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.     

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.     

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.     

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.     

硬脂酸法制备超细二氧化钛及其光催化降解苯酚废水的研究

采用硬脂酸作为防团聚剂改良的溶胶一凝胶法制备了TiO2光催化荆,并用BET、XRD、Raman光谱对样品进行了表征,考察了硬脂酸(STA)和钛酸丁酯摩尔比、焙烧温度以及催化剂用量等条件对催化剂活性的影响.结果表明硬脂酸有效抑制了TiO2光催化荆粒径的增大,增高了TiO2光催化刑晶型转变温度;拉曼数据显示催化剂粒径越小,拉曼特征峰发生蓝移,能级间隔略有增大;硬脂酸(STA)和钛酸丁酯摩尔比为1.51,焙烧温度450℃,催化剂浓度2 g·L-1时催化剂活性最好,300 W高压汞灯光照2 h,对苯酚的降解率达97.0%.     

紫外光和可见光对Fe3O4掺杂的TiO2催化降解有机物的影响

基于TiO2光催化剂的催化机理尚不明确, 因此发展一种具有不同波段的光催化材料对光催化机理的研究至关重要. 本文采用溶胶-凝胶方法合成了一个Fe3O4掺杂的金红石型TiO2复合物, 通过红外、粉末衍射以及扫描电镜对其结构进行了表征. 紫外-可见吸收光谱表明, 无论在可见光或者是紫外光的照射下, 它都表现出良好的光催化性能, 说明Fe3O4掺杂对改善TiO2的催化性能有一定影响.     

铜掺杂对Fe/β催化剂NH_3-SCR催化性能的影响

制备了一系列Cu掺杂量不同的Fe/β(40)催化剂,并采用ICP-AES、XRD、H2-TPR、UV-vis和XPS等表征技术分析了催化剂的物化性质.结果表明,适量的铜掺杂能大大提高Fe/β(40)催化剂的低温活性,拓宽其活性温度窗口,但过量的Cu掺杂会降低催化剂的N2选择性.Cu掺杂质量比为1.27%Cu-2%Fe/β(40)的催化剂具有最佳的SCR性能,这与催化剂中存在较多离子交换位的Fe~(3+)和Cu~(2+)物种有关,而存在较多的CuO物种会促进氨高温氧化,使催化剂的N2选择性降低且高温窗口变窄.高温水热条件下Cu的存在可能使Cu、Fe物种更容易发生迁移和团聚,导致Cu-Fe/β(40)催化剂的水热稳定性明显变差.     

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     

TiO_2负载四羧基苯基卟啉光催化降解有机污染物

分别采用水热法和机械搅拌方式制备了TiO2负载四羧基苯基卟啉(TCPP)光催化剂Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP,运用红外吸收光谱(IR)和紫外可见漫反射吸收光谱(DRS)及X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征.Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP分别通过共价键和氢键的方式使TCPP有效负载在TiO2上,它们循环降解RhB五次的降解率仍能分别达到92.0%和68.3%.两种负载型催化剂Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP较TiO2均有更高的可见光催化活性,光照1.5h使RhB完全褪色,Stir-TiO2@TCPP催化光照6h使BA降解92.7%.实验还考察了降解过程中羟基自由基(OH·)和H2O2的变化,发现降解是由于OH·的进攻所致.     

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.     

纳米TiO_2杂化PI薄膜的制备与性能

用1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(144BAPB)与联苯四酸二酐(BPDA)在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂中常温发生聚合反应且在其中添加纳米粒子TiO2而制得一系列不同TiO2含量的PI/TiO2杂化膜。研究了杂化膜的结构、吸湿性、耐电晕性和光学性等。结果表明,在TiO2含量为18%时,杂化膜同时具有良好的疏水性和极好的抗电晕性,这些特性有助于其在航空、电子、变频电机等行业中应用的进一步推广;通过紫外-可见分光光度计分析发现,随着TiO2掺杂量的增加,PI/TiO2杂化膜的可见光透过率下降十分显著。     

S-Ce共掺杂TiO_2薄膜的制备与表征

利用溶胶-凝胶法,结合浸渍-提拉技术,制备了S-Ce共掺杂TiO2薄膜。利用原子力显微镜(AFM)、X线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和接触角测试等多种表征手段,研究了S-Ce共掺杂对TiO2薄膜的结构和光学、电化学、亲水性能的影响。研究结果表明:S-Ce共掺杂TiO2薄膜的吸收边向可见光范围产生了不同程度的红移,与水的接触角逐渐减小。5%S-5%Ce共掺杂TiO2薄膜的接触角仅为6°,表现出良好的润湿性,将在新型自洁净建筑材料具有广阔的应用前景。更多还原     

Fe/ACF@OMC复合阴极的制备及其在多相电-Fenton中的应用

以活性碳纤维(ACF)为基体材料,硝酸铁为铁源,乙酰丙酮为分散剂,酚醛树脂为碳源,采用浸渍-溶剂挥发自组装-碳化组合方法制备了铁负载有序介孔碳(OMC)包覆的活性碳纤维复合材料Fe/ACF@OMC.通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征.表征结果显示,该复合材料具有规则的介孔孔道结构,乙酰丙酮的投加有效减小了负载铁物种的粒径,铁物种晶相包括α-Fe2O3、γ-Fe2O3和单质铁,表面价态组成为Fe2+(39.5%)和Fe3+(60.5%).以Fe/ACF@OMC为阴极构建多相电-Fenton体系,可以实现在广泛pH值范围(3.0~10.0)内对活性艳红X-3B的脱色降解和TOC(总有机碳)去除.该脱色降解反应符合一级反应动力学,最优条件下X-3B的准一级降解速率常数达0.048min-1,240min TOC去除率达到45%.荧光检测证实,羟基自由基是该体系的主要活性氧化物种.Fe/ACF@OMC循环使用5次后,X-3B的脱色率无显著下降.     

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.     

核壳Fenton催化剂CuFe_2O_4@PDA-Cu的制备、表征及其活化H_2O_2降解染料的性能

为得到新型高效多相催化剂,有效去除废水中的染料,以Cu(Ac)_2与CuFe_2O_4@PDA为原料制备了催化剂CuFe_2O_4@PDA-Cu.通过IR、XRD、XPS、UV-Vis、DRS技术对催化剂的性能进行了表征,考察了温度、H_2O_2用量、催化剂用量、pH值、盐等对催化活性的影响.利用HPLC测定降解产物,采用自由基捕获和抑制实验进行机理验证,发现催化剂是核壳结构.温度升高、pH值升高、H_2O_2和催化剂用量的增加均有利于提高催化活性;氯化物、硫酸盐、硝酸盐和磷酸盐不影响催化效果,溴化物和亚硝酸盐降低了催化效果.得到的最优降解条件为:T=30℃,催化剂用量10mg·L~(-1),pH=9,过氧化氢用量10mmol·L~(-1),染料浓度30mg·L~(-1).最优条件下催化剂可循环使用4次以上;甲基橙、茜素红和罗丹明B的去除率为100%;染料R0213、O0118和B0115的去除率大于60%.降解产物有草酸、马来酸和CO_2.甲基橙、茜素红和罗丹明B降解后COD_(Mn)=2~4mg·L~(-1).水杨酸捕获·OH生成2.5-二羟基苯甲酸,叔丁醇抑制染料降解.结果表明,催化剂可活化H_2O_2产生·OH,·OH攻击染料分子开环降解直至矿化.该研究为开发高效多相催化剂,有效去除废水中的染料提供了科学依据.     

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).     

高热稳定的多孔锐钛矿二氧化钛的制备及表征

以十二烷基胺为模板剂，以廉价的无机钛盐为前驱物，采用模板法水热合成了蠕虫状多孔TiO2粉体，并研究了热处理温度对TiO2粉体的晶相、形貌、微结构和比表面积的影响．结果表明：该法制备的锐钛矿TiO2具有较高的相变稳定性，在高达1000℃煅烧后锐钛矿相仍然为主要晶相，1100℃煅烧后转变为金红石相，比通常TiO2的晶型转变温度提高了300℃左右．在300℃和500℃煅烧后，样品的比表面积分别为138，51m^2／g．多孔TiO2粉体具有高度晶化的锐钛矿纳米晶和高比面积共存的特性，使其在光催化以及光电化学转换方面具有潜在的应用价值．     

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.     

Fe3+偶联的Eosin-Y染料敏化Pt/ZnO可见光制氢活性

以浸渍法制备了Eosin-Y染料敏化的EY-Pt/ZnO和Fe3+偶联的EY-Fe-Pt/ZnO光催化剂。利用XRD、UV-Vis漫反射光谱、FTIR光谱、XPS能谱和电化学方法对催化剂进行了表征。以三甲胺（TMA）为电子给体,考察了催化剂在可见光（λ≥420 nm）照射下的光催化分解水制氢活性。结果表明:Eosin-Y染料的敏化使Pt/ZnO对可见光有较强的吸收和放氢活性。Fe3+离子偶联后提高了Eosin-Y染料在Pt/ZnO光催化剂表面的吸附,促进了光生电子-空穴的分离,使催化剂可见光制氢活性和稳定性得以提高。最佳条件下,经过8 h光照,Fe3+离子偶联的催化剂EY（0.05）-Fe（0.003）-Pt/ZnO的制氢活性比单一用Eosin-Y染料敏化的催化剂EY（0.05）-Pt/ZnO的制氢活性提高了47%。     

可见光照FePz(dtnCl2)4活化过氧化氢降解对硝基苯甲酸

应用高效液相色谱法和固相微萃取-气相色谱质谱联用法研究了可见光(λ>420 nm)和四(1,4-二噻英-5,6-二氯)-四氮杂卟啉铁(FePz(dtnCl2)4)存在下,过氧化氢降解无可见光吸收的有机底物对硝基苯甲酸和水杨酸的行为.研究表明,在酸性和中性水溶液中,FePz(dtnCl2)4能有效地活化过氧化氢来氧化降解对硝基苯甲酸和水杨酸以使其苯环结构发生破裂,降解反应速率随pH值增大而减小.这一结果证明,FePz(dtnCl2)4为可见光激发的活化过氧化氢催化剂,该体系对有机底物的氧化降解具有良好的适应性.