纳米TiO_2用于甲基橙溶液的光催化氧化研究

本实验采用纳米级的二氧化钛,对甲基橙溶液进行了紫外光催化氧化处理,探讨了pH的影响和添加Fe3+的效果及反应动力学方程,结果表明,采用UV/O3/TiO2工艺对其进行处理,pH4-5时,10W紫外灯光照60min,CODcr去除率达84%,脱色率达96%以上。添加Fe3+,对溶液的催化降解速度提高不明显。动力学研究表明,CODcr降解速度对CODcr的浓度为一级反应。     

TiO2花状纳米结构的制备及光催化性能

用Ti片和H2O2在较低的温度下通过控制反应时间制备了不同形貌的纳米TiO2.在80℃下反应10 min得到了和Ti片黏附较好的多孔纳米结构,延长反应时间先后得到了类花状和类棒状纳米结构．在80℃下反应4 h得到的纳米结构样品为非晶态,而反应10 h制备出以锐钛矿相为主的结晶态纳米结构．通过300℃退火得到的几乎是纯锐钛矿相的纳米TiO2．用紫外光照射降解RhB溶液的方法研究了纳米TiO2的光催化性能．结果表明7 cm2的退火后的类花状纳米TiO2降解染料分子的光催化效率是仅用紫外光降解的29．8倍．     

CuO/Cu2(OH)3Cl的制备及其光催化降解染料光谱性能研究

以CuCl2和NaOH为原料、微波液相加热法制得CuO/Cu2(OH)3Cl粉体作为光催化剂,XRD和FTIR进行了表征.用光度分析法测定了不同光源、溶液的酸度、催化剂的用量、光照时间等条件对染料脱色率的影响.结果表明,用太阳光作为光源照射4h,溶液的酸度为pH8,CuO/Cu3(OH)3 Cl的用量为40 mg/50 mL,氨基黑、靛蓝二磺酸钠等染料脱色率达到90%以上.加入Fe3 ,H2O2等其他物质可提高染料的脱色率.通过红外光谱和紫外光谱分析,表明染料分子在催化剂和光照条件下发生了降解.     

非均相类Fenton反应催化氧化脱色降解直接桃红12B

研究了以Fe-Ni-Mn/Al2O3为催化剂(FA催化剂),用微波促进非均相类Fenton反应催化氧化脱色降解有机染料直接桃红12B及相关机理。内容包括直接桃红12B溶液的浓度-吸光度工作曲线,初始pH值、H2O2用量、FA催化剂用量对脱色降解直接桃红12B的影响,微波单独脱色处理直接桃红12B、微波+FA催化剂脱色处理直接桃红12B、微波+H2O2脱色处理直接桃红12B、微波-FA催化剂-H2O2体系脱色处理直接桃红12B、阳光-FA催化剂-H2O2体系脱色处理直接桃红12B等对照试验研究。在优化条件下,比较了采用光助非均相类Fenton与微波促进非均相类Fenton反应的脱色效率,并探讨了微波促进非均相类Fen-ton反应的机理。研究表明微波可以明显加快非均相类Fenton法催化氧化脱色降解直接桃红12B溶液的过程。论文所用表征方法均为紫外-可见光谱法。     

光助Fenton催化氧化反应降解孔雀石绿试验研究

研究了光助Fenton催化氧化反应降解染料孔雀石绿。研究的主要内容包括：孔雀石绿的特征波长及吸光度曲线、孔雀石绿的浓度-吸光度标准曲线、初始pH值对降解效果的影响、Fe2+的优化用量试验、H₂O₂的优化用量试验、不同光源对孔雀石绿降解效果的影响、引入阳离子交换树脂作为载体固定Fe2+对降解脱色的影响。通过研究获得了降解孔雀石绿染料溶液的优化实验条件。研究表明,太阳光照能够有效地促进孔雀石绿染料的降解脱色,且大大缩短反应时间;在引入阳离子交换树脂后,可增强Fenton试剂氧化反应的活性,降解效果更好。     

紫外光下锐钛矿型二氧化钛对甲基红的催化降解

研究了在紫外光(λ=365nm)照射下,以自制的掺铁锐钛矿型二氧化钛对甲基红的催化降解效果,分析了甲基红初始浓度、二氧化钛的用量、掺铁量、光照时间和溶液初始pH值等因素的影响.结果表明:在15mg/L的甲基红溶液(pH=5)中,加入0.7 g/L自制二氧化钛(掺铁量1％、摩尔分数),室温下紫外光照反应30min,甲基红的降解率达到99.21％.     

光助Fenton氧化反应降解染料亮绿SF

研究了光助Fenton氧化反应降解染料亮绿SF。研究内容包括：亮绿SF的紫外-可见吸收光谱曲线、亮绿SF的浓度-吸光度标准曲线、Fe2+的用量试验、H₂O₂的用量试验、初始pH值对降解效果的影响、不同光源对降解效果的影响、引入阳离子交换树脂作为载体固定Fe2+对降解效果的影响。通过研究获得了降解亮绿SF染料溶液的优化实验条件。研究表明,太阳光照能够有效地促进亮绿SF染料的降解脱色,且大大缩短反应时间;在引入阳离子交换树脂后,可增强Fenton氧化反应的活性,降解效果更好。     

多酸-介孔分子筛复合材料的制备、表征及光催化活性

采用浸渍法将具有光催化活性的多金属氧酸盐(polyoxometalate,POM)磷钨酸和硅钨酸负载到介孔分子筛MCM-41,制备了H3PW12O40/MCM-41和H4SiW12O40/MCM-41两种复合材料,以红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、N2吸附、高分辨透射电镜(HRTEM)等分析手段对所合成的多酸-分子筛复合材料进行了表征,并以农药百草枯的光催化降解考察了复合材料的光催化活性。所合成的复合材料同时保留了母体多酸的Keggin特征结构和载体MCM-41分子筛均匀的六方孔道结构,比表面积超过200m2.g-1。用于农药百草枯的光催化降解实验表明,两种复合材料均具有较高的光催化活性。在365nm紫外光辐照下,以H3PW12O40/MCM-41和H4SiW12O40/MCM-41为催化剂催化反应14h后,百草枯(10mg.L-1)的降解转化率分别达到92.0%和87.6%,反应符合一级化学动力学模型,半衰期分别为3.7和4.6h。     

新型复合电极对偶氮染料分子的光催化降解

介绍了具有合成H2 O2 和光催化性能的双功能新型复合电极 ,并用X射线衍射、扫描电镜等方法进行了表征 .双功能复合电极是将TiO2 光催化剂负载在活性碳 (AC)和具有合成H2 O2 性能的新型载体空气电极上形成的 .在复合电极作阴极的光反应器中 ,·OH和TiO2 光催化剂的存在实现了光化学氧化与光催化氧化在同一电极 /溶液界面上的联合作用 .实验结果表明 ,复合电极对提高偶氮染料分子活性艳红 (K 2BP)的氧化降解速度起了重要作用 ,仅反应 3min ,脱色率可达 4 9% ;反应 80min ,偶氮染料分子COD去除率可达 4 7% .     

微波促进类Fenton反应催化氧化脱色降解染料罗丹明B

研究了以Cr(Ⅵ)为催化剂,用微波促进类Fenton反应催化氧化脱色降解有机染料罗丹明B及相关机理。内容包括:罗丹明B溶液的浓度-吸光度工作曲线绘制;初始pH值、H₂O2用量、K₂Cr₂O₇用量对类Fenton反应脱色降解罗丹明B的影响;正交优化试验;微波单独脱色处理罗丹明B、微波+K₂Cr₂O₇脱色处理罗丹明B、微波+H₂O₂脱色处理罗丹明B、阳光-Cr(Ⅵ)-H₂O₂体系脱色处理罗丹明B、微波-Cr(Ⅵ)-H₂O₂体系脱色处理罗丹明B等对照试验研究。通过研究,确定了方法的优化条件,在优化条件下,比较了采用光助类Fenton与微波促进类Fenton反应的脱色效率,并讨论了微波促进类Fenton反应的反应机理。研究表明在pH 3.0时,微波可以明显加快类Fenton法催化氧化脱色降解罗丹明B溶液的过程, 对于降解脱色速度,微波-Cr(Ⅵ)-H₂O₂体系最快。用该方法处理染料罗丹明B,色度脱除率可达到99.0%以上。文章所用表征方法均为紫外-可见光谱法。     

Mn-N共掺杂TiO_2电子结构和光学性质的第一性原理计算

本文采用第一性原理研究了Mn、N掺杂TiO_2和Mn-N共掺杂TiO_2的能带结构、态密度和Mn-N共掺TiO_2对体系介电函数与吸收谱的影响.研究结果表明,Mn掺杂TiO_2的能带结构的禁带内出现的杂质能级是由Mn的3d轨道贡献;N掺杂TiO_2在费米能级处的杂质能级则由O 2p,Ti 3d和N 2p轨道杂化形成;Mn-N共掺的TiO_2能带在费米能级处的杂质能级则由O 2p,Ti和Mn的3d以及N 2p轨道杂化形成;对于介电函数,在低能区间(2.5 e V),理想TiO_2无介电峰,Mn-N共掺体系则出现了两个介电峰,原因在于Mn 3d态和N 2p态使介电峰值向低能区移动;同时,与理想TiO_2的吸收谱相比,最大的变化是在可见光区出现了一个吸收峰,且在可见光区的响应的范围变宽.     

Mn-N共掺杂TiO2电子结构和光学性质的第一性原理计算

本文采用第一性原理研究了Mn、N掺杂TiO2和Mn-N共掺杂TiO2的能带结构、态密度和Mn-N共掺TiO2对体系介电函数与吸收谱的影响.研究结果表明,Mn掺杂TiO2的能带结构的禁带内出现的杂质能级是由Mn 的3d轨道贡献;N掺杂TiO2在费米能级处的杂质能级则由O 2p, Ti 3d和N 2p轨道杂化形成; Mn-N共掺的TiO2能带在费米能级处的杂质能级则由O 2p, Ti 和Mn的3d以及N 2p轨道杂化形成; 对于介电函数,在低能区间(<2.5 eV),理想TiO2无介电峰, Mn-N共掺体系则出现了两个介电峰,原因在于Mn 3d态和N 2p态使介电峰值向低能区移动;同时,与理想TiO2的吸收谱相比,最大的变化是在可见光区出现了一个吸收峰,且在可见光区的响应的范围变宽.     

新型六方晶型磁载TiO2纳米粒子的合成及其光降解性能

采用溶胶-凝胶法,在磁性Fe<,3>O<,4>表面包覆TiO<,2>,制备了一种新型六方晶型纳米TiO<,2>/Fe<,3>O<,4>光催化复合材料.X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)对材料形态结构及包覆情况的分析,显示TiO<,2>包覆在Fe<,3>O<,4>表面,对染料废水光催化降解的模拟研究表明,该复合材料...     

Sonocatalytic degradation of methylene blue with TiO2 pellets in water

A series of experiments were carried out to study the degradation of methylene blue by the irradiation of ultrasound onto TiO(2) in aqueous solution. A statistically significant decrease in the concentration of methylene blue was observed after 60 min irradiation. While the reduction was 22% of the initial concentration without H(2)O(2), addition of H(2)O(2) significantly enhanced the degradation of methylene blue for the TiO(2) containing system (85% reduction of the initial concentration). The addition of H(2)O(2) had no effect on the methylene blue degradation when the system contained Al(2)O(3). The degradation ratio of methylene blue was dependent on the amount of TiO(2) and also the specific surface area of TiO(2) in the solution. The effects of radical scavenging agents on the degradation of methylene blue were also investigated for the system with TiO(2). It was found that the radical scavenging agents dimethyl sulfoxide (DMSO), methanol, and mannitol suppressed the degradation, with DMSO being the most effective. The effect of pH on the degradation of methylene blue was further investigated. An U-shaped change in the concentration of methylene blue in the presence of TiO(2) was observed along with the change in pH values (pH 3-12), and the highest degradation ratio was observed at around pH 7. In conclusion, ultrasound irradiation of TiO(2) in aqueous solution resulted in significant generation of hydroxyl radicals, and this process may have potential for the treatment of organic dyes in wastewater.     

Pr掺杂TiO2光催化剂的制备及其对酸性品红降解反应的催化性能

以钛酸四丁酯为前躯物,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同含量Pr的TiO2光催化剂,利用XRD,TG-DTA,AFM,UV-Vis,FTIR等手段对催化剂进行了表征。并通过酸性品红光催化降解实验对其光催化性能进行了评价,考查了实验条件,如催化剂用量,烧结温度,掺杂量等对催化剂催化活性的影响。Pr2O3的掺杂阻碍了TiO2晶相由锐钛矿型向金红石型的转变,使TiO2的粒径减小,比表面积增大,催化活性增强。当Pr掺杂量为0.8%,催化剂用量为0.03g,烧结温度为500℃时,酸性品红的降解率达到97%以上,酸性品红的降解反应为准一级反应。     

过渡金属氧化物催化剂上NH3 分解Claus反应机理研究

运用浸渍法制备了七种过渡金属氧化物催化剂 .对于NH3 分解反应均可获得很高的NH3 转化率 ;对于NH3 分解Claus反应则可以获得较高的SO2 转化率和单质硫选择性 .通过比较发现Co3 O4 TiO2 和Fe2 O3 TiO2 催化剂的低温活性比较高 .经过XRD表征发现 ,在NH3 分解Claus反应中 ,催化剂的活性相可能是过渡金属硫化物 .结合活性评价和XRD表征结果提出了NH3 分解Claus反应的机理 .     

TiO2/SiO2的表面化学修饰及其DRS和Raman光谱分析

以氯化醇钛盐表面反应法制备系列TiO2/SiO2,根据XRD,Raman和DRS表征分析,载体表面具有分子级分散的锐钛矿型TiO2微晶粒子和非晶TiOx物种.与本体TiO2相比,TiO2/SiO2的吸收带边显著蓝移,能隙增大为3.96 eV.当金属M(M:Pd,Cu和Ni)负载于TiO2/SiO2表面,可使其光吸收域扩展到可见光区,并引起吸收带边红移.相对Pd的负载,Cu,Ni的负载对TiO2/SiO2的LMCT带影响更大,其中Cu-TiO2/SiO2的能隙减小为3.68 eV.当金属氧化物MoO3负载于TiO2/SiO2上时,可以调变TiO2/SiO2的吸收带边并增强对可见光的吸收;随MoO3载量的增加,表面物种的相互作用增强,形成Mo-O-Ti复合结构,增强了LMCT带的吸收强度,并使能隙减小为3.81 eV.     

基于FTIR与UV-Vis的Ce-La/TiO_2光-湿-热复合材料制备机理

为获得具有调温调湿且能够进行光催化降解有害物质的多功能复合材料,利用溶胶-凝胶法制备Ce-La/TiO_2空心微球,以Ce-La/TiO_2空心微球为载体材料,采用真空吸附法将相变材料——癸酸-棕榈酸填充在Ce-La/TiO_2空心微球的空腔中制备具有光-湿-热协同性能的Ce-La/TiO_2复合材料。采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)对制备过程中主要阶段的产物进行测试,研究SiO2模板的构建作用,表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的衔接作用,癸酸-棕榈酸的嵌入对Ce-La/TiO_2空心微球的影响,利用紫外-可见分光光谱仪(UV-Vis)对Ce-La/TiO_2复合材料的光响应范围进行测试,研究Ce-La共掺杂对TiO_2空心微球光响应能力的影响,采用扫描电镜(SEM)对Ce-La/TiO_2复合材料的微观形貌进行表征分析,进一步阐明Ce-La/TiO_2复合材料制备机理。结果表明,氨水提供的碱环境有利于正硅酸乙酯缩合反应,在780.00cm-1处生成Si—O—Si基团,搭建SiO2网络骨架,形成内核,作为支撑TiO_2壁材的模板,构建TiO_2的空腔结构;表面活性剂PVP的添加,在1 035.00cm-1处形成—C—N—基团,有利于TiO_2附着在SiO2的表面;高温煅烧能够有效去除PVP避免杂质离子引入到Ce-La/TiO_2复合材料体系中。Ce-La共掺杂使Ce-La/TiO_2复合材料的吸收边带发生红移,提高在可见光下的催化降解能力,同时在1 630.00cm-1处出现—OH基团能够提高CeLa/TiO_2复合材料的亲水性。癸酸-棕榈酸较好的填充于Ce-La/TiO_2空心微球的空腔中,各组分的特征吸收峰没有发生明显变化,能够保持各组分的基本性能不变。     

TiO_2对α-Fe_2O_3纳米微粒拉曼散射效应的影响

选取α Fe2O3和TiO2研究一种氧化物对另一种氧化物的拉曼散射效应。采用Sol gel方法制备纳米α Fe2O3/TiO2复合微粒,α Fe2O3粒径及含量分别为20nm、150nm和3%、6%、12%。制备过程中调节水解时的pH值和热处理温度,得到掺杂α Fe2O3粒子的不同晶型的TiO2纳米颗粒。Raman测量结果显示,α Fe2O3粒径越小、含量越高,TiO2对其散射效应的影响越大。不同的TiO2晶型对α Fe2O3纳米粒子的拉曼增强效应也不同。锐钛矿型及金红石型TiO2对α Fe2O3有一定的拉曼增强作用,当水解pH值较小时,得到板钛矿型TiO2,由于部分板钛矿型TiO2振动声子模的峰位与α Fe2O3的重叠,所以尚难观察它对α Fe2O3的拉曼增强效应。