纳米二氧化钛对水中Sn(Ⅱ)、Sn(Ⅳ)和二丁基锡吸附性能的研究

采用流动注射-氢化物发生-原子吸收光谱法研究纳米TiO2对Sn(Ⅱ)、Sn(Ⅳ)和二丁基锡(DBT)的吸附作用,探讨在不同pH值、吸附时间、试样浓度和试样体积下,不同用量的纳米TiO2的吸附效果以及试样的洗脱条件和效率。结果表明,Sn(Ⅱ)和Sn(Ⅳ)的浓度≤6.0μg/mL、体积≤500 mL、pH=3.0;DBT的浓度≤0.2μg/mL、体积≤50 mLp、H=4.0,30 mg纳米TiO2对Sn(Ⅱ)、Sn(Ⅳ)和DBT的吸附率≥90.0%。在25℃条件下,纳米TiO2对Sn(Ⅱ)、Sn(Ⅳ)和DBT的饱和吸附容量分别为23.6μg/mg、13.7μg/mg和0.628μg/mg,适用于无机锡和二丁基锡污染的吸附去除及对水中无机及丁基锡的定量富集。用4 mol/L HCl对吸附的Sn(Ⅱ)、Sn(Ⅳ)和DBT进行洗脱,洗脱率达到98%以上,可做为样品分析的前处理方法。     

可见光激发下PtⅣClx /TiO2的光诱导电子转移研究

1998年, Kisch等[1]发现PtⅣ卤化物修饰的TiO2催化剂(PtⅣClx/TiO2)具有可见光活性, 他们认为PtⅣ卤化物作为光敏化物种, 能够将电子转移到TiO2导带, 催化剂的表面吸附氧捕获电子后生成氧自由基, 继而氧化降解成对氯苯酚. 但是, 由于PtⅣ卤化物及其激发态能级的不确定, 对其反应机理研究尚未见报道.     

纳米TiO_2微柱分离富集-分光光度法测定环境样品中的微量硒

以处理过的纳米TiO2为微柱吸附材料,采用流动注射技术进行微量硒的分离富集,考察了纳米TiO2微柱对Se(Ⅳ)的吸附性能,探讨了溶液的pH值、试样流速、试样体积、洗脱液浓度和用量以及干扰离子等因素的影响。实验结果表明,pH在1～6范围内,试样流速为0.5mL/min,纳米TiO2对Se(Ⅳ)具有良好的吸附性能,吸附率可达98.3%,动态饱和吸附容量为7.92mg/g;选用1mL0.1mol/LNaOH溶液可将吸附的Se(Ⅳ)完全洗脱,富集倍数为40。本法的检出限(3σ)为0.13mg/L,相对标准偏差为1.56%。将本法应用于国家标准样品GBW07280的分析,测定值与参考值一致。     

组合型Pt/TiO_2催化剂用于低温催化甲苯完全氧化

将均匀分布的纳米Pt粒子直接吸附到TiO2载体上,即制得了组合型Pt/TiO2催化剂(Pt/TiO2-AS).与浸渍法制备的Pt/TiO2催化剂(Pt/TiO2-WI)比较,Pt/TiO2-AS催化剂在催化甲苯完全氧化反应中表现出了很好的催化性能,甲苯转化率为100%时的反应温度低至150°C,而且即使在较高甲苯浓度和较高气体空速下,该催化剂也能保持较好的催化性能.通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H2-TPR)及傅里叶变换红外(FTIR)光谱等对两种Pt/TiO2催化剂的结构和表面性能进行了表征.结果表明组合型Pt/TiO2-AS催化剂粒径小(2.5 nm),活性组分主要以Pt0形式存在且分布在载体表面,而且载体表面Ti―O键活化使催化剂具有较强的催化氧化能力.另外,活性中心的价态变化(Pt0→Ptδ+)是导致Pt/TiO2-AS催化剂失活的主要原因.     

纳米TiO2对Ag(I)配合物的吸附

利用纳米TiO2的表面吸附活性, 以[S2O3]2-为络合剂, 应用火焰原子吸收光谱检测方法, 高效吸附分离了水中痕量Ag(Ⅰ). 系统研究了纳米TiO2的晶体结构、溶液的pH值、吸附时间、Ag(Ⅰ)的起始浓度及常见共存离子对吸附率的影响, 确定了最佳吸附条件. FTIR光谱分析结果表明, Ag(Ⅰ)配合物以物理作用吸附在纳米TiO2颗粒表面. 纳米TiO2对Ag(Ⅰ)的吸附等温线为S型, 表现出多分子层吸附特征. 硝酸和硫脲混合溶液可将吸附在TiO2纳米颗粒表面的Ag(Ⅰ)全部洗脱.     

纳米TiO2对Ag(Ⅰ)配合物的吸附

利用纳米TiO2的表面吸附活性,以[S2O3] 2-为络合剂,应用火焰原子吸收光谱检测方法,高效吸附分离了水中痕量Ag(Ⅰ).系统研究了纳米TiO2的晶体结构、溶液的pH值、吸附时间、 Ag(Ⅰ)的起始浓度及常见共存离子对吸附率的影响,确定了最佳吸附条件.FTIR光谱分析结果表明,Ag(Ⅰ)配合物以物理作用吸附在纳米TiO2颗粒表面.纳米TiO2对Ag(Ⅰ)的吸附等温线为S型,表现出多分子层吸附特征.硝酸和硫脲混合溶液可将吸附在TiO2纳米颗粒表面的Ag(Ⅰ)全部洗脱.     

纳米TiO2分离富集Mo(Ⅵ)和Re(Ⅶ)

本文研究了纳米TiO2吸附剂对Mo(VI)、Re(VII)的吸附行为,考察了溶液的pH值、吸附时间、温度等因素对吸附的影响。结果表明：纳米TiO2对Mo(VI)的吸附在pH 1～8条件下,吸附率超过99%,2 mL 0.05mol/L NaOH溶液可将吸附的Mo(VI)离子完全洗脱,解吸率能达到97%。在pH 1～10范围内,纳米TiO2不吸附Re(VII), 从而达到Mo(VI)、Re(VII)分离。在2℃～50℃温度范围内,Mo(VI)的吸附过程符合Langmiur等温式,纳米TiO2对Mo(VI)的最大吸附容量从11.51mg g-1增加到14.19 mg g-1;纳米TiO2分离钼后,溶液剩余的铼,用活性炭吸附,在pH1～10范围内, Re(VII)的吸附率可达99%,用浓氨水进行洗脱,洗脱率可达96%;吸附过程可用准二级反应动力学模型描述,是以化学吸附为控制步骤的吸附过程;吸附等温线与Freundlich模型有较好的拟合。     

新型螯合树脂聚苯乙烯负载葡糖胺对Pt(Ⅳ)吸附性能

合成了新型螯合树脂聚苯乙烯负载葡糖胺(PS-GA)。研究了树脂对Pt(Ⅳ)的吸附容量、吸附动力学、等温吸附等静态吸附性能及影响吸附的因素。结果表明,该树脂对Pt(Ⅳ)的吸附量较高;吸附动力学研究证明树脂对Pt(Ⅳ)的吸附为液膜扩散控制,吸附的活化能通过计算得10.31kJ/mol;树脂对Pt(Ⅳ)的等温吸附,与Freundlich方程相比,更加符合Langmuir方程;计算了等温吸附过程的热力学参数ΔG,ΔH,ΔS值;升高温度有利于吸附;树脂可用2%硫脲～0.1mol/LHCl溶液清洗再生,5次再生后仍保持良好的吸附能力,适合重复使用。     

有机钌螯合物/TiO_2杂化膜修饰电极上Pt纳米团簇的光电流增强效应

利用LB膜技术可控制备了纳米单层和多层的二氧化钛-有机钌螯合物杂化膜,并研究了上述无机-有机杂化膜修饰电极在Pt纳米团簇敏化后的光电流增强效应.实验结果表明:(1)纳米单层TiO2/[Ru(phen)2(dC18bpy)]2+(简称为TiO2-Ru)杂化膜的平均厚度为(3.6±0.5)nm;(2)在光照条件下TiO2-Ru杂化膜能有效催化还原[Pt(NH3)6]4+形成粒径位于20～160nm之间的Pt纳米团簇;(3)Pt纳米团簇的引入消除了金属钌螯合物中配体对电子传递的阻碍作用,改变了电子传递途径,从而有效减少了电子空穴对的复合,提高了Pt纳米团簇敏化的n层杂化膜修饰电极(ITO/(TiO2-Ru)n/Pt)在支持电解质中的光电流.与纳米单层TiO2-Ru杂化膜修饰的ITO电极(ITO/TiO2-Ru)相比,当工作电压为900mV时,ITO/TiO2-Ru/Pt在0.1mol·L-1的NaClO4电解质溶液中和光照(λ360nm)条件下,单位面积的光电流提高了约5倍;(4)ITO/(TiO2-Ru)n/Pt电极光电流的大小与杂化膜的层数密切相关,当TiO2-Ru杂化膜的层数从一层、二层增加到四层时,光电流呈现先升高后下降行为,这表明ITO/(TiO2-Ru)n/Pt电极的电子传递过程直接通过非电活性的二氧化钛纳米单层进行.     

纳米TiO2微柱分离富集测定环境样品中的微量碲

以处理过的纳米TiO2为微柱吸附材料,采用流动注射技术进行微量碲的分离富集,探讨了溶液的pH值、试样流速、试样体积、洗脱液浓度和用量以及干扰离子等因素的影响。 实验结果表明,pH值在8～9.5范围内,纳米TiO2对Te(Ⅳ)具有良好的吸附性能,吸附率接近99%,动态饱和吸附容量为37.02 mg/g;选用2 mL 0.5 mol/L NaOH溶液可将吸附的Te(Ⅳ)完全洗脱,富集倍数为30。 本法的检出限(3σ)为0.013 mg/L,相对标准偏差为RSD=1.99%。 将本法应用于水样的分析,碲的回收率在98%~103%之间,结果令人满意。     

纳米二氧化钛富集-分光光度法测定水体中痕量5-磺基水杨酸

采用纳米TiO2化学吸附法富集水样中痕量5-磺基水杨酸。5-磺基水杨酸含有酚羟基(OH)和羧基(COOH)可与TiO2表面上的羟基(OH)发生酯化反应,形成稳定的六元环结构。纳米TiO2对5-磺基水杨酸的吸附量≤18.47mg/g,在pH2.5、吸附时间20min、吸附剂用量1.80g/L的条件下,纳米TiO2对试样中5-磺基水杨酸的吸附率达到99.0%,以5mL2mol/L NaOH为洗脱液,洗脱率达99.8%,对试样中5-磺基水杨酸的富集倍数达50倍,检出限(3σ,n=11)为26.7μg/L。本法操作简便,直接用于九龙江和海水中痕量5-磺基水杨酸的测定,结果准确,回收率达到95.5%～98.5%。     

石英微天平定量分析纳米Pd/TiO2对农药的吸附与降解

采用压电石英微天平(QCM)技术研究了有机农药甲基对硫磷在经钯(palladium,Pa)掺杂和软脂酸(palmic acid)改性前后的纳米TiO2上的吸附和降解行为。研究表明Pd和PA均能提高纳米TiO2对非极性有机农药的吸附量,复合纳米TiO2和Pd/TiO2的最大吸附量Г∞分别为6.18×10-4mol/g和7.54×10-4mol/g,吸附常数k分别为5.72×103L/mol和1.79×103L/mol。光降解和毒力实验结果表明复合纳米TiO2和Pd/TiO2农药制剂可在太阳光照下自行降解,在农作物体内的残留期大大缩短,且复合纳米TiO2和Pd/TiO2农药制剂的毒力有明显的提高,5%的纳米TiO2和Pd/TiO2乳液的毒力分别是95%原药毒力的1.68倍和2.19倍。     

染料在纳米TiO2薄膜表面吸附性能的研究

采用溶胶－凝胶法制备纳米TiO2薄膜，并通过吸附染料形成染料／TiO2复合薄膜。分析了染料与TiO2薄膜的相互关系，利用紫外可见、比表面等技术研究染料在纳米TiO2薄膜表面的吸附性能，并计算出TiO2薄膜对染料的最大吸附率。研究表明，染料溶液浓度、温度以及TiO2薄膜浸泡时间对染料吸附量有着显著的影响，染料的吸附性能直接影响着太阳能电池的光电转换效率。     

纳米γ-Al_2O_3吸附Ge(Ⅳ)的机理及性能

研究了纳米γ-Al2O3吸附剂对Ge(Ⅳ)的吸附行为,考察了吸附平衡时间、温度和溶液的pH值等因素对吸附过程的影响.结果表明,纳米Al2O3对Ge(Ⅳ)的吸附在2min时基本达到平衡,在pH=4～11范围内,Ge(Ⅳ)可以被纳米Al2O3定量富集,吸附率大于95%;吸附于纳米Al2O3上的Ge(Ⅳ)可以用0.3mol/LK3PO4和1mol/LH2SO4混合溶液洗脱,5min后基本达到解析平衡,解析率能达到97%;该吸附过程符合准二级反应动力学模型,计算了不同温度下的吸附速率常数,并求得纳米Al2O3对Ge(Ⅳ)的吸附活化能(Ea)为11.63kJ/mol;该体系的吸附过程符合Freundlich等温式,由D-R等温式求得常温下纳米Al2O3对Ge(Ⅳ)的平均吸附能为10.87kJ/mol.Ge(Ⅳ)吸附反应的ΔG0为负值,焓变ΔH0为正值,说明该吸附过程是自发的吸热反应.     

氮铂共掺杂纳米二氧化钛的制备及表征

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂纳米TiO2(N-TiO2),并用光分解沉积法在N-TiO2表面负载上微量金属Pt形成铂-氮共掺杂纳米TiO2(Pt/N-TiO2).通过X射线衍射、光电子谱、紫外-可见吸收、扫描电镜和光电流测试对催化剂进行了表征.结果表明:Pt和N共掺杂对TiO2的晶型和形貌影响不大,但其吸收边带较纳米TiO2约红移20nm,Pt/N-TiO2电极在可见光区的光电流约为纳米TiO2电极的4倍.     

二氧化钛纤维表面担载Pt纳米结构的原子力显微镜研究

通过原子力显微镜研究了二氧化钛纤维表面担载Pt的表面形貌及其结构.结果表明,TiO2纤维表面担载的Pt具有微米尺度的近似六边形或者近似长方形的结构,与在单晶TiO2(110)表面的Pt纳米簇形貌相似,但尺度较大.TiO2纤维担载的Pt表面明显存在不同高度的台阶结构,台阶高度以2~4倍Pt(111)晶面面间距的高度为主.由Pt在TiO2纤维表面的形貌与纤维的纳米晶粒排布有序性推测可知,Pt与TiO2纤维存在强的相互作用,可能正是这种强相互作用和表面台阶结构才使TiO2表面担载的Pt虽是微米尺寸但仍具有高光催化活性.     

胆红素在纳米TiO2膜上的吸附行为研究

采用石英晶体微天平现场技术,研究了胆红素在纳米TiO2表面的吸附动力学行为,并考察了溶液pH、硅烷亲脂性试剂及金属离子修饰的纳米TiO2对胆红素吸附的影响。结果表明,胆红素在纳米TiO2表面的吸附平衡常数K为2·0×106L/mol;由于亲水性纳米TiO2表面的羟基和胆红素分子中的羧基发生作用,胆红素吸附量随溶液pH增大而增大;但经过硅烷试剂亲脂性修饰后,吸附量随pH增大而下降;经过金属离子修饰后,改变了TiO2表面电荷导致吸附量增加,且吸附量随金属离子电荷增加而增加,当金属离子所带电荷相同时,吸附量基本相同。     

纳米TiO_2对去除水溶液中硒的吸附性能研究

研究了纳米TiO_2对Se(Ⅳ)的吸附行为,考察了不同吸附材料、吸附剂用量、溶液pH、吸附时间、温度等因素对吸附作用的影响.结果表明,纳米TiO_2对Se(Ⅳ)的吸附在3min基本达到平衡;pH为5.0时,Se(Ⅳ)可被纳米TiO_2定量吸附,吸附率接近97%;吸附过程符合二级动力学模式,吸附等温线数据能较好的用Lamgmuir和D-R等温模式描述,吸附热力学参数△H_θ.和△G~θ为负值,说明该吸附过程为自发的放热过程.     

乙二醛在Ti/纳米TiO2-Pt修饰电极上的电催化氧化

采用溶胶.凝胶和电沉积法制备Ti基纳米TiO2-Pt(Ti/纳米TiO2-Pt)修饰电极.X射线衍射(XRD)表明纳米TiO2为锐钛矿型,扫描电镜(SEM)显示Pt纳米粒子在纳米TiO2多孔膜的表面呈现簇分散状态,平均粒径约25nm.通过循环伏安(CV)和计时电流法研究了Ti/纳米TiO2-Pt修饰电极对乙二醛直接电氧化的电催化活性,结果表明,修饰电极对乙二醛的直接电氧化呈现良好的催化活性,在0.60和1.23 V(vs SCE)出现两个氧化峰,二者电流密度分别为16和42 mA·cm2,约为纯Pt电极的2倍和1.5倍,反应过程受浓差扩散控制.     

乙二醛在Ti/纳米TiO2-Pt修饰电极上的电催化氧化

采用溶胶-凝胶和电沉积法制备Ti基纳米TiO2-Pt(Ti/纳米TiO2-Pt)修饰电极. X射线衍射(XRD)表明纳米TiO2为锐钛矿型, 扫描电镜(SEM)显示Pt纳米粒子在纳米TiO2多孔膜的表面呈现簇分散状态, 平均粒径约25 nm. 通过循环伏安(CV)和计时电流法研究了Ti/纳米TiO2-Pt修饰电极对乙二醛直接电氧化的电催化活性, 结果表明, 修饰电极对乙二醛的直接电氧化呈现良好的催化活性, 在0.60和1.23 V(vs SCE)出现两个氧化峰, 二者电流密度分别为16 和42 mA·cm-2, 约为纯Pt电极的2倍和1.5倍, 反应过程受浓差扩散控制.