晶型,三元素掺杂TiO2催化剂具有较大的比表面积(220.1m2·g-1),三元素掺杂TiO2催化剂的禁带宽度为2.6eV.降解罗丹明B染料实验结果表明,N,B,Fe三元素掺杂的TiO2催化剂在400nm以上的可见光区有明显吸收,2h内降解率可达70.6%.分析表明,N,B的掺杂,减小了TiO2的带隙,Fe的掺杂,降低了光生电子和空穴复合的几率,三元素掺杂产生了协同效应,共同提高了TiO2在可见光的光催化效率.     

铁掺杂氮化碳的制备及其可见光催化性能

以尿素和硝酸铁为原料,采用浸渍法制备了不同Fe掺杂量的氮化碳复合催化剂,通过X射线衍射光谱(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱等分析手段对催化剂进行了表征.结果表明,Fe的引入并未改变氮化碳的石墨相结构,且有效降低了氮化碳催化剂的禁带宽度,拓宽了催化剂对可见光的响应范围,提高了催化剂对可见光的利用率.光催化降解甲基橙(MO)的结果表明,不同Fe掺杂量复合催化剂的光催化活性明显优于单纯的氮化碳催化剂,其中以硝酸铁与氮化碳质量比为15%的掺杂量为最佳,反应6h降解率达到81.7%,4次循环使用后,催化剂稳定性较好.此外,该体系的光催化机理研究表明,O·-2是光催化体系中的主要活性物种.     

Co_3O_4/BiOI复合催化剂的制备及其光催化性能

考察了两种方法制备的BiOI光催化剂,结果显示溶剂热法制备的BiOI比液相沉淀法制备的BiOI具有更好的光催化活性.然后,以溶剂热法制备的BiOI采用浸渍法制备了CoOx/BiOI复合催化剂,用X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-vis)漫反射光谱、透射电子显微镜(TEM)等手段对其进行了表征,探讨了煅烧温度,煅烧时间以及Co掺杂量对其光催化性能的影响.结果显示:在300℃煅烧2h,Co的掺杂量为2.0%(Co/BiOI)的条件下,CoOx/BiOI复合物紫外光催化活性最高.结构研究表明,Co是以Co3O4的形式呈针状分布在团聚后的BiOI的表面,这有效地促进了BiOI的光催化性能.     

局域表面等离激元效应增强TiO_2-SiO_2-Ag复合薄膜光催化性能

用高纯度的Ag靶,采用直流溅射法在石英衬底上通过退火处理,得到Ag纳米颗粒薄膜;然后通过射频溅射法在Ag纳米颗粒上沉积不同厚度的SiO2隔离层,再通过直流反应溅射在SiO2隔离层上沉积TiO2薄膜(膜厚60nm),得到TiO2-SiO2-Ag复合薄膜.对样品进行了紫外-可见吸收光谱、拉曼散射光谱、扫描电子显微镜及光催化性能研究.研究结果表明,TiO2-SiO2-Ag复合薄膜结构由于Ag纳米颗粒的局域表面等离激元效应,而与入射光场耦合,使TiO2对紫外光的吸收增强,从而增加了电子-空穴对的产生率,表现出较TiO2更强的光催化性能;通过调节SiO2的厚度可以调控Ag纳米颗粒的局域表面等离激元与TiO2的相互作用,从而提高TiO2的光催化性能.     

伊红-Y敏化硫掺杂TiO_2的制备及可见光光解水制氢性能

采用溶胶-凝胶法制得光催化剂TiO2和硫掺杂光催化剂S/TiO2,用浸渍法制得Eosin Y染料敏化的光催化剂EosinY-TiO2和EosinY-S/TiO2。以可见光光催化分解水制氢为探针反应考察了催化剂的活性。通过XRD、UV-V is漫反射对样品进行表征。发现伊红-Y的敏化扩展了TiO2和S/TiO2的可见光响     

Tb3+掺杂纳米WO3的制备及其光催化性能

用Na2WO4和盐酸反应新生成的H2WO4与Tb(NO3)3,H2C2O4作起始原料,制备了稀土离子Tb3+掺杂的WO3纳米粉体,并采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射(XRD)、漫反射光谱(DRS)和光电子能谱(XPS)等手段对其结构进行了表征.实验证明,稀土离子Tb3+的掺杂能拓展WO3的光响应范围,显著提高WO3对可溶性染料罗丹明B的光催化降解率和抗光腐蚀性.     

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.     

太阳能光催化降解水面石油的研究

制备了一种负载有纳米TiO2微粒能漂浮在水面与原油接触的光活性催化剂.测定了用这种光催化剂在紫外光源照射下对水面原油的光催化降解速率.报道了直接在太阳光照射下对水面原油的光催化降解实验结果.实验表明,TiO2光催化不仅能有效的降解水面石油污染物,并能抑制原油在自然氧化过程中形成的有害共聚物.     

累托石-TiO2薄膜的制备及其降解染料废水

以累托石和钛酸丁酯为主要原料制备出累托石-TiO2薄膜，将其负载在玻璃表面上，研究了其在紫外光和太阳光下催化降解甲基橙的性能．实验结果表明：在相同的制备条件下，累托石-TiO：薄膜的光催化活性高于TiO2薄膜的光催化活性；制备累托石-TiO2薄膜时，薄膜的层数影响其催化活性；以累托石-TiO2薄膜为催化剂，在太阳光下降解甲基橙7h，甲基橙脱色率为52．9％．     

非均相臭氧催化氧化对污泥脱水性能的影响

臭氧氧化技术是一项具有应用前景的新型污泥减量技术, 但臭氧处理会导致污泥脱水性能恶化, 影响后续处理处置, 需要其他技术或手段的辅助以提高污泥脱水性能. 以市政剩余活性污泥为原料, 采用FeOOH、Fe2O3、TiO2、MnO2、Al2O3粉、Al2O3球、果壳活性炭、椰壳活性炭、粉质炭、煤质炭、铜丝等11种非均相催化剂开展污泥的非均相臭氧催化氧化实验, 研究污泥脱水性能的变化. 结果表明, 在11种非均相催化剂中, TiO2、Fe2O3、Al2O3球、铜丝、FeOOH、粉质炭能够显著抑制臭氧处理对污泥脱水性能的恶化作用, 其中FeOOH、粉质炭和铜丝效果最佳. 在FeOOH、粉质炭和铜丝催化臭氧氧化体系中, 22.50mg·L-1臭氧为较优浓度, 浓度过低或过高均不利于污泥脱水性能的改善. 3种催化剂中, FeOOH催化臭氧氧化对低含固率(0.5%和1%)污泥的脱水性能有明显的改善效果. FeOOH投加量的增加有利于在较短的反应时间内改善污泥的脱水性能. 向含固率为0.5%的污泥中投加300mg·g-1 DS FeOOH、37.95mg·L-1臭氧, 污泥的CST可在5min内下降21.1%. FeOOH催化臭氧氧化是一种有前景的强化污泥脱水性能的方法.     

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).     

乙二醇作电子给体的Pt/TiO_2光催化海水制氢反应

研究了以乙二醇为电子给体在Pt/TiO2上光催化分解海水制氢的反应。研究了反应时间、乙二醇起始浓度、溶液pH值、乙二醇中共存物甘油和葡萄糖对光催化放氢的影响。结果表明乙二醇能显著地提高光催化分解海水制氢效率,并且其自身的降解活性也很好。     

稀土掺杂二氧化钛的相变和光催化活性

通过 X RD 晶体结构分析 ,研究了 6种稀土元素离子 Gd 3+ , Y 3+ , La 3+ , Ce 4+ , Tb 3+ 和 Eu 3+ 掺杂 的二氧化钛样品的相变量、晶胞参数和金红石相的晶粒大小 ,并讨论了它们在催化降解 X-3B活性艳红 实验中光催化活性 . 发现离子半径和稀土离子的价态变化方式决定了它们的相变量和晶胞参数 ,进而对 二氧化钛母体的光催化活性产生重要影响 .     

Dy/WO3光催化降解罗丹明B的反应机理

在稀土Dy掺杂的WO3光催化降解罗丹明B（RB）体系中，采用紫外-可见吸收光谱、高效液相色谱和电喷雾质谱等技术测定了不同辐照时间下RB的降解中间产物，发现RB的降解过程以苯环的开环氧化反应为主，脱乙基反应为辅．同时发现降解中间产物有脱去1～4个乙基的RB分子碎片；质谱分析发现降解中间产物除了存在上述脱乙基RB的分子碎片外，还存在RB、脱乙基RB的羟基化产物以及结构难以确定的小分子．通过上述分析方法的综合，推出了Dy／WO3光催化降解RB的初步机理．     

表面活性剂对TiO_2/Fenton复合体系可见光催化活性的增强效应

在pH 3.0缓冲体系中,紫外光作用下,采用TiO_2/Fenton复合体系催化氧化吖啶橙(AO)染料具有较高的催化效率,而在可见光作用下催化活性极低.通过引入表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS),可见光条件下的催化效率得到极大提升,反应30 min后降解率达到91.8%.依据染料吸附模型以及可见光敏化催化机理解释,SDS的作用主要在于增强了染料分子与Fenton试剂在TiO_2粒子表面的作用能力,使两类反应能够有效地协同进行,共同作用于染料的分解.