TiO2/SiO2的制备及其对染料X-3B溶液降解的光催化活性

 以粗孔球形硅胶为载体,以聚乙二醇和二乙醇单乙醚的钛酸四丁酯无水乙醇溶液为浸涂液,用涂覆法制备了TiO2／SiO2光催化剂．用XRD,SEM和UV－Vis等对催化剂的物相、形貌及TiO2负载量进行了表征,并通过可溶性染料活性艳红X－3B的降解反应,考察了其光催化活性．实验结果表明,当选用16．79％TiO2／SiO2光催化剂时,活性艳红X－3B溶液的脱色率可达93％以上．     

SnO2-TiO2复合光催化剂的制备和性能

采用均匀沉淀法在超细TiO2表面包覆SnO2,制备出SnO2-TiO2复合光催化剂,并用EDS,XRD,TEM和BET比表面积测定等手段进行了表征.以活性艳红X-3B溶液为模拟废水,考察了SnO2-TiO2的光催化活性.结果表明,复合粒子由锐钛矿型TiO2和金红石型SnO2组成;与纯TiO2相比,SnO2-TiO2的光催化活性有较大提高,SnO2最佳包覆量为18.4%.复合光催化剂活性的提高归因于不同能级半导体之间光生载流子的输运和分离.     

负载型纳米TiO2光催化降解活性艳红X-3B染料

光催化氧化;负载型纳米光催化剂;负载型纳米TiO2光催化降解活性艳红X-3B染料     

Ti基底的预处理对TiO2光催化膜长期稳定性的影响

研究了Ti基底的预处理方法对其负载的TiO2薄膜光催化活性和长期稳定性的影响.分别采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和电化学交流阻抗谱对样品进行了表征,并考察了Ti基底负载的TiO2膜光催化降解模型污染物苯甲酰胺和活性艳红X-3B的活性.结果表明,采用普通Na2CO3预处理Ti基底时制得的TiO2膜层较疏松,并且由于Ti基底自身生成的TiO2钝化膜层不断生长而导致其负载的TiO2光催化膜层明显脱落流失,该TiO2膜在水中浸泡60 d后即完全失活.而在乙二酸活化法预处理的Ti基底上能制备出致密的TiO2光催化膜,可抑制Ti基底自钝化膜的生长,从而显著提高了负载TiO2光催化膜的抗脱落流失能力,在水中浸泡280 d后,其光催化活性仍不低于新制备样品活性的70%;而且在35 d的活性艳红完全脱色连续流实验中,该TiO2光催化膜基本未发生失活现象.     

TiO2-石墨烯光催化剂：制备及引入石墨烯的方法对光催化性能的影响

利用溶胶-凝胶法原位制备了二氧化钛/石墨烯(TiO2-GE)复合光催化剂,研究了纯TiO2以及不同方法制备的TiO2-GE复合光催化剂对亚甲基蓝及罗丹明B光催化降解性能。结果表明:石墨烯的引入提高了TiO2的光催活性,这主要是得益于石墨烯优异的电子传输性能及较好吸附特性。不同方法制备TiO2-GE复合催化剂的光催化活性也存在较大差别。原位制备的TiO2-GE复合光催化剂表现出最佳的光催化活性。     

Fe(III)参与TiO_2光催化降解X3B的反应机理研究

三价铁离子对TiO2 光催化降解X3B活性艳红染料具有明显的促进作用 .但是 ,当Fe(III)全部转化为Fe(II)离子以后 ,X3B的降解不再加快 .研究表明 ,Fe(III)捕获表面光生电子是导致X3B降解速率增加的主要原因 ,而Fe(III)光解产生羟基自由基使降解X3B的贡献则相对较小 .由于体系缺乏Fe(III) /Fe(II)循环 ,(Photo) Fenton反应参与X3B降解过程的可能性极小 .X3B和Fe(III)竞争吸附催化剂表面 ,促进了光生电子 -空穴对的分离和转移 .Fe(II)吸附相当微弱 ,这可能是导致Fe(II)难以被表面空穴或其它活性物质重新氧化的原因之一     

MCM-41分子筛担载纳米TiO2复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶胶.凝胶法将TiO2担载在介孔MCM-41分子筛上,制备了不同TiO2含量的系列TiO2/MCM-41复合材料,利用X射线衍射、N2吸附、紫外-可见光谱和透射电镜等方法对其进行表征.TiO2的晶型为锐钛矿相,复合材料的比表面积和孔体积随其中TiO2担载量(复合材料中TiO2与MCM-41的质量比)的增加而减小,TiO2的平均粒径随其担载量的增加而增大.以罗丹明B的光催化降解为探针反应,评价了TiO2/MCM-41复合材料的光催化降解活性.结果表明,在紫外光照射下,罗丹明B在该复合材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学,复合材料对罗丹明B的光催化降解活性明显高于商用TiO2(P-25),复合材料的光催化降解活性由复合材料的吸附能力和所含TiO2的光催化活性共同决定.     

添加剂对有机颜料光催化降解的影响

 研究了(NH4)2S2O8,H2O2和表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(DBS)对TiO2光催化降解颜料艳红6B的影响. 结果表明,(NH4)2S2O8的加入可提高颜料艳红6B的降解速率,以酸性及近中性条件较为适宜; H2O2的加入也可提高颜料艳红6B的降解速率,并可提高TiO2的重复使用次数; DBS的加入可降低颜料艳红6B的降解速率,但颜料艳红6B在酸性和碱性条件下降解较中性条件下快. DBS在中性条件下降解较快. 颜料艳红6B与DBS二者之间存在密切的共降解关系. 随着DBS浓度的增加,颜料艳红6B和DBS的降解速率均逐渐降低.     

MCM-41分子筛担载纳米TiO2复合材料光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法将TiO2担载在介孔MCM-41分子筛上, 制备了不同TiO2含量的系列TiO2/MCM-41复合材料, 利用X射线衍射、N2吸附、紫外-可见光谱和透射电镜等方法对其进行表征. TiO2的晶型为锐钛矿相, 复合材料的比表面积和孔体积随其中TiO2担载量(复合材料中TiO2与MCM-41的质量比)的增加而减小, TiO2的平均粒径随其担载量的增加而增大. 以罗丹明B的光催化降解为探针反应, 评价了TiO2/MCM-41复合材料的光催化降解活性. 结果表明, 在紫外光照射下, 罗丹明B在该复合材料上的光催化降解反应遵循一级反应动力学, 复合材料对罗丹明B的光催化降解活性明显高于商用TiO2 (P-25), 复合材料的光催化降解活性由复合材料的吸附能力和所含TiO2的光催化活性共同决定.     

TiO2-Al2O3复合氧化物载体焙烧温度对Au-Pd催化剂加氢脱硫性能的影响

 采用溶胶-凝胶法制备了介孔TiO2-Al2O3复合氧化物载体,考察了载体的焙烧温度对负载型Au-Pd双金属催化剂加氢脱硫性能的影响,并采用X射线衍射、吸附吡啶的程序升温脱附、程序升温还原、红外光谱和N2物理吸附等技术对载体及催化剂进行了表征. 结果表明,不同温度焙烧的TiO2-Al2O3复合载体都具有介孔结构,其中773 K焙烧制得的TiO2-Al2O3复合载体的比表面积和孔容较大, B酸中心较多,以其为载体的Au-Pd 催化剂具有较好的加氢脱硫活性. 表征结果表明, 773 K焙烧制得的Au-Pd/TiO2-Al2O3催化剂中Au-Pd活性组分与载体的相互作用较强,催化剂上形成的AuxPdy合金的晶粒较小且数量较多,催化剂的酸量和活性组分的分散度较大,并且其上进行的加氢脱硫反应的活化能较低,这些因素均有利于催化剂活性的提高.     

TiO2-SiO2复合气凝胶：常压干燥制备及性能表征

以廉价的四氯化钛和工业水玻璃为原料,通过溶胶-凝胶法制得TiO2-SiO2复合湿凝胶,用三甲基氯硅烷(TMCS)/乙醇(EtOH)/正己烷(Hexane)混合溶液对湿凝胶进行改性,常压干燥制备了TiO2-SiO2复合气凝胶.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及N2吸附/脱附法对复合气凝胶的形貌和性质进行了分析.结果表明,TiO2-SiO2复合气凝胶具有连续多孔结构,150℃干燥后复合气凝胶的比表面积为1 076 m2·g-1,孔体积为4.96 cm3·g-1;经550 ℃热处理后,复合气凝胶仍然具有高的孔隙率,比表面积为856 m2·g-1,孔体积为3.46 cm3·g-1.吸附和光催化降解罗丹明B的结果表明,复合气凝胶同时具有较好的吸附和光催化性能,其吸附/光催化协同作用活性优于纯SiO2气凝胶和锐钛矿TiO2粉末;且重复利用四次降解率仍然可达到89%.     

反胶束体系中有机染料PDS对TiO_2纳米粒子的表面修饰

反胶束法制备纳米粒子是 2 0世纪 80年代兴起的研究领域[1] .反胶束是指表面活性剂在非极性溶剂中定向排列而自发形成的聚集体 [2 ] ,反胶束的“水池”是一种特殊的纳米空间 ,以此作为微反应器 ,通过控制含水量 W0 ( W0 =[H2 O]/[Surft.],即水与表面活性剂的摩尔比 )和选择不同的表面活性剂种类及浓度可以获得单分散的粒径小于 1 0 nm的微粒 [3～ 5] .Ti O2 作为一种典型的光催化剂 ,由于其化学性质稳定、氧化还原性强 ,且具有抗光阴极腐蚀性、难溶、无毒、成本低等特点 ,在有机污染物的去除 ,废水处理等方面具有广阔的应用前景[6 ] .而…     

纳米TiO2表面对Cd2+的吸附与光化学还原过程的QCM研究

用石英晶体微天平(QCM)现场技术研究了Cd2+在纳米TiO2表面的吸附与光化学还原过程.研究结果表明,Cd2+在纳米TiO2表面的吸附量受溶液的浓度、pH值和不同添加物的影响.当pH<7时, Cd2+不发生吸附;pH＝7时,Cd2+在TiO2膜上的吸附量接近于15.2 mg/g.在紫外光光照下, Cd2+不发生光化学反应,但在溶液中加入NO-3和HCO-2后, Cd2+在电极表面可发生光化学反应,分别生成了CdO·Cd(OH)2和Cd.当醇类物质加入后, QCM的频率略有下降, 但没有观察到单质Cd的生成.     

TiO2/AC复合光催化剂对苯和丁醛的气相光催化降解机理

 利用溶胶-凝胶并水热处理法制备了TiO2光催化剂和TiO2/AC复合光催化剂,在静态光催化反应器中研究了苯和丁醛的气相吸附和光催化降解,利气相色谱分析确定了生成的中间体. 结果表明, TiO2/AC复合光催化剂比TiO2光催化剂具有较强的吸附能力和较高的光催化活性; 在TiO2和TiO2/AC上,苯(或丁醛)光催化降解产生相同的中间体,表明在两种催化剂上发生的光催化反应遵循相同的机理,进而讨论了其可能的光催化氧化途径.     

Hierarchically nanostructured porous TiO_2(B) with superior photocatalytic CO_2 reduction activity

Hierarchically nanostructured, porous TiO_2(B) microspheres were synthesized by a microwave-assisted solvothermal method combined with subsequent heat treatment in air. The materials were carefully characterized by scanning and transmission electron microscopy, X-ray diffraction, CO_2 adsorption, and a range of spectroscopies, including Raman, infrared, X-ray photoelectron and UV-Vis spectroscopy. The hierarchical TiO_2(B) particles are constructed by ultrathin nanosheets and possess large specific surface area, which provided many active sites for CO_2 adsorption as well as CO_2 conversion. The TiO_2(B)nanostructures exhibited marked photocatalytic activity for CO_2 reduction to methane and methanol. Anatase TiO_2 and P25 were used as the reference photocatalysts. Transient photocurrent measurement also proved the higher photoactivity of TiO_2(B) than that of anatase TiO_2. In-situ infrared spectrum was measured to identify the intermediates and deduce the conversion process of CO_2 under illumination over TiO_2(B) photocatalyst.     

耐晒大红BBN与表面活性剂双组分光催化降解

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和难溶有机颜料耐晒大红BBN(简称BBN)为双组分降解底物, 以TiO2为光催化剂, 研究双组分底物的光催化降解的快慢及规律, 双组分降解的相互影响, 初步建立双组分和催化剂之间的作用模型. 结果表明, pH值及底物的浓度对双组分体系的降解都有显著影响, 碱性条件更适合体系的降解, 在中性(pH=6.8)环境中两种底物的降解效果明显高于单组分的降解. 在碱性条件下(pH=9.2), 加入BBN使CTAB的降解速率略有下降. CTAB的浓度对BBN褪色速率影响较大, 当CTAB 的浓度为1 cmc 时, BBN和CTAB的降解速率都达到最快. BBN在TiO2表面吸附性强, 且被优先降解.     

Pr3+掺杂的TiO2纳米粉体的表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Pr³⁺掺杂量的TiO₂纳米粉体.以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解为探针反应,评价了它们的光催化活性.利用XRD和BET技术研究了Pr³⁺掺杂量和焙烧温度对TiO₂纳米粉体的相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响,并用XPS和SPS技术研究了Pr³⁺掺杂的TiO₂纳米粉体的表面组成和表面光伏特性,探讨了Pr³⁺掺杂提高纳米TiO₂的光催化活性的机制.结果表明:适量Pr³⁺掺杂能显著提高纳米TiO₂的光催化活性.当Pr³⁺掺杂量为1.25%(以Pr³⁺/TiO₂质量比计),焙烧温度为600℃时,制得粉体的光催化活性最佳.Pr³⁺掺杂强烈地抑制TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸,增大比表面积,增加表面羟基和吸附氧的含量,提高光生电子和空穴的分离效率,改善粉体表面的光吸收性能,上述因素均有利于光催化活性的提高.     

三维大孔TiO2光催化剂的制备及其催化性能

 以聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,以钛酸正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了具有三维结构的大孔TiO2. 采用差示扫描量热、热重-微分热重、X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜和氮气吸附等手段对样品进行了表征. 结果表明,高温热处理后得到的三维大孔TiO2光催化剂的孔径为200 nm左右,孔径分布均匀, TiO2纳米晶粒中锐钛矿相和金红石相的含量分别为82%和18%. 光催化氧化实验表明,此种三维结构的TiO2对甲基橙溶液具有较好的光催化氧化性能.     

Defect-mediated reactivity of Pt/TiO2 catalysts: the different role of titanium and oxygen vacancies

Defects are ubiquitous in oxide supports and can often tune the catalytic property of supported metal catalysts. This work describes the distinct role of titanium and oxygen vacancies of TiO_2 supports in the catalytic performance of supported Pt catalysts for CO oxidation. Pt was loaded on the TiO_2 supports with oxygen vacancies(VO-TiO_2) and titanium vacancies(VTiTiO_2). It was found that different defects of TiO_2 could distinctively modify the electron property of Pt and thereby CO adsorption strength. The strength of CO adsorption on Pt/VTi-TiO_2 is enhanced, while that of Pt/VO-TiO_2 becomes weaker.Additionally, the presence of defects would also promote the reducibility of catalysts. On the account of the superior redox ability, both Pt/VTi-TiO_2 and Pt/VO-TiO_2 exhibit a higher activity than Pt supported on normal TiO_2 for CO oxidation.     

镧对固体超强酸SO42-/TiO2/Al交联膨润土的改性研究

采用镧对固体超强酸SO42-/TiO2/铝交联膨润土(S042-/TiO2/Al-PILC)进行改性,制备了La—SO42-/TiO2/Al-PILC稀土超强酸,并采用XRD、低温N2吸附法及吡啶吸附红外等方法对其进行了结构、表面性能及酸性的表征。实验结果表明,镧引人SO42-/TiO2/Al-PILC超强酸,对TiO2锐钛矿晶相的形成没有影响,但对锐钛矿晶相向金红石相的转变有抑制作用,镧的引人使催化剂的酸强度及酸中心的数量有所增加,镧能有效地减少催化剂表面SO42-的流失量,从而提高催化剂的活性稳定性。