比表面积和吸附强度对TiO2/活性炭复合体光催化降解酸性红27 活性和动力学的影响

通过超临界预处理和溶胶-凝胶过程, 制备TiO₂/活性炭复合体(TCS), 利用X射线衍射, X光电子能谱和氮气吸附-解吸分析对其结构特征进行表征, 以酸性红27的光催化降解评价复合体的光催化活性. 结果表明: TCS光催化活性比纯TiO₂大, 归功于TiO₂小晶粒尺寸, 对酸性红27和羟基自由基高的吸附量. TCS复合体对酸性红27的降解效率随其比表面积的增大先升高后降低. 通过改进的Langmuir-Hinshelwood模型对酸性红27在不同的复合体上光催化降解动力学行为进行描述, 表明TCS光催化活性的差异主要是由比表面积和吸附强度相互制约所引起. TCS3由于具有适当的比表面积和恰当的吸附强度而具有最高的光催化活性.     

超临界辅助TiO_2/炭毡复合体的制备与光催化性能:煅烧温度与超临界条件影响

以钛酸丁酯为先驱体,通过超临界处理将其渗透到活性炭毡中,再在250℃空气中煅烧1h,然后在氮气保护下煅烧2h,制备TiO2/炭毡(TiO2/carbon felt,TCF)复合体,使用比表面积分析仪、扫描电镜、X射线衍射、荧光光谱等对其结构特征进行表征.采用刚果红(CR)水溶液为标准模型降解物,对其光催化性能进行评价.结果表明:临界温度不变时,TiO2负载率随超临界压强上升先增大后减小,当压强达到14MPa时最大;而临界压强不变时,TiO2负载率随温度的升高缓慢增大.炭毡负载TiO2后,仍然保持很高的比表面积,但随着负载率的增大,TCF比表面积减小.随着煅烧温度的升高,纯TiO2和TCF复合体晶型从锐钛矿变成金红石.但相对于纯TiO2,TCF复合体中晶粒尺寸较小,并且从锐钛矿向金红石转变的温度较高,原因是炭毡大的间面能对TiO2晶粒生长的阻碍作用.TCF复合体的荧光强度受到TiO2负载率和煅烧温度的影响.当TiO2负载率为9%时,TCF荧光强度随着煅烧温度的升高先降低、后增大,当煅烧温度为500℃,荧光强度最低;而当煅烧温度为500℃,TCF荧光强度随着负载率增大先降低后增大,负载率为18%时,荧光强度最小....     

超临界 CO2 辅助制备 TiO2 外负载火山岩复合体及其光催化降解亚甲基蓝性能

 以钛酸丁酯为前驱体, 封堵的火山岩为载体, 通过超临界 CO₂ 辅助制备了 TiO₂ 外负载火山岩复合体, 并将其用于光催化降解亚甲基蓝反应, 考察了溶液 pH 值及催化剂浓度对反应性能的影响. 结果表明, TiO₂ 外负载火山岩复合体的光催化性能优于纯 TiO₂ 和 TiO₂ 体负载火山岩复合体. 这是由于外负载复合体对亚甲基蓝的高吸附性、小晶粒尺寸的 TiO₂ 颗粒以及吸附和光催化降解间的协同效应. 亚甲基蓝浓度为 1.5 mg/L, 溶液 pH 为 8, 催化剂浓度为 6.8 mg/L 时, 外负载 TiO₂ 火山岩复合体上亚甲基蓝降解速率最高, 且使用后的催化剂仍具有高的光催化活性.     

过渡金属掺杂TiO_2/活性炭复合体的制备及双协同光催化性能

以活性炭为载体,通过溶胶-凝胶法分别制备了Fe、Ag、Zn、Mn和Cr过渡金属离子掺杂TiO2/活性炭(X-TiO2/AC,X-TA;X:过渡金属离子)复合体,利用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、X光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、电子自旋共振谱(ESR)和荧光光谱(FS)对其结构进行表征.以罗丹明B的光催化降解为探针实验,评价掺杂负载型复合体的双协同光催化性能和使用寿命,提出双协同光催化扩增机制,并探讨了掺杂率和负载率对双协同扩增效果影响.结果表明:通过活性炭吸附和离子掺杂对TiO2光催化性能表现出双协同扩增作用,导致X-TA对罗丹明B的降解速率常数kapp大于掺杂X-TiO2粉体和TA负载体之和.同时,掺杂率和负载率共同影响协同效应,当Fe离子掺杂率和Fe-TiO2负载率分别为0.3%和10%时,Fe-TA复合体kapp最大为0.0208min-1.另外,过渡金属离子掺杂对TiO2光催化性能提高程度按掺杂离子Ag、Zn、Mn、Cr、Fe递增.掺杂后金属离子的价态、得电子能力、比表面积和掺杂TiO2颗粒尺寸上的差异决定了不同离子掺杂负载型复合体催化性能不同,复合体寿命降低的主要原因是由于活性组分从载体上流失所引起.