异相Fenton可见光降解微囊藻毒素-LR机理的研究

在可见光照射下(λ>450 nm),以负载Fe<'2+>的NaY分子筛制备得到Fe<'2+>-NaY催化剂(简称FeY),研究了FeY/H<,2>O<'2>降解微囊藻毒素-LR(MC-LR)的机理,发现在宽pH范围内,Vis/FeY/H<,2>O<,2> 体系对MC-LR降解率大于90%.采用 LC-MS跟踪分析降解中...     

负载型双金属铁钯纳米催化降解微囊藻毒素-LR

探讨膨润土负载双金属铁钯(B-Fe/Pd)纳米材料催化降解微囊藻毒素-LR(MC-LR)的效果和机理.结果表明,在5mgL-1的MC-LR溶液中加入0.1g的纳米B-Fe/Pd,初始pH为6.86,振荡速度为250rmin-1,温度为298K的条件下,经过180min后对MC-LR的降解效率达96.86%.降解溶液的UV-vis和HPLC结果表明,MC-LR在238nm的特征峰消失.通过SEM-EDS、XRD、FTIR和XPS技术对B-Fe/Pd降解前后的样品进行表征,结果显示,降解后纳米B-Fe/Pd中的Fe形成了Fe的氧化物与氢氧化物.降解过程的动力学拟合结果显示,B-Fe/Pd降解MC-LR符合伪一级动力学,活化能为12.77kJmol-1.根据降解、表征和动力学结果分析其反应机理,推断是MC-LR首先吸附在B-Fe/Pd颗粒表面,接着纳米铁与水反应产生的氢气在Pd的催化作用下产生大量的氢自由基,并与MC-LR发生链式还原反应,使得MC-LR中最具毒性的共轭双键断开而降解.     

具可见光活性的氮掺杂二氧化钛光催化剂

以氮掺杂为代表的非金属掺杂型TiO₂光催化剂被誉为“第二代光催化材料”。本文首先系统评述了氮掺杂二氧化钛的制备方法,然后详细阐述了在N掺杂TiO₂研究中关于其可见光活性机制以及掺杂N在TiO₂晶格中的存在状态等方面的争议。N掺杂TiO₂粉末的制备方法主要有氨气气氛下的热处理工艺、水解沉淀法、溶胶－凝胶法以及机械化学法等;N掺杂TiO₂薄膜的制备方法主要包括磁控溅射法、脉冲激光沉积法以及金属有机化学气相沉积法等。已提出的关于N掺杂TiO₂可见光活性机制的观点有N2P与O2P能级相杂化、形成N 2p孤立能态、氧空位的作用以及具顺磁性特征的杂质敏化。关于掺杂N在TiO₂晶格中存在状态的分歧在于XPS N 1s谱中特征峰的位置及其归属的解析。文章最后指出了氮掺杂二氧化钛催化剂研究中有待解决的问题及今后的发展方向。     

原位碳、氮共掺杂二氧化钛空心球的制备与可见光光催化性能

在H₂O₂-HF 的乙醇-水混合溶液中, 通过水热处理碳氮化钛(TiCN)制备了碳、氮共掺杂TiO₂ 空心球(CNTH). 用X 射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X 射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱表征了所制备的样品. 在可见光(λ≥400 nm)照射下, 通过降解甲基蓝检测了碳、氮共掺杂TiO₂空心球的光催化活性. 结果表明, 源于TiCN中的部分碳和氮原子原位掺入了TiO₂的晶格中, 部分碳掺入TiO₂点阵的间隙中. 该材料在整个可见光区展示了增强的可见光吸收, 其带边明显红移. 光催化研究表明在强可见光吸收和独特的空心球结构的协同作用下, 碳、氮共掺杂TiO₂空心球展示了比P25更高的可见光光催化活性.     

微囊藻毒素-LR免疫亲和层析柱的研制和应用

用CNBr-activated Sepharose4B和微囊藻毒素-LR的单克隆抗体制备了免疫亲和层析柱,测得抗体偶联率在75.7%~94.1%之间。制得的免疫亲和层析柱最大柱容量在76~95ng之间,柱空白为0,回收率在90.8%~105.1%之间。柱子再生重复使用6次后,回收率不低于75%。建立了免疫亲和层析柱-高效液相色谱测定水样中的微囊藻毒素-LR的方法。该法检出限为5ng/L;线性定量范围为10~500ng/L。实验结果显示,免疫亲和层析柱特异性好,一次净化能除去绝大部分干扰物,净化效果明显优于现有的固相萃取柱。     

不同前驱体制备氮掺杂二氧化钛及其光催化性能比较

在氨气气氛中和不同温度下焙烧纳米管钛酸和商业Degussa-P25,得到两系列可见光响应型氮掺杂二氧化钛光催化剂.采用高分辨透射电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱仪和X射线衍射仪对两系列样品的形貌、光谱吸收和晶体结构等物理化学性质进行了表征和比较.通过可见光光催化氧化丙烯评价系统对两系列样品的活性进行了评价.结果表明,600℃处理纳米管钛酸得到的催化剂可见光催化活性最好,是相同条件下处理Degussa-P25得到的催化剂(N-P25)活性的3.3倍.研究表明,纳米管钛酸是制备可见光响应型光催化剂较好的前驱体.     

N掺杂纳米TiO2可见光催化氧化丙烯的动力学行为

通过在不同温度的氨气气氛中处理纳米管钛酸(NTA)制得具有可见光响应的氮掺杂纳米二氧化钛. X射线衍射(XRD)谱表征结果显示, 当温度高于400 ℃时, 样品由正交晶系向锐钛矿相转变, 700 ℃处理得到的样品除了锐钛矿相TiO2外还有TiN 新相存在; 紫外-可见扩散漫反射(DRS)结果表明, 氮掺杂纳米TiO2在整个可见光区都有明显的吸收. 不同波长可见光及不同气体流速的光催化氧化丙烯动力学研究表明, 活性最好的N掺杂纳米TiO2催化剂(600 ℃ NH3处理)对可见光的利用范围可扩展至500 nm, 低浓度丙烯光催化氧化反应为一级反应.     

SiO2负载氮掺杂TiO2可见光响应光催化剂的制备及性能

以四氯化钛为钛源,尿素为氮源,采用液相水解-沉淀法制得SiO2负载N掺杂TiO2可见光响应TiO2-xNy/SiO2光催化剂(TSN)。以苯酚为模型物,考察了TSN在可见光区、紫外光区及太阳光下的光催化活性,以及催化剂的使用寿命、分离性能。采用XPS、FTIR、UV-Vis DRS、XRD、TEM和低温氮物理吸附等对催化剂的结构进行表征。结果表明,N以阴离子形式进入TiO2体相并置换晶格中的O,适量N掺杂的TSN在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性。SiO2与TiO2界面间有Ti-O-Si键形成,结合牢固。N掺杂在TiO2表面生成Ti-O-N键,形成新的能级结构,使催化剂的吸收红移至450~500 nm,诱发TiO2可见光催化活性。SiO2负载可减小TiO2颗粒平均尺寸,增加催化剂比表面积;同时SiO2负载还可改善催化剂的分离性能,提高催化剂使用寿命。     

负载金的掺氮二氧化钛的制备及其可见光催化性能

以纳米管钛酸为前驱体,采用水热法先制备得到新型N掺杂二氧化钛,然后用沉积沉淀法在N掺杂二氧化钛表面负载微量贵金属Au,制备得到负载Au的掺N二氧化钛.利用TEM、XRD、XPS、ESR和DRS等手段研究了样品的形貌、晶体结构、元素化学态和光谱吸收性质.样品光催化活性通过可见光催化降解丙烯进行评价,结果表明,样品N-TiO₂和Au/N-TiO₂具有明显的可见光(λ≥420 nm)催化活性.ESR结果表明,掺氮过程中生成的束缚单电子的氧空位是样品具有可见光响应的原因.     

可见光响应的硫掺杂TiO2的制备、表征及其光催化活性

采用溶胶-凝胶法制备了硫掺杂TiO2光催化剂粉末.光催化降解罗丹明B实验结果表明,钛酸四丁酯与硫脲的摩尔比Ti/S=2.7∶ 1,经600℃热处理后光催化活性最佳.通过紫外可见漫反射吸收光谱(DRS)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)以及表面光电压谱(SPS)等研究结果表明,适量的硫掺杂导致TiO2有效地抑制晶相转变.在热处理过程中由S2-被氧化为S4+并进入TiO2晶格中取代部分Ti4+,发生晶格畸变,带隙变窄,使催化剂吸收光谱红移至550 nm,诱发可见光活性.     

N掺杂可见光化催化剂的研究

The N-doped, yellow colored titanium oxide photocatalysts were prepared with Ti(SO4)2 and NH4HCO3 as precursors by precipitation method. The photocatalytic ability under the irradiation of UV or visible light for the catalysts prepared was studied by degradation of styphnic acid. The materials were characterized by EDS, XRD, FTIR, UV-Vis DRS, and XPS. The results indicate that the photocatalytic ability of catalysts is improved, especially the ability of visible light response. The results of UV-Vis DRS show that the response wavelength range of N-dopped nitrogen is red shifted, the absorption region is expanded to 476 nm.     

Visible light-induced N-doped TiO2 nanoparticles for the degradation of microcystin-LR

N-doped nano-crystalline TiO₂ powders have been synthesized by the sol-gel method. The shape and crystal structure of the resulting N-doped TiO₂ were investigated by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), X-ray spectroscopy (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM) and UV-vis reflection spectrum. The results showed that doping TiO₂ with nitrogen can lower its band gap and apparently shift its optical response to the visible region. Under the visible light (λ > 420 nm) irradiation, the MC-LR was degraded by the synthesized N-TiO₂ nano-material. The variation of MC-LR amount and its intermediates were detected by high performance liquid chromatography (HPLC) and LC-MS, respectively. The mineralization of MC-LR was determined by total organic carbon (TOC) analysis. Simultaneously, transient oxidative species generated during photocatalysis were tracked by electron spin resonance (ESR) and Peroxidase method. All these results indicated that visible-light excited N-TiO₂ can activate molecular oxygen and thereby achieve degradation of MC-LR completely within 14 h. The removal of 59% of TOC was achieved after 20 h irradiation. The major oxidative species in the system were hydroxyl radical (·OH) and H₂O₂. 13 Kinds of intermediates were primarily identified in the process. Based on these results, a reasonable conclusion was drawn for the degradation of MC-LR wherein its four positions are easy to be attacked by the photo-generated OH radical followed by the hydrolyzation of peptides.     

无定形TiO2可见光敏化降解染料污染物

采用一步水解法制备了无定形TiO2(Am-TiO2),并运用X射线衍射、X射线光电子能谱、N2吸附-脱附和紫外-可见漫反射光谱等手段对其进行了表征.结果表明,Am-TiO2具有大的比表面积(216m2/g)和丰富的表面羟基/化学吸附的水.与晶态TiO2相比,Am-TiO2的吸收带边明显蓝移(411nm→378nm),禁...     

可见光响应的氯掺杂TiO2的制备、表征及其光催化活性

 采用HCl水解钛酸四丁酯制备了可见光响应的氯掺杂TiO2光催化剂,并用X射线衍射线、透射电子显微镜、 X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射吸收光谱等测试手段对其结构进行了表征. 结果表明,氯元素的引入降低了无定形相向锐钛矿转变以及锐钛矿向金红石相转变的温度. 300 ℃焙烧的氯掺杂TiO2吸收波长拓展到可见光区,且XPS证实氯元素以阴离子形式存在于TiO2晶格中. 苯酚降解实验表明, 在大于400 nm的可见光照射下, 300 ℃焙烧的氯掺杂TiO2具有最佳的光催化活性, 120 min时苯酚的降解率达到42.5%.     

Preparation, characterization and photocatalytic activity of visible light driven chlorine-doped TiO2

A novel chlorine-doped titanium dioxide catalyst with visible light response was prepared by hydrolysis of tetrabutyl titanate in hydrochloric acid. The catalyst samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS). Results showed that the doped element of Cl lowered the temperatures of phase transformation of TiO₂ from amorphous to anatase and from anatase to rutile. The absorption edge of chlorine-doped TiO₂ calcined at 300°C shifted to visible light region. X-ray photoelectron spectroscopy results proved that chlorine existed in the TiO₂ crystal lattice as anion. The photocatalytic degradation of phenol showed that under visible light (λ > 400 nm) irradiation, the chlorine-doped TiO₂ calcined at 300°C displayed the best performance, the degradation ratio of phenol was 42.5% after 120 min. Translated from Chinese Journal of Catalysis, 2006, 27(10): 890–894 [译自: 催化学报]     

氮铋共掺杂TiO2的合成及其可见光催化性能研究

以纳米管钛酸为钛的前驱体,Bi(NO₃)₃·5H₂O为N源和Bi源,采用水热法制备了N、Bi共掺杂的TiO₂;并以甲基橙为目标降解物考察了所制备样品的可见光催化性能(λ≥420 nm).利用XRD、XPS、UV-Vis DRS、TEM等技术对不同条件下制备的产物进行了表征.结果表明,所得样品主要为锐钛矿型,粒径20 nm左右,掺杂的Bi主要以Bi₂O₃和BiONO₃两种形式存在.N元素除了以NO₃^-的形式存在于BiONO₃中,还有少量N以间隙氮掺杂于TiO₂中形成Ti-O-N键.N、Bi共掺杂的TiO₂在可见光下表现出了优越的光催化性能,其中水热温度为130 ℃,Bi/Ti摩尔比为1%时,催化活性最高.催化活性的提高源于N和Bi的掺杂增加了样品对可见光的利用效率,降低了光生电子空穴的复合速率.     

以酚醛树脂为碳源的碳改性TiO2可见光光催化剂

以合成的水溶性酚醛树脂(PF)和TiO2为原料,在N2气氛下焙烧制备了碳改性TiO2催化剂PF/TiO2,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外-可见漫反射吸收光谱对样品进行了表征.结果表明,PF/TiO2催化剂具有和原料TiO2相同的晶相和形貌,且在可见光区产生明显的吸收.另外,在样品表面存在Cn,...     

溶胶-凝胶法低温制备N掺杂TiO2可见光光催化剂

为了满足低温制备可见光光催化材料的需要,采用溶胶-凝胶法制备TiO₂纳米晶溶胶,再与聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)直接反应制备N掺杂TiO₂可见光光催化剂。通过XPS分析,说明N取代了部分晶格中的O,UV-Vis漫反射吸收光谱显示,光催化剂具有明显的可见光响应,这是由于N原子的2p轨道位于O原子的2p轨道之上,从而使得价带和导带间的能量带隙变窄,引起吸收带红移,产生明显的可见光吸收。依靠亚甲基兰(MB)的可见光降解实验证明,N掺杂光催化剂具有良好的可见光光催化活性,16 h MB降解率接近25％。     

Ag@AgCl修饰的锐钛矿相TiO2纳米管的制备及其光催化性能

首先采用水热合成法和双氧水处理制备了具有锐钛矿相的TiO2纳米管,然后通过沉淀和光化学反应将Ag@AgCl纳米粒子负载于其上,从而制得TiO2纳米管负载的表面等离子体光催化剂.结果表明,经Ag@AgCl纳米粒子修饰后,锐钛矿相TiO2纳米管因表面等离子共振效应而对可见光具有明显的响应,光生电子-空穴对更容易分离,因而T...     

Ti基TiO_2纳米管阵列的改性及其光催化降解有机污染物

对近年发展的Ti基TiO2纳米管阵列改性的方法及其在光催化降解有机污染物方面应用的研究进展进行了全面的综述,分析了当前存在的问题,并对TiO2纳米管阵列材料研究的发展趋势进行了展望.