SO_4~(2_)表面修饰对TiO_2结构及其光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了 TiO2和 /TiO2催化剂 .运用 XRD、 BET比表面测定、 IR和 DRS光谱等技术对催化剂进行了表征 ,并以光催化氧化分解溴代甲烷作为模型反应,考察了上述催化剂的光催化反应性能及其反应条件对光催化活性的影响 .结果表明 ,表面修饰使得催化剂的结构和光催化性能显著改善 ,催化剂表面形成具有超强酸性质的 L酸和 B酸协同中心 .与 TiO2相比 ,/TiO2光催化剂的锐钛矿含量高、晶粒小、 BET比表面积大、孔径分布集中、光谱吸收边蓝移 ,具有优异的光催化氧化活性、稳定性及抗湿性能 .     

焙烧温度对TS/TiO2结构及光催化反应性能的影响

TS/TiO2是一种热稳定的光催化材料.将该样品分别在300、400、500、540、600和700℃下空气中焙烧,并用UV-Raman、XRD、BET及TPD等手段进行了表征.同时,以苯乙烯光催化氧化反应为探针,考察了其光催化氧化反应性能.结果表明,焙烧温度对催化剂的结构与表面性质有较大程度的影响,除TS/TiO2的晶型及比表面积外,其酸量也发生了较大程度的变化;并与催化剂性能进行了关联.     

焙烧温度对TS/TiO2结构及光催化反应性能的影响

TS/TiO2是一种热稳定的光催化材料。将该样品分别在300、400、500、540、600和700℃下空气中焙烧,并用UV-Raman、XRD、BET及TPD等手段进行了表征。同时,以苯乙烯光催化氧化反应为探针,考察了其光催化氧化反应性能。结果表明,焙烧温度对催化剂的结构与表面性质有较大程度的影响,除TS／TiO2的晶型及比表面积外,其酸量也发生了较大程度的变化;并与催化剂性能进行了关联。     

微波-光催化耦合效应及其机理研究

采用溶胶 凝胶法制备了TiO2和/TiO2催化剂，运用XRD、BET比表面积测定及微波吸收谱等技术对催化剂的结构进行了表征，并以C2H4为模型反应物考察了微波对催化剂的光催化氧化反应性能的影响.研究结果表明，在微波场中TiO2和/TiO2催化剂的光催化氧化性能得到明显改善.时间分辨紫外 可见吸收谱证实微波场的存在有效地提高了催化剂对紫外光的吸收率.因此，微波场与紫外光的耦合使光催化活性提高的可能原因是微波场对多缺陷催化剂的极化作用,提高了光致电子的跃迁几率，并在半导体表面形成陷阱中心,降低了电子 空穴对的复合率.     

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.     

微波法制备SO2-4/TiO2催化剂及其光催化氧化性能

采用微波法、混合加热法和常规加热法制备/TiO2催化剂,运用XRD、BET、DRS及LRS光 谱测定等技术对催化剂的结构进行了表征,并以光催化降解C2H4为模型反应考察了不同制备 方法对催化剂的光催化氧化反应性能的影响.研究结果表明,微波法制备的/TiO2催化剂的光 催化氧化性能得到明显改善,对乙烯转化率为80％,而混合加热法和常规加热法制备的样品乙 烯转化率分别为58％和41％.微波辐射制备的催化剂锐钛矿相含量高、比表面积大,光吸收阈 值增大;并且拉曼散射光谱向低波数方向移动,有助于增加光致电子的跃迁几率,提高多相光 催化过程的本征量子效率.     

Pt/TiO_2催化剂的制备及其在氨催化氧化中的应用

二氧化钛具有优良的光催化性能,以其为载体通过光催化还原沉积可在其表面实现单质金属活性组分负载.选择二氧化钛颗粒为载体,通过紫外光照射在二氧化钛颗粒表面还原沉积铂单质,形成Pt/TiO2负载型催化剂,并将该新型催化剂用于氨催化氧化反应.所制备的Pt/TiO2催化剂铂负载量减为0.2 gPt/gTiO2,比表面积增达10 m2/g.以该催化剂催化氨氧化反应,氨转化率在600~700℃即可达100%,低于目前硝酸工业中氨氧化反应温度800~900℃,也低于PtO2升华温度850℃.该催化剂经400 h连续反应,其铂载量、及催化活性均无降低,具有工业应用前景.     

环己酮肟在B2O3/Al2O3-TiO2催化剂上的气相Beckmann重排反应

制备了B2O3/Al2O3-TiO2复合载体催化剂,并考察了其对环己酮肟气相Beckmann重排制己内酰胺反应的催化性能. 结果表明,载体中TiO2的含量、B2O3的负载量、载体的预处理温度及催化剂的焙烧温度等均对催化剂的性能产生明显的影响. 当载体中TiO2含量为60%,B2O3负载量为20%,催化剂经350 ℃焙烧时,环己酮肟的气相Beckmann重排反应的转化率和选择性很高. 用BET,NH3-TPD,XRD和IR等方法对催化剂的织构、表面酸性和晶相等进行了表征,并与催化剂的活性进行了关联,表明催化剂表面中等强度的酸中心浓度与催化剂的选择性具有对应关系.     

掺杂Yb的TiO2光催化剂的制备和性能

采用溶胶-凝胶法制备了Yb掺杂TiO2纳米光催化剂,并通过XRD和BET等手段进行了表征.以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术研究了光催化剂表面羟基自由基的生成;并以苯酚为光催化降解反应模型化合物,考察了光催化剂的活性.测定了苯酚在TiO2和Yb掺杂TiO2光催化剂上的吸附常数.结果表明:Yb掺杂使TiO2的粒径减小,比表面积增大,同时导致羟基自由基的生成速率增大.Yb掺杂有利于反应底物在催化剂表面的吸附,Yb的最佳掺入量为Yb/Ti摩尔比=0.8%.     

甲烷在Ni/TiO2催化剂表面的活化

考察了Ni/TiO2催化剂甲烷部分氧化和二氧化碳重整制合成气的反应活性,实验表明,以TiO2为载体的镍系催化剂对于甲烷部分氧化制合成气反应具有较好的活性,尤其对H2的选择性较高,对二氧化碳重整制合成气反应具有较好的低温反应活性.采用脉冲-质谱在线分析等技术,在无气相氧条件下向Ni/TiO2催化剂脉冲CH4,发现甲烷在催化剂表面的活化（转化）及其氧化产物的选择性与金属催化剂表面氧的浓度密切相关.CH4与Ni/TiO2催化剂作用过程中存在明显的氢溢流和氧溢流现象,可能是这种溢流效应使得Ni/TiO2催化剂具有良好的反应活性和抗积碳性能.     

SO2-4/TiO2固体酸催化剂的酸强度及光催化性能

SO2-4/TiO2固体酸可用于光催化降解溴代甲烷,其光催化性能明显优于TiO2光催化剂.在相同反应条件下,SO2-4/TiO2的光催化活性比TiO2提高2～10倍.当H2SO4浸渍液浓度为1mol/L时,制得的SO2-4/TiO2酸性最强(H0＜-12.14),具有超强酸性和最高的光催化活性.     

溴代甲烷在TiO2上的光催化降解研究

系统地研究了CH₃Br在溶胶-凝胶法制备的TiO₂催化剂上的气相光催化氧化行为,考察了催化剂煅烧温度、催化剂中残留NO-3、反应物料中的水份、反应温度等催化剂制备及反应条件对催化剂反应性能的影响,并结合XRD、BET比表面积和FTIR等表征结果对TiO₂催化剂的反应行为进行了解释.实验结果表明,CH₃Br在TiO₂上的气相光催化氧化是典型的一级反应,表观活化能为13.7kJ/mol.反应初始阶段存在显著的催化剂失活现象,催化剂高温煅烧,NO-3及水等对该反应活性都有明显的抑制作用,提高反应温度有利于改善催化剂的反应性能.     

光促甲烷和水合成甲醇和氢催化剂的研究

用表面改性法制备TiO2/SiO2，以等体积浸渍法制备负载型复合半导体催化剂(MoO3,ZnO)-TiO2/SiO2，通过XRD、BET、TPR、IR、UV-Vis DRS和TPD等技术对材料的表面形态结构、吸光特性、化学吸附性能及光催化甲烷和水的反应性能进行了表征和分析。结果表明，MoO3-TiO2/SiO2和ZnO-TiO2/SiO2的表面物种均具有显著的量子尺寸效应，在表面分别形成Mo—O—Ti和Zn—O—Ti复合结构；MoO3和TiO2在载体表面的复合可提高对光能的利用率并可增强对甲烷的化学吸附性能， 结果使得MoO3-TiO2/SiO2的光催化反应性能明显优于ZnO-TiO2/SiO2；在固定床环隙反应器中，150℃MoO3-TiO2/SiO2光催化气相甲烷和水合成了目的产物甲醇和氢，甲醇的选择性达到87.3％。     

二氧化钛基固体超强酸的结构及其光催化氧化性能

采用溶胶－凝胶法制备了多孔性,大比表面积的ＳＯ４＾２－／ＴｉＯ２固体超强催化剂,运用ＸＲＤ,ＢＥＴ比表面积测定,ＸＰＳ和ＵＶ－Ｖｉｓ反射光谱等技术对该催化剂的结构,表面状态以及半导体特征进行了表征,并通过ＣＨ３Ｂｒ,Ｃ６Ｈ６和Ｃ２Ｈ４等典型有机物的气相光催化氧化反应。     

MoO3-TiO2/SiO2上光促表面催化甲烷和水合成甲醇和氢气

用分步等体积浸渍法制备了负载型复合半导体催化剂MoO3-TiO2/SiO2,通过XRD,BET,TPR,IR,UVDRS和TPD等手段对其进行了表征,结果表明,活性组分在载体表面高度分散,并具有量子尺寸效应,吸光阈值显著蓝移;TiO2在SiO2表面分散可增强MoO3与载体的相互作用,调变吸光性能,所形成的表面活性基元能够有效地吸附活化甲烷和水.在100℃下利用固定床环隙反应器借助紫外光的激发,通过“光-表面-热”协同作用,气相甲烷和水在MoO3-TiO2/SiO2表面生成了甲醇和氢,选择性达到85.6%.     

N掺杂纳米TiO2可见光催化氧化丙烯的动力学行为

通过在不同温度的氨气气氛中处理纳米管钛酸(NTA)制得具有可见光响应的氮掺杂纳米二氧化钛. X射线衍射(XRD)谱表征结果显示, 当温度高于400 ℃时, 样品由正交晶系向锐钛矿相转变, 700 ℃处理得到的样品除了锐钛矿相TiO2外还有TiN 新相存在; 紫外-可见扩散漫反射(DRS)结果表明, 氮掺杂纳米TiO2在整个可见光区都有明显的吸收. 不同波长可见光及不同气体流速的光催化氧化丙烯动力学研究表明, 活性最好的N掺杂纳米TiO2催化剂(600 ℃ NH3处理)对可见光的利用范围可扩展至500 nm, 低浓度丙烯光催化氧化反应为一级反应.     

苯在TiO2上的气相光催化氧化反应历程

 以超细TiO2为催化剂,在内循环光反应装置中考察了苯的气相光催化氧化反应．苯的初始质量浓度为50mg／m3时,在0．1g催化剂和0．013m2的光照面积下,460min后苯几乎全部分解完毕;光照面积增大1倍时,反应时间缩短为240min．常温下苯在TiO2表面不易吸附,但反应中间产物有较强的吸附性,能吸附在催化剂表面从而引起催化剂失活．经红外检测可知,反应的中间产物是个六元环醇,据此推测了苯的气相光催化可能的反应历程．通过实验结果并参考有关文献的结论,证明苯的气相光催化氧化在不同的反应条件下遵循不同的反应历程．     

对甲基苯磺酸废水光催化氧化处理的正交试验研究(英文)

在TiO2悬浮体系下,采用对甲基苯磺酸模拟废水进行半导体光催化氧化降解静态试验;利用正交试验研究了光催化氧化降解的主要影响因素(pH值、催化剂用量、光照强度、光照时间).结果表明:在一定条件下,催化剂投加量、溶液pH、照射光强度及光照时间均存在一个最佳值;依据其影响对甲基苯磺酸废水光催化降解反应的大小,各因素排列顺序为:光照时间(光照强度(初始pH(催化剂用量.在试验最佳条件下(pH=3,催化剂用量80 mg.L-1,光照强度500 W,光照时间120 min),对甲基苯磺酸能够完全降解.     

Photodegradation of toluene over TiO(2-x)N(x) under visible light irradiation

We report the photooxidation of toluene over nitrogen doped TiO(2) (TiO(2-x)N(x)) under visible light irradiation. The photocatalytic oxidation of toluene in air over TiO(2-x)N(x) powders was studied using diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (DRIFTS), gas chromatography (GC), ion chromatography (IC), and gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), focusing on the photocatalytic decomposition processes of toluene. Results obtained indicate that toluene, weakly adsorbed on the catalyst surface, is initially photooxidized to benzaldehyde which adsorbs onto the TiO(2-x)N(x) surface more strongly, leading to the formation of ring-opening products such as carboxylic acids and aldehydes. No gaseous intermediates were detected during the photooxidation. Major intermediates adsorbed at the catalyst surface were oxalic acid, (COOH)(2), acetic acid, CH(3)COOH, formic acid, HCOOH, and pyruvic acid, CH(3)COCOOH, whereas more complicated carboxylic species, including propionic acid, CH(3)CH(2)COOH, isovaleric acid, (CH(3))(2)CHCH(2)COOH, and succinic acid, (CH(2)COOH)(2), were also found in the early stage of the photooxidation. These intermediate products were gradually photodegraded to CO(2) and H(2)O under visible light irradiation.