TiO_2光催化活性影响因素的研究

纳米TiO2光催化技术越来越受到科技工作者的重视,但是其光催化性能受到很多因素的影响。本文主要介绍了纳米TiO2光催化的机理,对提高光催化活性的影响因素做了综述,并对未来的发展提出了展望。     

TiO2光催化降解黄药试验研究

研究了正丁基黄药和异丁基黄药在二氧化钛悬浮液体系下的光催化降解行为。研究结果表明,异丁基黄药比正丁基黄药更容易降解。TiO2用量、溶液pH值、光催化时间、黄药浓度等因素影响黄药光催化降解效果。动力学研究表明正丁基黄药和异丁基黄药的光催化降解行为服从一级动力学模型。采用UV波长扫描技术在200～800nm范围内对光催化过程进行了扫描,结果表明,在异丁基黄药光催化降解过程中产生了过黄药(ROCS2O^-)的中间产物,而在正丁基黄药的光催化降解过程中则没有产生中间产物。     

半导体多相光催化处理含有机物的废水

综述了半导体多相光催化应用研究的现状，阐述了半导体多相光催化反应的机理，TiO2光催化剂的制备方法和可应用的光催化反应装置，介绍了半导体多相光催化的应用范围，并对今后的工作提出了建议。     

制备方法对纳米TiO2/硅藻土复合材料光催化性能的影响

为了区分不同制备方法对纳米TiO_2/硅藻土复合材料光催化性能的影响,本文以酸浸硅藻土为载体,分别采用水解法、共沉淀法以及溶胶凝胶法制备了纳米TiO_2/硅藻土复合光催化材料。通过XRD、FT-IR、SEM、BET等表征方法,对复合材料晶粒大小、表面性质、表面形貌、化学成分及孔径结构进行表征。对比研究了制备方法对复合材料光催化性能的影响,并以罗丹明B为目标污染物测试了复合材料的光催化性能。结果表明:三种方法所得光催化材料在300 W高压汞灯照射下60 min降解率均达到了80%以上,溶胶凝胶法制备的复合材料光催化效果最好,达到了93.8%,这是由于该方法制备的复合材料中TiO_2在硅藻土表面分散性好。     

贵金属(Pt,Ag,Ru)负载修饰CuO/CuAl2O4复合光催化剂及其光催化性能

采用一步水热法制备CuO/CuAl₂O₄复合空心球光催化剂,用贵金属(Pt、Ag、Ru)对其进行负载修饰。采用XRD、SEM、TEM、HRTEM和Uv-vis DRS等方法对所得样品的晶体结构、形貌、组成及光吸收性能进行了表征。在模拟太阳光照射下,以光催化还原二氧化碳生成甲醇的量评价其活性,考察了贵金属种类及其负载量对CuO/CuAl₂O₄光催化还原活性的影响。结果表明,负载Pt和Ag后均提高了CuO/CuAl₂O₄光催化还原活性,而负载Ru后其光催化还原活性有所降低。负载1%Pt所得样品4 h光催化还原活性最佳,还原产物甲醇的峰面积为3 127.9,相比原样提高了约2.9倍。对Pt/CuO/CuAl₂O₄的光催化机理进行了初步探讨。     

纳米TiO2光催化剂的活化途径

介绍了纳米TiO2的光催化机理,对过渡金属离子掺杂、贵金属表面沉积、表面光敏化、表面超强酸化等8种提高TiO2光催化活性的方法,进行了详细论述。     

用TiO2光催化材料降解水中羟肟酸类捕收剂

在轻质多孔能漂浮于液相中的基体表面负载纳米钛晶体膜，可制备一种新型光催化材料。以含难降解的羟肟酸类捕收剂的选矿废水为研究对象，详细研究了晶体膜负载次数、废水初始浓度以及pH等因素对材料的光催化活性的影响。结果表明，负载5次胶体膜的材料在700 ℃下焙烧2 h，可以得到光催化性能优异的新型光催化材料。对浓度为33 mg/L的N-羟基邻苯二甲酰亚胺溶液光降解3 h，脱色率可达95.44%。该新型光催化材料循环使用仍保持有良好的光催化活性。     

锐钛型纳米TiO2光催化降解与环保应用研究进展

纳米TiO2作为光催化环境材料，能有效降解多种有害的污染物，使有害物质转化为CO2、H2O及其他无机小分子物质。本文从TiO2的光催化降解机理入手，介绍了纳米TiO2光催化剂的性能特点，列举了纳米TiO2光催化降解在环保方面的应用，提出环保领域中应用研究现状、存在问题及其解决途径。     

高钛型高炉渣光催化材料研究进展

本文简介了攀钢高钛型高炉渣的利用现状及存在的问题,综述了国内高钛型高炉渣制备光催化剂研究现状,认为高钛型高炉渣是一种具有光催化降解能力的材料,探索不同的方式进行改性以增强其光催化效应是未来制备优质高炉渣光催化材料的研究方向。同时,提出了高钛型高炉渣光催化材料应用方向和可能生产的环保产品。     

TiO_2/硅藻土复合光催化材料的制备与光催化性能研究

以纳米二氧化钛和硅藻土为原材料,采用机械力活化法制备了TiO2/硅藻土复合光催化材料。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料进行了表征,并用甲基橙溶液的光催化降解率对复合材料的光催化性能进行了评价。结果表明,复合光催化剂的光催化降解率随TiO2负载量的增大而增大,20%硅藻土-80%TiO2的TiO2/硅藻土复合光催化材料样品在光照60min后对甲基橙的降解率达90%,与纯纳米TiO2的效果基本相同。     

水杨羟肟酸捕收剂光催化降解研究

在轻质多孔基体表面复合纳米钛晶体膜,制备成一种可漂浮于液相中并可循环利用的新型光催化材料。以含羟肟酸类浮选捕收剂的模拟废水为研究对象,研究了焙烧温度、负载次数、废水初始浓度以及pH等因素对材料光催化活性的影响。结果表明,负载5次,在700℃下焙烧2 h,可得到光催化性能优异的新型光催化材料。对浓度为30 mg/L的水杨羟肟酸捕收剂光降解3 h,降解率可达83.47%。循环使用10次后,仍可保持良好的光催化活性。     

复合材料BiVO4/ZnO光催化降解废水中的丁基黄药

针对选矿废水中残留的有毒有害丁基黄药,通过水热法制备出一种高效复合型光催化材料BiVO₄/ZnO。采用XRD、SEM和UV-Vis等对样品的结构、形貌和光学性质等进行了表征。在模拟太阳光照射下,考察了降解时间、BiVO₄与ZnO不同质量百分比的BiVO₄/ZnO和不同丁基黄药初始浓度等因素对光催化降解效果的影响。结果表明：①BiVO₄与ZnO按质量比25%复合的光催化材料BiVO₄/ZnO对丁基黄药模拟废水具有强降解效果;丁基黄药初始浓度越低、降解时间越长,丁基黄药的降解率越高;pH=7、初始浓度为50 mg/L的丁基黄药模拟废水50 mL,在复合光催化材料BiVO₄/ZnO用量为50 mg时的降解率为96.00%。②复合光催化材料BiVO₄/ZnO可循环用于丁基黄药的降解,丁基黄药的降解率几乎不受循环利用次数的影响。③复合光催化材料BiVO₄/ZnO对丁基黄药的降解行为符合一级反应动力学模型。     

氧化锌纳米线阵列光催化降解异丁基钠黄药

为探索高效降解选矿废水中残留的常用浮选药剂异丁基钠黄药,以锌片为基底,采用水热法制备了一种可循环利用的新型光催化降解材料——氧化锌纳米线阵列,通过XRD、SEM、TEM、PL和DRS等手段对所制备样品进行了晶相、形貌及光学性能表征,并研究了异丁基钠黄药初始浓度、模拟废水pH和光催化降解时间等对材料光催化活性的影响。结果表明:当异丁基钠黄药初始浓度为60 mg/L、模拟废水pH=7、氧化锌纳米线阵列(锌片规格为2cm×2 cm×0.8 mm)催化降解时间为60 min时,异丁基钠黄药的降解率为91.46%;氧化锌纳米线阵列循环利用10次仍保持良好的光催化活性。动力学研究表明,氧化锌纳米线阵列光催化降解异丁基黄药的行为符合一级反应动力学模型。     

Co-g-C3N4/La-TiO2复合材料光催化降解废水中乙基黄药

为了降解选矿废水中残留的浮选药剂乙基黄药,采用溶胶-凝胶法制备了一种复合型光催化材料Co-g-C3N4/La-TiO2,通过SEM、XRD、UV-Vis、光致发光光谱和XPS等对样品的形貌、晶型结构、光化学性质 和表面化学性质进行表征,研究了催化剂用量、模拟废水pH、乙基黄药初始浓度和时间对光催化效果的影响,并利用活性自由基捕捉试验确定光催化过程中起作用的活性基团。结果表明：Co-g-C3N4/La-TiO2中La和Co 以La3+和Co2+形式存在,其禁带宽度减小,吸收带边红移,光催化效率较高。在催化剂投加量为1 g/L,乙基黄药浓度为60 mg/L,pH为10的条件下,光催化60 min后乙基黄药的降解率达到了99.1%。空穴（h+）、羟基 自由基（·OH）、超氧自由基（·O2-）都在光催化氧化降解乙基黄药的过程中起到了重要作用,对光催化的贡献程度为：·OH＞h+＞·O2-。     

海泡石/TiO_2的制备及光降解有机物性能研究

研究了以硫酸氧钛溶液为原料,以海泡石为载体,采用强迫回流水解法制备海泡石/TiO2(锐钛矿晶型)复合材料的方法。通过对甲基橙和亚甲基蓝溶液降解脱色实验,检验了样品的光催化性。结果表明,复合材料对亚甲基蓝溶液具有较强的吸附性和光降解性,经过6h光降解反应,脱色率达到99%以上。     

具有光催化性能的水泥基掺和料的制备

以硫铁矿尾矿为基体,高钛渣为钛源,采用酸浸水解及一步煅烧法制备出具有光催化性能的水泥基掺和料,采用正交试验法研究了酸渣质量比、酸浸温度、酸浸时间、液矿质量比、负载温度、负载时间对掺和料前驱体钛含量的影响,并进一步研究了煅烧温度及保温时间对掺和料制备的影响。得出最佳制备制度为：酸渣质量比8∶1,酸浸温度85℃,酸浸时间250 min,液矿质量比8∶1,负载温度105℃,负载时间3.5 h,煅烧温度为800℃,煅烧时间为2 h。所制备的掺和料锐钛矿结晶好,以15%质量比例掺入水泥净浆中其3 d、7 d、28 d强度较未添加掺和料的水泥净浆分别提高10.37%、13.82%、12.56%。该掺和料以0.5%加入30 mg/L的亚甲基蓝溶液中,高压汞灯光照5 h降解率达95.28%,按15%质量比例加入白水泥中可使该白水泥具有较好的光催化性能。     

电镀法制备多孔光催化材料及其性能研究

以多孔泡沫镍为载体,采用电镀法制备多孔光催化材料,并研究其对水中罗丹明B的降解性能.结果表明,多孔光催化材料对水中罗丹明B的光催化降解反应严格符合零级动力学规律.最佳制备工艺条件为：电镀液中硫酸镍浓度180g/L;镀液中P25型纳米TiO2粉体投加量2g/L;电镀温度45℃;搅拌速度4档.Bi2O3和ZnO复合改性使产品的光催化性能提高,复合粉体中的Bi2O3和ZnO起电子-空穴分离的桥梁作用.纳米Bi2O3复合量达7%或ZnO复合量为2%时,产品的光催化性能最优.Ag修饰使经Bi2O3或ZnO复合的光催化材料的光催化性能有所提高.经Bi2O3复合的光催化材料的最佳Ag修饰量为1%,经ZnO复合的光催化材料的最佳Ag修饰量为4%.     

网固定TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

采用TiO₂胶体合成-不锈钢金属网表面浸渍提拉法镀TiO₂胶体膜-焙烧工艺制备网固定TiO₂薄膜光催化材料,并以偶氮染料废水为降解对象,研究了镀膜次数、焙烧温度以及偶氮染料初始浓度对材料光催化活性的影响。结果表明：镀膜5次后在700 ℃下焙烧2 h,可以得到光催化性能优异的金属网固定TiO₂薄膜。用该制品对浓度为27 mg/L的偶氮染料废水光降解3 h,降解脱色率达到99.07%。TiO₂晶体膜在金属网表面键合牢固,重复使用仍保持良好的光催化活性。