微波超声强化银掺杂TiO_2催化剂光催化活性的研究

在[Bmim]PF6离子液体介质中,用溶胶凝胶-微波干燥法制备银掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Ag.以甲基橙为有机污染物,用微波超声组合仪分别在微波(MW)、紫外(UV)、紫外-微波(UV-MW)和超声-紫外-微波(UT-UV-MW)4种条件下降解甲基橙溶液,考察银掺杂对催化剂降解甲基橙的影响,以提高催化剂光催化性能.分别用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、热重-差示扫描量热分析(TG-DSCDTG)、固体紫外可见分析(Uv-vis)和红外分析(IR)对TiO_2-Ag催化剂进行测试表征.结果表明,优化条件下制备TiO_2-Ag催化剂在UV、UV-MW和UT-UV-MW条件下降解甲基橙35 min后,甲基橙的降解率分别为88.05%、93.98%和99.84%;降解甲基橙55min后,甲基橙的降解率分别为98.79%、99.05%和99.90%.在UTUV-MW条件下降解25min后,降解率接近100%.表明TiO2-Ag催化剂具有较高的光催化降解活性,微波超声协同作用加快光催化降解反应进行.催化剂的结构分析表明,银掺杂抑制了二氧化钛晶相的转变,使相变温度升高,稳定性增强;同时,催化剂向可见光区扩宽了光响应范围,提高了量子效率,从而光催化性能得以提高.     

铁柱撑膨润土的微波合成及对甲基橙的光催化氧化降解作用

在微波作用下,由钙基膨润土和铁溶胶快速制备铁柱撑膨润土,分别用XRD、BET、SEM-EDS和TC-DSC测试技术表征了催化剂的组成和结构,结果表明,羟基铁阳离子进入膨润土层间取代Ca2+形成柱撑,膨润土孔结构基本不变,比表面积增加.考察了铁柱撑膨润土对光催化降解甲基橙反应的催化活性,确定了最佳降解反应条件为:体系pH=3,微波500W、80℃辐射10min制备的铁柱撑膨润土为催化剂,用量1.5g/L,H2O2浓度为7.345×10-3mol/L,甲基橙浓度100mg/L,紫外光照射60min,甲基橙的降解率可达98.1％.     

纳米Fe0降解2,4-二氯酚的影响因素及其机理

采用化学还原法制备了纳米Fe⁰, 并研究了不同条件下纳米Fe⁰对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的降解情况, 探讨了纳米Fe⁰降解2,4-二氯酚的反应途径. 结果表明, 纳米Fe⁰对2,4-二氯酚的去除作用包括吸附、脱氯、开环三种机制. 其中脱氯作用是一种界面反应, 发生在氯酚分子被吸附到Fe原子表面之后. 2,4-二氯酚可以脱去一个氯原子生成2-氯酚或4-氯酚, 也可以脱去两个氯原子生成苯酚. 随着氯酚初始浓度的增大, 其相对去除率略有降低, 但绝对降解量有较大提高. 温度不仅影响脱氯速率, 而且影响氯酚的去除途径. 温度较高时脱氯作用占主导地位, 先脱氯后开环, 温度较低时吸附作用占主导地位, 较易发生先开环后脱氯的情况.     

铁锌柱撑膨润土催化剂的制备及其对甲基橙废水的光催化降解性能

采用微波辐照促进的溶胶浸渍法制备了铁锌柱撑膨润土催化剂;用制备的催化剂对甲基橙溶液在可见光照射下进行降解,探讨了铁负载量、H2O2质量浓度、溶液初始pH、反应时间和催化剂投加量对甲基橙降解率的影响,并考察了催化剂的重复利用性能.结果表明,在pH为3、H2O2质量浓度100mg/L、催化剂投加量1.5g/L、反应时间为2h条件下,甲基橙降解率可达97%.     

氮掺杂Bi2O3光催化剂可见光催化降解2,4-二氯酚

采用自制的Bi2O3及氮掺杂Bi2O3(N-Bi2O3)光催化剂,以卤钨灯为光源,在可见光下对2,4-二氯酚进行光催化降解.结果表明,N-Bi2O3较Bi2O3具有更高的可见光催化活性.当N-Bi2O3光催化剂投加量为2.0 g/L、2,4-二氯酚初始浓度为20 mg/L和pH =7时,光催化反应320 min,2,4-二氯酚的降解率最高可达到91.5％.2,4-二氯酚的光催化反应初活性与其浓度之间的关系符合Langmuir-Hinshelwood动力学速率模型.对降解过程中总有机碳及Cl-测试结果表明,N-Bi2O3光催化剂能较好地完成对2,4-二氯酚的深度矿化及脱氯.     

分光光度法测定二氧化钛悬浮体系中甲基橙及光催化降解效果的表征

首次利用三波长分光光度法在二氧化钛（TiO2）悬浮体系中直接测定了甲基橙（AO）并用于光催化降解效果的表征。根据三波长原理，用计算机程序选出的最佳三波长组合为420、476和516nm。在浑浊度不同的二氧化钛悬浮体系中，用三波长法直接测定了标准加入的甲基橙，其回收率为96．7％～101％；同样，在浑浊度一定的悬浮体系中，测定了不同浓度的甲基橙，回收率为99．0％～101％。该法用于表征紫外光照射下的二氧化钛（P25，TiO2纤维）光催化降解甲基橙实际体系，其实际效果与常规测量体系得出的结论完全一致，且不同浑浊度下测量结果的重现性良好。结果表明，三波长分光光度法可以有效地消除悬浮体系中浑浊的干扰，为实现二氧化钛光催化体系的在线监测及光催化降解机理的动力学研究提供了一条可行的途径。     

液下单液滴微萃取-高效液相色谱法测定二氯酚

采用液下单液滴微萃取样品处理方法富集水中的2,4-二氯酚和2,6-二氯酚,高效液相色谱法测定.考察了不同萃取剂、萃取条件及测定条件对检测结果的影响.2,4-二氯酚和2,6-二氯酚的线性范围分别在0.001～20 mg/L和0.003～20 mg/L之间,检出限分别为0.001和0.003 mg/L.     

包覆型磁性二氧化钛的制备及其光催化性能的研究

采用表面改性的方法分别制备了两种核-壳和核-壳-壳式结构的TiO2/γ-Fe2O3,TiO2/S iO2/γ-Fe2O3包覆型磁性二氧化钛.用XRD、TG-DTA、TEM、BET、和IR等手段对样品进行了结构表征,并研究了它们在紫外光照射下对甲基橙的降解性能.结果表明,在紫外光的照射下,包覆型磁性二氧化钛可有效地降解甲基橙;TiO2/S iO2/γ-Fe2O3的光催化活性优于TiO2/γ-Fe2O3,前者在循环使用三次后降解率仍不低于95%.     

太阳光活性的铁酸铝-二氧化钛纳米复合光催化剂

以共沉淀法制备的铁酸铝和溶胶-凝胶法制备的二氧化钛粉体作为前驱体, 合成了铁酸铝-二氧化钛纳米复合材料, 通过曙红染料和甲基橙的光催化降解来评价该纳米复合材料的光催化活性, 并与单一二氧化钛的光催化性能进行了比较. 实验结果表明: 无论是紫外光还是太阳光的激发下, 铁酸铝-二氧化钛纳米复合材料的光催化活性均优于同样条件下所制备的单一二氧化钛纳米材料, 理想的铁酸铝掺杂浓度分别是1.0%(紫外光)和9.0%(太阳光). 由于在二氧化钛基体中掺入铁酸铝纳米粒子, 既可以促进光生载流子的电荷分离, 又可以使二氧化钛的光响应波长向可见光区域拓展, 提高了太阳能利用率, 从而使其在太阳光下具有更优越的光催化活性.     

介孔二氧化钛的制备及铜（Ⅱ）对其光催化氧化活性的影响

采用十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,钛酸正四丁酯为原料,水热法合成出孔径为4.4 nm介孔二氧化钛.通过X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜和氮气吸附技术对样品进行了表征.以甲基橙为模型化合物,考察了铜(Ⅱ)对介孔二氧化钛光催化活性的影响,研究表明:介孔二氧化钛的光催化活性与P25纳米二氧化钛相当,铜(Ⅱ)的加入提高了介孔二氧化钛的光催化活性,甲基橙的光催化降解速率与光强度成正比.     

Cu2+/TiO2对甲基橙的光催化降解机理

以自制的掺铜离子的混晶型二氧化钛为光催化剂,考察了甲基橙光催化降解过程中pH值和光源的影响,提出了两种不同的光催化降解机理:在高压汞灯照射下,TiO2的价带电子被激发到导带,光生电子和空穴主要通过Cu2+ 的短路循环而复合,光催化剂的活性降低;在太阳光照射下,甲基橙发生自身光敏化氧化反应,受激电子从单线态或三线态的甲基橙分子跃迁到TiO2的导带,Cu2+起到电荷传递中继站的作用,加速了注入电子向H2O2的转移,从而促进了甲基橙的光催化降解。     

镧掺杂二氧化钛纳米管光催化性能

以多孔有序阳极氧化铝为模板,利用溶胶-凝胶法制备掺杂La的二氧化钛纳米管,用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪和比表面分析仪对其进行表征,以甲基橙为目标降解物,对比未掺杂的二氧化钛纳米粉、纳米管以及掺杂的二氧化钛纳米粉研究其光催化性能,并对降解机制进行分析。结果表明：适量的掺杂有利于提高二氧化钛纳米管的光催化性能,掺杂存在一个最佳量,本试验条件下为1%（质量分数）。掺杂的二氧化钛纳米管光催化性能优于掺杂的纳米粉。     

微波助离子液体中锌和氮共掺杂TiO2催化剂的制备及微波强化光催化氧化活性

在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[Bmim]PF6）离子液体介质中,采用微波干燥的方法制备了锌和氮共掺杂的TiO2催化剂TiO2-Zn-N,分别采用IR、XRD、SEM、BET对催化剂结构进行了测试和表征。室温条件下,以甲基橙和苯酚溶液为模拟污染物,在微波超声波组合催化合成仪中,分别利用微波辐射（MW）、紫外光照（UV）、微波辐射-紫外光照（MW-UV）和太阳光照射（SL）等降解方式,着重考察了制备条件对TiO2-Zn-N光催化活性的影响。结果表明,在离子液体用量为5.6 mL、Zn掺杂量n(Zn)/n(Ti)=0.015:1、N掺杂量n(N)/n(Ti)=4:1、微波干燥功率350 W、微波干燥时间20 min、煅烧温度700 ℃、煅烧时间2 h的条件下所制得的TiO2-Zn-N催化剂具有较高的光催化活性;在MW、UV、MW-UV和SL四种降解条件下,TiO2-Zn-N对甲基橙的降解率分别为29.6%、95.4%、99.2%和79.2%;并且在前三种降解条件下,甲基橙降解率始终是：MW-UV> UV> MW。这表明在紫外光照条件下,微波辅射具有强化催化剂降解甲基橙的作用。     

可见光催化剂La/S-TiO_2/SBA-15的表征及其对2,4-二氯酚的降解

采用溶胶凝胶法制备La-S-TiO2/SBA-15催化剂,并采用XRD、BET、UV-Vis和XPS对材料进行表征,在可见光下对2,4-二氯酚进行光催化降解。催化剂投加量为0.3g·L-1,光照时间为2h时,对50 mg·L-1的2,4-二氯酚的样品表现出最高的光催化活性,降解率达到50.09%,为P25的7.9倍。通过高效液相色谱,气相色谱-质谱法分析了2,4-二氯酚光催化降解的中间产物,并对其降解途径进行了简单分析。     

二氧化钛纳米粒子的合成及其催化降解酞酸酯类化合物的研究

采用四氯化钛控制水解合成了不同形貌的金红石型二氧化钛,考察了聚乙二醇-1000(PEG-1000)对产物形貌的影响,并用XRD,TEM和UV-Vis等手段对样品进行了表征.不同条件下的实验结果表明,不加PEG-1000时梭形二氧化钛随体系中酸度的增加和四氯化钛初始浓度的降低而团聚的倾向减缓,加入PEG-1000后,所得二氧化钛纳米粒子的粒径随PEG含量的增加而变小.对酞酸酯类(PEs)环境污染物的降解实验结果表明,通过此法合成的纳米级二氧化钛具有较高的催化活性.降解程度及降解产物用GC-MS进行检测.最后推导出PEs可能的降解过程.     

担载CuO基催化剂上2,4-二氯酚的有效氧化降解

研究了2,4-二氯酚的催化氧化降解.结果表明,CuO/y-Al2O3催化剂表现出较高的活性,且碱土金属氧化物助剂的添加可进一步显著提高2,4-二氯酚氯离子的释放率,其中以SrO的促进作用最强,该催化剂循环使用3次,2,4-二氯酚转化率及氯离子的释放率均维持100％.X射线衍射和NH3程序升温脱附结果表明,催化剂上CuO...     

光稳定二氧化钛纳米管负载钯催化剂光降解甲基橙过程中的活性物种(英文)

采用光沉积法制备了光稳定二氧化钛纳米管负载钯催化剂.通过X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱和光电流等表征手段研究了催化剂的结构和性质.TEM表明二氧化钛纳米管经光照后仍然保持良好的管状结构;XPS结果表明大部分Pd以零价形式存在.以甲基橙溶液作为模拟废液研究了催化剂在紫外光及模拟日光条件下的光催化活性.当Pd的负载量为0.3 wt%时,催化剂的光催化活性最高并且优于P25的光催化活性.另外,通过在光降解过程中加入不同的捕获剂研究了不同氧化活性组分的作用.结果表明,光生空穴(hrb+)在光催化降解过程中起主要作用.     

网络状纳米氧化锌光催化降解水中有机染料的研究

在太阳光照射条件下用自制的网络状纳米氧化锌对不同有机染料溶液的降解性能作了系统的研究。结果表明,网络状纳米氧化锌对弱碱性有机染料溶液的降解效果较好。本文还比较了自制网络状纳米氧化锌与纳米二氧化钛对有机染料的降解性能,氧化锌的降解效果明显优于二氧化钛。     

负载二氧化钛纳米线多孔钛镍合金的制备及应用

通过高温真空烧结法和水热反应法成功制备了表面负载有二氧化钛纳米线的开孔泡沫钛镍合金电极. 多孔钛镍合金的烧结温度为1473 K, 时间为2 h; 水热反应温度为373 K, 反应时间为16 h. 利用X射线粉末衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)对负载二氧化钛纳米线开孔泡沫钛镍合金进行了表征. 将该泡沫电极作为阳极, 泡沫镍为阴极组成串联水处理装置, 并利用甲基橙溶液研究了该装置电解净化污水的能力. 利用紫外-分光光度法研究了不同阳极电压下钛镍合金对甲基橙的分解能力. 研究表明, 在阳极氧化电压大于30 V的条件下, 甲基橙溶液以200 mL/min的流速一次性流经该装置便可使甲基橙的脱色率达90%以上.     

氟铌酸钾的低温固相法合成及其对甲基橙的光催化降解性能

以草酸铌、草酸钾和氟化钾为原料,采用改进的固相法在较低温度(600℃)下合成了层状K2NbO3F;测定了其对甲基橙光催化降解的催化作用,并基于紫外-可见漫反射光谱分析和X射线衍射分析初步探讨了甲基橙在自然光照条件下的光催化反应过程及降解机理.结果表明,合成的K2NbO3F与微量H2O2作用后,在自然光照条件下几乎可以使甲基橙染料完全降解;当反应温度为45℃,催化剂投加量为1g/L,H2O2用量为0.33%(体积分数)时,2h内可将初始浓度为15mg/L的甲基橙溶液几乎完全降解.就甲基橙的光催化降解机理而言,·OH自由基在其降解过程中起重要作用.