TiO2催化超声降解甲基橙溶液

采用经过处理后工业生产的TiO2作为催化剂,以超声降解甲基橙反应为模型,研究了各种因素对。TiO2催化超声降解的影响。研究表明,在TiO2催化剂作用下超声降解甲基橙的效果明显。TiO2催化剂用量在0．3～0．5g／L之间,超声波频率25kHz,输出功率1．0W／cm^2,pH=1．0时,甲基橙水溶液初始浓度为20mg／L的条件下,90min左右基本可全部降解,COD的去除率达到99．0％。     

TiO2催化超声降解亚甲基蓝溶液

采用高温活化处理过的普通锐钛型TiO2为催化剂,研究了各种因素对亚甲基蓝超声降解反应的影响.结果表明:在普通锐钛型TiO2作用下,亚甲基蓝的超声降解效果明显优于单纯超声降解.降解动力学符合一级反应.在超声波频率 40kHz,输出功率 50W,催化剂用量 1. 0g/L,pH为 5. 16, 40℃,亚甲基蓝水溶液初始浓度 5mg/L的条件下, 120min左右降解率即可达到 80 %以上.     

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.     

超声微乳法合成TiO2-SiO2催化剂可见光光催化降解亚甲基蓝

采用可见光下亚甲基蓝的光催化降解为模型反应,考察了超声微乳法经钛酸丁酯水解合成的纳米TiO2-SiO2催化剂的性能,并用XRD和BET对催化剂进行了表征。结果表明:硅胶的加入有效地提高了TiO2-SiO2催化剂的热稳定性,抑制了热处理过程中TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变和晶粒的长大。随着焙烧温度和TiO2含量的增加,TiO2的晶粒变大,但比表面积减少。TiO2-SiO2的光催化活性明显改善,可见光照射120min,31%TiO2/SiO2催化剂存在下,有84%亚甲基蓝光催化降解。31%TiO2/SiO2催化剂光降解亚甲基蓝的能力大大优于Degussa P-25和纯TiO2,其降解亚甲基蓝的反应速率常数分别为P-25和纯TiO2的8倍和10倍。     

硫和银共掺杂介孔TiO2的制备表征及光催化活性

以P123为模板,以钛酸四正丁酯、硝酸银和硫脲为原料采用模板法制备了一系列硫和银共掺杂介孔TiO2光催化材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、BET和紫外-可见光谱（UV-Vis）等技术对其形貌、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行了表征。以甲基橙溶液的光催化降解为模型反应, 考察了不同掺杂量的样品在紫外和可见光下的光催化性能。结果表明：用模板法制备的共掺杂介孔TiO2光催化材料在紫外和可见光条件下较纯介孔TiO2和单掺杂介孔TiO2对甲基橙溶液具有更好的光催化降解效果, 且硫和银的掺杂量及样品焙烧温度显著影响该材料的催化性能。当硫掺杂量为2%（mol）和银掺杂量为1%（mol）,在500℃焙烧2 h所得光催化材料的催化性能最佳, 4 h即可使甲基橙的降解率达98.8%,重复使用4次仍可使甲基橙的降解率保持在87.5%以上。因此, 以该模板合成法, 通过硫和银的共掺杂有望使TiO2成为一种低或无能耗、高活性的绿色环保型催化材料。     

TiO_2-SBA-15催化剂的制备、表征及光催化降解甲基橙

以钛酸四丁酯为钛源,以介孔分子筛SBA-15为载体,采用简单的方法制备TiO2-SBA-15催化剂,并采用FT-IR,XRD和N2吸附-脱附等方法对其进行表征.另外,将制备的TiO2-SBA-15催化剂应用于光催化降解甲基橙溶液,并讨论了钛含量、甲基橙浓度及溶液pH值对降解率的影响.结果表明:在钛酸四丁酯起始加入量为3.2mL,甲基橙浓度为10mg/L,溶液pH=3的条件下,TiO2-SBA-15光催化降解甲基橙的降解率可达到100%.     

活性炭负载纳米TiO2光催化降解性能研究

本文研究活性炭负载纳米TiO2的光催化降解性能和影响甲基橙废水处理的主要因素。结果表明:用溶胶-凝胶法制备的TiO2-活性炭催化剂具有比表面积大、分散性高、光催化降解性能好、可重复利用等优点;采用30W高硼紫外光灯,TiO2-活性炭光催化降解浓度为1500mg/L甲基橙废水的最优工艺条件是:催化剂活化温度为700℃、用量为1.0g/L、废水起始pH值为1、反应温度为45℃、光照时间为50m in。在此条件下,甲基橙和CODC r的去除率分别达99.8%和99.7%。     

一步法制备银-硫化银负载多孔TiO2及其光催化和抗菌性能

以钛酸丁酯为前驱体,溴化十六烷基三甲胺为制孔剂,采用一步水热法并结合光还原处理制备出银等离子基元负载多孔TiO2光催化剂.结果表明,所制得的Ag@Ag2S/porous TiO2催化剂为锐钛矿相,并有部分板钛矿相,其BET比表面积达243.9 m2/g,平均孔径为2.98 nm.由于银基表面等离子效应,催化剂光吸收边际红移到475nm处,其在可见光范围的响应明显增强,光生电子-空穴对更容易分离,因而催化剂活性明显增强.在氙灯(加滤光片使波长大于400 nm)照射下90 min Ag@Ag2S/porous TiO2可以使甲基橙脱色降解率达到98%.并且此催化剂在重复利用5次后,对甲基橙溶液的脱色降解率仍能保持在90%以上,具有稳定的光催化活性.采用抑菌环法,以大肠杆菌为实验菌种,对催化材料的抗菌性能进行了测试,结果表明,所制得的催化剂Ag@Ag2S/porous TiO2具有较好的抑菌效果,抑菌圈直径达到11 mm.     

高压静电场对TiO2光催化的影响

研究了静电场对P25型TiO2光催化降解甲基橙的影响.结果表明,静电场对光催化的影响与通常的电助光催化(EAP)不同,电场强度越高,光催化效率反而降低.在没有外加电场情况下,TiO2浓度为0.5g/L时降解速度最快,而在有外加电场时,相同浓度的TiO2分散液降解甲基橙效率随着电场增加而下降,20kV电场下光降解速率常数仅为没有外加电场时的56%.此外,在20kV强电场下,不同浓度的TiO2溶液显示出相同的光降解效率.本文通过对有无电场条件下TiO2分散液的粒度分布和粒子沉降速度进行比较,发现高压电场会导致粒子聚集和沉降.证据显示,高压电场引起的电泳、诱导极化、表面电荷破坏等效应是造成催化剂聚沉的原因.催化剂的聚沉使实际参与光催化的TiO2数量减少,效率降低,从而导致表观降解速率下降.利用高压电场使纳米粒子加速聚沉可能在光降解废水中TiO2催化剂的分离回收方面具有潜在用途.     

模拟太阳光下稀土Gd掺杂了TiO2纳米晶的光催化性能研究

以甲基橙的光催化降解为探针反应,采用氙灯模拟自然条件下的太阳光,评价了通过酸催化的溶胶-凝胶法制备的稀土Gd掺杂改性TiO2纳米晶的光催化活性及对甲基橙水溶液TOC的去除效果.运用XRD和UV-Vis DRS表征技术考察了Gd掺杂对纳米TiO2的微晶尺寸、晶体结构与光学性能的影响.结果表明,Gd掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,阻碍TiO2晶粒增长,使TiO2的光吸收带边发生蓝移且有利于对可见光的吸收,从而使Gd掺杂TiO2在模拟太阳光下光催化降解甲基橙的能力得到明显提高,但样品对甲基橙水溶液TOC的去除效果要滞后于其对色度的去除.     

Nd2O3/TiO2光催化剂的光生羟基自由基和光活性

以硝酸钕和钛酸四正丁酯作为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Nd₂O₃/TiO₂纳米光催化剂,并通过XRD和BET等手段进行了表征.以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术研究了光催化剂表面羟基自由基的生成;并以甲基橙为光催化降解反应模型化合物,考察了光催化剂的活性.测定了甲基橙在TiO₂和Nd₂O₃/TiO₂(1.0%)光催化剂上的吸附常数.结果表明:Nd₂O₃掺杂使TiO₂的粒径减小,比表面积增大;羟基自由基的生成速率越大,催化剂的催化活性越高.Nd₂O₃掺杂有利于反应底物在催化剂表面的吸附,Nd₂O₃的最佳掺入量为Nd/Ti(摩尔比)=1.0%.     

固相法制备PTh/TiO_2复合纳米粉可见光催化剂

利用Sol-gel法制备了TiO_2纳米颗粒,然后以无水三氯化铁为氧化剂,室温固相氧化聚合噻吩,得到聚噻吩(Polythiophene,PTh)敏化纳米TiO_2形成的PTh/TiO_2复合纳米粉.以XRD、TEM、DRS等方法对其相组成、形貌及其光谱特性进行了研究.结果表明,所得纳米TiO_2为纯锐钛矿晶型,平均颗粒尺寸为18 nm;PTh/TiO_2复合物具有20× 80 nm的棒状形貌;DRS中吸收限在605nm处.以甲基橙作为模型试验了产品的光催化性能,结果表明,在太阳光照射下,120 min时PTh/TiO_2对甲基橙降解率达85.6%,光催化性能优于纯TiO_2、PTh及商品Degussa P25 TiO_2光催化剂.探讨了PTh促进TiO_2光催化性能的机理.     

H4SiW12O40/TiO2/SiO2复合光催化剂的制备及性能研究

溶胶-凝胶法制备了TiO2/S iO2光催化剂,利用所得TiO2/S iO2光催化剂为基体,浸渍烧结法制备了H4S iW12O40/TiO2/S iO2表面负载修饰型复合光催化剂。TG-DSC、XRD、SEM、BET对催化剂的物化结构进行了表征,分析了TiO2和H4S iW12O40催化活性组分在S iO2载体表面上的键联机理。光催化性能测试是以低浓度酸性品红染料的水溶液为降解目标物,试验结果表明H4S iW12O40的负载修饰可以改进TiO2/S iO2光催化剂的催化活性,酸性品红的降解效率最高可以增加45%。     

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。     

La2O3掺杂TiO2光催化剂的制备和性能

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3掺杂TiO2纳米光催化剂，并通过XRD、TEM、BET和XPS等手段进行了表征．掺入La2O3后，阻止了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变，使TiO2的粒径减小，比表面积增大．以甲基橙为光催化降解反应模型化合物，考察了光催化剂的活性．测定了甲基橙在纯TiO2和La2O3掺杂TiO2光催化剂上的吸附常数．考察了pH、H2O2对降解性能的影响．讨论了光催化活性与催化剂性质的关系．     

海绵状纳米结构TiO2膜的制备及其光催化活性

采用电化学阳极氧化法在钛表面构筑了海绵状纳米结构TiO2膜. 应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对膜层的形貌和晶型进行了分析和表征, 考察了阳极氧化时间对膜层厚度的影响, 并通过海绵状纳米结构TiO2膜对甲基橙的光催化降解研究了膜层厚度与光催化活性的关系. 结果表明, 海绵状纳米结构TiO2膜对甲基橙具有光催化降解作用, 而且随着膜层厚度的增加, 光催化降解速率显著增大, 厚度为2.2 μm的海绵状纳米结构TiO2膜对甲基橙的光催化降解速率是厚度为480 nm的6.4倍.     

钒掺杂TiO2/AC负载催化剂的制备及光催化活性

以TiO2为主要成分的光催化剂的研究已日益受到人们的广泛关注[1-6]。但TiO2粉末的回收和流失问题难以解决,固定化TiO2负载催化剂的研制是解决这一问题的有效手段[2-6]。从实际应用的观点看,TiO2的光催化剂活性还有待进一步提高。研究发现,大多数过渡金属离子和少数非金属离子的     

Li+掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Li⁺掺杂纳米TiO₂光催化剂,并用XRD和TEM等技术进行了表征;用pH值漂移法测量了催化剂的零电位pH值(pHpzc).结果表明,500℃煅烧制得的催化剂均为锐钛矿相;Li⁺的掺杂抑制了TiO₂粒子的生长,提高了催化剂的分散性;催化剂的零电位pH值为6.6—8.1,其值取决于Li⁺的浓度和掺杂方式.分别以紫外光和太阳光为光源,孔雀石绿和甲基橙为降解物评价了催化剂的光催化活性;并用气相色谱测试了污染物降解产生的CO₂的含量.结果显示,对孔雀石绿的降解,浸渍法和溶胶-凝胶法掺Li⁺都能有效提高TiO₂的光催化活性,但浸渍法比溶胶-凝胶法效果更好,催化活性最高的为浸渍法制备的5%(摩尔分数)Li⁺掺杂TiO₂,其在紫外光和太阳光下的光催化活性分别比纯TiO₂提高了6—8倍和9—10倍;对甲基橙的降解,除溶胶-凝胶法制备的3%(摩尔分数)Li⁺掺杂TiO₂能稍提高光催化活性外,其它Li⁺的掺杂都不同程度降低了TiO₂的光催化活性;随污染物降解率的增加,最终降解产物CO₂的含量增加.实验结果表明,Li⁺掺杂改变了催化剂表面的电荷状态从而改变了催化剂的零电位pH值是造成催化剂降解不同污染物具有不同催化活性的主要原因.