介孔TiO_2光催化剂的制备及其性能研究

本文以钛酸四丁酯为钛源,以十二烷基磺酸钠为模板剂,采用水热法制备了系列介孔TiO2光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET和BJH)和扫面电子显微镜(SEM)等测试手段对所制备系列样品的微观结构及其谱学性能进行了初步表征,并以甲基橙溶液为降解物测试其光催化活性,进而探讨了介孔TiO2光催化剂的最佳制备条件。结果表明,实验得到了以锐钛矿相为主的介孔TiO2纳米粉体,晶粒尺寸均为5nm左右,均具有Langmuir IV型孔径结构;对甲基橙溶液具有较强的光降解作用,晶化时间为28h、模板剂用量为5g时,对甲基橙溶液光催化活性最强,1h内降解率可达到98.54%。     

活性碳纤维负载单晶TiO_2纳米结构的制备及其光催化性能

以高纯钛片为钛源,采用水热合成的方法在活性碳纤维表面沉积TiO_2纳米晶,构造TiO_2/ACF复合纳米结构。采用X射线衍射仪对样品的晶体结构进行表征,采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对复合样品的形貌和结构进行分析。以甲基橙为目标降解物,分析了样品的光催化性能,研究了水热温度对复合纳米结构的结构、形貌及光催化性能的影响。结果表明,采用水热法可在活性碳纤维表面生长TiO_2纳米晶,并且为锐钛矿和金红石的双相结构。优化后的TiO_2/ACF-100样品具有最高的光催化性能,在300 W汞灯照射下120 min可完全降解甲基橙溶液,同时也表现出优越的重复使用特性。     

纳米TiO_2/硅藻土复合材料光催化降解甲基橙的研究

以提纯硅藻土为载体原料,钛酸四丁酯为TiO_2前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2/硅藻土复合材料。通过XRD、SEM对复合材料晶型结构和形貌表征分析,以甲基橙为目标污染物,考察复合材料对甲基橙光催化性能影响。结果表明,TiO_2负载量为37.67%制备的复合材料光催化活性最好,TiO_2为锐钛矿和金红石混晶型。甲基橙溶液初始浓度为10 mg/L,催化剂用量为2 g/L,pH=2时,甲基橙溶液降解效果最好。     

纳米TiO_2/硅藻土复合材料光催化降解甲基橙的研究

以提纯硅藻土为载体原料,钛酸四丁酯为TiO_2前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2/硅藻土复合材料。通过XRD、SEM对复合材料晶型结构和形貌表征分析,以甲基橙为目标污染物,考察复合材料对甲基橙光催化性能影响。结果表明,TiO_2负载量为37.67%制备的复合材料光催化活性最好,TiO_2为锐钛矿和金红石混晶型。甲基橙溶液初始浓度为10 mg/L,催化剂用量为2 g/L,pH=2时,甲基橙溶液降解效果最好。     

多金属氧酸盐/二氧化钛复合光催化剂的制备及性能研究

通过溶胶-凝胶法和水热合成法制备出杂多酸(K_6P_2W_(18))/TiO_2复合光催化剂,并对其进行SEM,XRD,IR表征。采用该复合催化剂和单一TiO_2在紫外光条件下对模拟染料废水甲基橙溶液进行光催化降解,考察两者的光催化活性,并分别测出降解之后的甲基橙溶液的COD值(化学需氧量)。通过实验可以得出,杂多酸/TiO_2复合光催化剂的光催化活性明显优于单纯的TiO_2光催化剂。并且,经模拟紫外灯照射甲基橙溶液8h后,加入复合光催化剂的甲基橙溶液COD去除率达到61.98%,而加入单纯的TiO_2光催化剂的COD去除率仅达到40.63%。     

CdS/TiO2复合材料的制备及其在不同波长光下的光催 化性能测试

以氯化镉、硫化钠和钛酸四丁酯为原料,通过水热合成法制备了不同比例,不同水热反应时间的CdS/TiO_2复合材料,并采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等对其组成和结构进行了测试和表征。将所制备的复合材料分别在395nm,425nm和465nm波长的灯光下进行光催化性能测试,研究结果表明采用水热合成法制备的CdS/TiO_2复合材料具有优异的光催化性能和可见光活性,在钛镉比为2∶1,水热反应时间为18h、光催化波长465nm的条件下,室温下反应140min几乎可将20mg/L亚甲基蓝溶液完全降解。该研究结果表明CdS/TiO_2纳米复合材料在光催化领域具有广泛的应用前景。     

可见光响应TiO_2中空球的制备及在降解水体中有机物的应用

采用天然聚合物(可溶性淀粉、羧甲基纤维素、魔芋)或葡萄糖为碳源,通过水热碳化合成法制备了粒径分布均一的亲水性碳球,以硫酸氧钛为钛源,通过二次水热合成方法制备了核-壳型C-TiO_2复合材料,再经高温煅烧制得TiO_2空心球。通过XRD、SEM和TEM对所制备的TiO_2空心球进行了表征,结果表明所制备的TiO_2的晶型为锐钛矿型,TiO_2呈中空结构。此外,以甲基橙为典型的模拟有机污染物,通过在模拟太阳光下对所制备TiO_2空心球的光催化降解有机物的性能进行了评价,结果表明,3h内即可将溶液里的甲基橙完全降解,因此,该TiO_2空心球具有良好的光催化性能,在降解废水中的有机物方面具有潜在的应用价值。     

煤基石墨烯/TiO_2复合材料的制备及光催化性能

以资源丰富的褐煤为原料,经高温石墨化处理后,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再以四氯化钛(TiCl_4)为钛源,通过水热合成法制备煤基石墨烯/TiO_2(CRGO/TiO_2)复合材料。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、低温氮气物理吸附仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)对复合材料的微观结构进行系统表征,并重点研究不同GO添加量下所制CRGO/TiO_2复合材料对液相中罗丹明B的光催化降解性能。结果表明:以褐煤为碳质前体,TiCl_4为钛源,采用水热合成法可合成具有介孔特征的煤基石墨烯/TiO_2复合材料,其比表面积可达88.53~169.64m~2/g,孔径主要分布在2~12nm,且随着GO添加量的增加,复合材料的孔径分布逐渐变窄。复合材料中的TiO_2纳米颗粒主要以锐钛矿晶型均匀分散于层状石墨烯表面。GO添加量是影响复合材料光催化降解性能的重要因素。当GO添加量为8%时,CRGO/TiO_2复合材料在可见光下对罗丹明B的降解率可达98.9%。     

GO/TiO_2复合催化剂的制备及其光催化降解甲基橙

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),以异丙氧基钛为钛源,通过原位溶胶凝胶法制备了复合催化剂GO/TiO_2。通过X射线粉末衍(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法对GO及复合催化剂GO/TiO_2进行了表征,结果表明,制备的复合催化剂主晶相为锐钛矿型TiO_2,GO表面富集的TiO_2颗粒尺寸15 nm左右。以甲基橙为模型分子,测试了催化剂在紫外光下的降解性能,发现在120 min内,当GO加入量为2.1%时,GO/TiO_2复合催化剂光催化降解率高达92.7%。     

微波水热法制备稀土元素铒掺杂TiO_2光催化剂及光催化活性

采用微波水热法和溶胶-凝胶法制备稀土元素Er掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Er,以甲基橙溶液为模拟污染物,在微波辐射-紫外光照(MW-UV)和太阳光照条件下,考察TiO_2-Er光催化剂的光催化降解活性。分别用N_2吸附-脱附、ICP-AES和PL光谱分析对TiO_2-Er光催化剂进行结构测试和表征。结果表明,Er掺杂能显著提高TiO_2光催化剂光催化活性,微波水热法制备的TiO_2-Er光催化剂具有较高的光催化活性;微波水热法和溶胶-凝胶法制备的TiO_2-Er光催化剂微波辐射-紫外光照50 min,甲基橙降解率分别为100%和98.5%,太阳光照4 h,甲基橙降解率分别为99.0%和97.5%。微波水热法具有晶化时间短和元素掺杂均匀的优点,制备的TiO_2-Er光催化剂具有形貌均匀、孔径较大、孔分布均匀和比表面积较大等特点,且Er掺杂能抑制光生e~-/h~+复合,使光生e~-/h~+的分离效率得到提高,有利于光催化活性的提高。     

Nd掺杂介孔Ti O2光催化剂的制备及其性能研究

本文以十二烷基磺酸钠为模板剂,钛酸四丁酯为钛源,采用水热法制备了介孔Ti O2光催化剂和不同摩尔比的Nd掺杂介孔Ti O2光催化剂,通过X-射线衍射(XRD)分析、N2吸附-脱附和孔径分布(BET和BJH)等对其进行表征,并且以甲基橙溶液为目标污染物,考察了所制备样品光催化性能。研究表明,所制备样品均为锐钛矿型结构Ti O2晶体,H2型孔结构,均具有较强的光催化性能,样品1%率达到了98.4%。     

Na_2CO_3修饰TiO_2纳米材料的制备与染料废水处理研究

以钛酸四正丁酯为钛源,采用水热法制备了纯TiO_2和用碳酸钠修饰的TiO_2纳米粉体,采用XRD、N2吸附-脱附、SEM和TEM等对其结构和形貌进行了表征。研究材料对亚甲基蓝溶液模拟染料废水的光催化性能。结果表明,碳酸钠修饰后的TiO_2具有介孔结构,与纯TiO_2相比,晶粒尺寸减小,比表面积增大,对亚甲基蓝表现出较好的光催化去除性能,光反应30 min时,对亚甲基蓝的脱色率达97.05%。     

水热法制备TiO_2/MMT复合材料及其吸附性能研究

以碳酸钠改性后的钠基蒙脱土为载体、硫酸钛为钛源,采用水热法制备了TiO_2/蒙脱土复合材料。通过XRD、SEM和N_2吸附-脱附测试手段研究其微观结构和光谱学性能,并以刚果红溶液为模拟染料废水,研究其吸附性能。结果表明,TiO_2附着于蒙脱土表面,形成TiO_2/蒙脱土复合材料。该材料具有介孔结构,比表面积高达261.03m~2/g,在刚果红初始浓度为50mg/L、振荡时间为2h的条件下,TiO_2/蒙脱土对刚果红的吸附率为88.96%,极限吸附量可达344.8mg/g。     

大孔炭负载二氧化钦复合催化剂降解甲基橙性能研究

制备了大孔炭负载二氧化钛光催化复合材料,在紫外光下降解甲基橙做其光催化性能评价.在相同条件下与P25光催化降解甲基橙相比较,TiO2 /C的催化降解活性显著高于P25,并考察了复合催化剂的用量及循环使用次数.实验结果表明,TiO2/C复合材料光催化降解甲基橙是吸附与光催化降解的协同作用的结果,具有良好的催化降解活性.     

TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料的制备和光催化性能研究

采用分子组装的方法,以硅藻土为基底制备TiO_2/硅藻土、TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料,通过UV-Vis、TEM方法对材料进行表征,以甲基橙溶液为目标降解物探究纳米复合材料的光催化性能,结果表明,基底制备TiO_2/硅藻土、TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料对甲基橙均有不错的降解率,其中TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料降解率达到67.16%。     

离子液体辅助水热法制备TiO_2/CoFe_2O_4复合材料及光催化性能

以离子液体([C_4MIM]BF_4)为辅助剂、铁酸钴为磁核,用水热法制备了可磁分离TiO_2/CoFe_2O_4新型复合光催化材料。利用X射线衍射、N_2吸附-脱附和透射电子显微镜对样品进行表征;以亚甲基蓝溶液为模拟污染物,在模拟太阳光下考察样品光催化性能。结果表明:加入离子液体制备的TiO_2/CoFe_2O_4样品具有介孔结构,TiO_2稳定的包覆在CoFe_2O_4上,其比表面积可达238.3 m~2/g;在模拟太阳光下照射2 h,对亚甲基蓝的降解率可达97.9%。样品经磁场回收后重复使用3次光降解率为96.1%,依然保持较高的光催化活性。     

电气石/TiO_2复合材料的光催化体系研究

采用溶胶凝胶技术制备电气石/TiO_2复合光催化材料,研究其光催化反应体系中的溶解氧含量、水分子团结构等,并结合光催化降解甲基橙实验对光催化反应机理进行了初探.研究表明,随着电气石/TiO_2复合光催化材料质量分数的增加,反应体系中溶解氧含量的增长速度明显加快,但溶解氧含量的饱和值十分接近,均在8.15 mg/L附近.同时,电气石/TiO_2复合光催化材料的质量分数为0.1%时,静置2h后的水样峰宽由93.5 Hz下降到86.2 Hz.此外甲基橙的光催化降解实验表明,电气石/TiO_2复合光催化材料的光催化活性优于粒径为50nm的纳米TiO_2,将甲基橙的光催化降解率提高了41.8%.     

纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备与表征

采用酸浸法对硅藻土进行了提纯处理,以四氯化钛为前驱体,用水解沉淀法对提纯前后的硅藻土分别进行了表面包覆改性,制备了硅藻土负载TiO2复合光催化材料.通过SEM、XRD等测试手段对复合材料的成分、物相、形貌等进行了表征,并用甲基橙溶液的光催化降解率对材料的光催化性能进行了评价.结果表明,负载在硅藻土表面的TiO2晶型为锐钛型,晶粒平均尺寸12 nm,纳米TiO2在硅藻土表面形成了均匀的包覆;这种硅藻土负载纳米TiO2复合光催化材料具有很强的光催化活性,对10 mg/L的甲基橙溶液1.5 h的脱色率达99%以上.     

氮掺杂花状黑色二氧化钛(TiO_2)的制备及光催化性能研究

本论文以金属钛粉和尿素为原料,利用水热法制备出氮掺杂黑色二氧化钛(TiO_2)光催化剂,并对其光催化性能进行了红外光谱、紫外光谱和SEM等表征实验,探讨了氮掺杂花状黑色二氧化钛(TiO_2)光催化剂的光催化性能。将甲基橙溶液作为目标降解染料,在模拟太阳光条件下照射含有不同氮掺杂含量的光催化剂的甲基橙溶液,紫外—可见分光光度计测试不同光催化剂的光催化性能。通过对不同形貌,不同掺杂量的催化剂比较研究,探讨结构与光催化性能之间的关系。实验结果表明:以尿素:黑色花状二氧化钛=2:1的比例制备的氮掺杂花状黑色二氧化钛催化剂对甲基橙溶液的催化降解效果最好,提高了对染料的降解作用。     

超临界干燥法制备TiO_2/凹凸棒复合光催化剂

以凹凸棒为载体,四氯化钛为钛源,通过溶胶-凝胶法结合超临界干燥法制备TiO_2/凹凸棒复合光催化材料。采用XRD、SEM、TEM、BET、XPS等方法对材料的结构、形貌及催化性能进行表征。研究结果表明:超临界干燥可增大复合材料的比表面积,抑制TiO_2发生晶型转变。凹凸棒吸附特性良好,增加了材料表面的活性位点,显著提高催化剂的光催化活性。不同煅烧温度下的TiO_2均为锐钛矿型,粒径约为20 nm,呈不规则短棒状,成功负载于凹凸棒上。在400℃煅烧2 h条件下,催化剂3 h后对亚甲基蓝的降解率可达98.4%。