三元杂化TiO2-SiO2-POMs催化剂的合成及其在可见光降解罗丹明B中的应用

采用分步溶胶-凝胶法制备的三元杂化催化剂TiO₂-SiO₂-杂多酸(POMs)在可见光降解工业染料罗丹明B中表现出了高效反应活性. 利用时间分辨微波传导(TRMC)和漫反射光谱(DRS)研究了催化剂在可见光区的光催化性能, 实验结果表明: 在三元杂化催化剂内, 二氧化钛和二氧化硅的键合加强了催化剂在可见光区的响应和吸收, 二氧化钛和杂多酸的结合提高了反应活性位(空穴-电子对)的稳定性. 三元杂化催化剂TiO₂-SiO₂-POMs中组分之间的协同效应促进了可见光光催化性能的提高.     

有机改性TiO2光催化剂的制备及可见光催化性能

以染料黄叱精(Chrysoidine G)和TiO₂ (Degussa P25)为原料, 利用甲苯二异氰酸酯为桥连体, 成功合成了一种有机改性的TiO₂光催化剂. 采用XRD, TEM, FT-IR, UV-Vis对所得催化剂进行了表征, 以亚甲基蓝降解为探针反应, 考察其可见光催化性能. 结果表明: 甲苯二异氰酸酯在黄叱精和TiO₂之间形成了稳定的化学键, 从而实现了对TiO₂的表面有机改性; 改性后的TiO₂在可见光区(400～550 nm)有明显的吸收; 与未改性TiO₂相比, 有机改性的TiO₂催化剂在可见光照射下表现出了很好的光催化性能.     

Pt / InVO4 / TiO2可见光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Pt / InVO₄ / TiO₂三元体系可见光催化剂。以乙烯为模拟目标分子，评价其光催化活性并与二元体系催化剂Pt / TiO₂ 和InVO₄ / TiO₂进行比较。用DRS，XRD对催化剂的吸收带边和晶型进行了表征。结果表明：Pt / InVO₄ / TiO₂在可见光区（λ>450 nm）的光催化比活性比Pt / TiO相似文献   

可见光辐射下活性炭-铁酸镍杂化催化剂光催化氧化氨氮

铁酸镍（NiFe₂O₄）中的镍原子抑制其光芬顿催化活性. 然而,活性炭（AC）能激活其光芬顿催化活性,结果导致复合催化剂AC-NiFe₂O₄在过氧化氢存在时可见光辐射下也可催化氧化氨氮. 用X射线衍射（XRD）,透射电镜（TEM）,傅里叶变换红外（FTIR）光谱,紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）,比表面积和振动样品磁强计对催化剂进行了表征. 光催化降解氨氮的实验表明,该复合催化剂在10 h内氨氮的降解率可达到91.0%,而同样条件下没有催化剂时氨氮的去除率只有24.0%. 对照实验表明,裸铁酸镍在可见光辐射下,氨氮的降解率只有30.0%. 这表明活性炭加速了氨氮的氧化速率. 动力学研究表明,氨氮的氧化遵循一级反应动力学规律,其表观反应动力学常数为3.538×10^-3 min^-1. 机理研究表明,氨氮的氧化是通过生成HONH₂ 中间体,然后转化为NO₂^- .8次循环实验表明该复合催化剂容易分离、可循环使用、且催化活性十分稳定. 因此,该催化剂具有潜在的应用价值.     

PW11Cu/TiO2膜光催化剂的制备及可见光催化性能

以PW₁₁Cu为可见光活性组分,TiO₂为载体结构组分,采用溶胶-凝胶法制备了PW₁₁Cu/TiO₂复合膜可见光催化剂,并用UV-Vis DRS、IR、Raman、XRD、SEM、TEM等手段对催化剂的光吸收性质、化学组成、晶相、表面结构和形貌进行了表征,同时,以模型污染物RhB的可见光降解为探针评估了它的光催化活性,考察了膜处理温度、PW₁₁Cu含量和溶液酸性对催化活性的影响,最后,通过催化剂循环降解RhB试验评估了PW₁₁Cu/TiO₂膜的稳定性。实验结果表明,PW₁₁Cu/TiO₂膜对可见光有明显吸收,低温(100℃)处理的膜为无定形态,高温(500℃)处理的膜为多晶态;低温处理的膜具有较高的可见光催化活性,用于RhB的可见光催化降解,在中性条件下反应80 min,RhB的降解率为100%,TOC去除达32%(4 h);提高溶液酸性有利于催化剂活性的提高,在pH=2.5的条件下,达到100%的RhB降解仅需30 min。在本实验条件下,PW₁₁Cu的最佳剂量是3.0 g。经过10次循环降解RhB,催化剂的光催化活性仍保留约90%。     

PW11Cu/TiO2膜光催化剂的制备及可见光催化性能

以PW₁₁Cu为可见光活性组分, TiO₂为载体结构组分, 采用溶胶-凝胶法制备了PW₁₁Cu/TiO₂复合膜可见光催化剂, 并用UV-Vis DRS、IR、Raman、XRD、SEM、TEM等手段对催化剂的光吸收性质、化学组成、晶相、表面结构和形貌进行了表征, 同时, 以模型污染物RhB的可见光降解为探针评估了它的光催化活性, 考察了膜处理温度、PW₁₁Cu含量和溶液酸性对催化活性的影响, 最后, 通过催化剂循环降解RhB试验评估了PW₁₁Cu/TiO₂膜的稳定性。实验结果表明, PW₁₁Cu/TiO₂膜对可见光有明显吸收, 低温(100 ℃)处理的膜为无定形态, 高温(500 ℃)处理的膜为多晶态;低温处理的膜具有较高的可见光催化活性, 用于RhB的可见光催化降解, 在中性条件下反应80 min, RhB的降解率为100%, TOC去除达32%(4 h);提高溶液酸性有利于催化剂活性的提高, 在pH=2.5的条件下, 达到100%的RhB降解仅需30 min。在本实验条件下, PW₁₁Cu的最佳剂量是3.0 g。经过10次循环降解RhB, 催化剂的光催化活性仍保留约90%。     

MoO3改性的TiO2在可见光下催化降解亚甲基蓝

采用浸渍法制备了MoO₃/P25催化剂（MoO₃/P25（x）,x为MoO₃与P25质量比）,用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、傅里叶变换红外光谱及拉曼光谱等手段对样品进行了表征,并用催化降解亚甲基蓝考察了催化剂在可见光区的催化活性。结果表明,MoO₃在P25表面最大单层负载量对应的MoO₃与P25质量比在0.1左右。单层分散的氧化钼物种与P25之间有较强的相互作用,降低了P25禁带宽度,提高了催化剂对可见光的吸收。当MoO₃与P25质量比大于0.1时,会生成晶相MoO₃,催化剂对可见光的吸收反而随MoO₃担载量增加而降低。催化剂禁带宽度不是决定其可见光下催化降解亚甲基蓝活性的唯一因素。具有适宜禁带宽度和一定晶相MoO₃含量的MoO₃/P25（0.25）表现出最佳活性。     

N掺杂对TiO2形态结构及光催化活性的影响

以TiCl₄为钛源,采用酸催化水解法合成TiO₂前驱体,在NH₃/N₂气氛下经不同温度处理制得浅黄色的N掺杂TiO₂(TON)光催化剂。以苯酚为模型物,考察了催化剂在紫外光区、可见光区及太阳下催化活性;采用DRS、XPS、XRD、FTIR、SEM及低温氮物理吸附对光催化剂的晶相结构、光谱特征和表面结构等进行表征。系统研究了N掺杂对TiO₂形态结构及光催化活性的影响。结果表明,掺杂N以阴离子形式进入TiO₂体相中置换晶格中的O,适宜温度下制得适量N掺杂的TON在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性。N掺杂在TiO₂表面生成Ti-O-N键,形成新的能级结构,使催化剂的吸收红移至450～550 nm,诱发TiO₂可见光催化活性。同时高温下煅烧,N掺杂可抑制TiO₂晶粒生长,减缓TiO₂粒子间团聚,提高锐钛矿相向金红石相转变温度,减缓相转化速度。     

Cu/Ni助催化剂对TiO2光催化制取苯酚性能的影响

以TiO₂纳米粒子为主催化剂, 采用“浸渍-还原法”构筑了铜、镍共负载的二氧化钛基光催化系统。以苯为起始原料, H₂O₂为氧化剂, 研究了Cu/Ni助催化剂对TiO₂可见光催化制取苯酚性能的影响并对Cu/Ni助催化剂的作用机制进行了探讨。结果表明, 在可见光照射下, 纯TiO₂纳米粒子对苯氧化制取苯酚反应没有催化活性。铜、镍的引入可以明显地增强TiO₂可见光催化制取苯酚的活性。当使用负载有铜、镍的TiO₂作为催化剂时, 苯酚的产率可达到18%。结果还表明Cu、Ni之间存在着很强的协同作用。在该协同作用下, Cu、Ni共负载的TiO₂纳米粒子表现出了较单一金属负载的TiO₂纳米粒子高得多的光催化活性。     

Cu/Ni助催化剂对TiO2光催化制取苯酚性能的影响

以TiO₂纳米粒子为主催化剂,采用"浸渍-还原法"构筑了铜、镍共负载的二氧化钛基光催化系统。以苯为起始原料,H₂O₂为氧化剂,研究了Cu/Ni助催化剂对TiO₂可见光催化制取苯酚性能的影响并对Cu/Ni助催化剂的作用机制进行了探讨。结果表明,在可见光照射下,纯TiO₂纳米粒子对苯氧化制取苯酚反应没有催化活性。铜、镍的引入可以明显地增强Ti₀₂可见光催化制取苯酚的活性。当使用负载有铜、镍的TiO₂作为催化剂时,苯酚的产率可达到18%。结果还表明Cu、Ni之间存在着很强的协同作用。在该协同作用下,Cu、Ni共负载的TiO₂纳米粒子表现出了较单一金属负载的TiO₂纳米粒子高得多的光催化活性。     

杂多酸光催化降解有机污染物

本文综述了杂多酸对有机污染物的光催化降解,包括自身光致催化作用,半导体协同光催化作用,H₂O₂存在下的类Fenton反应和超声辅助催化作用。杂多酸与有机物反应的机理主要是电子-空穴对的产生和·OH等自由基的生成。概述了杂多酸的结构类型和杂多酸光催化作用的优点和局限性,提出利用掺杂调变杂多酸的晶体结构,降低其能带宽度,提高光催化作用反应的量子效率;探索杂多酸与其它电子受体的组合,特别是与具有可见光活性的物质的组合,以扩大光响应范围,实现可见光催化反应。     

The promoting role of silver on the supported silver salt of dodecatungstosiliticic acid in the methanol-to-hydrocarbon conversion

The conversion of methanol into light olefins has been studied using the silver salt of dodecatungstosilicic acid supported on serosil. Special attention has been paid to the process of the acid sites formation during the initial reaction period and to the role of hydrogen. The significantly higher activity and stability of the supported silver salt compared with the supported free heteropoly acid is explained by a controlled formation process of acidic sites and their additional generation from hydrogen on the metallic silver surface.     

基于杂多类离子液体催化体系的甘油氢解反应研究

将一系列不同结构的离子液体与雷尼镍复合,作为甘油氢解制备丙二醇反应的催化剂。考察了离子液体结构对催化性能的影响,优选出具有适宜酸强度的固态磷钨酸质子化咪唑([HMIM]3PW12O40),采用FT-IR、1H-NMR及TG对其进行了表征。[HMIM]3PW12O40/雷尼镍复合催化剂在用量[HMIM]3PW12O400.2 mmol、雷尼镍0.3 g的条件下,催化20 g 40%甘油水溶液在6 MPa氢压(氢醇比为2.37∶1)下,230℃反应11 h,可得到甘油转化率83.3%,氢解产物1,2-丙二醇选择性57.3%的结果,催化剂具有良好的稳定性。     

利用甘油废水Pt/TiO2光催化制氢

研究了以甘油为电子给体在Pt/TiO2上光催化生成氢的反应.结果表明甘油能显著地提高光催化放氢效率,并且其自身的降解活性也很好.研究了反应时间、甘油起始浓度、溶液pH值、甘油废水中共存物对光催化放氢的影响.甘油光催化降解最终产物是H2O和CO2,检测到了甘油醛、羟基乙醛、羟基乙酸、甲醛等中间产物.探讨了可能的反应机理.     

Use of composites based on boron nitride in combined photocatalytic process for generation of hydrogen and degradation of soluble organic substances

Possibility of using composites based on boron nitride in combined photocatalytic processes for degradation of soluble organic substances and generation of hydrogen was examined. The hydrogen evolution rate and output capacity of the composites under study in release of hydrogen from aqueous solutions of formic and oxalic acids and hydrazine under irradiation with visible and UV light were evaluated. It is shown that the highest efficiency of generation of molecular hydrogen is achieved in photodecomposition of hydrazine and oxalic acid with a composite whose phase composition includes iron and a set of semiconductor carbides (Fe₃C, MgC₂, Al₄C₃, SiC).     

磷钨酸均相光催化还原降解水中偶氮染料酸性大红3R

以磷钨酸(H3PW12O4记为PW12)作为光催化剂,在异丙醇作为电子给体的条件下对偶氮染料酸性大红3R（记为AR3R）进行光催化均相还原脱色研究。循环伏安法、暗反应、O2竞争抑制等实验表明杂多蓝（PW12O404-）对AR3R 具有明显的还原脱色作用。实验研究了催化剂PW12用量、异丙醇浓度、染料浓度、盐浓度对PW12/异丙醇光催化还原降解酸性大红3R的影响。结果表明：AR3R的光催化脱色速率随催化剂PW12、异丙醇浓度的增加而增加,最后趋于恒定;随染料初始浓度增加,初始光解速率增大,且符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程;随盐浓度增加,染料脱色速率减小,表现为负的盐效应。由此推测AR3R与光反应生成的杂多蓝预先进行复合,然后发生电子转移引起偶氮染料还原脱色,杂多蓝氧化复原。本研究结果表明磷钨酸/异丙醇/UV绿色光催化还原体系能够有效用于偶氮染料废水的还原脱色处理。     

Photocatalytic hydrogen generation using glycerol wastewater over Pt/TiO2

Using glycerol as electron donor, photocatalytic hydrogen generation over Pt/TiO₂ was investigated. The results show that glycerol can not only improve the efficiency of photocatalytic hydrogen generation but can also be decomposed effectively. The factors which affect photocatalytic hydrogen generation, such as irradiation time, initial concentration of the glycerol solution, pH-value of the suspensions and the coexisting substances were studied. The final oxidation products of glycerol were H₂O and CO₂. Glyceraldhyde, glycoladehyde, glycolic acid and formaldehyde were identified as the intermediates. A possible reaction mechanism was discussed. __________ Translated from Journal of Molecular Catalysis, 2008, 22(2) (in Chinese)     

Determination of Arsenic(V) as a Heteropoly Acid after Its Adsorption on a Fibrous Anion Exchanger

The conditions were found for determining arsenic(V) as a heteropoly acid after its adsorption on a fibrous anion exchanger. A blue form of a molybdoarsenic heteropoly acid formed on the adsorbent at any order of the adsorption of the reactants; however, the sensitivity of determination was higher if arsenic was adsorbed first. A detection limit of 4 ng/mL was attained using adsorption from a 100-mL portion of a test solution. The sensitivity and selectivity of the proposed method are significantly higher than those of known methods because of the preconcentration of arsenate ions on an anion exchanger as a heteropoly acid followed by the direct determination of the heteropoly acid in the solid phase.     

水中微量磷的磷钼蓝光度法测定 --还原剂的研究

研究和配制了一种作为水中微量磷(磷钼蓝)光度法测定的还原剂,其稳定性、灵敏度、准确性均较好,适用干多种水样中微量磷的测定。     

磷钼钒杂多酸催化苯制苯酚的研究

将磷钼钒杂多酸应用于以过氧化氢作氧化剂,冰醋酸作溶剂的苯一步氧化制苯酚反应中,分别考察了杂多酸、过氧化氢和冰醋酸的用量,以及反应温度和反应时间等因素对苯制苯酚反应的影响,并通过单因素实验方法确定了较为适宜的工艺条件.