ZnO纳米粒子多相催化n-C7H16-SO2气相光化学反应的研究

利用自制的ZnO纳米粒子和商品的ZnO粒子，研究了ZnO粒子多相催化n-C6H16- SO2的气相光化学反应。利用气相色谱－质谱联用仪（GC／MS）和气相色谱仪（GC ）对反应物n-C6H16和SO2以及主要气相产物3－庚酮进行了定量分析，考察了不同 条件下它们的降解和产生趋势，初步探讨了氧气和水蒸气对ZnO粒子多相催化n- C7H16-SO2气相光化学反应的影响，并对反应的一些现象作了描述及相应的说明。 结果表明，无论有无氧化存在，ZnO粒子均能够对n-C7H16-SO2的气相光化学反应起 一定的催化作用，但是有氧气的催化活性比无氧气的高。这可能说明了ZnO的光催 化作用主要与生成的活性氧物种（O^*)有关，同时光致空穴（h^+）也能够直接引 发氧化反应；虽然ZnO纳米粒子的光催化活性随着焙烧温度的升高而降低，但是均 比商品的高。而在模拟大气的条件下，ZnO纳米粒子对n-C7H16SO2的气相光化学反 应有很大的影响，大大地促进了n-C7H16和SO2的降解，这说明ZnO纳米粒子的存在 对大气中SO2－烃的气相光化学反应的影响是不容忽视的。此外，对ZnO粒子多相催 化n-C7H16-SO2气相光化学反应的机理进行了探讨。     

Pd/ZnO和Ag/ZnO复合纳米粒子的制备、表征及光催化活性

 用焙烧前驱物碱式碳酸锌的方法制备了ZnO纳米粒子，采用光还原沉积贵金属的方法制备了Pd／ZnO和Ag／ZnO复合纳米粒子，并利用ICP，XRD，TEM和XPS等测试技术对样品进行了表征，初步探讨了贵金属在ZnO纳米粒子表面形成原子簇的原因．以光催化氧化气相正庚烷为模型反应，考察了样品的光催化活性以及贵金属沉积量对催化剂活性的影响．结果表明：沉积适量的贵金属，ZnO纳米粒子光催化剂的活性大幅度提高．同时，深入探讨了表面沉积贵金属的ZnO纳米粒子光催化剂活性有所提高的内在原因．     

用TiO2，ZnO及Fe2O3纳米粒子光催化氧化庚烷的反应

 制备了三种n－型半导体氧化物TiO2，ZnO和Fe2O3纳米粒子，用X射线衍射和N2吸附技术分别对它们的结构及比表面积进行了表征．考察了三种氧化物粒子对庚烷的气相光催化氧化反应的催化活性．研究表明，对于同种催化剂，随着焙烧温度的升高，催化剂的粒径增大，比表 面积减小，光催化活性下降．三种催化剂纳米粒子的光催化活性顺序为TiO2（锐钛矿）＞ZnO＞Fe2O3，金红石型TiO2粒子的催化活性低于ZnO粒子．结合能带理论探讨了三种催化剂光催化活性差异的原因．     

ZnO纳米粒子的表面光电压谱和光催化性能

采用焙烧前驱物碱式碳酸锌的方法制备了不同粒径的ZnO纳米粒子，而用粒径 最小的作为光催化剂，通过光还原过程分别得了贵金属质量分数为0.5%和0.75%的 Pd/ZnO或Ag/ZnO复合纳米粒子。利用XRD，TEM，XPS，SPS和EFISPS等测试技术对样 品进行了表征，并通过光催化氧化气相正庚烷评估了样品的光催化活性，考察了微 晶尺寸和贵金属Pd或Ag的沉积对ZnO纳米粒子表面光电压信号以及光催化活性的影 响，探讨了样品表面光电压谱与其光催化活性的关系，说明了可以通过表面光电压 谱的测试来初步地评估纳米粒子的光催化活性。结果表明：随着ZnO纳米微晶尺寸 的减小，其SPS信号强度逐渐变弱，而光催化活性逐渐升高；沉积适量的贵金属Pd 或Ag后，ZnO纳米粒子的SPS信号强度明显下降，而其光催化活性却有所升高。此外 ，对ZnO纳米粒子光催化剂的失活机理进行了分析。     

ZnO纳米粒子的表面光电压谱和光催化性能

采用焙烧前驱物碱式碳酸锌的方法制备了不同粒径的ZnO纳米粒子，而用粒径 最小的作为光催化剂，通过光还原过程分别得了贵金属质量分数为0.5%和0.75%的 Pd/ZnO或Ag/ZnO复合纳米粒子。利用XRD，TEM，XPS，SPS和EFISPS等测试技术对样 品进行了表征，并通过光催化氧化气相正庚烷评估了样品的光催化活性，考察了微 晶尺寸和贵金属Pd或Ag的沉积对ZnO纳米粒子表面光电压信号以及光催化活性的影 响，探讨了样品表面光电压谱与其光催化活性的关系，说明了可以通过表面光电压 谱的测试来初步地评估纳米粒子的光催化活性。结果表明：随着ZnO纳米微晶尺寸 的减小，其SPS信号强度逐渐变弱，而光催化活性逐渐升高；沉积适量的贵金属Pd 或Ag后，ZnO纳米粒子的SPS信号强度明显下降，而其光催化活性却有所升高。此外 ，对ZnO纳米粒子光催化剂的失活机理进行了分析。     

超临界流体干燥法制备纳米TiO2－ZnO复合催化剂及其对苯酚降解的光催化性能

 以TiCl4和Zn（NO3）2·6H2O为原料，采用溶胶－凝胶法结合超临界流体干燥法制备了纳米级TiO2－ZnO（7～10nm）复合催化剂，并用XRD和TEM等手段进行了表征．以苯酚光催化降解为模型反应对所制备催化剂的催化性能进行了评价．结果表明，与单组分TiO2及普通干燥法制备的TiO2－ZnO催化剂相比较，纳米TiO2－ZnO复合粒子的光催化活性有较大提高．用超临界干燥法制备的催化剂具有粒径小、分布窄、比表面积大、分散性好和光催化活性高等特点．采用超临界流体干燥法可直接制得纳米TiO2（锐钛矿型）－ZnO（非晶态）复合催化剂，可实现干燥、晶化一步完成．复合催化剂中ZnO的最佳掺入量为x（ZnO）＝0．8％．超临界流体干燥法是制备纳米材料的一种新技术，具有产物容易收集和溶剂可回收利用等优点．     

SO4^2—／TiO2固体酸催化剂的酸强度及光催化性能

SO4^2-/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,晨相同反应条件下,SO4^2-/TiO2的光催化活性比TiO2提高2－10倍,当H2S4浸渍液浓度为1mol/L时,制得的SO4^2-/TiO2酸性最强（H0＜－12.14）,具有超强酸性和最高的光催化活性。     

表面修饰DBS基团对TiO2气相光催化性能的影响

采用溶胶-水热法直接获得表面修饰十二烷基苯磺酸钠(DBS)分子基团的TiO2纳米粒子, 并考察了DBS表面修饰对纳米TiO2光催化氧化降解气相n-C5H12反应的活性和寿命的影响, 并利用表面光电压(SPS)谱和光致发光(PL)光谱等方法研究了DBS表面修饰的影响机制. 结果表明, 表面修饰DBS分子基团能够抑制TiO2纳米微晶生长, 促进纳米TiO2分散, 增强吸附性和提高光生电荷分离, 使光催化活性显著提高. 但寿命并未下降, 这与TiO2和DBS基团的光稳定性有关. 动力学研究结果表明, TiO2光催化氧化n-C5H12反应遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型, 为准一级反应.     

ZnO超微粒子光催化氧化SO2的研究

 利用ZnO光催化技术对SO2氧化进行了研究．结果表明，在一定的\r\n反应条件下，ZnO超微粒子光催化SO2氧化的转化率较高，320℃下焙烧\r\n的ZnO超微粒子上SO2氧化的转化率高达99％．考察了氧和水蒸气分压等\r\n因素对SO2氧化反应的影响．用化学法对气态和凝聚态产物SO3进行了定\r\n性分析，并对SO2光催化氧化反应动力学行为及机理进行了探讨．     

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.     

TiO2光催化消除H2S的研究

在TiO₂上进行了气相H₂S光催化氧化消除的研究.氧对H₂S的光催化氧化消除过程是不可缺少的,对含量为560mg/m³的H₂S,当加入的氧气与原料气中H₂S的分子比为42:1,空速为28000h^-1时,去除率达到97%.在H₂S光催化氧化消除过程中,单质硫的产生可使TiO₂失活,经光照再生单质硫转化为SO₄^2-后,TiO₂活性恢复,而且SO₄^2-的生成对催化剂的中毒有抑制作用.     

SO_4~(2-)/TiO_2光催化氧化邻硝基苯酚

采用不同浓度的硫酸溶液浸渍处理TiO2,制得不同SO42-含量的SO42-/TiO2光催化剂.考察了光催化剂对邻硝基苯酚溶液的光催化行为.发现SO42-/TiO2的光催化活性高于TiO2的光催化活性,浸渍液中H2SO4的浓度和焙烧温度对SO42-/TiO2的催化活性有一定的影响,最佳浸渍H2SO4浓度为0.5 mol.L-1,最佳焙烧温度为500℃.     

微波加热制备泡沫镍负载La3+掺杂纳米TiO2及其光催化降解甲醛的性能

 采用常规加热和微波加热方法制备了两种泡沫镍负载La3+掺杂的纳米TiO2光催化剂,以甲醛光催化降解为模型反应,考察了制备方法和掺杂La3+对催化剂催化性能的影响,并采用扫描电镜、透射电镜、 X射线衍射和能量分散式光谱分析对催化剂进行了表征. 结果表明,微波加热法制备的纳米TiO2具有典型的锐钛矿型晶体结构,其粒径均匀且明显小于常规加热法制备的催化剂. 泡沫镍负载1.5%La3+掺杂的TiO2的光催化性能得到明显改善,反应90 min后甲醛的降解率仍达到93%. 在实验中发现催化剂有失活现象,但经简单清洗后其活性能够恢复.     

TiO2薄膜光催化还原Hg2+的研究

采用溶胶法制备出TiO2、SO42-/TiO2、CdS/TiO2薄膜光催化剂,研究了TiO2薄膜光催化还原Hg2+的最佳实验条件以及SO42-/TiO2、CdS/TiO2薄膜与TiO2薄膜、TiO2粉体与薄膜之间的光催化活性差异.结果表明:当pH=5.34时,经30 min紫外光照射,Hg2+的还原率达到最大;Hg2+初始浓度越高,光致还原量越低;光源波长越短,Hg2+的还原率越高;当甲醇添加量达到15%(体积比)时,反应30 min后,Hg2+的还原率即达100%;CdS改性薄膜的光催化活性高于未改性薄膜;CdS/TiO2薄膜的光催化活性略高于粉体.     

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．     

Fe掺杂与天然沸石载体对TiO2光催化活性的影响

以具有多孔结构的天然斜发沸石为载体, FeCl₃和TiCl₄为前驱物制备铁离子掺杂TiO₂光催化剂. 分别在紫外光和太阳光照射下, 研究了Fe-TiO₂, TiO₂/沸石和Fe-TiO₂/沸石对甲基橙溶液(MO)的光催化分解过程, 并通过XRD, AFM, FTIR和吸收光谱等手段, 探讨了Fe和沸石对TiO2的光催化活性的影响. 结果表明, 适当浓度的Fe不仅可以提高TiO₂的光催化效率, 而且能够拓展TiO₂的吸收波长范围至可见光区. 而沸石的引入不仅提高了光催化剂的效率, 而且也增强了光催化剂的抗失活性能.     

H4SiW12O40/TiO2/SiO2复合光催化剂的制备及性能研究

溶胶-凝胶法制备了TiO2/S iO2光催化剂,利用所得TiO2/S iO2光催化剂为基体,浸渍烧结法制备了H4S iW12O40/TiO2/S iO2表面负载修饰型复合光催化剂。TG-DSC、XRD、SEM、BET对催化剂的物化结构进行了表征,分析了TiO2和H4S iW12O40催化活性组分在S iO2载体表面上的键联机理。光催化性能测试是以低浓度酸性品红染料的水溶液为降解目标物,试验结果表明H4S iW12O40的负载修饰可以改进TiO2/S iO2光催化剂的催化活性,酸性品红的降解效率最高可以增加45%。     

制备条件对金红石型SO42-/TiO2微粒气相光催化活性的影响

以Ti(SO4)2酸溶液为前驱体．氢氧化钠作沉淀剂，采用沉淀法低温焙烧制备了SO4^2-掺杂的金红石型TiO2微粒．用光催化降解正庚烷为反应模型．结合BET、TG-DTA、IR、XRD等表征手段，探讨了制备条件对金红石型SO4^2-／TiO2微粒气相光催化活性的影响，并优化实验条件获得了光催化性能优良的金红石型SO4^2-／TiO2微粒．