Fe_2O_3/TiO_2异质结的制备及光催化降解性能

结合静电纺丝技术和水热法制备Fe_2O_3/TiO_2异质结光催化材料.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)及比表面分析等方法,对Fe_2O_3/TiO_2异质结的形貌、晶型、化学组成等进行表征.利用Fe_2O_3/TiO_2材料对罗丹明B(RB)进行光催化降解,结果表明,Fe_2O_3/TiO_2对RB的降解速率高于纯TiO_2纳米纤维,而且掺铁量为0.5%时降解效果最好.     

稀土Eu~(3+)掺杂TiO_2光催化降解罗丹明B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO_2和Eu~(3+)-TiO_2纳米催化剂,并用Raman、FT-IR、PL、XRD和SEM等技术对样品的形态和结构进行了表征,优化了Eu~(3+)-TiO_2纳米催化剂制备条件,并以罗丹明B(RB)的印染废水作为探针反应,分别在紫外光和可见光照下评价了其光催化性能。与TiO_2纳米催化剂进行对比,Eu~(3+)-TiO_2纳米催化剂对罗丹明B溶液(5 mg/L)表现出更高的光催化降解性能,在紫外光和可见光下的脱色率分别达到90%和83%。     

CNTs/La~(3+)掺杂TiO_2纳米纤维对Cr(Ⅵ)的催化性能研究

通过静电纺丝技术分别制备了碳纳米管(CNTs)掺杂,CNTs/La~(3+)共掺杂的TiO_2纳米纤维,以重金属Cr(Ⅵ)为目标降解物,考察了碳纳米管单组分掺杂,La3+/碳纳米管(CNTs)共掺杂TiO_2纳米纤维(CLCT)及溶液p H值对重金属Cr(Ⅵ)催化活性的影响。结果表明,La3+掺杂的TiO_2光催化活性高于纯TiO_2,适量La3+/碳纳米管共掺杂TiO_2光催化活性进一步提高,最佳掺杂量是当CNTs相当于Ti的摩尔浓度为0.15∶1和La3+的摩尔比为0.05%时得到的纳米纤维催化剂。当重金属Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L,纳米纤维催化剂(CLCT)投加量为1.0 g/L,p H值为4时,10mg/L的Cr(Ⅵ),在可见光源照射下100 min后的催化效率达99.86%。     

纳米TiO_2光催化降解甲醛的研究进展

纳米TiO_2作为一种光催化剂,可以净化室内空气,尤其是甲醛。综述了纳米TiO_2降解甲醛的光催化机理,着重介绍了溶胶-凝胶法固化纳米TiO_2的优点、体相掺杂改性对纳米TiO_2的光催化活性的提高以及纳米TiO_2光催化降解甲醛的研究进展。通过优化光催化薄膜的制作工艺,发现更高效的体相掺杂剂扩展TiO_2光催化的光谱响应范围,是提高纳米TiO_2光催化作用、降解甲醛的有效途径。     

掺杂Fe~(3+)纳米TiO_2的涂布纸可见光光催化剂的制备与表征

本文在室温条件下通过原位复合法制备了一系列铁(Fe~(3+))掺杂(Fe~(3+)/TiO_2摩尔百分比浓度0.0-1.0at.%)纳米TiO_2光催化剂。利用SEM、XPS和UV-vis DRS作为表征手段,可见光(40 W白炽灯,主光源456 nm)甲醛降解实验评价Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2的光催化活性。研究了Fe~(3+)掺杂浓度对表面吸附、微观结构和光催化性能的影响。实验结果表明,Fe~(3+)掺杂可以扩大TiO_2的光吸收范围,吸收阈值波长红移至443 nm。掺杂量0.25 at.%,光催化时间为2 h,初始甲醛浓度1.0 mg/m~3,反应器体积为4.8 dm~3,A4光催化纸样品对甲醛降解率为92.6%。论文也提出并讨论了金属Fe~(3+)离子在纳米TiO_2粒子表面螯合机理。     

TiO_2-BiVO_4复合材料的制备及其光催化降解印染废水

以钛酸丁酯、五水硝酸铋、偏钒酸铵为主要原料制备TiO_2-BiVO_4复合光催化剂,并用X射线衍射仪、扫描电镜、紫外-可见分光光度计、X射线光电子能谱仪和光致发光荧光光谱仪进行表征。结果表明,与TiO_2和BiVO_4相比,TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有更窄的禁带宽度,光生电子-空穴的复合概率更低。TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有更高的光催化活性,60 min后对罗丹明B溶液的降解率达到87.3%。TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有良好的光催化稳定性,经过5次光催化降解实验后,对罗丹明B溶液的降解率为81.7%。     

低温改性纳米二氧化钛处理印染废水

采用溶胶-凝胶法,低温制备掺杂N、Fe、Zn等元素的改性纳米TiO_2,并利用XRD、TEM、ICP-OES、UV-DRS等对其结构进行表征。以亚甲基蓝作为模拟染料废水,通过正交试验,得出改性纳米TiO_2应用于降解染料废水的优化工艺条件。结果表明,纳米TiO_2分别掺Zn~(2+)比例为0.4%、Fe~(3+)比例为0.8%、N比例为100%,处理废水效果都较好。其中,当染料质量浓度为2.5mg/L、废水pH值为10、光催化剂投加量为0.4g、光催化时间为4h时,Zn~(2+)掺杂TiO_2对亚甲基蓝溶液脱色率达到96.8%。此外,Zn~(2+)掺杂TiO_2对酸性染料以及活性染料均有较好的处理效果。     

HBP-NH_2调控掺金纳米二氧化钛的制备及其光催化性能研究

利用端氨基超支化聚合物(HBP-NH_2)在调控制备纳米二氧化钛时,同步实现了纳米金的掺杂,制备了具有高效光催化活性的掺金纳米二氧化钛(Au-TiO_2)。比较研究了凝胶-水热法制备的纯纳米TiO_2和经HBP-NH_2调控制备的纳米Au-TiO_2在结构和性能上的差别。结果表明:掺金前后的纳米TiO_2粒径均在10~20nm,HBP-NH_2在调控掺杂纳米金的同时,能够明显改善纳米TiO_2颗粒的分散性能。随着Au/Ti元素摩尔比增加,掺金含量以及纳米TiO_2的光催化性能均逐渐增加且趋向于平衡。掺金纳米TiO_2对刚果红和亚甲基蓝的降解率分别能达到99%和98%。     

CNTs/La~(3+)-TiO_2催化剂的制备及其对亚甲基蓝降解性能研究

结合静电纺丝和高温碳化方法制备了La~(3+)及碳纳米管(CNTs)不同掺杂量的TiO_2光催化剂,然后采用亚甲基蓝水溶液模拟印染废水,考察各种光催化剂的降解性能。同时,采用SEM、XRD、EDX、FTIR及UV-Vis对光催化剂的形貌、晶型、成分、内部结构以及光催化性能进行了表征和测试。试验结果显示,La~(3+)及CNTs共掺杂的TiO_2光催化剂的光催化活性得到显著提高。     

掺锌纳米TiO_2光催化性能研究

以钛酸四丁酯、硝酸锌为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备掺锌纳米TiO2微粒.以罗丹明B为目标降解物,考察了掺锌纳米TiO2粉体的光催化活性.结果表明:300℃焙烧4.5 h时,得到的催化剂活性最高.在紫外光照射下,催化效果明显优于太阳光照射(在紫外光下,pH值为2时,用1 g/L掺锌2.7%纳米TiO2光照70 min,罗丹明B的降解率接近100%;在太阳光下,pH值为10时,用4 g/L掺锌3.0%纳米TiO2光照120 min,罗丹明B的降解率达93%).     

掺镧TiO_2光催化降解罗丹明B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺镧TiO2微粒.以罗丹明B为目标降解物,分别在太阳光和紫外灯下照射,考察了掺镧TiO2光催化活性.结果表明:在紫外光下,pH值为6时,用4 g/L掺镧0.25%TiO2降解罗丹明B光催化活性最佳;在太阳光下,pH值为6时,用5 g/L掺镧0.075%TiO2降解罗丹明B光催化活性最佳;加入H2O2都能提高光催化效果,在太阳光下,由于TiO2和H2O2的协同作用,催化降解率能达到90%以上.     

罗丹明B的TiO_2/GO复合物光催化降解

以自制氧化石墨烯和钛酸丁酯为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2/GO复合材料。分别采用XRD、Raman、SEM等对其进行表征,并将其用于罗丹明B溶液的光催化降解,考察氧化石墨烯含量、TiO_2/GO复合材料用量、煅烧温度等因素对光催化降解性能的影响。结果表明,生成了粒径约20 nm的锐钛矿型TiO_2球形颗粒;相同条件下,溶胶-凝胶法制备的复合材料光催化活性优于机械混合物;TiO_2/GO为20/1时光催化活性最好;复合材料质量为0.05 g时,对罗丹明B的降解率可达99%。     

亚铁掺杂型MIL-53(Fe)光-芬顿催化材料的制备及其在印染废水中的应用

为有效提高金属有机框架MIL-53(Fe)的光-氧化催化活性,采用亚铁离子掺杂,通过一步溶剂热法制备亚铁掺杂MIL-53(Fe)复合型材料[Fe~(2+)-MIL-53(Fe)]用于印染废水高级氧化处理。以亚甲基蓝(MB)为目标处理底物,研究亚铁离子掺杂量、光催化、芬顿、光-芬顿联合反应体系类型对处理效果的影响,测试Fe~(2+)-MIL-53(Fe)对亚甲基蓝的降解性能,评价处理效果。结果表明,当亚铁离子掺杂量为10%时,Fe~(2+)-MIL-53(Fe)具有良好的催化性能;相对光催化和芬顿催化体系,光-芬顿联合体系为优化体系;当10%Fe~(2+)-MIL-53(Fe)用量为0.4 g/L、过氧化氢用量为4 mmol/L、反应2 h时,10 mg/L MB降解率达99.7%;采用适量亚铁离子对MIL-53(Fe)进行掺杂,可有效提高其光催化氧化反应活性。     

氮碳量子点/二氧化钛复合整理粘胶织物光催化协同构效

为提高服装面料在太阳光下的光催化自清洁性能,采用柠檬酸和尿素制备氮碳量子点(N-CQDs),并通过水热法与纳米二氧化钛(TiO₂)共同整理粘胶织物,制备出太阳光响应复合光催化纺织品。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计等对整理前后的粘胶织物进行表征,测试其光学吸收性、光催化降解脱色性和稳定性,研究N-CQDs、TiO₂及其复合体系降解罗丹明B的协同构效机制。结果表明:在模拟日光下催化降解罗丹明B 5 h时,经N-CQDs/TiO₂整理的粘胶织物脱色率为76.5%,比经TiO₂整理粘胶织物的脱色率(51.3%)提高了49.1%,且循环降解6次后,脱色率仍能达到62.34%。     

木质纤维基碳量子点/介孔TiO2复合体系的构建及光催化性能的研究

本研究以氮掺杂酶解玉米芯残渣碳量子点(E-N-CQDs)和介孔TiO_2进行复合,构建了介孔TiO_2/E-N-CQDs复合光催化剂体系,对其进行了分析表征,并探讨了其对水相中亚甲基蓝(MB)的降解能力。结果表明,E-N-CQDs具有良好的荧光性能,且其表面羧基、氨基等发色基团和助色基团增强了其荧光特性;介孔TiO_2具有较大的比表面积,孔径8～32 nm;与介孔TiO_2相比,光照300 min时,介孔TiO_2/E-N-CQDs对MB的降解率达到89%,提高了59%。由此可见,碳量子点的加入可显著提高介孔TiO_2的光催化降解能力,提高了对可见光的利用率。     

锐钛矿型TiO_2的低温微波辅助法制备及其光催化性能

以六氟钛酸铵为钛源,硼酸为硼源,在低温(低于100℃)开放体系中,通过微波辅助法制备了锐钛矿型TiO_2,研究了不同的反应条件对产物晶型的影响。结果表明,反应物比例、前驱体浓度、微波加热温度对TiO_2的晶型没有影响,均为结晶度良好的锐钛矿相。以罗丹明B为降解物,探讨了不同微波反应条件制备得到TiO_2的光催化性能。结果表明,微波辅助法制备得到的TiO_2光催化性能优于商品催化剂P25-TiO_2。紫外光催化150 min后,不同条件下制备的TiO_2对罗丹明B的脱色率≥94%,而P25-TiO_2对罗丹明B的脱色率仅为86%。     

Ag_3PO_4/TiO_2负载功能织物的制备及其光催化性能

采用原位沉积法制备Ag_3PO_4/TiO_2复合光催化剂,并经浸轧工艺整理1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)处理的棉织物,制备可见光光催化功能棉织物。采用X-射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)以及扫描电镜(SEM)表征复合光催化剂的晶型、光学性能以及整理织物的表面形貌,并研究了光催化功能织物催化降解模拟染料罗丹明B和甲醛的性能。结果表明,BTCA处理棉织物可以明显提高复合光催化剂在棉织物表面的负载量,所制得的可见光光催化功能棉织物对罗丹明B的降解率可达100%,对甲醛的降解率可达70%,具有良好的可见光光催化降解性能。     

印染废水的活性炭负载Fe离子掺杂TiO_2光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭(AC)负载Fe离子掺杂的TiO_2光催化剂(Fe-TiO_2/AC),并对其进行了XRD、N2吸附-脱附和XPS等表征,通过光催化降解印染二级废水,考察其催化性能。结果表明,1.5%Fe-TiO_2/AC的光催化性能最佳,催化剂中TiO_2平均粒径为17.6 nm,比表面积为887.11 m~2/g,Fe离子在催化剂中存在Fe~(3+)和Fe~(2+)两种价态。考察了焙烧温度、催化剂投加量等因素对催化活性的影响,发现当焙烧温度为500℃,反应时间为5 h,催化剂添加量为5 g/L时,催化效果最佳,COD去除率可达70.31%。催化剂重复使用6次后,催化活性为62.37%。     

TiO_2对乌龙茶中三唑磷光催化降解作用

为了解负载型TiO_2对乌龙茶中三唑磷紫外光催化降解的影响,在自制的光催化反应器中,采用负载型TiO_2对三唑磷进行光催化降解。考察了煅烧温度、TiO_2浓度和TiO_2与聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)的含量比对三唑磷降解效果的影响,探究了三唑磷的降解途径,并通过X射线衍射和X射线光电子能谱对TiO_2进行表征。结果表明,光催化降解三唑磷符合一级动力学方程,最佳制备参数为煅烧温度500℃,TiO_2浓度0.15%,TiO_2与PVPK30的含量比1∶1 (m/m),反应时间10 min,在此条件下,三唑磷降解率可达98%。经气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析可知光催化降解反应打断了三唑磷P-O酯键。XRD和XPS分析表明煅烧可影响纳米二氧化钛的粒径和晶型,温度越高,锐钛矿质量分数越小;500℃时,TiO_2羟基氧和Ti~(3+)的含量均较高。     

RGO-ZnFe2O4的制备及光Fenton反应降解罗丹明B

采用高能超声复合法制备RGO-ZnFe₂O₄,在模拟太阳光下评价其催化光Fenton反应性能。通过XRD、TEM、FTIR和漫反射光谱分析催化剂的形貌和理化特性。结果表明,RGO的加入可增强ZnFe₂O₄的光吸收能力。以罗丹明B溶液为模拟染料废水,降解率为评价指标,探究RGO掺杂量、催化剂用量和H2O2浓度对降解效果的影响。结果表明,RGO掺杂量6%、催化剂用量1 g/L、H2O2浓度20 mmol/L时,光Fenton降解罗丹明B效果最好,60 min后的降解率达到88.6%。