纳米TiO2光催化水泥降解甲基橙的研究

光催化剂与建筑材料的结合是光催化领域一个重要的发展方向.文中以添加纳米TiO2的水泥为研究对象,以甲基橙的光催化降解活性为指标,考察了光催化水泥用量、水泥中TiO2的含量、水泥水化龄期以及甲基橙初始浓度对甲基橙降解效果的影响.结果表明,在紫外光照射下,当甲基橙的初始浓度为5 mg/L,光催化水泥用量为3 g/L,水泥中TiO2含量为5%时,光催化效率最高;延长水泥水化龄期,光催化水泥对甲基橙的吸附性能和降解性能均有所下降;提高甲基橙初始浓度,可以增强光催化水泥对甲基橙的吸附性能,当初始浓度达到15 mg/L时,光催化水泥的吸附量可达54.5%.     

TiO2纳米管的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以TiO2和NaOH为原料,采用水热法制备了TiO2纳米管（titania nanotube,简称TNT）,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对TiO2纳米管的结构与形貌进行了研究,以甲基橙（Methyl Orange）为反应物,考察了TiO2纳米管光催化降解甲基橙的效果。研究结果表明：400℃焙烧时,TiO2纳米管主晶相为钛酸,500℃焙烧时,其组成为锐钛矿相;制备的TiO2纳米管可以有效的降解甲基橙,且在光催化降解中起主要作用的是锐钛矿相。     

铈掺杂TiO2光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法制备纯的及掺杂不同量Ce的TiO2纳米粒子,利用UV-Vis漫反射光谱及XRD等对所制备样品进行表征和解释,以高压汞灯为光源,甲基橙水溶液的脱色为模型反应,研究了CeO2/TiO2的光催化降解反应活性.实验发现掺杂Ce的TiO2纳米粒子反射光谱特性向可见光方向红移到了500 nm;掺杂Ce的TiO2纳米粒子比纯的TiO2纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的Ce4+仅有少量进入TiO2晶格中,而大部分的Ce4+没有进入TiO2晶格中,而是以小团簇的CeO2形态均匀地分散在TiO2纳米粒子中或者是覆盖在其表面上,说明掺杂Ce能提高TiO2光催化反应活性,且掺杂Ce量有最佳值.实验结果表明在TiO2中掺杂Ce的摩尔百分含量为2%,甲基橙起始浓度为20 mg·L-1,CeO2/TiO2用量为0.400 g,双氧水用量为5.88 mmol·L-1,pH值为6.4时,光照8 h,甲基橙的脱色率可达96.8%.     

水热法合成Sb2O3／TiO2复合光催化剂

采用温和的水热法合成Sb2O3／TiO2纳米颗粒,并利用XRD、TEM对样品的晶型和形貌进行表征;以光催化降解甲基橙反应,研究了Sb2O3／TiO2的光催化性能。结果表明,用Sb2O3复合提高了TiO2的光催化活性,在140℃、水热反应12h的条件下,合成的0．5％Sb2O3／TiO2的光催化活性最佳。     

氧化镧掺杂TiO2纳米管的制备及光催化性能研究

用水热合成法制备了掺镧的TiO2纳米管。以甲基橙作为脱色对象,对掺镧TiO2纳米管、掺镧TiO2纳米粉末、TiO2纳米管的光催化进行现象对比研究,其中掺镧的TiO2纳米管催化活性最高,以TEM、XRD、BET等分析手段对其进行了表征,并对结果进行了分析与讨论。     

Gd2Sn2O7的水热合成及光催化活性研究

采用水热法制备了Gd2 Sn2 O7 纳米颗粒,并用TEM,XRD,IR,Raman等技术对其进行了表征. 结果表明:Gd2 Sn2 O7 纳米颗粒的粒径约为40 nm左右,且尺寸分布均匀. 以紫外光为光源,甲基橙为目标降解物,研究了该纳米催化剂的光催化活性,结果显示其具有较高的催化效率(6 h可降解96%). 另外,对甲基橙催化降解后的产物进行了UV-Vis,IR,Fluorescence表征分析,并初步分析了甲基橙分子在该实验条件下的光催化降解机制.     

铕掺杂对二氧化钛光催化降解甲基橙性能的影响

以钛酸四正丁酯为原料,利用溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Eu含量掺杂的TiO2纳米粒子,利用XRD对样品进行了表征,并以甲基橙的光催化降解研究了样品的光催化性能.发现Eu的掺杂抑制了TiO2粒径的增长,细化了晶粒;同时,Eu掺入到TiO2的晶格中,引起了晶格的畸变和膨胀.结果表明,适量Eu的掺杂可提高TiO2的光催化性能,在本试验进行的条件下,当掺杂摩尔分数为0.1%时,光催化性能最好.     

La掺杂SiO_2/TiO_2纳米粉体的制备及其光催化性能

采用并流中和法制备了La掺杂的SiO2包覆TiO2纳米粒子,利用X射线衍射(XRD),傅立叶交换红外光谱(FT-IR),透射电镜(TEM)及紫外可见光吸收(UV-Vis)光谱对掺杂改性前后样品进行表征。以紫外光照降解甲基橙为测试体系,研究了La掺杂量及煅烧温度对SiO2/TiO2光催化性能的影响,并对其作用机制做了初步的探讨。FT-IR表明在包覆层和纳米TiO2颗粒之间的界面上形成了Ti-O-Si和Ti-OLa键,从而抑制了金红石相的形成,提高了热稳定性,和XRD分析结果一致,掺杂了La的SiO2/TiO2在800℃时金红石相的含量仍然比较低,和120℃时的含量相当;TEM照片显示改性后的TiO2团聚减小,粒度均匀。UV-Vis光谱分析显示La掺杂SiO2/TiO2的光响应范围拓宽至可见光区,其中光吸收红移最大的样品为3.0%La掺杂量的SiO2/TiO2,带隙能(Eg)由原来的2.98 eV降为为2.41 eV。光催化性能实验结果显示当La的摩尔掺杂量为3.0%时,其光催化活性最好,光照20 min,与未掺杂改性的TiO2相比甲基橙的光降解率提高了55.1%;另外,未掺杂TiO2煅烧温度对光催化影响显著,当温度由120℃增加为800℃时,光照25 min的降解率就由69%降为10.7%,而掺La的SiO2/TiO2煅烧温度对其光催化性能影响不大。     

TiO_2/Mg(OH)_2复合材料对有机污水中甲基橙的光催化降解动力学的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2,并以TiO2和镁盐溶液为前驱物用氨气鼓泡法制得了TiO2/Mg(OH)2复合材料.利用氢氧化镁在水溶液中较强的吸附能力和TiO2对有机物的催化降解作用,研究TiO2/Mg(OH)2复合材料对有机污水中的甲基橙暗反应吸附规律和光反应催化降解性能.结果表明:当TiO2/Mg(OH)2加入量为1 g·L-1时,在可见光下照射180 min后,对有机污水中含20 mg·L-1的甲基橙的降解率达到98.00%,同时在同等条件下选用国家标准(30 mg·L-1亚甲基蓝溶液)作为参照时,降解率可达99.20%.TiO2/Mg(OH)2复合材料对污水中甲基橙的催化降解反应较好地符合Langmuir动力学模型,可用一级反应动力学方程进行描述.     

低量Y3+掺杂对TiO2光催化活性的影响

利用溶胶-凝胶法在煅烧温度600 ℃制备了不同Y3 掺杂量的纳米TiO2粉体,并用XRD技术对样品进行了表征.研究了Y3 掺杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Y3 掺杂对纳米TiO2的光催化活性.结果表明,适量掺杂Y3 可以提高其光催化活性.当Y3 掺杂量为0.04%, 纳米TiO2粉体的光催化活性最佳,降解率为94.6%,其金红石相含量为9.8%,平均粒径为12 nm,Y3 掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸这两方面均有利于提高光催化活性.