可见光下ZrO2(Er3+)/TiO2光催化剂的性能研究

本文以氧氯化锆、氧化铒、二氧化钛等为基本原料,利用沉淀超声法合成了一种由上转换材料ZrO2(Er3+)复合TiO2的光催化剂.用荧光光谱仪测量了上转换材料在420 nm激发下的上转换发光光谱,并用紫外-可见分光光度计分析了ZrO2(Er3+)/TiO2催化剂的光催化能力.以甲基橙为降解对象,研究了在可见光下不同复合量样品的光催化活性,并与紫外光下的结果进行了对比.结果表明:上转换材料ZrO2(Er3+)复合后的光催化剂其催化性能优于二氧化钛,且很好的提高了TiO2催化剂的光谱响应范围,大大提高了可见光利用率.     

多种光源下氮掺杂TiO_2光催化降解染料废水的研究

以尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂纳米TiO2粉末,以甲基橙溶液为模拟染料废水,分别在可见光、模拟太阳光和紫外光条件下,研究了氮掺杂纳米TiO2光催化降解染料废水的性能。结果表明:氮掺杂可以提高TiO2的可见光催化活性;氮含量和煅烧温度对氮掺杂TiO2光催化活性影响较大,n(N)∶n(Ti)为10%且经500℃煅烧的氮掺杂TiO2在可见光和模拟太阳光下均具有最佳的光催化活性;然而在紫外光下,氮掺杂TiO2的光催化活性低于未掺杂的TiO2样品。     

铋和镧共掺杂二氧化钛半导体的制备与光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯的TiO2和铋镧共掺杂的TiO2光催化剂,以活性黑KN-B为模型降解物,考察了铋单掺杂和铋镧共掺杂对TiO2光催化剂的活性影响,研究了催化剂投加量、染料初始质量浓度、溶液pH对活性黑KN-B降解率的影响.结果表明,铋掺杂的TiO2光催化活性高于TiO2,而适量铋镧共掺杂TiO2光催化活性进一步提高,最佳掺杂比是0.5％的Bi和0.2％的La.当铋镧共掺杂TiO2催化剂投加量为2.0 g·L-1,初始质量浓度为40 mg·L-1,pH为2.2时,活性黑KN-B在125W高压汞灯光照下20min后的降解率可达100％.     

不同酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛光催化剂的研究

通过水蒸汽-水解法制备了纳米级TiO2粉体,并通过原位聚合法制备了不同酸掺杂的聚苯胺(PANI)/TiO2复合材料。利用单因素实验验证了盐酸、硫酸、对甲苯磺酸和对氨基苯磺酸四种掺杂酸对TiO2光催化活性的影响。以KBF染料模拟废水为研究对象,考察了PANI/TiO2复合材料在紫外光及可见光照射下降解水中有机物的效果。结果表明,其他单因素相同时,盐酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛粉体效果较好。聚合反应中苯胺与过硫酸铵的摩尔比为1∶2,反应温度为5℃,反应时间4h。不同酸掺杂的聚苯胺对纳米TiO2光催化剂的改性,显著改善了纳米TiO2光催化剂在可见光条件下的光催化性能,可有效降解KBF染料。     

Fe3+/TiO2光催化剂降解孔雀绿染料的研究

采用快速溶胶法制备纳米TiO2光催化剂,用Fe^3 对其掺杂改性,并进行了催化剂的X-射线衍射分析(XPd3),傅立叶红外光谱分析(FT-IR),BET比表面积的表征,用于光催化降解水中孔雀绿染料的研究．研究了不同催化剂的光催化活性,确定了光催化剂的用量．结果发现60W紫外光辐射80min,孔雀绿可以彻底降解;可见光下,光催化剂对孔雀绿降解120h,其转化率为98%,COD的去除率为75．3%。可见光下孔雀绿的脱色率和COD的变化不一致,并对其产生的原因和孔雀绿的光催化降解机理作了探讨。孔雀绿的光催化降解符合一级动力学反应规律,反应速率常数随催化剂的用量增加而增大,但增大幅度逐渐减小。     

浸渍法制备B、N和Ce共掺杂TiO2光催化剂

采用浸渍法制备出B、N和Ce共掺杂TiO2光催化剂,并用SEM等表征了其结构特征.以酸性大红染料溶液的光催化降解为探针反应,考察了制备条件对共掺杂TiO2催化剂活性的影响.结果表明,在600℃,当B、N和Ce的原子比为2:2:0.1,焙烧3 h时,光催化剂活性最大,大红染料的降解率达到90%.     

可见光催化剂N/TiO_2的制备及其光催化活性

对TiO2光催化剂进行改性,提高它的可见光活性。以钛酸四丁酯为前驱物,采用水解沉淀法制备了N/TiO2光催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)等方法对样品进行了表征,以活性红紫为模型污染物,考察了N掺杂量、焙烧温度等制备条件对N/TiO2粉体光催化活性的影响。结果表明:当氨水投加量为20 mL时,在500℃下焙烧1 h制得的催化剂具有最高的光催化活性;同样条件下,其催化活性约为市售普通的Degussa P25 TiO2的1.5倍,N/TiO2光催化剂在可见光范围内对活性红紫的降解具有很好的应用前景。     

钕和镨共掺杂TiO2光催化性能的研究

采用溶胶—凝胶法制备纯纳米TiO2、钕和镨掺杂的纳米TiO2光催化剂,以甲基橙为目标降解物,研究了催化剂加入量、染料初始质量浓度、溶液pH值对甲基橙降解率的影响.实验结果表明,钕掺杂的纳米TiO2光催化活性高于纯纳米TiO2的光催化活性,而适量钕镨共掺杂纳米TiO2光催化活性可进一步提高,最佳掺杂浓度为0.5％的钕和0.2％的镨.当钕和镨共掺杂纳米TiO2催化剂加入量为2.0g/L,甲基橙溶液的初始质量浓度为30 mg/L,pH值为10.5时,在40 W紫外灯光照射35 min后降解率最好,可达到93％.     

氮掺杂制备锐钛矿型纳米TiO2及降解甲基橙的研究

采用溶胶凝胶法制备了氮掺杂TiO2光催化剂。考察了氮的掺杂量、热处理温度对TiO2光催化能力的影响。用XRD、 SEM和紫外-可见光分度计对样品的晶型、形貌和光催化性能进行表征。结果表明氮的掺杂有助于改善TiO2的光催化性能,在灯光照射下5％N-TiO2煅烧温度为450℃时表现出较高的光催化活性和降解甲基橙溶液的能力,在80 min内降解甲基橙溶液达到了98％。     

S,Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,从而提高催化剂活性;可见光降解甲基橙溶液结果表明,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,S和Fe共掺杂对提高TiO2可见光活性具有协同效应。当Fe3+∶S∶Ti(摩尔比)=0.005∶1∶1,180℃下水热反应3 h时,制得的TiO2-S-Fe可见光催化活性比纯TiO2的活性提高了约10倍。