掺杂金属离子改性的TiO2薄膜光催化剂的研制

采用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜光催化剂，着重考察了掺杂铈、镧、钨等金属离子改性的TiO2薄膜的光催化活性，研究了其紫外-可见光透过性能，甲基橙水溶液的光催化降解实验表明：掺杂铈、镧、钨三种金属离子后，TiO2薄膜的光催化活性均有不同程度的提高，最佳掺杂浓度分别为3．0％、1．0％、0．5％，其中掺杂铈的TiO2薄膜光催化活性最高。     

一种水处理的新方法:金属卟啉和空气存在下光催化降解亚甲基蓝水溶液

在450W高压汞灯照射及聚对苯二磺酰氧基苯基卟啉钴存在下,考察了亚甲基蓝降解过程中紫外-可见吸收光谱的变化,研究了空气光催化降解亚甲基蓝水溶液反应的动力学.实验结果表明,亚甲基蓝可迅速降解,并且符合一级动力学过程,其表观动力学常数K=0.35435 h-1,半衰期t1/2=1.96 h.经光催化降解后,亚甲基蓝水溶液脱色率可达57.4%;其COD浓度降低43.1%.太阳光具有与高压汞灯相似的作用,这为以金属卟啉作光敏剂进行太阳能转化、贮能提供很大的应用潜能.光催化剂具有较好的光稳定性,可回收利用,而且反应结束后可自动沉降,避免二次污染.初步实验结果表明,该方法是一种具有应用前景的水处理方法.     

Mo掺杂对纳米TiO2结构和活性的影响

利用Mo6 的掺杂在TiO2中引入缺陷,从而扩大TiO2催化剂的光谱响应范围。运用UV-Vis、XRD、XPS、TG-DTA等测试技术考察了钼离子掺杂浓度对于TiO2光催化剂吸收光谱范围、晶型、晶胞和晶粒的影响,分析了钼进入TiO2品格的方式、价态和掺杂催化剂在热处理过程中发生的物理和化学变化。以亚甲蓝溶液的光催化降解为模型反应,考察了掺杂量对这种新型光催化剂的光催化活性的影响。结果表明,Mo6 可进入TiO2晶格中形成杂质缺陷,引起TiO2品格膨胀,Mo6 的掺杂量影响TiO2晶粒尺寸和晶相转化。Mo6 掺杂的质量分数为4．5％时,样品的吸收带边可达460 nm,对40 mg/L亚甲蓝反应2 h的降解率为58．3％,矿化率为52．5%。而Mo6 的掺杂质量分数为3．0％和6．0％时,形成的TiO2晶粒尺寸较小,TiO2晶粒中锐钛矿相与金红石相的比例接近4:1时,对亚甲蓝降解率分别为56．6％和52．0％,矿化率分别为49．2％和44．2％。     

一种水处理的新方法：金属卟啉和空气存在条件下光催化降解亚甲基蓝水溶液

在４５０Ｗ高压汞灯照射及聚对苯二磺酰氧苯基卟啉钻存在下,考察了亚甲基蓝降解过程中紫外－可见吸收光谱的变化,研究了空气光催化降解亚甲基蓝水溶液反应的动力学。实验结果表明,亚甲基蓝可迅速降解,并且符合一级动力学过程,其现观动力学常数Ｋ＝０．３５４３５ｈ＾－１,半衰期ｔ１／２＝１．９６ｈ,经光催化降解后,亚甲基蓝水溶液脱色率可达５７．４％;其ＣＯＤ浓度降低４３．１％。太阳光具有与高压汞灯相似的作用,这为     

Ag-ZnO/凹凸棒石复合光催化剂的制备及性能研究

以凹凸棒石(ATP)为载体,二水合乙酸锌、硝酸银为原料,采用溶胶凝胶法结合超临界干燥技术制备了Ag-ZnO/ATP复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis对复合光催化剂的结构进行表征,并通过降解亚甲基蓝溶液评估光催化活性。研究结果表明:该方法制得的Ag-ZnO/ATP复合光催化剂颗粒均匀,分散性良好,具有较高的光催化活性。Ag负载量为3wt%,煅烧温度为400℃时制备的复合光催化剂,在紫外灯下降解亚甲基蓝溶液3h后,降解率达98. 2%,COD去除率为96. 8%。制备的复合光催化剂稳定性良好,三次循环回收后,亚甲基蓝溶液的降解率达89. 7%。     

高分子金属卟啉光催化氧化处理废水

 将高分子金属卟啉聚中位四（4,4’－联苯二磺酰基）氧基苯基钴卟啉用于多相光催化体系,在温和条件下成功地降解了有机染料吖啶橙．实验结果表明,降解反应符合一级动力学方程lnct＝2．52052－0．56546t（R＝－0．99704）,经8h的反应以后,染料溶液完全褪色．将此光催化剂用于混合染料、染料废水、化工厂废水及生活污水的处理,脱色率可达68％,COD去除率可达58％．通过对高压汞灯、碘钨灯和自然光等各种光源进行比较,发现在太阳光照射下,金属卟啉光催化氧化降解有机污染物的效率更高、速度更快、降解更完全．     

B掺杂TiO2/AC光催化剂的制备及活性

以硼酸和钛酸丁酯为主要原料，以活性炭(AC)为载体。用溶胶-凝胶法制备了B掺杂TiO2／AC光催化剂．用X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射吸收光谱(UV—VIS)对制得的光催化剂进行了表征．以甲基橙水溶液的光催化脱色反应和氧化乐果水溶液的光催化降解反应。考查了不同B掺杂TiO2／AC光催化剂的活性．结果表明，所有B掺杂TiO2／AC光催化剂均为锐钛矿晶相．B的掺杂未导致TiO2／AC光催化剂的吸收带边发生明显的移动．当B-TiO2质量分数分别为2．0％和2．5％时，TiO2／AC光催化剂的活性有明显的提高．B-TiO2质量分数2．0％时活性最高．但是，当B-TiO2质量分数分别为1．5％和3．0％时。TiO2／AC光催化剂的活性降低．B的缺电子特性可能改变了TiO2能带中的电子密度，使光催化反应中光生电子和空穴的俘获方式发生变化；同时。B的缺电子特性也会使光催化剂表面的Lewis酸强度增强，导致表面吸附OH-数量和目标反应物的吸附方式发生变化．这些可能是B-TiO2／AC光催化剂活性发生变化的主要原因．     

活性艳红X-3B水溶液的光化学与光催化协同脱色反应

 对影响活性艳红X－3B水溶液光化学与光催化协同脱色反应的各种条件（如溶液的pH值,紫外光照强度,空气流量,催化剂用量及溶液的初始浓度等）进行了考察．结果表明,降解率随着紫外光照强度的增强而加快,随着X－3B初始浓度的增大而减慢;催化剂最佳用量为4g／L,空气最佳流量为4．3L／h．在X－3B水溶液的光催化脱色过程中,存在有光解反应,但它远不如光催化反应重要．因此,活性艳红X－3B水溶液的降解是光化学与光催化的协同脱色反应．     

掺铂二氧化钛纤维光催化降解氯仿的研究

 TiO2纤维作为一种微米级光催化剂应用于废水处理时，不但克服了TiO2纳米颗粒不易分离回收的困难，而且对其进行贵金属掺杂，可使其光催化活性大大提高．用光还原沉积法制备了掺铂的二氧化钛纤维催化剂（Pt／TiO2（F）），并将其作为光催化剂用于光催化降解氯仿反应，考察了掺铂量、氧及pH值等条件对降解氯仿反应的影响，并与掺铂的二氧化钛颗催化剂粒（Pt／TiO2（G））的光催化活性进行了比较．结果表明，当掺铂量w（Pt）＝0．5％，催化剂用量为0．5g／L，预先溶氧至饱和状态，c0（CHCl3）＝1mmol／L，pH＝5，用300W中压汞灯光照120min时，Pt／TiO2（F）上氯仿的降解率可达98．44％，而Pt／TiO2（G）上氯仿的降解率仅为72．03％．     

TiO2薄膜光催化降解4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚的研究

为了探索有机物４－（２－吡啶偶氮）间苯二酚（ＰＡＲ）,在固定光催化剂上的降解行为,采用溶胶一凝胶法,在玻璃表面制得均匀透明的纳米ＴｉＯ２薄膜,并以其作光催化剂,在２５４ｎｍ紫外光照射下,进行ＰＡＲ水溶液的光催化降解研究。研究了ＰＡＲ光催化降解率与溶液ｐＨ值、ＰＡＲ初始浓度、助催化剂（Ｈ２Ｏ２）浓度和不同光照条件的变化关系,得出了ＴｉＯ２薄膜的光催化降解ＰＡＲ的有利条件。     

增强型电场协助光催化降解有机污染物的初步研究

众所周知 ,Ti O2 的光催化量子效率低是限制该光催化技术走向应用的重要因素 .近年来 ,研究通过电场协助来提高其光催化反应效率的文献报导逐渐增多 [1～ 3 ] .这类技术中通常把 Ti O2 做成膜电极 ,并对该膜电极施加数十到数百毫伏的阳极偏压 ,致使光生电子更易离开催化剂表面 ,从而提高光催化效率 .例如 ,Butterfield等[2 ] 把 Ti O2 做成膜电极 ,发现光催化效率得到明显提高 .但目前该类工作多关注于具有二维特性的膜电极体系 .由于受膜电极单位活性面积的限制 ,在技术上很难大幅度提高时空降解率 ,使得这种方法在实际应用中可能受到限…     

增强型电场协助光催化降解有机污染物

以颗粒状ＴｉＯ２为光催化剂,以工苯酚溶液的降解为模型反应,实现了在电场协助下三维光电组合仙化反应,实验发现,在相同的反应条件下,电解反应和光催化反应中苯酚的降解率分别为１０％和３３．６％,而光电组合催化过程中苯酚的降解率为８２．８％,存在明显的协同作用,产生这种协同作用的主要原因是,电解水反应可有效地为光催化反应提供氧源,以及阳极偏压可有效地减少光生电子和空穴的复合,此外,还研究了电量和溶液酸碱性     

H3PW12O40／CeO2光催化脱色甲基橙溶液的研究

以CeO2为载体,用浸渍法制备了不同负载量的磷钨酸催化剂,并且考察了催化剂光催化脱色甲基橙溶液的催化性能。结果表明:磷钨酸最佳负载量为9%(质量分数);光催化剂加入量为300mg/100mL;在较低浓度下,甲基橙溶液的光催化脱色反应符合一级动力学方程;H3PW12O40/CeO2与TiO2具有相同的催化性能;催化剂再生后活性可恢复至65%。     

Use of titanium dioxide photocatalysis on the remediation of model textile wastewaters containing azo dyes

The photocatalytic degradation of two commercial textile azo dyes, namely C.I Reactive Black 5 and C.I Reactive Red 239, has been studied. TiO(2) P25 Degussa was used as catalyst and photodegradation was carried out in aqueous solution under artificial irradiation with a 125 W mercury vapor lamp. The effects of the amount of TiO(2) used, UV-light irradiation time, pH of the solution under treatment, initial concentration of the azo dye and addition of different concentrations of hydrogen peroxide were investigated. The effect of the simultaneous photodegradation of the two azo dyes was also investigated and we observed that the degradation rates achieved in mono and bi-component systems were identical. The repeatability of photocatalytic activity of the photocatalyst was also tested. After five cycles of TiO(2) reuse the rate of colour lost was still 77% of the initial rate. The degradation was followed monitoring the change of azo dye concentration by UV-Vis spectroscopy. Results show that the use of an efficient photocatalyst and the adequate selection of optimal operational parameters may easily lead to a complete decolorization of the aqueous solutions of both azo dyes.     

以膨胀珍珠岩为载体的漂浮型TiO2光催化剂降解水面浮油

 以膨胀珍珠岩为载体制备了漂浮负载型TiO2光催化剂,并对制备催化剂的工艺条件及水面浮油的光催化降解过程进行了初步研究．通过扫描电镜分析及BET比表面积和TiO2负载量测定,对影响负载型光催化剂漂浮性能的因素进行了分析．以癸烷为水面模拟污染物,考察了其在日光照射下的降解效率．用气相色谱法测定了经不同时间光照后癸烷的残留量,经7h光照后能降解癸烷95％以上．实验结果表明,以膨胀珍珠岩为载体,可制得能长期漂浮于水面的负载型TiO2光催化剂,通过浮油富集和光催化降解机制可对水面浮油进行有效的治理．     

Zinc oxide mediated heterogeneous photocatalytic degradation of organic species under solar radiation

The photocatalytic decomposition of eco-persistent toluene, salicylic acid and 4-chlorophenol with sun light in an oxygenated aqueous suspension has been studied under nanocrystalline hexagonal ZnO photocatalyst. The effect of substrate temperature onto the structural, morphological and photoactive properties has been investigated. The degradation of toluene, salicylic acid and 4-chlorophenol were achieved using a photoelectrochemical reactor module equipped with synthesized ZnO electrodes. Kinetic parameters have been investigated in terms of a first order rate equation. The rate constant (-k) for this heterogeneous photocatalysis was evaluated as a function of the initial concentration of original species. Substantial reduction in concentrations of toluene, salicylic acid and 4-chlorophenol was achieved as analyzed from COD and TOC studies. The mechanism for the degradation of toluene, salicylic acid and 4-chlorophenol could be explained on the basis of Langmuir-Hinshelwood mechanism.     

超临界流体干燥法制备TiO2／C纳米粒子及光催化性能

以TiCl4为原料,采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米级TiO2/C复合光催化剂.以苯酚的光催化降解对所得催化剂的催化活性进行了评价.结果表明,纳米TiO2/C复合粒子与单组分TiO2比较,复合粒子光催化活性高于单组分的TiO2,h苯酚降解率高达975 ％,COD为957%.并用XRD、TEM、 UV-Vis和XPS等手段进行了表征,iO2以锐钛矿型形式存在.比较了不同制备方法制得的TiO2/C复合催化剂,得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小,比表面积大,分散性好,光催化活性高等特点.     

Optimized photocatalytic degradation of pefloxacin by TiO<Subscript>2</Subscript>/UV process

The photocatalytic degradation of pefloxacin was studied using modified TiO₂ as a photocatalyst. The effect of various parameters such as the amount of the photocatalyst, the initial concentration of pefloxacin, initial pH value on the process were investigated, and the optimal conditions were determined. The optimal amount of the photocatalyst is 0.3 g/L. The photodegradation rate of pefloxacin decreases with the increase of initial concentration. Alkaline medium is favorable for the photocatalytic degradation process. The primary photo-degradation products were analyzed by HPLC-ESI-MS/MS and thus the process mechanism was discussed.     

自掺杂改性Bi_4O_5X_2(X=Br,I)异质结催化剂的合成及在油田废液处理上的应用

通过调控原料中五水硝酸铋和卤源的比例制备了自掺杂改性Bi_4O_5X_2(X=Br, I)光催化材料,Bi_4O_5X_2(X=Br,I)光催化性能得到明显提升.分别用X射线衍射仪分析催化剂的晶体结构、环境扫描电子显微镜观测催化剂的形貌、紫外可见漫反射分光光度仪测试催化剂的光吸收性能、 ST-MP-9全自动比表面积测试仪测试催化剂的比表面积.通过测定光降解油田污染物丙烯酰胺的吸光度值和化学需氧量(COD)值的变化研究了催化剂的催化活性.结果表明,经过5 h的紫外可见光光降解反应,Bi_4O_5Br_2-Bi2.6降解丙烯酰胺的性能最好,降解率达到58.2%、 COD值降低87.1%.     

电场对TiO2纳米膜光催化性能的影响

 以泡沫镍为基材,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纳米膜光催化剂. 在自制外加电场光催化反应装置中,对催化剂施加一定的偏电压,研究了甲基橙溶液的光电催化降解反应,考察了偏压极性、阳极偏压和甲基橙初始溶液浓度等对降解效率的影响,并比较了光电催化与光催化、光解对甲基橙溶液降解的差异. 结果表明,外加阳极偏压形成的电场可以较大幅度提高甲基橙溶液的降解效率. 从半导体和量子力学理论出发探讨了电场促进光催化反应的作用机理.