TiO2/AC复合光催化剂对苯和丁醛的气相光催化降解机理

 利用溶胶-凝胶并水热处理法制备了TiO2光催化剂和TiO2/AC复合光催化剂,在静态光催化反应器中研究了苯和丁醛的气相吸附和光催化降解,利气相色谱分析确定了生成的中间体. 结果表明, TiO2/AC复合光催化剂比TiO2光催化剂具有较强的吸附能力和较高的光催化活性; 在TiO2和TiO2/AC上,苯(或丁醛)光催化降解产生相同的中间体,表明在两种催化剂上发生的光催化反应遵循相同的机理,进而讨论了其可能的光催化氧化途径.     

TiO2悬浮体系光催化降解反应动力学模型的建立

以纳米材料TiO2作为光催化剂,乙酰甲胺磷（DMAPT）作为目标化合物,在DGF－1型多功能光化学反应仪上研究了悬浮体系TiO2光催化降解反应的动力学模型,模型中的主要参数有：TiO2用量、入射光强、反应器的几何半径、反应器的经验参数、反应物初始浓度、羟基自由基二级速率常数及已知化合物的物理性质（分子的摩尔体积和溶解度）。模型较好地预测了其他化合物（如三氯乙烯（TCE)、四氯乙烯（PCE0、对－二氯苯（DCB）和四氯化碳（CTC）的光催化降解,对C0（TCE）＝22.1mg/L,C0(PCE)=20mg/L和C0(PCE)=40mg/L的反应物,完全降解所需的时间分别为3,4和5min,入射光强在1.38－6.05W/cm^2范围时,反应速率与光强的0.5次方成正比,催化剂最佳用量随着入射光的增强而增加。     

TiO2光催化降解苯和甲苯的动力学研究

利用溶胶-凝胶法制备了粒径约为13nm、晶型为锐钛矿相和金红石相混晶的TiO2光催化剂,并利用此催化剂对挥发性有机污染物苯和甲苯进行了光催化降解研究,对不同的催化剂用量、光源、污染物的初始浓度以及氧气对光催化反应速率的影响进行了研究。结果表明,光催化降解甲苯和苯的反应均符合假一级动力学方程,光强与光催化降解甲苯的反应的速率常数之间呈指数关系,光波长对光催化降解苯的影响也很显著;随着甲苯和苯初始浓度的增加,光催化反应速率常数降低;氧气加快了光催化降解甲苯和苯的速率;对于光催化降解初始浓度为37.6μmol/L的甲苯而言,催化剂的最佳使用量为0.30g,对于光催化降解初始浓度为9.0μmol/L的苯来说,催化剂的最佳用量为0.10g。     

TiO2光催化反应机理及动力学研究进展

光催化处理环境污染物是基于催化反应过程中的一些自由基对污染物的氧化或还原作用,反应途径通常是HO·攻击或穴直接攻击,对可见光敏感的化合物也可能通过激发态来分解。动力学的表述多数符合L－H模式,广泛研究了L－H模式下的吸附与催化活性的关系,对动力学的研究也是了解其反应机理的重要途径。     

掺铁TiO2气相光催化降解正己烷的研究

利用钛酸丁酯水解浸渍、共沉淀、水热等方法制备了掺铁TiO2纳米复合粉体材料并通过XRD、BET、TEM等手段作了表征，研究了掺铁TiO2对气相光催化降解正己烷反应的活性并和商品TiO2 Degussa P-25作了比较，考察了制法、掺铁量、焙烧温度等的影响。结果表明，和大多数液相反应不同，铁的掺入抑制了TiO2对正己烷的气相光催化降解。水热处理能较大程度地改善掺铁和未掺铁TiO2的光催化性能。P-25对正己烷的气相光催化活性则明显小于未掺铁TiO2样品，也小于某些掺铁样品。     

苯在TiO2上的气相光催化氧化反应历程

 以超细TiO2为催化剂,在内循环光反应装置中考察了苯的气相光催化氧化反应．苯的初始质量浓度为50mg／m3时,在0．1g催化剂和0．013m2的光照面积下,460min后苯几乎全部分解完毕;光照面积增大1倍时,反应时间缩短为240min．常温下苯在TiO2表面不易吸附,但反应中间产物有较强的吸附性,能吸附在催化剂表面从而引起催化剂失活．经红外检测可知,反应的中间产物是个六元环醇,据此推测了苯的气相光催化可能的反应历程．通过实验结果并参考有关文献的结论,证明苯的气相光催化氧化在不同的反应条件下遵循不同的反应历程．     

TiO2/Sr2CeO4上苯气相光催化氧化

 以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛,用发光材料Sr2CeO4负载二氧化钛,经450 ℃焙烧得到不同负载量的光催化剂. 以苯为模拟气体,在静态反应装置中考察了该催化剂对苯氧化的催化性能. 结果表明,二氧化钛负载在Sr2CeO4上能显著提高对气相苯的光催化降解性能,二氧化钛负载量为1.0%时催化剂活性最高,在反应的6 h内未观察到催化剂有失活的现象.     

空气中苯系物的TiO2光催化降解研究进展

本文对近年来空气中挥发性苯系物的TiO2光催化降解机理、TiO2光催化降解苯系物的主要影响因素以及TiO2的失活与再生方法等的研究进展进行了较详尽的评述,并对今后的研究工作进行了展望。     

苯乙酮的TiO2光催化降解及其影响因素

在TiO2(Degussa P25)和波长大于350 nm的光作用下,水中苯乙酮(1×10-5～1×10-4mol／L)能发生光催化降解,生成邻羟基苯乙酮等中间产物.该降解过程遵循Langmuir-Hinshelwood动力学方程,降解速率随入射光强度的增强和溶液起始pH值的增大而增大,但反应温度的影响较小,其降解反应的表观活化能为4.2～6.4 KJ/mol.     

TiO2/ACF的制备及光催化降解四氯乙烯性能

以钛酸四丁酯为前驱物,活性炭纤维(ACF)为载体,蔗糖为胶粘剂,采用真空吸附水解的方法制得了TiO₂/ACF催化剂.采用BET、XRD、SEM等手段对其物理化学特性进行表征,以四氯乙烯光降解反应为探针反应,考察了TiO₂/ACF催化剂的光催化降解性能.实验结果表明,采用真空吸附水解法可以将TiO₂很好地负载到活性炭纤维表面上.通过优化条件制备的TiO₂/ACF催化剂在光照2h条件下,可以将水中溶解量的四氯乙烯降解90%以上.催化剂可以多次循环使用,光催化反应活性不变.     

TiO2/AC光催化剂上气体污染物降解的反应动力学模型

 利用二氧化钛与活性炭(AC)共水热处理的方法制备了TiO2/AC复合催化剂,采用空气净化评价装置对其催化降解低浓度气体污染物丁醛的性能进行了模拟评价实验. 基于Langmuir-Hindshelwood方程和一些假设,推导了循环反应系统气体污染物降解的瞬态模型. 结果表明,该动力学模型所得数据与丁醛的模拟评价实验结果基本相符,预示着该模型能够很好地预测污染物的降解行为.     

TiO2/AC复合催化剂光催化降解气相1,2-二氯苯

以商品活性炭(AC)为载体, 采用溶胶-凝胶法制备不同比表面积和TiO2负载量不同的光催化剂(TiO2/AC). 用氮吸附、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征方法, 获得了所制备的TiO2/AC性能参数; 并通过降解气相1,2-二氯苯(1,2-DCBz)的实验研究了TiO2/AC催化剂的光催化氧化性能, 主要考察参数包括催化剂使用量、比表面积、气相1,2-DCBz浓度等对光催化氧化的影响. 结果表明: 负载于AC上的TiO2颗粒粒径为10 nm左右, TiO2颗粒负载在大比表面积的载体AC上有利于光催化降解气相1,2-DCBz. 通过比较商用P25和自制TiO2/AC光催化剂对气相1,2-DCBz的降解效果, 证明了AC吸附作用和TiO2光催化降解的协同作用使TiO2/AC光催化剂对气相1,2-DCBz的降解效率有较显著的提高.     

TiO2/YFeO3复合光催化剂的制备、表征及其对气相苯的降解

利用共沉淀法和柠檬酸法制备YFeO3并以其为载体,将TiO2溶胶负载在其表面,制备了复合光催化剂TiO2/YFeO3.在紫外灯的照射下,考察对气相苯的降解效果并利用N2吸附、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、UV-Vis漫反射光谱等手段对催化剂进行了表征.结果表明,以共沉淀法制备的YFeO2为载体的复合催化剂,180 min内苯的降解率达到44.7%,表现出更好的光催化活性.两种方法制备的YFeO3均为斜方晶相,TiO2分散在载体的表面,并与YFeO3存在一定的相互作用;两种复合催化剂均具有较窄的带隙能.     

甲醛气体在ZnO表面光降解的机理研究（英文）

本文采用溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌粒子,并对其降解气相甲醛的光催化活性进行研究。研究发现,在紫外光照射下,当水或氧气存在时,氧化锌可以将甲醛氧化生成二氧化碳;但是在两种不同气氛条件下的反应过程是不同的。气相水参与反应的过程中,首先是水分子被光活化生成羟基自由基,然后再与甲醛进行反应;而在氧气参与反应的过程中,是光活化的氧直接与甲醛反应,这一步骤在氧气参与的甲醛光催化降解反应中占据主导地位。这一反应机理的发现,对研究甲醛的光催化降解可能具有重要意义。     

In situ FTIR Investigation of Magnetic Field Effect on Heterogeneous Photocatalytic Degradation of Benzene over Pt/TiO2

In situ FTIR spectroscopy was utilized to investigate the magnetic field effect on the heterogeneous photocatalytic degradation of benzene over platinized titania （Pt/TiO2）. The results revealed that the employment of magnetic field may not change the mechanism of photocatalytic degradation of benzene, however, it greatly facilitate the conversion of benzene to phenol and quinone, as well as the transformation from phenol to quinone, resulting in opening the benzene ring easily and promoting the production of CO2.     

TiO2晶型对Au/TiO2上光催化分解臭氧的影响

以不同晶型TiO2为载体,采用沉积-沉淀法制备了Au/TiO2光催化剂,并用紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱(XPS)和表面光电压谱(SPS)等手段进行了催化剂表征,详细考察了Ti O2晶型对Au/TiO2光催化分解臭氧活性的影响.结果表明,光催化分解臭氧的活性顺序为Au/P25>Au/Anatase>Au/Rutile,这与不同的单一Ti O2对光催化臭氧分解的活性顺序是一致的.但在TiO2上沉积金后,其对光催化臭氧的分解活性有了显著的提高.由催化剂的Au4fXPS分析发现,不同晶型Ti O2上的电荷向金簇迁移的能力有明显差异,加之载体本身对光催化臭氧分解活性不同,两者协同作用导致负载金催化剂光催化分解臭氧活性的不同.SPS信号强度与催化剂光催化活性有很好的对应关系,SPS信号越强,光生电子和空穴分离效率越高,光催化活性越好.     

WO_3/Bi_(12)SiO_(20)光催化降解气相苯

用气液反应法和化学溶液分解技术(CSD)分别制备了WO3和Bi12SiO20粉末,并将二者耦合,合成出WO3/Bi12SiO20复合光催化剂.以气相苯的降解为探针反应,考查了催化剂的光催化活性.结果表明:耦合后的WO3/Bi12SiO20催化剂的催化活性显著提高,其中30%(w)WO3/Bi12SiO20在紫外光下对苯的降解率明显优于P-25,而且催化剂具有一定的可见光响应能力.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附(BET)和紫外-可见漫反射(UV-VisDRS)等手段对催化剂进行了表征.结果表明:WO3与Bi12SiO20之间存在良好的能带协同作用.WO3与Bi12SiO20耦合后,催化剂的光响应范围拓宽,光生电子和空穴能有效地分离,光生电子和空穴产生速率增大,所以催化剂活性提高.