溶胶负载法制备的Au/AC催化分解低浓度臭氧

采用溶胶负载法制备了高分散的活性炭载纳米Au(Au/AC),研究了其在室温下对低浓度臭氧的催化分解性能,并用N<,2>吸附-脱附、扫描电镜、X射线光电子能谱等手段对反应前后的催化剂进行了表征.结果表明,与普通的传导加热方式相比,微波加热方式所制备的活性炭载Au颗粒的分布更均匀、尺寸更小,具有更高的催化臭氧分解性能.Au前驱体溶液pH值对Au/AC催化剂的臭氧分解性能有显著影响,以pH=8最佳.降低空速而延长臭氧与催化剂的接触时间可以提高催化剂对臭氧的分解性能.空速120000 h-1条件下.催化剂处理约1 g臭氧后,臭氧去除率降低至78.6%:而60 000 h-1条件下处理1.25 g臭氧后,臭氧的去除率仍保持在93.3%.Au/AC催化剂在分解臭氧后,表面部分C被氧化而含氧量增加,但比表面积和孔容等变化不大,主要通过负载Au颗粒本身催化分解臭氧.     

低温吸附制备Au-TiO2复合薄膜及其光电化学性质

在低温条件下将预先合成的Au溶胶吸附到TiO₂薄膜上以制备纳米Au-TiO₂复合薄膜,以超高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)表征Au-TiO₂膜,并在UV辐照下测定了Au-TiO₂薄膜电极的光电化学性质。纳米Au呈金属态,平均粒径为(4.3±1.2) nm,负载量高,均匀地沉积于TiO₂薄膜表面。光电化学测试表明,沉积纳米Au后,TiO₂电极的光生电流提高近5倍,光生电压明显向负值增大,说明纳米Au可增强光生载流子的分离效率,促进电荷在电极与溶液界面间的转移。Au-TiO₂电极的电荷传递法拉第阻抗(R_ct)是TiO₂电极的一半,说明负载的纳米Au粒抑制了光生电子-空穴的复合,提高了电极中载流子浓度。     

反应磁控溅射法制备的氮掺杂TiO2光催化膜的氮化学态和光催化活性

 采用中频交流磁控溅射法,以O2/N2混和气为反应气体,在铝片上沉积了氮掺杂TiO2膜. 利用原子力显微镜、紫外-可见光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱等手段研究了掺杂膜的表面形貌、光吸收性能、物相组成以及膜样品中氮的化学态,并通过苯甲酰胺的光催化降解实验对光催化剂活性进行了评价. 结果表明,所得掺杂膜仅能够被紫外光所激发,反应气的配比对膜的形貌和TiO2的锐钛矿/金红石相比率均有影响,而氮在膜中以掺杂N3-、表面吸附N2和固溶N2的形式存在. 随着N3-掺入量的增加,掺杂膜的光催化活性显著提高,在反应气体组成为N2/(O2+N2)=80%(体积分数)时,掺杂N3-量为0.594%,苯甲酰胺光催化降解效果最好,其活性约为纯TiO2膜的1.5倍.     

X射线光电子能谱法研究UV254 nm光催化、O3强化UV254 nm光催化和真空紫外光催化降解甲醛中Pt-TiO2薄膜的表面性质

以Pt-TiO₂为光催化剂,研究了气相甲醛分别在35 h连续UV_{254 nm}光催化、O₃强化UV_{254 nm}（O₃+UV_{254 nm}）光催化和真空紫外（UV_{254+185 nm}）光催化中的降解效率,考察了副产物O₃的去除率,采用X射线光电子能谱（XPS）法分析Pt-TiO₂在不同光催化前后Pt的电子态和累积有机产物,研究纳米Pt对甲醛降解和O₃去除的强化机理. 连续光催化降解实验表明,以纳米Pt改性TiO₂可以同时增强甲醛和O₃的去除率,特别是O₃的去除率可提高3.1-3.4倍. 对催化剂C 1s和O 1s峰分别经分峰拟合处理后,发现Pt-TiO₂上累积的含羰基和羟基的有机物含量按以下顺序减少：UV_{254 nm}光催化 > O₃强化UV_{254 nm}光催化 > 真空紫外光催化,而在连续35 h光催化降解过程中,催化剂的失活现象却按相反的方向变得越来越不明显. 负载的金属Pt在O₃+UV_{254 nm}和UV_254+185nm光催化过程中被氧化成PtO_ads和Pt⁴⁺物种,而在UV_{254 nm}光催化过程中金属Pt未被氧化,所以推测是气相中的O₃和羟基自由基参与金属Pt的氧化过程. Pt-TiO₂表面高价态的Pt氧化物种可作为光生电子捕获中心,强化光生载流子的分离过程,增强Pt-TiO₂的光催化活性. Pt氧化物种可作为O₃分解的活化中心,使Pt-TiO₂对O₃的分解效率远高于纯TiO₂. 以XPS对比研究在三种不同光催化环境中Pt-TiO₂表面性质,可以解释在UV_{254+185 nm}光催化过程中纳米Pt对甲醛和O₃同时去除的强化机理,并说明了催化剂不失活的内在原因.     

无机阴离子、异丙醇及TiO_2对Fe~(3+)诱导全氟辛酸光化学降解影响的研究

254nm紫外光辐照下,溶解性Fe3+的存在有效促进了全氟辛酸(PFOA)的光化学降解.Fe3+浓度为30μmol·L-1时,Fe2(SO4)3,FeCl3和Fe(NO3)3三种溶解性铁盐对PFOA的降解和脱氟没有显著的差别.过量的SO24-与Fe3+具有较强的形成配合物的能力,由软件Visual MINTEQ2.52计算得出,Fe3+与过量的SO42-形成Fe(SO4)+和Fe(SO4)-2两种形态的配合物,其分配比的总和占16.32%,从而减少了PFOA与铁离子形成配合物的机会,进而抑制了其有效的光化学降解;过量的Cl-与Fe3+形成一配位的FeCl2+,其生成量仅占所有铁物种形态总和的0.12%,对PFOA的降解没有明显的影响,理论计算与实验结果相一致.羟基自由基捕获剂-异丙醇的加入未抑制PFOA的降解,二氧化钛的存在亦未促进其降解,进一步表明Fe3+诱导PFOA的光化学降解不是羟基自由基直接作用的结果.     

室温催化分解空气中臭氧污染物

臭氧污染是我国目前面临的突出环境问题,臭氧及其室内反应形成的二次污染物危害着人体健康。室温催化分解是避免空气臭氧污染的有效方法,本文首先总结了碳、沸石、贵金属与过渡金属氧化物等材料的臭氧催化分解性能;然后聚焦锰氧化物,比较分析了不同锰氧化物的臭氧催化活性,阐述了锰氧化物催化分解臭氧机理的研究进展。水蒸气导致的失活是当前臭氧催化剂研发面临的主要挑战,对臭氧催化分解与失活机理的深入认识是指导高效抗湿臭氧催化材料研发的关键。     

活性炭负载金催化分解空气中低浓度臭氧

采用等体积浸渍法制备了以煤质活性炭为载体的负载金催化剂,并运用N2吸附-脱附法和X射线光电子能谱对样品进行了表征.考察了该催化剂催化分解低浓度臭氧的活性,并研究了载体预处理方法和催化剂后处理方法对催化剂活性的影响.在常温,相对湿度为60%,臭氧浓度为45 mg/m3,空速为60 000 h-1的条件下,1.6 g活性炭经HNO3和NaBH4处理后负载金再经H2还原后的催化剂在反应最初的16 h内臭氧去除率稳定在100%,反应100 h后对臭氧的去除率仍在97%以上.表征结果表明,NaBH4还原处理使得活性炭比表面积、孔体积及石墨碳含量增加,含氧官能团下降,从而提高了催化剂的活性.载金后,催化剂比表面积和孔体积进一步增大,但石墨碳含量下降,C-O和COO-等含氧官能团增加.经臭氧氧化后,催化剂的比表面积和孔体积减小,石墨碳含量下降,C-O,COO-和C=O等含氧官能团增加,而金的粒径和价态并未改变,表明活性炭在金催化下被臭氧氧化.     

TiO2/UV/O3-BAC工艺去除水源水中的有机污染物

将TiO2光催化臭氧氧化-生物活性炭(TiO2/UV/O3-BAC)组合工艺用于处理水源水,在优化工艺参数的条件下,该工艺对水源水中溶解性有机碳(DOC)的平均去除率为46.5%,而UV/O3-BAC工艺对DOC的平均去除率仅为41.6%.TiO2/UV/O3-BAC工艺对有机物去除的协同效应较强.TiO2/UV/O3过程将水中的大分子有机物氧化成小分子,提高了出水的可生物降解性,从而有利于后续的BAC对有机污染物的去除.TiO2/UV/O3-BAC工艺对持久性有机污染物的去除非常有效.其中,酞酸酯的去除率均大于94%,但随着烷基链长度的增加而降低;多溴联苯的去除率均超过89%,但随着溴原子取代数目的增加而降低.     

钛、铝和玻璃上TiO2光催化膜的失活研究

采用浸渍提拉法，在平行条件下制备了钛、铝和玻璃载体上的TiO₂膜TiO₂ / Ti、TiO₂ / Al和TiO₂ / G，利用X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和光催化降解实验等手段对膜样品进行了表征和活性评价。实验结果表明，在铝和玻璃基材上制膜时发生了显著的基材元素溢出，使各膜样品的化学组成不同，同时TiO₂粒子和膜表面形貌也因前驱物烧结行为不同而差异较大。TiO_{2相似文献}