大豆蛋白改性TiO_2的制备及其可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了系列大豆蛋白改性TiO_2复合催化剂.通过元素分析、粒度分析、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)、电化学等方法对所制备的样品进行了表征,以亚甲基蓝为目标降解物,研究了大豆蛋白改性TiO_2的可见光催化性能.结果表明,大豆蛋白改性可以一步实现C、N、H多种非金属元素共掺杂;相比纯TiO_2,改性后复合催化剂的比表面积增大;所有样品均为锐钛矿相;煅烧温度为400℃时,复合催化剂的可见光吸收发生明显红移,其禁带宽度较纯TiO_2窄化了0.32 e V;大豆蛋白改性后,复合材料的光电流密度增大;在可见光照射下,光催化反应2 h时,大豆蛋白改性TiO_2的亚甲基蓝降解效率最高可达79.4%.     

生物质C-N-P自掺杂TiO_2的合成及其对亚甲基兰的光催化降解活性

采用溶胶-超声辐照技术同步合成了生物质C-N-P自掺杂TiO_2复合催化剂,通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(FESEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)及光致发光光谱(PL)对样品进行了表征.以亚甲基兰(MB)为目标污染物,研究了C-N-P共掺杂TiO_2的可见光光催化性能.实验结果表明,在可见光照射下,光催化反应时间为2 h时,C-N-P共掺杂TiO_2复合催化剂对亚甲基兰的降解效率最高可达9 8.5%;相比纯TiO_2,C-N-P共掺杂TiO_2复合催化剂的比表面积增大,吸收边带红移,禁带宽度减小,相变温度升高,光生载流子复合率降低.     

生物质C-N-P自掺杂TiO_2的超声辐照同步合成及光电化学性能分析

采用溶胶-超声辐照技术,同步合成了生物质C-N-P自掺杂TiO_2复合催化剂。以亚甲基兰(MB)为目标污染物,考察了该复合催化剂的可见光催化活性,并分析了样品的表面化学组成及其光电化学性能。实验结果表明,在可见光照射下进行光催化反应80min时,复合催化剂对亚甲基蓝的降解效率可达98%;相比纯TiO_2,复合样品的光电流密度增大,电化学阻抗环半径减小,Zeta-电位值增大,光催化活性明显提高。     

生物质改性纳米TiO2的制备及其结构表征

采用溶胶-凝胶法制备了系列生物质改性复合纳米TiO2.以亚甲基蓝溶液为模拟污染物,考察了其可见光催化活性,并确定了最佳制备工艺.通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)、荧光光谱(PL)等手段对催化剂样品进行了表征.实验结果表明,催化剂对亚甲基蓝的光催化降解适应一级反应动力学,复合TiO2和纯TiO2的反应速率常数分别为0.4990 h-1和0.0305 h-1,且复合催化剂实现了C、N、S、P、K等多元素的共掺杂.相比纯TiO2,复合TiO2的比表面积增大,结晶度升高,光生载流子复合率降低,吸收边带红移,禁带宽度窄化了0.09 eV.     

在 Pt/TiO2上光催化降解污水中的对氟苯甲酸

在Pt/TiO2存在下,研究了光催化降解对氟苯甲酸的反应.考察了反应时间、溶液初始pH值以及污染物初始浓度对光催化反应的影响.结果表明,溶液的紫外吸光度值随反应时间不断下降;反应7 h时,溶液的TOC去除率达23.2%;反应0.5～2 h内,氟离子平均生成速率为3.53×10-5mol.L-1.h-1;在反应3～7 h内,氟离子平均生成速率为6.22×10-5mol.L-1.h-1.在溶液初始pH值=3.34～3.72时,氟离子生成速率最大,在碱性范围内,氟离子的生成速率为零.当C0(p-fluorobenzoic acid)<1.80×10-3mol.L-1时,光催化降解生成氟离子的速率随着对氟苯甲酸浓度的增大而增大;当C0(p-fluorobenzoic acid)>2.00×10-3mol.L-1时,光催化降解生成氟离子的速率不再随污染物浓度的变化而发生变化.探讨了可能的反应机理.     

催化动力学光度法测定痕量铁

实验中发现痕量铁(Ⅲ)在硝酸介质中,能灵敏催化过氧化氢和高碘酸钾氧化二甲苯胺兰FF的褪色反应,系统地研究了反应的最佳实验条件,建立了测定痕量铁(Ⅲ)的新方法。方法的检出限为2.0×10-10gFe3+/mL,检测范围为0-0.2μgFe3+/25mL,并用于测定水质中的痕量铁(Ⅲ),获得了较好的结果。     

生物质多元自掺杂TiO_2的超声同步合成及其表征分析

采用溶胶-超声空化技术同步合成了生物质多元自掺杂TiO_2复合催化剂,通过场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、光致发光光谱(PL)等对样品进行了表征分析。结果表明,复合催化剂实现了C、N、P、Cl、K等元素的同步掺杂,合成了多元共掺杂复合TiO_2;相比纯TiO_2,复合催化剂的禁带宽度窄化了0.21 e V,表面羟基与活性位点增多,光生载流子复合几率降低,结晶度提高,比表面积增大。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物,研究了复合催化剂的可见光光催化性能。实验结果表明,在可见光照射下,光催化反应2 h时,复合催化剂对亚甲基蓝的降解效率最高可达98%。     

C、N共掺锐钛矿TiO2的缺陷形成能和能带结构分析

通过基于密度泛函理论的第一性原理,计算了非金属C、N共掺杂TiO2的缺陷形成能和能带结构,并与实验研究结果进行了比较.研究结果显示,C、N分别取代Ti、O掺杂形式的缺陷形成能高于C、N均取代O掺杂形式,C、N共掺时,C、N分别取代Ti、O更易实现;与纯锐钛矿相TiO2相比,C单掺、N单掺及C、N共掺均能减小TiO2的禁带宽度,但共掺体系比单掺体系的禁带宽度窄化程度更高;共掺模式比单掺模式更有利于TiO2可见光响应能力及可见光催化活性的提高.     

丝素蛋白/TiO2复合催化剂的制备及其可见光催化性能

通过溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的丝素蛋白/TiO2复合纳米材料,并研究了其可见光催化活性.用粒度分析、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)、平带电位、Zeta-电位、元素分析等方法表征了所制备的催化剂样品.结果显示,在可见光照射下,反应2 h时,丝素蛋白/TiO2-400℃的Cr(VI)光催化还原效率达36%,甲酸降解效率达3.4%;相对纯TiO2,丝素蛋白/TiO2的可见光吸收能力均有提高,以丝素蛋白/TiO2-400℃的增幅最大;相对纯TiO2,丝素蛋白/TiO2的平带电位均有不同程度负移,这意味着光生电子有了更强的还原能力;TiO2-400℃、素蛋白/TiO2-300℃、丝素蛋白/TiO2-400℃、丝素蛋白/TiO2-500℃的Zeta-电位值分别为29、31、36、33 mV,说明丝素蛋白/TiO2-400℃在水中形成的溶胶系统分散程度最高.     

以葡萄糖和蔗糖为电子给体在Pt/TiO2上光催化制氢

以Pt/TiO2为催化剂, 研究了以葡萄糖和蔗糖为电子给体的光催化制氢反应以及有机物自身的去除效果.