磁性纳米CoFe2O4／TiO2复合材料的制备及光催化性能

首先用化学共沉淀法以聚乙二醇作表面活性剂制备出乙醇基CoFe2O3磁流体,再以其为前驱体、钛酸正四丁酯为原料,用溶胶～凝胶法得到易于磁分离回收的磁载光催化剂CoFe2O4／TiO2,并利用电子透射电镜（TEM）,X射线衍射仪（XRD）,傅立叶红外光谱仪（FTIR）,振动样品磁强计（VSM）,可见光分光光度计（UV—vis）等进行表征．以光催化降解甲基橙溶液为模型反应,表征其光催化活性．结果表明：钛酸正四丁酯与纳米CoFe2O4粒子表面的聚乙二醇分子发生吸附、交联,使TiO2均匀地包裹在CoFe2O4上,形成CoFe2O4／TiO2核壳结构．煅烧后获得尖晶石型CoFe2O4与锐钛矿型TiO2复合光催化粒子,其磁性能和光催化性能均较高,甲基橙降解率达90％以上．     

钇掺杂纳米TiO2的制备及其降解甲基橙研究

以钛酸四丁酯为主要原料,在室温下,采用水热法制备了稀土Y3＋掺杂的纳米TiO2光催化剂,分别采用粉末XRD法和FT—IR法对产物进行了晶相和结构表征,分析结果表明：所制备的TiO2和四种不同掺钇量的TiO,粒子结构均为锐钛矿型二氧化钛,且随着Y掺杂量的增加,TiO2的粒径越来越小,说明钇的掺杂有细化晶粒的作用．以20mg／L的甲基橙为目标降解物,研究了掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能,结果表明,钇的掺杂能够有效提高紫外光下甲基橙的降解率,钇的最佳掺杂量（摩尔比）为n（Y3＋）：n（TiO3）=1．2％时,光催化效果最好,当反应2．5h时,降解率可汰到85％．     

TiO_2薄膜降解甲基橙动力学研究

采用450 W汞灯做光源,对TiO2薄膜光催化氧化甲基橙进行动力学研究。结果显示：TiO2薄膜光催化氧化甲基橙的动力学可用Langmuir-Hinshelwood（L-H）方程描述。甲基橙初始浓度≤20 mg/L时,TiO2薄膜光催化氧化甲基橙表现为一级反应;甲基橙初始浓度≥24 mg/L时,则表现为零级反应。     

悬浮TiO2-Ti电极体系中光电催化降解甲基橙

研究了在不同浓度的NaCl电解质溶液中,悬浮TiO2-钛电极体系的光电催化降解效率。当降解时间达到60min时,单独光催化降解甲基橙的降解率为50．7％;在10V电压下进行光电催化反应,以0．5mol／LNaCl为电解质时,可使甲基橙降解率达到98．9％。光电催化法对甲基橙的降解率明显高于光催化法和电降解法,电降解和光催化降解之间存在着协同效应,且降解效率随着外加电压和NaCl溶液浓度的增大而提高．     

La／金红石相TiO2的光催化性能

以钛酸丁酯和氧化镧为原料,通过一步法合成金红石相TiO2和La／金红石相TiO2。利用XRD、比表面积、DRS、Zeta电位等表征La／金红石相TiO2的光催化活性性能。结果表明,质量分数1．00％的La／,金红石相TiO2光催化活性最优。以甲基红、甲基橙和亚基甲蓝为降解目标的光催化,其反应动力学参数与表征结果吻合。     

Ag-TiO2复合膜的制备及光催化性能

以载玻片为载体,用溶胶-凝胶法制备了含银量为1．0％的Ag—TiO2复合膜,并且考察了复合膜光催化脱色甲基橙溶液的催化性能。结果表明：复合膜焙烧温度为450℃时催化活性最好,TiO2呈锐钛型,Ag—TiO2复合膜光催化性能是TiO2膜的2．25倍;低pH值时复合膜催化活性较好,当甲基橙浓度≤10mg／L时,光催化脱色反应为准一级反应,而且可以用Langmuir—Hinshelwood方程描述。复合膜使用15小时催化活性没有降低。     

SO^2-4／CeO2-TiO2／HTLC 的制备及光催化性能

为利用TiO2作为光催化降解水中有机污染物,以铁铝水滑石为载体,以CeO2掺杂的TiO2为活性组分,制得光催化剂前体,再以SO^2-4对其进行修饰,制得了SO2-4／CeO2-TiO2／HTLC 光催化剂。采用XRD、SEM、EDS 和UV-Vis DRS等手段对催化剂进行了表征;以甲基橙为模拟污染物,考察了催化剂样品的光催化性能。实验结果表明：CeO2掺杂TiO2粒子在可见光区吸光性能高于TiO2;SO2-4与CeO2-TiO2／HTLC有协同催化作用,SO2-4／CeO2-TiO2／HTLC光催化剂对可见光的吸收大大增强。经模拟日光照射2 h,SO2-4改性的15％（ CeO2-TiO2）／HTLC催化剂对甲基橙的脱色率达到93％。     

甲基橙溶液的光催化氧化研究

本实验采用纳米级的二氧化钛，对甲基橙溶液进行了紫外光催化氧化处理，探讨了pH的影响和添加Fe^3 的效果及反应动力学方程。结果表明，采用UV／O3／TiO2工艺对其进行处理，pH4—5时，10W紫外灯光照60min,CODcr去除率达84％，脱色率达96％以上。添加Fe^3 ，对溶液的催化降解速度提高不明显。动力学研究表明，CODcr降解速度对CODcr的浓度为一级反应。     

TiO2光催化降解甲基橙性能的研究

用工业级TiO2(110℃干燥的产品)经焙烧后得到晶粒尺寸为15--30 am(锐钛矿为主)的二氧化钛纳米光催化剂.用甲基橙降解脱色为模型反应,结合XRD、BET、UV-Vis等表征手段,考察了TiO2焙烧条件与晶粒尺寸和相结构的关系及相应的光催化活性.实验结果表明,锐钛矿的含量为96.7%,晶粒尺寸为24.4 nm时,TiO2光催化降解甲基橙的活性最好.当催化剂用量为0.6 g·L-1,甲基橙溶液质量浓度为20 mg·L-1,pH为3时;光催化反应20 min后,甲基橙的脱色率达到95.60%,CODMn的降解率为72.33%.     

CdS、Ag^＋掺杂改性纳米TiO2光催化降解甲基橙动力学研究

在探索纳米TiO2光催化降解甲基橙的最佳条件后,对纳米TiO2及其改性光催化剂CdS/TiO2、Ag＋/TiO2光催化降解甲基橙性能进行了动力学研究,结果表明：纳米TiO2及其改性的CdS/TiO2、Ag＋/TiO2的光催化反应符合动力学一级反应规律;三种光催化反应剂的光催化均存在诱导期,其中纳米TiO2光催化反应诱导期最长,其次是Ag＋/TiO2光催化反应,而CdS/TiO2光催化反应诱导期最短;光催化反应降解甲基橙效率是：TiO2光催化反应最低,其次是Ag＋/TiO2,CdS/TiO2效率最高.     

H3PW12O40-TiO2/膨润土光催化降解甲基橙的催化性能

通过溶胶凝胶制得H3PW12O40-Ti（OH）4凝胶,并柱撑于膨润土层间制备了复合光催化剂H3PW12O40-TiO2/膨润土。由XRD、SEM、EDS对制备的复合光催化剂进行表征测试表明,固载的H3PW12O40-TiO2使膨润土层状结构发生明显变化,柱撑体H3PW12O40-TiO2呈弥散状态,且TiO2为锐钛结构,催化剂为颗粒粒径大小不一、分布松散的复合材料。对甲基橙的H3PW12O40-TiO2/膨润土光催化降解应用表明,掺杂的杂多酸使所制备的复合催化剂光催化活性得到了极大提高,在光催化体系下有较广的pH适应范围,且制备的催化剂具有良好的催化稳定性。在表征分析及应用实验的基础上,提出了H3PW12O40-TiO2/膨润土的强化催化作用原理。     

Ce掺杂对纳米TiO2结构和光催化性能的影响

以钛酸丁酯和硝酸亚铈为实验原料,采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂的TiO2纳米粒子,并利用XRD、DRS、TEM、BET等测试技术对样品进行了表征,且以高压汞灯为光源,甲基橙水溶液的脱色为模型反应,考察了Ce掺杂对纳米TiO2光催化活性的影响．结果表明：Ce掺杂能提高纳米TiO2的光催化活性,有效抑制TiO2纳米粒子的生长和在高温下的相变,增大其比表面积,并使TiO2纳米粒子的光谱响应范围拓展到可见光区,当掺杂Ce的物质的量分数为0．5%时,TiOz纳米粒子的光催化活性达到最佳．     

吸附相反应技术制备沸石负载TiO_2光催化剂

以钛酸丁酯为钛源,天然沸石为载体,采用吸附相反应技术,以沸石表面吸附的水层为"纳米反应器",制备了沸石/TiO2光催化剂。运用红外光谱分析和X-射线光电子能谱分析对沸石/TiO2光催化剂进行了表征。结果表明,在沸石表面成功地负载了纳米TiO2。以250W紫外线高压汞灯为光源,以有机颜料甲基橙为目标降解物,研究了沸石/TiO2光催化剂的光催化性能,并探讨了沸石中TiO2负载量、沸石/TiO2用量与催化剂催化活性之间的关系。结果表明,当沸石与钛酸丁酯质量比为1∶3时,沸石/TiO2光催化剂具有较好的光催化活性。提高沸石/TiO2光催化剂的用量能提高其对甲基橙溶液的光催化降解效率。     

TiO2中空纤维光催化研究及设备设计

利用生物模板法-脱脂棉为模板,于不同温度烧结得二氧化钛（TiO2）中空纤维,利用X射线衍射、扫描电镜等进行表征,研究得出550℃高温下烧结的TiO2中空纤维光催化性能最佳,以浓度为10mg/L甲基橙为目标降解物,在pH值为2,TiO2中空纤维浓度为2.5g/L,紫外灯照射180min后降解率可达90%以上,二次降解率可达77%以上。在此最优实验条件的基础上,设计了一套新型光催化降解有机废水二级处理装置,第一级装置采用TiO2中空纤维作为催化剂,第二级装置采用活性炭和TiO2混合物作为催化剂,实验测试结果较好,极具实际应用与推广价值。     

累托石/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源,用溶胶-凝胶法制备了改性累托石/TiO2光催化剂,运用X射线衍射和扫描电镜对其进行了表征.结果表明,累托石结构中负载了纳米TiO2.以300 W紫外灯为光源,以亚甲基蓝为目标降解物,得到制备交联钠化累托石/TiO2复合材料的最佳条件是盐酸浓度为0.2 mol/L,TiO2与累托石添加比例为5 mmol/g,复合材料的煅烧温度为500℃.研究了累托石/TiO2光催化剂的光催化性能,当用紫外灯光照20m in,反应温度为30℃,溶液pH为6时,亚甲基蓝的去除率达到90%以上.     

以十八胺为成孔剂制备TiO2薄膜的性能

以十八胺作为成孔剂,采用溶胶-凝胶法制备了多孔TiO2薄膜,研究了薄膜的性能和光催化降解甲基橙的活性。所制备的材料为锐钛矿TiO2薄膜,其晶粒尺寸随ODA添加量的增加而变大。随ODA添加量的增加,薄膜表面出现多孔结构,薄膜的透射率下降,且吸收边界向长波方向偏移。ODA添加量为2.0g时,薄膜具有最佳光催化活性。当光催化反应时间为240 min时,薄膜对甲基橙的降解率达到96.2%。经过多次重复使用,薄膜仍有较高的光催化活性。     

铬银共掺杂改性纳米TiO2光催化剂及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶凝胶法制备了Cr/Ag共掺杂的TiO2纳米材料.采用XRD、SEM、EDS等测试分析技术对掺杂纳米TiO2粉体进行了表征;以甲基橙为降解物,在太阳光照射条件下研究了掺杂对光催化活性的影响.研究结果表明:掺杂后的纳米TiO2的光催化性能明显提高,优于纯TiO2.当共掺杂的比例为Cr 1.0%/Ag 0.5%时,样品的效果最佳,对甲基橙的3h降解率达到97.63%.     

Bi-TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能

以甲基橙光催化降解效率为指标、 Bi（ NO3）3-稀HNO3混合液为电沉积液,利用电化学沉积法探讨铋掺杂二氧化钛纳米管阵列（ Bi-TNTs）的制备条件,通过SEM、 XRD对其结构和形貌进行表征,考察Bi-TNTs光催化降解制糖废水的条件。结果显示,在电压为2.2 V 、0.33 g/L Bi（NO3）3和0.28 mol/L HNO3溶液电沉积4 min条件下制备的Bi-TNTs可以显著提高光催化降解甲基橙及制糖废水的效率。底物pH值对Bi-TNTs光催化活性有较大影响,较强碱性环境中, Bi-TNTs对制糖废水降解率最高,光照25 h制糖废水降解率达到90.24％。