Ag3PO4/TiO2复合催化剂的制备及光催化性能研究

为提高纳米TiO2的光催化降解性能和稳定性,采用两步水热法制备具有高催化性能的Ag3PO4/TiO2复合催化剂,采用XRD、SEM、EDS、XPS、TEM等仪器对其表面微观形貌和形态大小、表面元素组成、物相结构等进行表征,并研究了TiO2的比表面积和Ag3PO4颗粒尺寸大小对Ag3PO4/TiO2光催化性能的影响.以亚甲基蓝(MB)和苯酚为目标降解物来考察复合光催化剂的光催化性能.结果表明:1h后Ag3PO4、TiO2、Ag3PO4/TiO2对亚甲基蓝的降解率为25;、42;、92;;复合光催化剂Ag3PO4/TiO2经过5次光催化降解实验后,对亚甲基蓝的降解率仍可达78;.     

热处理对TiO2薄膜的影响及其光催化性能探究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜,探究不同热处理温度对TiO2薄膜的影响及其在紫外光催化下对亚甲基蓝的降解性能,通过热重分析仪(TG-DTG)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积和孔结构分析仪、扫描电镜(SEM)、接触角测试对薄膜的热稳定性、晶相组成、比表面积和孔结构、表面形貌、接触角进行表征分析.结果表明:TiO2的晶型随着热处理温度的升高而发生从锐钛矿型到金红石型的相转变;不同热处理温度下TiO2不同晶型影响紫外光催化降解亚甲基蓝的效果;450℃热处理后的TiO2薄膜结构致密,孔径分布窄,在紫外光照射下对亚甲基蓝的降解率最好,经紫外光照射60 min后,其降解率为100;,且接触角最小为7.8°,表现出超亲水性.     

氮镧共掺杂的二氧化钛光催化剂制备及其工艺优化

采用溶胶凝胶法,以三乙胺为氮源,制备氮和镧共掺杂的TiO2光催化剂.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对样品进行表征.以亚甲基蓝为目标降解物,在可见光下考察光催化剂的催化活性,结果表明0.8N/La/TiO2具有较好的催化活性,采用正交法对0.8N/La/TiO2催化亚甲基蓝进行工艺优化,影响亚甲基蓝降解的主次顺序为:时间>亚甲基蓝初始浓度>催化剂用量>反应温度,该反应的最佳工艺组合为时间(180 min)、催化剂用量(30 mg)、亚甲基蓝初始浓度(10 mg/L)、反应温度(30 ℃),在该条件下,亚甲基蓝的降解率达到79.3;,催化反应过程近似符合一级反应动力学方程.     

炭吸附Bi2O3/TiO2复合粉体的制备及其光催化性能研究

利用炭吸附溶胶凝胶法,以钛酸丁酯为钛源,氧化铋为铋源制备氧化铋含量为10;(质量分数)的纳米Bi2O3/TiO2复合粉体.通过热重/差热仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外可见光谱仪(UV-Vis)等对所得催化剂的焙烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征.结果表明:炭黑的吸附有效阻止了纳米Bi2O3/TiO2复合粉体在制备、干燥以及焙烧过程的团聚和烧结,制得的粉体颗粒均匀,分散性好,团聚较少,经600℃焙烧的粉体,平均颗粒直径约为18.8 nm,比表面积约为86.52 m2/g.亚甲基蓝紫外光催化反应结果表明,在50 min内亚甲基蓝在Bi2O3/TiO2催化剂上几乎完全分解.     

钒掺杂纳米二氧化钛的制备及光催化活性研究

以钛酸四丁酯为钛前驱体,偏钒酸铵为掺杂离子给体.采用溶胶-凝胶法制备了V掺杂纳米二氧化钛粉体;并使用TGA-DSC、XRD、BET、SEM对其晶化温度与结构进行了表征.结果表明:V掺入促进锐钛矿相向金红石相转变、抑制晶粒长大、增大比表面积,纳米粉体颗粒呈分布较均匀的类球形晶粒.以亚甲基蓝为模型反应,考察了V掺杂量、煅烧温度对催化剂光催化性能的影响,结果表明:V掺杂的TiO2 粉体降解亚甲基蓝符合一级反应动力学规律;晶格中V4+能够作为电荷转移物种,有效的抑制光生电子与空穴的复合,增加了表面空穴浓度,提高TiO2 纳米粉体的光催化活性,当掺杂量为1.5 mol;,煅烧温度为450 ℃时,TiO2 具有最佳的光催化性能.     

芦苇杆炭负载N掺杂TiO2的制备及光催化活性研究

以钛酸丁酯、乙酰丙酮、盐酸为原料,通过溶胶凝胶法合成芦苇杆炭(经酸处理)负载N掺杂TiO2,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪等技术对样品的形貌和结构进行分析表征,以亚甲基蓝作为底物,氙灯光照下的光催化降解实验评测其光催化活性.实验证明,当N/Ti=1at;,退火温度350℃时,退火3h后的芦苇杆炭负载TiO2 1N对亚甲基蓝光降解性能可达92;,同时,该复合光催化剂对苯酚、对氯甲苯及硝基苯都具有一定的光催化效果.     

水热法合成磷酸铋纳米棒及其光催化活性研究

采用水热法对磷酸铋的合成工艺进行探索,并以亚甲基蓝(MB)为探针研究了磷酸铋在紫外光照条件下的光催化性能.通过对制得的磷酸铋粉末进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)表征.研究发现反应的保温温度、反应的时间、反应环境的pH值会影响磷酸铋的降解性能以及磷酸铋的形貌.磷酸铋对亚甲基蓝的降解率随水热合成的保温温度的提高而先增大后减小,其中170℃时磷酸铋的形貌为规则的纳米棒状,降解性能最好达67.1;.反应时间为3h增加到24 h时,磷酸铋对亚甲基蓝的降解率逐渐增大,从24 h增加到72 h时磷酸铋对亚甲基蓝的降解率逐渐降低,反应时间为24h磷酸铋对亚甲基蓝的降解率最高,形貌最规则.反应环境的pH值越小,磷酸铋的降解性能越高,形貌呈现规则的纳米棒状,结晶度越高,当反应环境pH=1时磷酸铋的降解率为99.9;.     

Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝染料的光催化降解行为研究

采用浸渍法制备Sm2O3掺杂TiO2的负载型光催化剂Sm2O3/TiO2,考察其在紫外可见光区对亚甲基蓝的光降解行为.利用XRD、N2吸附、SEM、TEM、XPS和ICP-OES等手段表征Sm2O3/TiO2样品,考察Sm2 O3掺杂量和亚甲基蓝浓度对亚甲基蓝紫外光降解活性的影响和催化剂Sm2O3/TiO2的催化稳定性.结果表明,Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝的紫外光降解活性高于TiO2,这归因子掺杂Sm2O3引起TiO2的晶体缺陷.这种晶体缺陷作为光生电子和空穴的陷阱实现光生电子-空穴对的有效分离,从而提高Sm2O3/TiO2的光催化活性.Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝的光降解活性随着Sm2O3掺杂量的增加先增大后减小,随着亚甲基蓝浓度的增大而减小.Sm2 O3掺杂量5.0wt;的Sm2O3/TiO2对亚甲基蓝紫外光降解的7次循环实验未出现明显失活.     

蒸汽处理钛酸制备锐钛矿相TiO2纳米晶体的光催化性能

采用水热法,以锐钛矿相TiO2为原料,10 mol/L NaOH溶液作为矿化剂,合成了钛酸钠纤维.用XRD和TEM对产物进行了表征,观察到纤维长度超过10 μm,宽度为10～100 nm.酸洗后对其进行二次蒸汽处理,得到了具有自组织趋势的锐钛矿相纳米TiO2晶体纤维.以1 kW紫外灯为光源,分析了合成的锐钛矿相TiO2纳米晶体的光催化降解亚甲基蓝性能及其长期稳定性.结果表明:合成的锐钛矿相TiO2纳米晶体对亚甲基蓝的光降解活性很高,纳米晶体易回收,且循环使用光催化活性没有发生衰减.     

可见光响应(001)晶面纳米TiO2光催化剂的制备及性能研究

以钛酸丁酯为钛源,氢氟酸为形貌控制剂,采用水热法合成了具有高表面能(001)晶面的锐钛矿相TiO2纳米材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及紫外-可见漫反射光谱分析(UV-vis)对样品的形貌、结构和谱学性能进行表征,并以甲基橙溶液为目标污染物,研究其光催化性能和最佳制备条件.结果表明,以氢氟酸为形貌控制剂时,可制备锐钛矿相(001)晶面纳米TiO2纳米材料,能拓宽TiO2体系光响应范围,并具有较高的光催化性能;当反应温度为180.℃、时间为24 h、F/Ti摩尔比为1.5时,样品对甲基橙溶液光催化降解率最高,在紫外光照射条件下1h内降解率可达99.08;,其可见光降解率为66.79;.