TiO_2/CFA复合材料制备及光催化性能研究

以电厂废弃物粉煤灰作载体,钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法正交实验制备二氧化钛/粉煤灰(Ti O2/CFA)复合材料,以亚甲基蓝为目标污染物,进行光催化处理,探究其最佳制备条件和影响因素。结果表明,Ti O2/CFA最佳制备条件为负载率40%、焙烧温度500℃、焙烧时间0.5h,降解率可达到77.8%。通过极差分析可得,影响降解性能顺序为焙烧温度焙烧时间负载率。Ti O2/CFA能够有效的去除废水中的亚甲基蓝,具有一定的实用价值。     

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%。     

溶胶-凝胶法制备二氧化钛及其光催化降解性能

以钛酸丁酯[Ti(OC_4H_9)_4]作为钛源,采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO_2)光催化剂。以甲基橙降解率为评价指标,检测无水乙醇、冰乙酸、蒸馏水与钛酸丁酯物质的量比、煅烧温度、煅烧时间等因素对TiO_2光催化降解性能的影响,以确定TiO_2优化制备工艺,并通过XRD、TEM进行表征。结果表明,TiO_2的优化制备工艺为:无水乙醇、冰乙酸、蒸馏水与钛酸丁酯物质的量比15∶3∶8∶1,煅烧温度550℃,煅烧时间3 h;在此工艺下制得的TiO_2为锐钛矿型,颗粒大小为10～25 nm,对甲基橙的降解率在3 h内可达79.7%,比工业TiO_2(P25)的降解率高9.9%。     

TiO_2/有机累托石/壳聚糖插层纳米复合膜制备及性能研究

光催化降解是解决环境问题的一种绿色技术。本文首先通过溶胶-凝胶法及锻烧技术制备了二氧化钛/有机累托石(Ti O2/OREC)复合物,然后采用水溶液法制备了绿色的、具有光催化活性的二氧化钛/有机累托石/壳聚糖插层纳米复合膜(Ti O2/OREC/CS)。以红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收(UV)、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)对复合膜进行结构表征,研究了复合膜的力学性能及光催化活性。实验结果表明,该复合膜相对于壳聚糖单膜及OREC/CS复合膜,其力学性能得到了提高,在光照180分钟后可使罗丹明的降解率达81.1%。     

低温制备纳米TiO2溶胶整理棉织物对染料的降解

 在室温条件下使钛酸丁酯水解制备纳米TiO2溶胶,然后利用后整理技术将其负载于棉纤维表面得到纳米TiO2整理棉织物。在对纳米TiO2溶胶及其整理棉织物表征的基础上,将纳米TiO2整理棉织物作为光催化剂应用于有机染料罗丹明B的降解反应中,重点考察了水与钛酸丁酯的物质的量比、陈化时间以及纳米TiO2整理棉织物增重率对脱色率的影响,并研究了纳米TiO2整理棉织物的重复利用性和罗丹明B的降解反应动力学。结果表明,在纳米TiO2溶胶的制备中,水与钛酸丁酯物质的量比的增加能形成粒径小而均匀的溶胶。通过浸烘整理工艺能使纳米TiO2溶胶在棉纤维表面形成锐钛型纳米TiO2结晶薄膜。当纳米TiO2整理棉织物作为光催化剂时,罗丹明B的脱色率随增重率的增加而提高,并且水与钛酸丁酯物质的量比的增加和陈化时间的延长都能够明显改善其光催化活性。纳米TiO2整理棉织物作为光催化剂可以重复使用,并且罗丹明B在纳米TiO2整理棉织物存在下的光催化降解反应符合假一级动力学反应模型。     

TiO2纳米颗粒光催化降解甲醛的影响因素

采用溶胶-凝胶法合成TiO2纳米颗粒,TEM结果表明,颗粒的平均粒径为20nm,电子衍射环图结果表明,TiO2颗粒晶体结构为锐钛矿型;在光催化反应系统中对TiO2颗粒制备的薄膜进行了甲醛的光催化降解实验,考察了TiO2颗粒制备的薄膜的层数、溶胶体系pH值、活化温度及活化时间等条件对TiO2薄膜光催化降解甲醛性能的影响.实验结果表明,溶胶-凝胶法的制备工艺条件对TiO2薄膜的光催化活性有较大影响,活化的温度和活化的时间影响最大,其次是溶胶体系的pH值,当pH=2,活化温度为500℃,活化时间5h,制成的TiO2薄膜光催化降解甲醛的降解率可达60%以上.     

锐钛矿型TiO2的制备与光催化性能研究

以溶胶-凝胶法制备锐钛矿型纳米TiO2光催化荆,采用X射线衍射、透射电镜、热重分析、红外光谱等技术对样品进行表征.以甲基橙的光催化降解为反应模型.分析了焙烧温度、反应体系中催化剂投加量、溶液pH值对光催化性能的影响,并研究了甲基橙的光催化反应动力学.结果表明.采用适宜的制备方法和光催化降解工艺,纯锐钛矿型纳米Ti02能够获得较高的光催化活性.在焙烧温度450～500℃,催化剂加入量为1.0～1.5g/L和反应液pH值为2～4的条件下,紫外光照30 min时甲基橙的降解率达98%,甲基橙的光催化反应动力学符合Langmiur-Hinshelwood模型,反应速率常数k=0.429 mg(L·min).表观吸附平衡常数K=0.0379 L/mg.     

TiO_2溶胶对活性红3BS的光催化降解脱色

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2溶胶。探讨了染料的初始质量浓度、TiO_2溶胶合成温度等对活性红3BS降解脱色率的影响,分析了TiO_2溶胶光催化降解活性红3BS的反应动力学。结果表明,染料初始质量浓度高,降解率低;不同温度下制备的TiO_2溶胶均具有光催化活性,能够有效降解活性红3BS;合成温度高,TiO_2溶胶光催化降解脱色效果好;TiO_2溶胶对活性红3BS染液的光催化降解脱色反应遵循一级反应动力学。     

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。     

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.     

二氧化钛/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化降解脱色性能

为比较二氧化钛/ 还原氧化石墨烯(TiO2 / rGO)复合材料和TiO2 的光催化降解脱色性能,以钛酸丁酯为前驱体,采用水热法制备了不同晶型的TiO2 和TiO2 / rGO 复合材料,借助紫外漫反射吸收光谱仪、傅里叶红外光谱仪、拉曼光谱仪、X 射线衍射仪和扫描电子显微镜等对TiO2 及其复合材料进行表征。分析混晶TiO2 和混晶TiO2 / rGO复合材料对活性红3BS 染料废水的降解脱色效果。结果表明：在150 ℃水热12 h,再经过650 ℃煅烧4 h 后,可制得锐钛矿型和金红石型同时存在的混晶TiO2 体系;在碱性条件下,于140 ℃水热72 h,不经过煅烧可制得较为纯净的板钛矿型TiO2;锐钛矿型和金红石型混晶结构TiO2 体系对染料有一定的降解脱色效果,混晶TiO2 / rGO 复合材料降解染料120 min 后,降解脱色率高达99%。     

二氧化钛纳米管光催化降解苹果汁中展青霉素的工艺优化

为评价二氧化钛纳米管对苹果汁中展青霉素的光催化降解性能,本文进行了光催化降解展青霉素的工艺研究,首先利用水热法制备出二氧化钛纳米管,以其光催化降解展青霉素所用时间作为活性评价指标,考察了紫外灯功率、反应温度、pH及二氧化钛纳米管的投加量对展青霉素降解效果的影响;然后据此设计正交试验进行二氧化钛纳米管光催化降解展青霉素的工艺优化。结果表明:二氧化钛纳米管与二氧化钛光催化降解模拟汁中展青霉素的活性对比结果显示,二氧化钛纳米管比二氧化钛表现出更高的光催化降解展青霉素的活性;二氧化钛纳米管光催化降解展青霉素的最佳工艺为:二氧化钛纳米管的投加量为500 mg/L,紫外灯功率为21 W,反应温度为25℃;在最佳工艺条件下,当反应体系中展青霉素的初始浓度为1000 μg/L时,二氧化钛纳米管光催化降解模拟汁与苹果汁中展青霉素的活性对比结果显示,25 min内可将模拟汁中的展青霉素含量降低到检测限以下,45 min内可将苹果汁中的展青霉素含量降低到检测限以下。     

溶胶-凝胶法制备的钛溶胶形态及其光催化性能

采用高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射分析(XRD)、粒度分析(DLS)等表征手段对溶胶-凝胶法所制钛溶胶和典型商品粉体TiO2的粒径、晶型和分散状态进行比较和分析,采用紫光-可见分光光度计评估上述TiO2对紫外－可见光的吸收特性,以及对酸性品红6B染料的光催化降解作用。发现,溶胶-凝胶法所制钛溶胶颗粒具有典型的锐钛晶型,且相对于粉体TiO2,其在水分散液中的表观粒径更小、分散程度更高、分散稳定性更好。因而对紫外－可见光具有高的选择性吸引特性(紫外屏蔽/可见光透过),对染料分子具有更强的光催化降解作用。     

钨和铬离子掺杂对纳米二氧化钛光催化性能的影响

以硫酸钛为钛源,采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛,以X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)进行表征,研究钨和铬离子掺杂对纳米二氧化钛结构及其光催化性能的影响。结果表明,掺铬可提高二氧化钛的结晶度,使光催化性能降低,Cr3+在掺入比1%时的光催化效率相对较大,为55.28%;W6+对二氧化钛晶粒的生长有一定的抑制作用,使二氧化钛的结晶度降低,过高的掺钨量会使光催化性能迅速下降,同时在产物中引入其他钛氧化物,掺钨比为0.3%时光催化效率最大,为81.28%,粗略计算,此时的粒径下降到10nm以下;两种离子的掺入均可在一定煅烧温度下提高向金红石相转变的程度。     

TiO2-超声协同降解水中乙酰甲胺磷的研究

采用自制的TiO2为催化剂,探讨TiO2-超声协同降解水中低质量浓度乙酰甲胺磷的作用。考察处理温度、pH值、超声声强、TiO2加入量及TiO2-超声协同作用对乙酰甲胺磷降解率的影响。结果表明:在5～20℃之间、超声1h以内,温度越高,超声时间越长,乙酰甲胺磷的降解率越高;pH值为3.0的偏酸环境有利于乙酰甲胺磷的降解;在一定范围内,TiO2加入量与乙酰甲胺磷降解率呈正相关;当超声功率为40W/cm2时,有利于乙酰甲胺磷降解率的提高;且超声与TiO2对于乙酰甲胺磷的降解有一定的协同作用,当温度20℃、pH值3.0、超声频率25kHz、声强40W/cm2、TiO2加入量0.6g/L时,经过50min超声降解,质量浓度为2mg/L的乙酰甲胺磷降解率可达78.3%。     

金属离子掺杂对纳米TiO_2光催化降解造纸废水的影响

本文以廉价的无机盐四氯化钛为原料,通过在基材中加入金属离子,采用溶胶-凝胶法制备出纳米TiO2光催化剂。以河北省某造纸厂废水为研究对象,探讨了掺杂铜、铁、锰三种过渡金属离子,改变热处理温度和热处理时间等对废水降解率的影响。研究表明:同等条件下掺杂三种过渡金属元素的TiO2粉末光催化性能的排序为锰>铁>铜,热处理温度和时间对掺杂锰的TiO2粉末光催化性能有一定的影响。     

Photocatalytic activity for degradation of nitrogen oxides over visible light responsive titania-based photocatalysts

This study investigates photocatalytic degradation of nitrogen oxides overtitania-based photocatalysts illuminated by ultraviolet and visible light. The TiO2 photocatalyst was synthesized in a sol-gel process using titanium butoxide as the precursor. After calcination between 150 and 300 degrees C, the synthesized TiO2 responded strongly to visible light photocatalytically degrading NO(x), probably because of the existence of carbonaceous species that act as sensitizers. The optimum calcination temperature was found to be around 200 degrees C. Additionally, platinum ion-doped TiO2 was prepared by impregnation using Pt(NH3)4(NO3)2 as a dopant, which improved the photocatalytic activity that degraded NO(x) in the visible light region. The Pt ion was doped in oxide form at the surface of TiO2 and was expected to be responsible for sensitization. At an optimum calcination temperature of around 200 degrees C, the Pt ion-doped TiO2 exhibited higher activity in the further oxidation of NO2 to NO3- clearly reducing NO2 selectivity. The TiO2 catalysts chemically prepared by either the sol-gel process or impregnation exhibited stronger activity than conventional TiO2 when illuminated under a fluorescent lamp. Rinsing with water was responsible for the restored reactivity of prepared TiO2 catalysts for NO(x) degradation.     

织物负载TiO_2光催化剂的制备及活性红MS光催化动力学

实验采用溶胶一凝胶法制备纳米TiO2溶胶,棉织物经过浸渍TiO2溶胶-烘干-焙烘法处理,在织物表面低温制备TiO2薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对样品结构和形貌进行分析和表征.在紫外灯照射下,以活性红MS为降解物,研究了制备条件包括TiO2浓度、TiO2溶胶pH值、焙烘温度和焙烘时间对薄膜光催化性能的影响.结果表明在低温下制备的TiO2主要是锐钛矿型,并且薄膜的光催化活性与处理工艺有关.在TiO2浓度为0.423 mol/L.TiO2溶胶pH值为1.67、焙烘温度为80℃、焙烘时间为2 min的条件下,活性红MS的光催化降解速率常数最大,拟合紫外光下光催化薄膜降解活性红MS为一级反应.     

棉织物纳米TiO2溶胶自清洁功能整理工艺

采用溶胶-凝胶法,以Ti(OC4H9) 4为原料,在常压低温下合成纳米TiO2水溶胶,并应用于棉织物的自清洁整理。探索不同整理工艺对棉织物表面的纳米TiO2晶型、分散性和结晶度的影响,并利用XRD和SEM进行表征。结果表明,棉织物经浸轧烘-汽蒸整理工艺处理后,表面纳米TiO2粒子分散均匀,结晶强度高,对亚甲基蓝溶液的降解率可达88%以上,对红酒和咖啡等污渍自洁效果明显,且整理后织物的断裂强力无明显变化。     

掺杂改性纳米TiO2对亚甲基蓝的光催化降解性能研究

把自制掺杂TiO2体系整理到织物上,以织物作为催化剂载体对亚甲基蓝溶液进行光催化降解(以高压汞灯为光源),探讨了整理工艺对催化效果的影响.结果表明:1.0 g/L碘掺杂TiO2整理液以及1.3g/L钙掺杂TiO2整理液整理后的织物对亚甲基蓝溶液有很好的光催化降解效果.有效解决了纳米催化剂降解印染废水后催化剂难以回收的问题.