活性炭负载TiO2光催化材料的研究

活性炭(AC)及活性炭纤维(ACF)作为光催化剂载体具有较高的比表面积和较强的吸附性能,可以有效提高负载型光催化剂TiO2/AC和TiO2/ACF对有机污染物的光催化降解效率.首先介绍了TiO2光催化剂的结构特性以及各种掺杂改性方法,对负载型TiO2/AC及TiO2/ACF光催化剂的各种制备方法进行了详细评述.在此基础上,讨论了影响有机污染物光催化降解性能的重要因素,指出了负载型TiO2光催化材料研究中有待解决的问题和发展方向.     

TiO2/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

本文以氧化石墨烯和钛酸丁酯为原料,利用水热法一步制备了TiO2/石墨烯复合光催化材料,研究了氧化石墨烯用量、反应温度、反应时间对TiO2/石墨烯复合材料光催化活性的影响。采用XRD,SEM,TEM和氮气吸附-脱附实验(BET)对复合光催化材料的物相、颗粒粒径、形貌及比表面积进行了表征。结果表明,本实验最佳条件是:氧化石墨烯1mg,制备温度为180℃,反应时间为16 h。产物中的TiO2为锐钛矿晶型,其平均粒径约为18 nm。复合材料的比表面积为170m2/g,平均孔径为12.45 nm。在可见光照射(λ>420nm)下以TiO2/石墨烯为光催化剂对有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)进行光催化降解,其光催化活性明显高于相同条件下制备的TiO2。     

多孔Ag/TiO2的制备及其光催化性研究

以工业TiOSO4溶液水解得到的多孔偏钛酸为载体,通过光催化还原法制备了多孔Ag/TiO2光催化剂.用XRD、SEM、EDS及低温氮吸附脱附法对样品进行了表征.以光催化氧化降解亚甲基蓝为目标反应,考察了不同制备条件对样品光催化活性的影响.结果表明,制备的Ag/TiO2为负载有非晶态纳米银粒的锐钛矿型TiO2光催化剂,比表面积高达197m2/g,其光催化活性远优于未载银的TiO2.     

炭表面改性对负载型TiO_2/活性炭复合光催化剂性能的影响

采用HNO3、H2O2和O3对商品活性炭进行表面改性处理,考察了改性处理对活性炭表面基团、负载TiO2以及所形成的TiO2/活性炭复合光催化剂性能的影响。利用傅里叶红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)及氮气吸附等手段对材料进行了表征。结果表明,3种改性方法均可有效提高活性炭载体表面的含氧官能团数量,但是对活性炭的比表面积和孔容影响不大;H2O2和O3对活性炭载体改性后可以提高对钛前驱体的吸附性能,HNO3改性有利于TiO2颗粒在活性炭表面的分散。使用改性后的活性炭作为载体制备的TiO2/活性炭光催化降解甲基橙的性能均高于未改性的TiO2/活性炭催化剂,其中以HNO3改性后的TiO2/活性炭活性最高。     

锐钛矿SO42-/TiO2纳米光催化剂的制备及其性能

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了锐钛矿型SO42-/TiO2纳米光催化剂,并通过X射线衍射(XRD)、BET比表面积测量和透射电镜(TEM)对其进行了表征。以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术研究了光催化剂表面羟基自由基的生成;在紫外和可见光的照射下,以甲基橙为光催化反应的模型化合物,研究了锐钛矿型SO42-/TiO2纳米光催化剂的光催化活性。结果表明:SO42-负载使锐钛矿TiO2的比表面积增加,吸附量增加,光催化活性提高;SO42-/TiO2纳米光催化剂的羟基自由基的生成速率越大,催化剂的催化活性越高;浸渍液H2SO4的浓度对SO42-/TiO2纳米光催化剂的吸附量、羟基自由基的生成速率和催化活性有一定的影响,H2SO4的最佳浓度为0.2mol/L。     

静电自组装制备硅藻土负载纳米TiO_2光催化材料

以TiCl4为钛源,采用静电自组装(ESA)方法制备了硅藻土负载纳米TiO2光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)等对材料进行分析和表征;以甲基橙染料评价材料光催化性能.重点考察焙烧温度和偶联剂用量对材料结构和性能的影响.结果表明:纳米TiO2颗粒以团聚状态均匀地沉积在硅藻土微孔的内部及孔口的四周.随着焙烧温度的上升,TiO2晶体结晶趋于完整,晶粒不断长大.硅藻土可提高TiO2的热稳定性,抑制锐钛矿向金红石转变,700℃焙烧样品中TiO2仍为锐钛矿结构.TiO2与硅藻土之间形成Ti—O—Si键而发生键合.制备的光催化剂对甲基橙染料具有吸附与光催化的协同作用.采用静电自组装方法制备的硅藻土负载TiO2光催化剂对甲基橙染料的降解效果优于传统方法.     

多孔材料负载TiO2光催化材料的研究进展

多孔材料负载TiO2光催化材料具有效率高、易回收等优点,是目前光催化材料领域的研究热点.介绍了沸石、黏土(人工或天然)、活性炭、碳纳米管以及膨胀石墨多孔材料负载TiO2光催化剂的研究进展情况,指出了多孔材料负载TiO2光催化材料存在的问题及发展方向.     

天然沸石的热活化对负载TiO2的结构与性能的影响

研究了沸石经不同温度热活化处理后．在表面复合TiO2，制备TiO2／沸石光催化剂．探讨了复合物结构及光催化性能。采用XRD、IR、离子交换量和比表面积测定对样品进行了表征，以太阳光为光源．甲基橙溶液为降解体系．以甲基橙脱色率和COD(化学耗氧量)去除率对合成样的光催化性能进行了检测。研究结果表明．沸石经不同的温度热处理后对负载的TiO2的结构和光催化性能有一定影响．沸石经200℃处理1h．再以TiCl4为先驱物制备的TiO2／沸石光催化剂的光催化活性最大．并具有较大的比表面积．在沸石的表面形成了约为16nm的锐钛矿颗粒。     

NO2浓度对水泥基材料负载纳米TiO2光催化性能的影响

研究鉴于汽车尾气排放后首先与路面材料接触的事实,探讨路面材料负载光催化剂实现尾气二次净化的目的.针对路面水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化汽车尾气中的氮氧化物,首重研究模拟气源NO2的浓度对催化反应的影响.试验和分析表明,水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化NO2浓度提高呈线性下降:水泥基材料负载纳米TiO2光催化反应速率随NO2浓度提高而加快;若载体具有吸附被光催化氧化气体的能力,可加快负载TiO2的光催化反应.     

纳米TiO2光催化剂的电化学法制备及其表征

采用有机电解-溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2光催化剂,通过XRD、TEM、TG-DTA、激光粒度分析法等对纳米TiO2的结构相变、表面形貌、颗粒大小等进行了表征.实验表明:当热处理温度低于350℃时,TiO2的晶相结构均为锐钛型,颗粒大小在25nm以下,样品的比表面积大于65m2*g-1;热处理温度为400℃时,TiO2的晶相结构出现锐钛型和金红石型混合相,颗粒大小在35nm以下,样品比表面积为46.43m2*g-1,实验制备的粉体样品属于纳米级水平;实验测试了各焙烧温度下粉体样品的光催化活性.