掺铂二氧化钛纤维光催化降解氯仿的研究

 TiO2纤维作为一种微米级光催化剂应用于废水处理时，不但克服了TiO2纳米颗粒不易分离回收的困难，而且对其进行贵金属掺杂，可使其光催化活性大大提高．用光还原沉积法制备了掺铂的二氧化钛纤维催化剂（Pt／TiO2（F）），并将其作为光催化剂用于光催化降解氯仿反应，考察了掺铂量、氧及pH值等条件对降解氯仿反应的影响，并与掺铂的二氧化钛颗催化剂粒（Pt／TiO2（G））的光催化活性进行了比较．结果表明，当掺铂量w（Pt）＝0．5％，催化剂用量为0．5g／L，预先溶氧至饱和状态，c0（CHCl3）＝1mmol／L，pH＝5，用300W中压汞灯光照120min时，Pt／TiO2（F）上氯仿的降解率可达98．44％，而Pt／TiO2（G）上氯仿的降解率仅为72．03％．     

载体对负载型TiO2催化剂光催化性能的影响

 以活性碳（AC）和镁铝尖晶石（MA）为载体，采用真空吸附水解法制备了负载型光催化剂TiO2／AC和TiO2／MA，并采用TiO2溶胶负载法制备了活性碳负载催化剂TiO2（C）／AC．以氯仿为探针分子研究了其在催化剂上的吸附及光催化降解反应性能．结果表明，催化剂的制备方法、TiO2负载量与载体的吸附性能对光催化活性有明显的影响．通过优化制备条件，TiO2／AC催化剂的催化活性可提高到纳米TiO2的2．5倍．氯仿在AC上的饱和吸附量较高，但吸附强度较弱；在纳米TiO2上的吸附情况则正好相反．氯仿在AC和TiO2上吸附性质的差异有利于吸附在TiO2／AC上的氯仿分子从活性碳载体向TiO2光催化活性中心迁移．镁铝尖晶石载体对光催化反应没有明显的促进作用，与其基本上不吸附氯仿分子有关．与TiO2胶体负载法相比，真空吸附水解法是一种较好的负载型TiO2光催化剂制备方法．     

TiO2/SiO2的制备及其对染料X-3B溶液降解的光催化活性

 以粗孔球形硅胶为载体,以聚乙二醇和二乙醇单乙醚的钛酸四丁酯无水乙醇溶液为浸涂液,用涂覆法制备了TiO2／SiO2光催化剂．用XRD,SEM和UV－Vis等对催化剂的物相、形貌及TiO2负载量进行了表征,并通过可溶性染料活性艳红X－3B的降解反应,考察了其光催化活性．实验结果表明,当选用16．79％TiO2／SiO2光催化剂时,活性艳红X－3B溶液的脱色率可达93％以上．     

草酸盐对甲醛光催化氧化降解过程促进作用的研究

采用漫反射红外光谱（DRIFTS）技术和循环伏安法对TiO2光催化剂上甲醛光催化氧化过程中催化剂表面吸附、降解行为进行了考察．研究了草酸盐对甲醛光催化氧化降解行为的影响，结果表明低浓度草酸钠的加入提高了甲醛的降解效率，这个结果归因于草酸根离子的存在能够清除吸附位上积聚的甲酸及类似中间产物．光电化学实验进一步证实了草酸钠对甲醛光催化氧化中间产物的清除作用．     

CO在铂修饰的氧化钛电极上电催化氧化行为的研究

通过阴极还原-阳极氧化法制备了Pt—TiO2／Ti电极，研究了CO在该电极上的电化学行为和电极制备条件对CO电催化氧化的影响．结果表明，与Pt电极相比．CO在Pt—TiO2／Ti电极上的氧化峰峰电位负移了100mV，并且表现出较好的稳定性．通过XPS技术对Pt—TiO2／Ti电极进行了表征．发现Pt以金属形式存在，Ti以TiO2形式存在．Pt—TiO2／Ti电极能抗CO中毒的原因可能是因为TiO2的掺杂使引起催化剂中毒的桥式吸附的CO物种在复合催化剂上的吸附率较低所致．     

金属离子掺杂的TiO2薄膜的制备及其光催化降解甲苯的性能

 采用溶胶-凝胶法制备了负载于铝板上掺杂金属离子的TiO2薄膜光催化剂,并通过空气中甲苯光催化降解实验评价了其光催化活性. 结果表明,Pt和Fe的掺杂对TiO2薄膜的光催化活性起促进作用,甲苯降解率分别提高了17%和6%; Ag的掺杂引起催化剂失活; Mn的掺杂未对TiO2薄膜的光催化活性起明显促进作用. XRD结果表明,掺杂金属离子前后TiO2均为锐钛矿相; TEM观察到薄膜催化剂微观结构为球形颗粒,粒径分布均匀,平均粒径为19 nm; 紫外漫反射光谱表明,Pt-TiO2薄膜催化剂的反射率几乎为0,表明其对光的吸收能力很强,因而Pt掺杂的TiO2薄膜光催化降解甲苯的活性最高.     

Pt-TiO2/CeO2-MnO2复合催化剂光热降解气相苯

 用溶胶-凝胶法制备Ce-Mn储氧材料,并于该储氧材料上分别负载光催化剂TiO2 和贵金属Pt制备出Pt-TiO2/CeO2-MnO2复合催化剂. 用X射线衍射、 X射线能谱分析、程序升温还原和漫反射紫外-可见光谱等技术对复合催化剂进行了表征,并以光热催化降解气相苯评价了复合催化剂的活性. 结果表明, Mn分别进入到TiO2和CeO2的晶格中形成固溶体; Pt均匀分散在复合催化剂表面; Ce-Mn储氧材料在250 ℃下具有较好的储氧性能; 复合催化剂对紫外及可见光的吸收较强; 1.6%Pt-40%TiO2/CeO2-MnO2复合催化剂的活性较高,光热催化10 h时,苯降解率可达94.5%.     

Mo掺杂对纳米TiO2结构和活性的影响

利用Mo6 的掺杂在TiO2中引入缺陷,从而扩大TiO2催化剂的光谱响应范围。运用UV-Vis、XRD、XPS、TG-DTA等测试技术考察了钼离子掺杂浓度对于TiO2光催化剂吸收光谱范围、晶型、晶胞和晶粒的影响,分析了钼进入TiO2品格的方式、价态和掺杂催化剂在热处理过程中发生的物理和化学变化。以亚甲蓝溶液的光催化降解为模型反应,考察了掺杂量对这种新型光催化剂的光催化活性的影响。结果表明,Mo6 可进入TiO2晶格中形成杂质缺陷,引起TiO2品格膨胀,Mo6 的掺杂量影响TiO2晶粒尺寸和晶相转化。Mo6 掺杂的质量分数为4．5％时,样品的吸收带边可达460 nm,对40 mg/L亚甲蓝反应2 h的降解率为58．3％,矿化率为52．5%。而Mo6 的掺杂质量分数为3．0％和6．0％时,形成的TiO2晶粒尺寸较小,TiO2晶粒中锐钛矿相与金红石相的比例接近4:1时,对亚甲蓝降解率分别为56．6％和52．0％,矿化率分别为49．2％和44．2％。     

磁载WO3－TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂的制备及其光催化活性

 用溶胶－凝胶法在表面包覆了SiO2的磁基体Fe3O4上负载TiO2,从而得到了易于磁性固液分离的磁载WO3－TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂,并通过IR,XRD,SEM和XPS等测试手段对催化剂进行了表征．研究了磁载WO3－TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂对亚甲基蓝溶液脱色的性能,并考察了WO3掺杂量对样品催化活性的影响．结果表明,n（WO3）／n（TiO2）＝0．001时,磁载WO3－TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂的催化活性最高,循环使用3次时脱色率仍保持在98％．     

TiO2催化超声降解甲基橙溶液

采用经过处理后工业生产的TiO2作为催化剂,以超声降解甲基橙反应为模型,研究了各种因素对。TiO2催化超声降解的影响。研究表明,在TiO2催化剂作用下超声降解甲基橙的效果明显。TiO2催化剂用量在0．3～0．5g／L之间,超声波频率25kHz,输出功率1．0W／cm^2,pH=1．0时,甲基橙水溶液初始浓度为20mg／L的条件下,90min左右基本可全部降解,COD的去除率达到99．0％。     

活性炭负载TiO2-Fe3O4磁性光催化剂的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备了易于固液分离的活性炭（AC）负载磁性光催化剂（TiO2-Fe3O4／AC）．样品通过SEM-EDX和X射线衍射法进行表征．通过在紫外光照射下降解亚甲基蓝评价其光催化降解能力．结果表明：负载22％Fe3O4的光催化剂（含20％TiO2和58％AC）的光催化活性最强（120min时亚甲基蓝的降解率达到87％,是纯TiO2的2．7倍）;磁性光催化剂可实现磁分离回收．     

B掺杂TiO2/AC光催化剂的制备及活性

以硼酸和钛酸丁酯为主要原料，以活性炭(AC)为载体。用溶胶-凝胶法制备了B掺杂TiO2／AC光催化剂．用X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV—VIS)对制得的光催化剂进行了表征．以甲基橙水溶液的光催化脱色反应和氧化乐果水溶液的光催化降解反应。考查了不同B掺杂TiO2／AC光催化剂的活性．结果表明，所有B掺杂TiO2／AC光催化剂均为锐钛矿晶相．B的掺杂未导致TiO2／AC光催化剂的吸收带边发生明显的移动．当B-TiO2质量分数分别为2．0％和2．5％时，TiO2／AC光催化剂的活性有明显的提高．B-TiO2质量分数2．0％时活性最高．但是，当B-TiO2质量分数分别为1．5％和3．0％时。TiO2／AC光催化剂的活性降低．B的缺电子特性可能改变了TiO2能带中的电子密度，使光催化反应中光生电子和空穴的俘获方式发生变化；同时。B的缺电子特性也会使光催化剂表面的Lewis酸强度增强，导致表面吸附OH-数量和目标反应物的吸附方式发生变化．这些可能是B-TiO2／AC光催化剂活性发生变化的主要原因．     

溶胶-凝胶法制备复合MxOy-TiO2光催化剂

以无机盐TiCl4为原料制备TiO2溶胶,并利用溶胶胶粒修饰法制备SiO2 TiO2、ZrO2 TiO2、WO3 TiO3、MoO3 TiO2及Pt/TiO2光催化剂,用于光催化氧化甲醛反应,考察添加物对 催化剂光催化性能的影响.其中,SiO2 TiO2催化剂的光催化氧化降解甲醛性能最好,而MoO3 TiO2的催化性能最差.SiO2 TiO2催化剂优良的光催化性能可归于SiO2 TiO2催化剂的高 比表面积,高空隙率,小晶粒粒径和强吸光性能等性质的综合影响.     

铬和硫共掺杂二氧化钛催化剂的制备及其可见光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,硝酸铬和硫脲为掺杂离子给体,通过溶胶-凝胶法成功制备了纯TiO2、不同浓度的铬掺杂和铬/硫共掺杂TiO2光催化剂.以靛红为目标污染物,进行了可见光催化降解活性测试实验.结果表明,共掺杂催化剂的活性高于未掺杂和单掺杂催化剂.当共掺杂催化剂含0.60%(原子比)的铬,1.2%(原子比)的硫,焙烧温度为500℃时具有最高的光催化降解活性.X射线衍射、N2吸附、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射吸收光谱表征结果显示,共掺杂催化剂为锐钛矿型,具有较高的比表面积,对可见光有较强的吸收能力.共掺杂TiO2具备较高可见光催化活性的原因可能是铬掺杂降低了TiO2的禁带宽度,拓展了可见光吸收区域,而硫掺杂能够维持体系的电荷平衡,增强催化剂对可见光的吸收.     

可见光照射下丙炔光催化水解反应的研究 Ⅱ．钒离子对二氧化钛催化性能的影响

 研究了几种不同粒径的TiO2在CH3CCH和H2O的光催化反应中的催化活性．结果表明,利用离子注入法可以拓展纳米TiO2催化剂的光吸收区域,使其吸收带向可见光方向偏移,且偏移程度随着TiO2粒径的增大而增大;特别是注入V离子使TiO2催化剂在可见光区域具有光催化活性．V离子注入后,TiO2催化剂在紫外区域的光催化活性没有下降,但在可见光区域的光催化活性有所提高．在五种光催化剂中,具有中等粒径大小的P－25注入V离子后表现出最高的光催化活性．在太阳光直接照射下,这些光催化剂也具有较高的催化活性．     

La2O3掺杂TiO2光催化剂的制备和性能

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3掺杂TiO2纳米光催化剂，并通过XRD、TEM、BET和XPS等手段进行了表征．掺入La2O3后，阻止了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变，使TiO2的粒径减小，比表面积增大．以甲基橙为光催化降解反应模型化合物，考察了光催化剂的活性．测定了甲基橙在纯TiO2和La2O3掺杂TiO2光催化剂上的吸附常数．考察了pH、H2O2对降解性能的影响．讨论了光催化活性与催化剂性质的关系．     

SiO2负载的TiO2光催化剂可见光催化降解染料污染物

 采用酸催化溶胶-凝胶法制备了SiO2负载的TiO2光催化剂,考察了制备条件对负载型TiO2光催化剂的晶相、结构、比表面积和可见光催化活性的影响. 结果表明,采用SiO2为载体时,TiO2以纳米颗粒的形态分散在载体表面,负载型TiO2/SiO2催化剂的比表面积大、等电点低而且热稳定性能良好. 偶氮染料酸性橙7的可见光催化降解实验结果表明,染料污染物在催化剂表面的吸附是影响催化剂可见光催化活性的重要因素. 与试剂TiO2样品相比,负载型TiO2/SiO2光催化剂具有更好的光催化活性和沉降性能.     

Sn4+掺杂对TiO2纳米颗粒膜光催化降解苯酚活性的影响

金属离子掺杂能改善TiO2纳米微粒光催化活性,在光降解大气和水污染物的研究中,已引起人们的重视[1,2].实验证明,掺杂物的浓度、掺杂离子的分布、掺杂能级与TiO2能带匹配程度、掺杂离子d电子的组态、电荷的转移和复合等因素对催化剂的光催化活性有直接影响[3].Kamat等[4]曾利用TiO2颗粒与SnO2颗粒混合制膜,使光催化剂活性得到提高.但Sn4+掺杂TiO2用于光催化剂尚少见报道.本文采用等离子体化学气相沉积法(PECVD)[5]制备了Sn4+离子掺杂的TiO2纳米颗粒膜催化剂(TiO2-Sn),考察了其对苯酚的光催化降解活性,讨论了Sn4+离子的掺杂方式及光催化活性提高的机理.     

载体性质对Pt催化剂H2选择催化还原NOx活性和选择性的影响

研究了Pt/MgO, Pt/γ-Al2O3, Pt/ZrO2和Pt/HZSM-5催化剂上H2选择催化还原消除NOx(H2-SCR)反应。结果发现, H2-SCR活性和N2生成选择性受催化剂中Pt的金属性以及载体的氮氧化物吸附能力影响很大。 HZSM-5的表面酸性使载体对NOx吸附能力较小,使担载Pt以较高的金属性存在,从而导致Pt/HZSM-5催化剂的高活性和高选择性。相反, Pt/MgO和Pt/γ-Al2O3催化剂较差的活性和选择性可归因于其载体的碱性表面、催化剂中Pt较低的金属性以及载体对氮氧化物较大的吸附能力。结合反应的原位红外光谱结果可以认为,在Pt/载体界面处亚硝酸根/硝酸根物种被还原为N2或N2O,取决于该处参与反应的活性H与这些含氮物种的相对数目。     

载体性质对Pt催化剂H2选择催化还原NOx活性和选择性的影响

研究了Pt/MgO, Pt/γ-Al2O3, Pt/ZrO2和Pt/HZSM-5催化剂上H2选择催化还原消除NOx(H2-SCR)反应。结果发现, H2-SCR活性和N2生成选择性受催化剂中Pt的金属性以及载体的氮氧化物吸附能力影响很大。 HZSM-5的表面酸性使载体对NOx吸附能力较小,使担载Pt以较高的金属性存在,从而导致Pt/HZSM-5催化剂的高活性和高选择性。相反, Pt/MgO和Pt/γ-Al2O3催化剂较差的活性和选择性可归因于其载体的碱性表面、催化剂中Pt较低的金属性以及载体对氮氧化物较大的吸附能力。结合反应的原位红外光谱结果可以认为,在Pt/载体界面处亚硝酸根/硝酸根物种被还原为N2或N2O,取决于该处参与反应的活性H与这些含氮物种的相对数目。