电纺丝合成树枝状Ag-TiO2复合材料及光催化降解有机物

通过高压电纺丝方法合成TiO2纳米纤维, 以此为模板构建树枝状Ag-TiO2复合材料. 采用 X 射线衍射与扫描电镜对该材料进行结构与形貌表征. 与商品化的TiO2(P25)及TiO2纳米纤维相比, 该复合材料在亚甲基蓝的光催化降解过程中表现出更优异的催化性能.     

微波助离子液体中纳米TiO2／PMMA复合材料的制备及光催化性能

微波加热法合成离子液体[Bmim]BF4,并以该离子液体为反应介质,在微波辐射条件下制备纳米TiO2/PMMA复合材料.用XRD,IR和TG对该复合材料进行测试和表征;并在高压汞灯下用甲基橙溶液对其进行光催化降解性能测试.结果表明,制备TiO2/PMMA复合材料的最佳条件是:离子液体1.7mL,钛酸丁酯与MMA的体积比为3.4∶1.0,微波辐射功率600W、反应温度70℃、反应时间35min.并且用[Bmim]BF4作为反应介质,能够显著提高TiO2/PMMA复合材料的光催化活性,所制备的TiO2/PMMA复合材料不需要经过高温煅烧,就表现出极高的光催化活性;TiO2负载PMMA后,复合材料的光催化活性得到了进一步的改善.该复合材料对甲基橙的降解率在1.5h就可达到98.4%,其活性明显优于未负载的纳米TiO2催化剂.     

Ag-TiO2/蒙脱土复合纳米光催化剂的研究

本文以蒙脱土(简称MMT)为载体,利用四氯化钛水解法将纳米TiO2引入到蒙脱土层间,经500℃煅烧后得到稳定结构的TiO2柱撑蒙脱土,再通过化学还原法将金属银负载于其上,合成出载银/二氧化钛柱撑蒙脱土复合光催化剂(Ag-TiO2/MMT).通过XRD、IR、BET、AAS等分析方法对复合光催化剂的物相组成、键合状况、比表面积、元素含量等物化性质进行了表征.对降解亚甲基蓝的光催化活性测试表明具有如下的光催化活性序列:Ag-TiO2/MMT>TiO2/MMT>TiO2(P25),其中Ag-TiO2/MMT由于柱化后具有较大的比表面积和Ag的负载改性而具有最高的光催化活性.     

乙酰丙酮金属配合物表面改性纳米二氧化钛

以乙酰丙酮稀土和乙酰丙酮铁配合物通过吸附法对纳米TiO2进行表面改性,以光催化降解甲基橙为探针反应,在紫外光照条件下考察了改性条件对纳米TiO2催化活性的影响,包括金属元素种类、配合物含量、吸附温度、溶剂用量、吸附时间等.研究表明,乙酰丙酮铁改性纳米TiO2最有效.当w[Fe(acac)3/TiO2]为0.25%,吸附温度为60℃,溶剂用量为乙醇/TiO2等于29 mL/g,吸附1.5 h时,改性后的纳米TiO2催化活性比改性前有了很大的提高.即使在普通白炽灯光照条件下,改性催化剂仍显示出很高的光催化活性,明显优于非改性的纯TiO2.改性纳米TiO2经过IR、XRD、UV-Vis、荧光、SEM-EDS和高倍光学显微镜等分析表征.     

碳纳米管/TiO_2复合材料的制备及表征研究

采用溶胶-凝胶法和水热合成法,制备出碳纳米管/TiO2(CNTs/TiO2)复合材料。通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis),荧光光谱(LS)检测CNTs/TiO2的晶型及形貌。结果表明:锐钛矿相TiO2纳米颗粒负载在碳纳米管的管壁上,CNTs/TiO2在紫外-可见光波长范围均有较好的吸收性能。在灭菌灯照射下,以甲基橙溶液为降解目标,CNTs/TiO2复合材料对甲基橙溶液的降解有高的光催化活性,180 min内降解率达到85%以上。     

负载TiO_2的ACF吸附降解苯的研究

主要研究了负载有TiO2的活性炭纤维(ACF)对苯的吸附降解作用.实验表明:在低浓度实验中,介质质量基本相同的情况下,负载有TiO2的ACF对苯的吸附降解量比无负载的ACF提高11.5%;在高浓度实验中,在苯质量相同以及介质质量基本相同的情况下,负载有TiO2的ACF吸附降解时间比无负载的ACF的时间降低了23%~38%,这说明TiO2在实验中起到了降解苯的作用.     

纳米复合材料CdS/TiO_2制备与不同模式光催化降解多种染料

采用化学水浴沉淀法再结合溶胶-凝胶和程序升温溶剂热两步法制备了一系列不同比例的CdS/TiO2纳米复合材料。通过X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)和氮气吸附-脱附测试等手段对所合成纳米复合材料的组成、结构和形貌进行了表征。结果表明,该系列CdS/TiO2纳米复合材料为锐钛矿TiO2和六方相CdS的混合晶相,其对可见光有较强吸收,并且随着复合材料中TiO2比例的增加,BET值明显增大。另外,所合成的CdS/TiO2复合材料呈圆球形,颗粒比较均匀。紫外光催化降解甲基橙的实验结果表明,摩尔比为1∶4的CdS/TiO2复合材料的活性明显高于CdS、P25以及其他不同比例的CdS/TiO2。同时,1∶4 CdS/TiO2纳米复合材料在紫外光、可见光和微波辅助光催化等不同模式下对多种结构的染料均有较好的降解效果。     

TiO_2/活性炭纤维复合材料去除室内挥发性有机物的研究进展

多孔材料与纳米TiO2复合是目前光催化领域的研究热点。多孔材料作为吸附中心可为TiO2光催化剂提供高浓度反应环境,加快催化剂传质速率,提高催化剂矿化效率,抑制催化剂失活,解决催化剂分离难题;TiO2作为降解中心可实现多孔材料的原位再生,增加其平衡吸附量,从而实现对室内挥发性有机物(VOCs)污染的高效深度净化。本文就TiO2/活性炭纤维(ACF)复合材料的制备方法、TiO2/ACF去除VOCs的环境影响因素及协同作用机制进行了综述,并对今后的研究提出了展望。     

纳米Co/TiO2 粉体的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯为主要原料,利用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2,Co/TiO2粉体.掺杂钴能够延缓TiO2由锐钛矿相向金红石相转变,从而提高纳米Co/TiO2粉体的催化活性.经500 ℃焙烧的纳米Co/TiO2粉体,在紫外光源下能有效催化直接溴酚兰染料降解.     

退火气氛对掺银TiO2薄膜结构和光催化性能的影响

本文采用sol-gel法制备了掺银的TiO2/glass纳米光催化薄膜,并分别在空气和真空条件下对薄膜进行退火处理, 结构和光催化性能的测试结果表明, 退火气氛对薄膜的结构和薄膜对染料溶液的光催化降解效率都有影响。经真空退火处理的TiO2及Ag-TiO2薄膜较空气中退火处理的同样薄膜的光催化性能都低, 但适量掺银的Ag-TiO2薄膜的光催化活性较TiO2有不同程度的增强。     

TiO2/ACF的制备及光催化降解四氯乙烯性能

以钛酸四丁酯为前驱物,活性炭纤维(ACF)为载体,蔗糖为胶粘剂,采用真空吸附水解的方法制得了TiO₂/ACF催化剂.采用BET、XRD、SEM等手段对其物理化学特性进行表征,以四氯乙烯光降解反应为探针反应,考察了TiO₂/ACF催化剂的光催化降解性能.实验结果表明,采用真空吸附水解法可以将TiO₂很好地负载到活性炭纤维表面上.通过优化条件制备的TiO₂/ACF催化剂在光照2h条件下,可以将水中溶解量的四氯乙烯降解90%以上.催化剂可以多次循环使用,光催化反应活性不变.     

Gd掺杂TiO2/活性炭纤维复合材料的制备及表征

以TiCl4和Gd(NO3)3·6H2O为主要原料,采用酸催化水解法制备Gd掺杂TiO2光催化剂并通过浸涂法将其负载在活性炭纤维(ACF)表面,制得Gd掺杂TiO2/ACF复合材料。 以气相苯为模型物,考察材料的光催化活性。 利用XRD、FTIR及GC-MS对催化剂的晶相结构、光谱特征等进行了表征。 结果表明,Gd掺杂能有效抑制TiO2的晶粒生长。 Gd掺杂量、浸涂次数影响TiO2/ACF光催化活性,Gd2O3掺杂质量分数为0.48%、浸涂2次的TiO2/ACF活性最高。 在苯光催化氧化后的Gd掺杂TiO2/ACF复合材料表面未发现醌类中间产物的存在。 Gd的掺入能减缓催化剂失活,光催化反应100 min后仍能表现出较高活性。     

Gd掺杂TiO2/活性炭纤维复合材料的制备及表征

以TiCl4和Gd(NO3)3·6H2O为主要原料,采用酸催化水解法制备Gd掺杂TiO2光催化剂并通过浸涂法将其负载在活性炭纤维(ACF)表面,制得Gd掺杂TiO2/ACF复合材料。 以气相苯为模型物,考察材料的光催化活性。 利用XRD、FTIR及GC-MS对催化剂的晶相结构、光谱特征等进行了表征。 结果表明,Gd掺杂能有效抑制TiO2的晶粒生长。 Gd掺杂量、浸涂次数影响TiO2/ACF光催化活性,Gd2O3掺杂质量分数为0.48%、浸涂2次的TiO2/ACF活性最高。 在苯光催化氧化后的Gd掺杂TiO2/ACF复合材料表面未发现醌类中间产物的存在。 Gd的掺入能减缓催化剂失活,光催化反应100 min后仍能表现出较高活性。     

Photocatalytic degradation of methylene blue by a combination of TiO2 and activated carbon fibers

Photocatalytic degradation of methylene blue (MB) in aqueous solution was investigated using TiO2 immobilized on activated carbon fibers (ACFs). The TiO2 and ACF combination (TiO2/ACF) was prepared by using epoxy as the precursor of the link between TiO2 and ACFs, followed by calcination at 460 degrees C in a N2 atmosphere. The TiO2/ACF composite prepared was easier to handle than the original TiO2 powder in suspension. More significantly, the TiO2/ACF composite can be used repeatedly without a decline in photodegradation ability. After six cycles, the amount of MB removal for the TiO2/ACF composite was still slightly higher than that for fresh P25 TiO2 in suspension. Through measurement of chemical oxygen demand in the solution and the concentration of ammonium generated during degradation of MB, it was confirmed that MB molecules are mineralized instead of adsorbed by ACFs.     

CeO2/ACF的低温SCR烟气脱硝性能研究

在氧存在下以NH3为还原剂的选择性催化还原烟气NOX技术（SCR）已经工程化。工业中常用的催化剂，主要是V2O5／TiO2或V2O5-WO3／TiO2，在300℃～400℃表现出高的NOX脱除率。为此，选择性催化还原法（SCR）装置须安装在空气预热器之前和省煤器之后，以利用过程的烟气温度。但这里存在的高浓度粉尘和SO2容易引起催化剂中毒和使用寿命减少，因此，研究开发低温运行（〈300℃）的SCR催化剂，使催化反应器能布置在除尘或／和脱硫之后，具有重要意义。同时烟道废气的温度会因生产装置负荷的变化而有较大的波动，这就要求催化剂具有较宽的高活性温度区间。     

TiO2薄膜的Ag改性及光催化活性

 用光化学沉积法对纳米TiO2薄膜进行了Ag改性,用漫反射紫外-可见光谱、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析了Ag-TiO2薄膜的光谱特征、表面形貌和表面组成. 以苯酚为模拟污染物,在不同波长光源及有氧和无氧条件下考察了Ag-TiO2薄膜的光催化活性. 结果表明,当银沉积量大于 0.0150 mg/cm2时, Ag-TiO2薄膜对紫外光的吸收发生了明显的蓝移,同时在346 nm附近出现了小的吸收峰且该峰随着银沉积量的增加逐渐向长波方向移动. 沉积在TiO2薄膜表面的银颗粒大小不均匀,主要以单质银的形式存在,也生成了部分Ag2O; 相对于TiO2薄膜, Ag-TiO2薄膜表面吸附氧的含量明显增大. Ag-TiO2薄膜的光吸收特性对其催化活性影响较大. 在低压汞灯及有氧参与的条件下,银沉积量为0.0523 mg/cm2的Ag-TiO2薄膜的催化活性最高, 其反应速率常数是TiO2薄膜的1.16倍. Ag+更易沉积在较大n值的Ag簇上,其颗粒大小不可能完全均匀. Ag-TiO2薄膜的光吸收特性、 Ag簇的大小以及Ag对O2的吸附作用是决定Ag-TiO2薄膜催化活性的主要因素.     

环境湿度对TiO2/活性炭纤维气-固光催化氧化甲苯的影响

在恒温控湿的环境舱中,以自制的TiO2/ACF(活性炭纤维)为光催化剂,研究了环境湿度对甲苯光催化降解过程的影响.通过N2吸附和扫描电子显微镜分别对TiO2/ACF光催化剂的孔径结构和形貌特征进行了表征;利用GC-MS和GC-FID对甲苯光催化过程中生成的中间产物进行了定性及定量分析.结果表明,环境舱中相对湿度增大,甲苯光催化转化率提高;不同相对湿度下,积累在光催化剂表面的中间产物种类相同,但支链氧化产物(苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸)的积累量远多于苯环氧化产物(甲酚和对甲基苯酚)的积累量;随环境相对湿度的增大,苯甲醛在光催化剂表面的积累量减小,其余中间产物的积累量均有不同程度的增加.这说明水分子在甲苯光催化过程中起重要作用,相对湿度不仅影响甲苯的光催化转化效率,还影响其光催化转化的过程.尽管在各湿度条件下,支链氧化都是甲苯光催化降解的主要途径,但环境湿度增大更有利于苯环氧化途径的进行.讨论了水蒸气在甲苯光催化氧化过程中的作用机理.     

A general templated method to homogeneous and composition-tunable hybrid TiO2 nanocomposite fibers

Sequential impregnations of metal ions and titanium tetraisopropoxide (TTIP) into activated carbon fibers (ACF) followed by a solvothermal treatment has been found to be a general method in the preparations of homogeneous and composition-tunable hybrid TiO(2) hierarchical nanocomposite fibers like WO(3)/TiO(2), Fe(2)O(3)/TiO(2) and SnO(2)/TiO(2).     

银促进的TiO2光催化降解甲基橙

 采用溶胶-凝胶和水热协同法制备了不同Ag含量的负载型Ag-TiO2样品,这些样品具有较大的比表面积和较小的粒径. 适量负载金属银后的TiO2在紫外及可见光下的光催化活性均得到提高. 银在TiO2上的最佳负载量为0.15%, 过高的负载量反而会降低TiO2光催化降解甲基橙的活性. 由于反应机理的不同,银负载对TiO2可见光下催化活性的提高要明显高于对其紫外光下催化活性的提高. 在可见光照射下,从激发态染料注入到TiO2导带的电子迅速转移到了Ag原子簇, Ag原子簇通过促进电荷分离抑制了电子和染料正离子自由基的复合,从而促进了光催化过程. 研究结果表明,有效地促进电荷分离以及激发态电子和氧气分子的反应是提高染料敏化光催化活性的关键.