Fe/N改性TiO_2粉末的制备及其降解甲醛之初探

本文研究了Fe/N改性Ti02粉末降解甲醛的效果。以三乙胺为氮源,用TiCl4制备氮掺杂Ti02(N-Ti02)粉末,并用吸附法在N-Ti02粉末表面负载一定量铁离子,高温处理后形成铁、氮共掺杂Ti02(Fe/N-Ti02)粉末光催化剂。以光催化降解甲醛为模型反应,比较了掺铁量、光源和光强对甲醛降解效果的影响,结果表明,紫外光照下,当铁掺杂质量分数为0.5%时,粉末表现出最佳催化性能,光照2h后甲醛的降解率达到74.6%;Ti02的光催化活性随光照强度增大呈非线性增加。     

漂珠基复合光催化剂降解印染废水的研究

利用溶胶凝胶法实现了N掺杂改性的Ti O2在粉煤灰漂珠(FAC)表面的负载,成功制备出N-Ti O2/FAC复合光催化剂。以亚甲基蓝为降解对象,研究了不同煅烧温度、不同N掺杂量的复合光催化剂在可见光条件下的光催化活性与反应动力学性能。试验表明:煅烧温度为450℃,N掺杂量为25%的条件下制备的N-Ti O2/FAC光催化降解亚甲基蓝的效果最优,对亚甲基蓝的降解效率比N-Ti O2高10%,比Ti O2/FAC高40%,且该催化剂漂浮于水面可通过相分离得以回收。     

纳米TiO2/Fe3O4光催化剂的制备及其在焦化废水处理中的初步应用研究

应用纳米光催化法处理高浓度焦化有机废水,大量对比试验结果表明,在实验室高曝气量、纳米TiO2/Fe3O4光催化紫外光照射条件下,焦化废水中的COD和氨氮降解率可达98.91%和77.35%.采用磁性Fe3O4复合TiO2得到的纳米TiO2/Fe3O4光催化材料,既保有悬浮态纳米TiO2的高催化活性,又便于回收再利用.纳米TiO2/Fe3O4光催化剂具有较好的光催化活性,在紫外光照射下,辅以充分的空气搅拌,可以实现高浓度有机废水的较深度处理,预计在高浓度有机废水处理中有较好的应用前景.     

氮掺杂对TiO_2催化剂吸附性能及光催化性能的影响

以低浓度碱溶剂热法制备钛酸纳米纤维,利用二次水热法掺杂氮元素制得N-Ti O2催化剂;采用X射线衍射和扫描电子显微镜对制备的催化剂进行表征。以亚甲基蓝溶液模拟有机废水,考察氮掺杂量对催化剂吸附性能和光催化性能的影响,揭示吸附性和光催化性能的内在联系。结果表明,掺杂氮元素未改变Ti O2的晶型,但能改变Ti O2晶体尺寸,对其形貌有一定影响,同时显著提高N-Ti O2催化剂的吸附性能和催化活性。氮掺杂量越高,晶粒尺寸越小,比表面积越大,吸附和光催化性能越好。在n(N)∶n(Ti)=1∶1时,Ti O2光催化活性和吸附性能最佳。     

可见光响应的复合光催化剂对染料废水的降解

以钛酸丁酯为主要原料,用溶胶-凝胶法制备了Ce/Ti O2复合粒子,并采用均匀沉淀包覆法,不经高温煅烧处理,制备出了Fe(OH)3/Ce/Ti O2复合型光催化剂。通过XRD、比表面、UV-Vis反射等对光催化剂结构进行了表征,并以染料活性红3BS为有机污染物的模型化合物研究其光催化活性。结果表明,与纯Ti O2相比,在改性前后晶形基本不变,Fe(OH)3/Ce/Ti O2光催化剂在可见光区吸收能力增强,比表面增大,降解3BS的光催化能力有较大提高。用正交实验探讨了催化剂用量、溶液p H、降解时间等因素对3BS降解率的影响,实验得出在太阳光照射下,催化降解该染料废水的最佳条件:催化剂用量为0.8~1.0 g/L,p H为3,降解时间为90 min,在此条件下复合光催化剂对染料3BS的降解率为90%以上,COD去除率约为85%。     

Fe2O3/TiO2纳米管复合材料光催化降解亚甲基蓝染料废水的研究

水热法合成TiO2纳米管,以Fe(NO3)3为前驱体制备Fe3+掺杂TiO2纳米管(Fe2O3/TiO2),并系统研究其光催化降解染料废水活性。结果表明,Fe3+掺杂能有效提高TiO2纳米管光催化降解染料废水效果,其中Fe2O3掺杂量为4%(ω)时,其光催化性能最好,最高降解率可达99%,且具有较好的稳定性。研究证实,Fe2O3/TiO2复合材料具有良好的光催化降解亚甲基蓝染料废水性能。     

Fe-Sm共掺杂改性TiO2高效光催化剂的制备与表征研究

采用sol-gel法,使用过渡金属离子Fe和稀土离子Sm共掺杂改性制备纳米TiO2,并以降解甲基橙模拟染料废水为目标,考察其在紫外光下的光催化活性。通过XRD、UV-vis、TEM等手段表征此光催化剂的活性。研究结果表明,共掺杂的光催化活性明显优于单掺杂和不掺杂的光催化活性,尤以煅烧温度500℃下,n(Fe):n(Sm):n(Ti)=0.05:0.1:1时,紫外光下光催化活性最佳。     

可见光响应的铁掺杂二氧化钛的制备及其光催化性能研究

以硝酸铁、硫酸氧钛为出发原料,通过直接化学法合成了锐钛矿型的Fe掺杂的Ti O2纳米光催化剂;通过X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、紫外-可见-近红外分光光度计、热差热重分析仪对样品的结构以及性能进行了表征。结果表明:Fe掺杂的纳米Ti O2光催化剂的紫外吸收光谱和纯Ti O2相比,吸收带边发生红移,光响应范围拓展到在可见光区域;Fe的掺杂可以提高Ti O2的光催化性能,其中1%的Fe-Ti O2对亚甲基蓝的光催化活性最高。在模拟可见光条件下,Fe-Ti O2表现出了较优的光催化性能,光照10 min后,降解率高达83.9%。     

Fe,N共掺杂TiO_2/SiO_2复合材料的制备及光催化性能

采用溶胶—凝胶法制备了掺杂不同量Fe,N的TiO2/SiO2复合纳米粒子。通过红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜等对制备的样品的结构和形貌进行表征。以甲基橙水溶液的光催化降解为模拟反应,在紫外光照射下评价了样品的光催化活性。结果表明:Fe,N共掺杂TiO2/SiO2为核壳结构,SiO2核与TiO2壳间形成了Ti—O—Si键。由于金属Fe3+离子抑制光生载流子的复合,非金属N降低了TiO2/SiO2的带隙能,Fe,N共掺杂的协同作用使复合TiO2/SiO2具有更好的光催化性能。共掺杂0.05%Fe及0.05%N的TiO2/SiO2复合光催化粒子的催化活性最高,光照1h后对甲基橙的降解率提高到52%。     

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。     

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。     

α-SiW_（11）Ti/聚苯胺/TiO_2复合材料的光催化性能

以α-SiW11Ti/PANI/TiO2为光催化剂。在紫外灯辐射下,研究了模拟染料废水孔雀石绿溶液的光催化降解的反应,考察了催化剂投加量、底物浓度、pH值对孔雀石绿降解率的影响。结果表明,孔雀石绿溶液光催化降解的最佳条件为：pH=11,α-SiW11Ti/PANI/TiO2催化剂投加量为0.125 g.L-1,浓度为10 mg.L-1,经30 W紫外灯照射90 min后,其降解率为97.53%。     

CdS修饰TiO_2纳米带制备及光催化降解有毒有机污染物

以硫酸钛为原料,在210℃低温下,水热制备Ti O2纳米带.通过沉淀法用CdS修饰Ti O2纳米带表面,制得Ti O2@CdS复合光催化剂,采用XRD、TEM和反射紫外对其结构及光化学特性进行初步表征.以可见光(λ≥450 nm)光催化降解罗丹明B(Rhodamine B,RhB)、水杨酸(Salicylic Acid,SA)及2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)为探针反应,研究反应温度、介质和负载CdS对Ti O2@CdS结构性能的影响.结果表明,所制备的Ti O2纳米带分散性好.复合粉末由锐钛矿相Ti O2和立方相CdS组成.常温25℃中性介质中用CdS修饰的Ti O2的活性,在可见光照射下,为单纯Ti O2纳米带的29倍.同时,Ti O2也促进了CdS可见光光催化活性的提高.通过跟踪降解体系紫外-可见光谱(UV-vis)、红外光谱(FTIR)和总有机碳(TOC)测定,结果发现Ti O2@CdS/vis体系在pH7.0时,对SA的降解率较Ti O2纳米带有显著地提高,反应15 h和21 h后,RhB和2,4-DCP的矿化率分别可达到47.8%和30.8%.     

TiO_2/Fe_2O_3光催化降解茜素红溶液

以Ti(C4H9O)4为前驱体,CH3COOH为水解抑制剂,通过溶胶-凝胶法制备了TiO_2/Fe2O3复合光催化剂。对复合光催化剂的光催化活性、光催化机理和光催化降解动力学进行了研究。研究表明,Fe2O3的引入有助于光生电子-空穴对的分离,从而提升TiO_2的光催化活性。TiO_2/Fe2O3的光催化降解动力学符合L-H动力学模型的一级反应方程模型,整个光催化反应的控制步骤为降解物在光催化剂表面的有效吸附,动力学反应级数随着降解物浓度的上升而逐渐下降。     

TiO_2/Fe_2O_3光催化降解茜素红溶液

以Ti(C4H9O)4为前驱体,CH3COOH为水解抑制剂,通过溶胶-凝胶法制备了TiO_2/Fe2O3复合光催化剂。对复合光催化剂的光催化活性、光催化机理和光催化降解动力学进行了研究。研究表明,Fe2O3的引入有助于光生电子-空穴对的分离,从而提升TiO_2的光催化活性。TiO_2/Fe2O3的光催化降解动力学符合L-H动力学模型的一级反应方程模型,整个光催化反应的控制步骤为降解物在光催化剂表面的有效吸附,动力学反应级数随着降解物浓度的上升而逐渐下降。     

Fe2O3-SnO2纳米光催化剂模拟日光下降解酸性蓝废水

用共沉淀法合成了Fe2O3-SnO2纳米复合氧化物光催化剂,并利用多种表征手段进行了表征。以酸性蓝染料溶液为模拟废水,在氙灯(模拟日光)光照下,对Fe2O3-SnO2纳米复合氧化物的光催化活性进行了评价。     

磁载纳米二氧化钛光催化剂的制备及光催化性能

以共沉淀法制备纳米级Fe3O4磁载体,以SiO2为过渡层,通过溶胶-凝胶法制得包覆型光催化剂TiO2/SiO2/Fe3O4复合粒子。通过TEM、XRD、IR等测试手段对样品进行表征。以甲基橙为目标降解物,考察磁载光催化剂TiO2/SiO2/Fe3O4在紫外光下的光催化活性。结果表明,在TiO2和Fe3O4之间包覆一层无定型SiO2的TiO2/SiO2/Fe3O4的光催化活性明显优于纯TiO2和TiO2/Fe3O4的光催化活性,且具有较好的磁性,在有外加磁场时可将催化剂从溶液中分离出来,回收处理后循环使用。     

掺Fe~(3+)纳米二氧化钛对活性艳红X-3B的光降解性能的研究

采用溶胶——凝胶法制备不同掺铁量及不同pH值下的一系列纳米TiO2光催化剂,对模拟活性艳红X-3B染料废水进行降解,对其光催化活性进行研究。实验表明:Fe3+-TiO2比纯纳米TiO2具有更好的催化活性,且Fe3+最佳掺杂量为0.05%,最佳制备pH值为4,最佳用量为1.2g/L。     

玻璃负载纳米TiO_2/SiO_2膜的制备和光催化性能

制备了玻璃负载纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜,以甲基橙溶液作为模拟废水研究了其光催化性能,分别考察了光催化膜中m(Ti O_2)∶m(Si O_2)、膜厚度、使用次数和中试扩大以及再生方式对甲基橙模拟废水降解率的影响。试验结果表明,在太阳光下照射4 h,厚度为200~400 nm的光催化膜对10 mg/L的甲基橙模拟废水降解率为84%,失活的光催化膜可用模拟风、光、酸雨和人工清洗方式再生。纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜可应用于光催化水处理设备、建筑易清洁玻璃和太阳电池玻璃。     

PW_(11)Fe/聚苯胺/SnO_2复合催化剂对孔雀石绿的光降解性能研究

以铁元素取代钨磷酸盐为活性组分,制备了PW_(11)Fe/PANI/SnO_2三元复合催化剂,采用IR、UV、XRD、XPS和SEM表征了其结构,并通过测试孔雀石绿的光催化降解效果来评价PW_(11)Fe/PANI/SnO_2的光催化性能。结果表明,经过30 W的紫外灯照射,调至pH 2、孔雀石绿染料的浓度为5 mg/L,加入50 mg/L PW_(11)Fe/PANI/SnO_2,在200 min光照降解下,降解率可达92.65%。PW_(11)Fe/PANI/SnO_2光催化降解孔雀石绿过程符合准一级动力学反应,该一级方程反应速率常数为0.007 78 min-1。