β_2-SiW_(11)Mn/TiO_2光催化剂的制备及光催化性能

以锰取代杂多硅钨酸盐β_2-K_8[SiW_(11)Mn(H_2O)O_(39)]·xH_2O作为活性组分,TiO_2作为载体,通过浸渍法制备了复合光催化剂β_2-SiW_(11)Mn/TiO_2。用FT-IR、UV-Vis、XRD、SEM和X射线光电子能谱对复合催化剂进行了表征。研究了纯二氧化钛TiO_2、杂多酸盐β_2-SiW_(11)Mn及制备的催化剂β_2-SiW_(11)Mn/TiO_2对结晶紫的催化降解性能。结果表明,相比于二氧化钛和杂多酸盐,复合光催化剂表现出更佳的光催化活性,杂多酸盐与二氧化钛产生了协同作用使结晶紫的降解率达90.19%。     

杂多酸盐掺杂聚苯胺的合成及光催化性能

以Keggin结构过渡金属取代杂多硅钨酸盐异构体β2-K6[Si W11Ni(H2O)O39]·x H2O为掺杂剂,过二硫酸铵为氧化剂,以10%乙二醇水溶液为反应媒介,制备了掺杂材料β2-Si W11Ni/PANI。采用红外光谱、紫外光谱、X-射线粉末衍射、SEM等多种方法对该光催化剂进行表征,并考察其对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能。结果表明:在紫外光照下,亚甲基蓝10 mg/L,p H值8,催化剂250 mg/L时,脱色率可达93.12%。     

铬取代杂多钨硅酸盐聚苯胺材料的光催化性能

采用固相法合成铬取代杂多钨硅酸盐β_1-K_6[Si W_(11)Cr(H_2O)O_(39)]·x H_2O聚苯胺掺杂材料β_1-Si W_(11)Cr/PANI,通过红外光谱、紫外-可见光谱、XRD、TG-DTA、EDS、SEM等测试方法对产物进行表征,并研究其对有机污染物龙胆紫溶液的光催化降解作用。结果表明,β_1-Si W_(11)Cr/PANI 300 mg/L,龙胆紫溶液15 mg/L,p H值5,30 W紫外灯光照160 min后,脱色率可达98.49%。光催化降解龙胆紫为拟一级动力学反应。     

Fe掺杂改性介孔TiO_2的制备及表征

为解决介孔TiO_2在光催化处理染料废水中可见光利用率低的问题,采用溶胶-凝胶法制备介孔Fe/TiO_2光催化剂.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)和N2/吸附-脱附等检测手段表征介孔材料的形貌结构和晶型组织;以亚甲基蓝染液(MB)为目标降解物,研究材料的光催化性能.结果表明:复合材料中TiO_2晶粒主要以锐钛矿的形式存在,平均粒径在5~30nm之间;Fe的掺入和NaOH处理提高了材料的比表面积,达到85.03m2/g,其吸收边带红移至687nm,禁带宽度减小到1.80eV.而且NaOH处理后的Fe/TiO_2光催化剂对亚甲基蓝染液的降解率远高于单一光催化剂的.     

氧化石墨烯-TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

以溶胶-凝胶法制备氧化石墨烯-TiO_2复合材料(GO-TiO_2),采用X射线衍射光谱仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和全自动比表面及孔径分析仪(BET)等对样品进行了表征。探讨了在紫外光的照射下,复合材料比例、材料投加量、pH值、液层高度和光照强度等因素对亚甲基蓝溶液降解性能的影响。结果表明:TiO_2颗粒均匀地附着在GO片层表面;光催化反应60 min时,500 mg/L GO10-TiO_2对亚甲基蓝溶液的降解率达到89%;增大pH值和光照强度均能提高MB的降解率。     

β_2-(TBA)_6SiW_(11)O_(39)Co的合成及光催化性能研究

制备了β_2-(TBA)_6[SiW_(11)O_(39)Co(H2O)]·x H2O多酸电荷转移配合物,用IR、UV、XRD等方法进行了表征。以β2-(TBA)6[SiW11O39Co(H2O)]·x H2O作为光催化反应的催化剂,分别催化降解龙胆紫和亚甲基蓝染料溶液。实验结果表明:初始质量浓度为15mg/L的龙胆紫溶液,加入80 mg/Lβ2-(TBA)6[SiW11O39Co(H2O)]·x H2O,pH=5时,在太阳光下照射140 min,脱色率达85.16%;初始质量浓度为15 mg/L的亚甲基蓝溶液,加入160 mg/Lβ2-(TBA)6[SiW11O39Co(H2O)]·x H2O,pH=4时,在太阳光下照射140 min,脱色率达72.77%。     

纳米CeO_2粒子光催化降解亚甲基蓝的研究

采用共沉淀法并在600℃焙烧制备纳米CeO_2光催化剂,利用热重分析、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)等方法对纳米CeO_2粒子进行了表征,并研究了纳米CeO_2粒子催化剂对亚甲基蓝溶液的光催化降解行为。结果表明,在300 W汞灯照射下,对于初始质量浓度为5.0 mg/L和初始pH=11的亚甲基蓝溶液,加入600℃煅烧的纳米CeO_21.0 g/L,反应60 min,亚甲基蓝降解率可达87.05%。该光催化降解反应表现为一级动力学反应,反应速率服从多相催化动力学方程Langmuir-Hinshelwood方程,光催化剂表面反应速率常数k为0.138 5 mg/(L·min),吸附平衡常数Kdye为0.399 7 L/mg。     

静电纺PAN/TiO_2多孔纳米复合光催化纤维的制备

为制备具有较高的光催化性能和重复使用性能的纳米二氧化钛(TiO_2)光催化材料,采用静电纺丝技术制备PAN/TiO_2纳米复合纤维,通过溶出致孔剂(PVP)使单根纤维表面形成孔状结构的PAN/TiO_2多孔纳米复合光催化纤维,采用扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、比表面积分析(BET)等方法对材料进行表征。研究相同条件下,不同原料配比的PAN/TiO_2多孔纳米复合光催化纤维对亚甲基蓝溶液的吸附及光催化性能的影响。结果表明:当吸附时间为105 min时,PAN/TiO_2多孔纳米复合光催化纤维对10 mg/L的亚甲基蓝溶液最佳吸附率为58.78%;在紫外灯下光催化反应60 min时,对10 mg/L的亚甲基蓝溶液的最佳光催化降解率达到92.48%,并在重复使用5次后,对亚甲基蓝溶液的光催化降解率达到84.1%。     

β_2-SiW_(11)Cr/氧化石墨烯/聚苯胺复合材料合成及吸附甲基橙性能研究

制备了β_2-SiW_(11)Cr/Go/PANI复合材料,使用紫外光谱、红外光谱、X-射线衍射(XRD)等手段对其进行了表征。研究了β_2-SiW_(11)Cr/Go/PANI复合材料对染料废水甲基橙的吸附性能,探究复合材料用量、溶液酸度、染料初始质量浓度对吸附效率的影响以及吸附动力学。     

TiO_2插层氧化石墨烯降解亚甲基蓝性能研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,再利用钛酸丁酯原位水解制得TiO_2插层氧化石墨烯。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等表征手法对TiO_2插层氧化石墨烯的形貌、结构进行表征分析;并通过降解亚甲基蓝试验评估了样品的光催化性能。XRD与TEM表征结果表明,氧化石墨烯氧化均匀,在超声状态下,酞酸丁酯可在氧化石墨烯片层间原位生成锐钛矿相的纳米级TiO_2。降解试验结果表明:TiO_2插层氧化石墨烯对亚甲基蓝有优异的光催化降解性能,所制备的TiO_2插层氧化石墨烯重复降解亚甲基蓝4次,降解率依然可维持在99.97%,具有较高的重复使用性能。     

可见光响应TiO_2-CdS纳米复合光催化剂的可控制备及性能

为改善TiO_2的光吸收特性,得到性能优异的光催化剂,以氯化镉(CdCl_2·2.5H_2O)、硫代乙酰胺(TAA)及钛酸四丁酯(TBOT)为原料,以氯化钾(KCl)调控形貌,采用溶剂热法制备TiO_2-CdS纳米复合材料,探究了其对亚甲基蓝溶液的光催化性能。系统地考察了原料配比、反应温度、KCl和表面活性剂的加入对光催化性能的影响。利用FTIR、SEM、XRD、BET和UV-vis对TiO_2-CdS纳米复合材料的结构、形貌进行了表征,同时研究了其热稳定性能。结果表明:TiO_2-CdS纳米复合材料的吸收波长由紫外区扩展到了可见光区域,在可见光光源照射下时,光催化性能优异;TiO_2-CdS复合材料的比表面积为34.67 m~2/g;不同原料配比下,当TAA∶CdCl_2∶TBOT的摩尔比为1∶1∶5,反应温度为160℃时,材料的光催化性能较佳;KCl和表面活性剂的加入会有效改善团聚现象,对亚甲基蓝的降解效率达到95%。并且纳米复合材料的热稳定性能良好,耐热温度可达838.25℃。     

TiO_2/ZSM-5介孔结构的制备及光催化降解印染废水研究

利用直接模板法制备TiO_2/ZSM-5复合光催化剂,采用X射线衍射仪、比表面仪、扫描电镜等分析了复合材料的物理化学性能。结果表明,TiO_2/ZSM-5复合材料为介孔结构,比表面积达1 151 m~2/g。以甲基橙溶液为模拟印染废水,研究了TiO_2/ZSM-5的光催化活性,结果表明,光照180 min后,甲基橙溶液的脱色率和TOC去除率分别达到99.55%和99%,在pH=7.5时降解效果最好。多层介孔结构有利于降解反应后光催化剂的回收,避免二次污染和对光催化剂的浪费。TiO_2/ZSM-5光催化活性的提升主要是由于多层介孔结构可以增加光的利用率以及比表面积大能提供更多的反应活性位。     

BiVO_4和BiVO_4/TiO_2的制备及其光催化性能

以NH_4VO_3和Bi(NO_3)_3·5H_2O及TiO_2为原料,采用溶胶-凝胶法制备BiVO_4及BiVO_4/TiO_2复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis、BET、XPS等进行表征。通过氙灯下对亚甲基蓝模拟染料废水的降解,考察pH、煅烧温度对BiVO_4形貌、结晶性和光吸收性能的影响,以及TiO_2掺杂量对复合材料光催化活性的影响。结果表明:pH为7、煅烧温度为500℃时制备的单斜型BiVO_4光催化活性最高;TiO_2的掺入会改变BiVO_4形貌,适量TiO_2能拓宽催化剂的光吸收范围,提高复合材料的耐用性;掺杂量为30%时,产物具有较高的光催化活性,在氙灯下照射3 h后亚甲蓝降解率达77.3%,循环回收3次后,降解率仍达71.0%。     

浸轧水热法负载二氧化钛棉织物的性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,在低温条件下用浸轧水热法在棉织物上原位生成纳米级锐钛矿型二氧化钛(TiO_2),并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)加以表征。在紫外光和可见光下,以亚甲基蓝的脱色率和对三种染料的降解能力为指标,研究了负载TiO_2棉织物的自清洁性能。通过紫外-可见光谱(UV-Vis)分析了整理后织物的抗紫外性能。XRD表明,整理后织物上的TiO_2主要为锐钛矿型,粒径6.4 nm;SEM观察发现,棉织物表面均匀分布着大量纳米级TiO_2颗粒;UV-Vis光谱测试显示,负载TiO_2的织物紫外线透过率明显降低。负载TiO_2织物经紫外光照19 h后,对亚甲基蓝染液脱色率为92.13%,经皂洗后脱色率有所提升。制得的负载TiO_2棉织物具有良好的自清洁性能和耐久性。     

前驱体比例对SnO_2/TiO_2纳米纤维晶型及光催化性能的影响

为提高SnO_2基纳米材料的光催化活性,以结晶四氯化锡和钛酸正啶酯分别为SnO_2前驱体和TiO_2前驱体,调节二者比例,利用静电纺丝协同煅烧技术制备出具有不同含量TiO_2掺杂的SnO_2/TiO_2复合纳米纤维。采用X射线衍射仪表征纳米纤维的晶型结构,利用扫描电镜观察复合纳米纤维的形貌,并将其应用到光催化降解亚甲基蓝溶液中,分析其光催化活性。结果表明:当结晶四氯化锡和钛酸正啶酯的质量比为2.5∶1、2∶1和3∶2时,纳米纤维表面由粗糙向光滑过渡;而且当前驱体的质量比为3∶2时,除了具有金红石型SnO_2晶相,复合纳米纤维还呈现出金红石型TiO_2和锐钛矿型TiO_2晶相并存的状态,在降解亚甲基蓝溶液中表现出优异的光催化活性,即光催化10 min后亚甲基蓝溶解液的降解率已达到79.5%。     

浸轧水热法负载二氧化钛棉织物的性能研究北大核心

以钛酸丁酯为前驱体,在低温条件下用浸轧水热法在棉织物上原位生成纳米级锐钛矿型二氧化钛(TiO_2),并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)加以表征。在紫外光和可见光下,以亚甲基蓝的脱色率和对三种染料的降解能力为指标,研究了负载TiO_2棉织物的自清洁性能。通过紫外-可见光谱(UV-Vis)分析了整理后织物的抗紫外性能。XRD表明,整理后织物上的TiO_2主要为锐钛矿型,粒径6.4 nm;SEM观察发现,棉织物表面均匀分布着大量纳米级TiO_2颗粒;UV-Vis光谱测试显示,负载TiO_2的织物紫外线透过率明显降低。负载TiO_2织物经紫外光照19 h后,对亚甲基蓝染液脱色率为92.13%,经皂洗后脱色率有所提升。制得的负载TiO_2棉织物具有良好的自清洁性能和耐久性。     

TiO_2/GO/PAN纳米纤维膜的制备及光催化性能

采用改性Hummers法以天然鳞片石墨制备氧化石墨烯,再经水热反应在氧化石墨烯片层中原位生成纳米级TiO_2,制备TiO_2插层氧化石墨烯(TiO_2/GO)。将TiO_2/GO粉末添加到PAN溶液中,通过静电纺丝法制备含TiO_2/GO的PAN纳米纤维膜。研究了TiO_2/GO及TiO_2/GO/PAN对亚甲基蓝的降解性能。采用TEM、SEM、XRD对降解前后样品性质进行了表征。结果表明,TiO_2/GO对亚甲基蓝具有良好的重复降解性能,随着降解次数的增加,其降解效率逐渐减弱,含TiO_2/GO的PAN纳米纤维膜对亚甲基蓝具有良好的吸附和光催化效果。     

Fe掺杂TiO_2的制备及其光催化性能

利用溶胶-凝胶法成功制备出Fe掺杂TiO_2纳米颗粒,并用XRD、SEM、XPS、UV-Vis、PL对样品的物理化学性能进行表征。结果表明,Fe掺杂能够减小TiO_2的禁带宽度和光生电子-空穴的复合概率。光催化降解亚甲基蓝溶液的实验表明,随着Fe掺杂量的增加,TiO_2的光催化活性先增大后减小,F4-TiO_2的光催化活性最高,60 min后对亚甲基蓝溶液的降解率达到94.2%。Fe掺杂TiO_2具有较好的稳定性,重复5次光催化降解实验后,对亚甲基蓝溶液的降解率仍达到89.4%。     

TiO_2-BiVO_4复合材料的制备及其光催化降解印染废水

以钛酸丁酯、五水硝酸铋、偏钒酸铵为主要原料制备TiO_2-BiVO_4复合光催化剂,并用X射线衍射仪、扫描电镜、紫外-可见分光光度计、X射线光电子能谱仪和光致发光荧光光谱仪进行表征。结果表明,与TiO_2和BiVO_4相比,TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有更窄的禁带宽度,光生电子-空穴的复合概率更低。TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有更高的光催化活性,60 min后对罗丹明B溶液的降解率达到87.3%。TiO_2-BiVO_4复合光催化剂具有良好的光催化稳定性,经过5次光催化降解实验后,对罗丹明B溶液的降解率为81.7%。     

β_2-SiW_(11)Mn/聚苯胺/ZnO三元复合材料的制备及其光催化性能

采用水浴加热方法制备β_2-SiW_(11)Mn/PANI/ZnO,用紫外光谱、热重、SEM方法进行表征。研究了合成的催化剂对有机染料甲基橙降解的光催化活性。讨论了催化剂用量、甲基橙溶液的初始质量浓度、溶液p H等对甲基橙降解的影响。结果表明,当溶液p H=8,催化剂用量25 mg/L,质量浓度为5 mg/L的甲基橙溶液在30 W紫外灯下,降解率可达99.63%,与催化剂β_2-SiW_(11)Mn和PANI/ZnO比较,三元催化剂β_2-SiW_(11)Mn/PANI/ZnO表现出更高的光催化降解性能。