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。     

机械力化学法制备TiO_2/高岭土复合光催化剂

以高岭土为载体,采用机械力化学法制备了TiO2/高岭土复合光催化剂。以甲基橙溶液的光催化降解率作为评价指标,采用正交实验法,研究了纳米TiO2和高岭土混合研磨体系中固体浓度、球料比、复合研磨时间以及纳米TiO2的含量对复合材料光催化降解率的影响。实验结果表明,采用机械球磨技术可以制备具有光催化性能的TiO2/高岭土复合光催化剂。当高岭土湿磨时间为60min,纳米TiO2和高岭石混合研磨体系中固体浓度20%、球料比5∶1、复合研磨时间30min、纳米TiO2的含量为33.3%时,该复合材料对甲基橙的光催化降解率为69%,高于纯TiO2的光催化降解率。     

蒙脱石负载纳米TiO2复合物的制备、表征及光催化性能研究

以钠化蒙脱石和硫酸氧钛为原料,采用水解沉淀法制备TiO2/蒙脱石复合材料,通过X射线衍射(XRD)和光催化亚甲基蓝溶液对其物相组成及转变、光催化性能进行了研究.结果发现,TiO2/蒙脱石复合物能使TiO2相变温度增大,表明包覆在蒙脱石表面及进入层间域的TiO2较纯TiO2更稳定.光催化结果表明,1100℃下焙烧的TiO2/蒙脱石复合物光催化效果较纯TiO2好,可制成环保高温陶瓷的表面,对空气进行净化,为研究新型环保陶瓷提供了方向.     

抗菌矿物材料及其研究现状

抗菌矿物材料是指以矿物为载体,采用一定的加工工艺制备而成的具有抗菌性能的功能矿物材料.目前,抗菌矿物材料研究主要集中在载体矿物、抗菌剂和制备工艺等三个方面.载体矿物多利用具有微孔道结构和离子交换性能的天然矿物,如沸石、蒙脱石、坡缕石、海泡石和磷灰石等.当前应用于市场的抗菌矿物材料载体主要是采用人工合成的4A沸石,进一步加强以天然矿物为载体的抗菌材料的研究是一个重要发展方向.抗菌剂可分为有机抗菌剂和无机抗菌剂两大类.无机抗菌剂中,金属离子Ag+、Cu2+、Zn2+等的应用最为成功.而光催化TiO2如能解决制备、负载复杂耗时的瓶颈,也将会有相当广阔的应用前景.有机抗菌剂方面,季铵盐有机改性粘土矿物的研究很多,而在做抗菌材料方面的研究还有待加强.抗菌矿物材料制备一般有离子交换法、共沉淀法、共凝聚法、粉体烧结法和水解沉淀法等方法.     

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。     

纳米TiO2/非金属矿物复合光催化剂的研究进展

半导体TiO2具有优异的光催化性能,在降解废水中有机污染物及室内挥发性有机污染物(VOCs)领域有着广阔的应用前景,进一步提高其可见光活性并将其固定化是该技术工业化的关键。纳米TiO2/非金属矿物复合光催化剂具有光催化活性高、易分离回收等优点,是目前光催化材料领域的研究热点。本文根据国内外近期纳米TiO2/非金属矿物复合光催化剂的研究现状,对其制备及改性进行了综合评述,并对其应用前景进行了展望。     

离子掺杂改性TiO_2光催化剂的研究进展

TiO2光催化技术是一种环境污染治理和清洁能源制备的新技术,但由于存在两个瓶颈问题(光催化活性需要紫外光激发及量子转换效率低)而严重制约了其实际推广应用。通过金属及非金属掺杂改性的方法可以将只能U V光激发的TiO2光催化反应红移到可见光区域进行。本文介绍了国内外在离子掺杂改性TiO2光催化剂方面的研究进展,总结了不同离子掺杂对TiO2晶体结构、电子结构、光学性质和光催化性能的影响,提出了TiO2光催化剂在改性中亟待解决的问题。     

TiO2改性天然沸石的光催化性能

以甲基橙的光催化降解为反应模型 ,对TiO2 改性天然沸石 (沸石/TiO2)的光催化性能及影响因素进行了探讨。实验结果表明 :沸石/TiO2 经200℃处理后具有最大的光催化活性 ,其对甲基橙的光降解率与等量的用同样方法合成的经450℃处理的TiO2 纯样相当 ,其TiO2 含量仅为纯的1/10左右 ,易于回收重复利用 ;甲基橙的光降解率随着紫外光光强的增大而增大 ,沸石未改变TiO2 的吸收波段,即可见光对甲基橙的光降解没有贡献     

无机抗菌材料的制备技术及其新途径

文中对无机抗菌材料的种类、制备方法和材料抗菌机理和特点作了回顾.较详细地介绍和论述了CBC材料作为抗菌载体材料的制备方法、结构特征及其抗菌性能.     

TiO2/磁性膨胀石墨的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法在膨胀石墨表面负载镍铁氧体与TiO2,制备了TiO2/磁性膨胀石墨.采用XRD、SEM及EDS研究产物的晶相 组成与颗粒群特征,测试了TiO2/磁性膨胀石墨对柴机油的吸附性能,采用VSM和紫外分光光度计分析了TiO2/磁性膨胀石墨的磁性能及对亚甲基蓝/甲基橙的光催化降解效果.实验结果表明:铁氧体与...     

铁掺杂高岭石基纳米TiO2光催化材料及应用研究

以片状高岭石为基材，采用Fe^3＋化合和Fe2O3直接热合两种掺杂方法制备铁掺杂高岭石基纳米TiO2光催化材料。应用结果表明，两种掺杂方式均不同程度地提高了材料的光催化活性，且在自然光下的催化效果也有明显提高。该研究对矿物负载型光催化材料在自然光下降解有机物、抗菌、净化空气的工业应用具有重要意义。     

载银纳米铁酸铜抗菌剂的制备及抗菌性能

以纳米铁酸铜(CuFe_2O_4)复合氧化物为载体,通过吸附制备载银抗菌剂,用抑菌圈直径和杀菌率表征抗菌性能.选择pH值范围为5.5～7.0、吸附时间8h、吸附温度50℃为纳米CuFe_2O_4对银离子的吸附条件.当焙烧温度为500℃时Ag~+能够有效缓释,并具有抗菌持久性.具有相近粒径和相同载银量的载银纳米CuFe_2O_4抗菌能力强于载银纳米SiO_2.载银纳米CuFe_2O_4抗菌剂具有较好的抗菌性能.随着抗菌剂载银量的增加抗菌能力增强,抗菌剂的焙烧温度影响银离子的溶出能力与缓释能力.载体本身较强的吸附、催化能力产生的对细菌的破坏及其中铜元素的存在有利于增强抗菌剂抗菌性能.     

稀土在抗菌材料应用中的研究进展

稀土元素具有特殊的电子层结构,从而拥有优良的光、磁、电和催化等性能,在抗菌领域得到了广泛的应用。本文介绍了稀土离子和稀土氧化物的抗菌性能及其抗菌机理,探究了稀土-有机复合抗菌剂和稀土-无机复合抗菌剂的协同抗菌效应,列举了稀土-无机复合抗菌剂在涂料、塑料、陶瓷和织物等领域的应用,最后展望了稀土在抗菌材料方面的应用前景并提出了亟待解决的问题。     

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。     

含银无机抗菌材料的开发及应用

综述了国内外含银无机抗菌材料的开发及应用现状，分别介绍了载银离子型无机抗菌材料、含银光催化抗菌材料和纳米银抗菌材料的特性、抗菌机理及应用领域，并分析了含银抗菌材料的发展方向和趋势。     

盐酸浸出攀枝花钛铁矿生成金红石机理的研究

本文用扫描电镜等研究了盐酸浸取攀枝花钛铁矿生成金红石的机理,研究了二氧化钛在浸出过程中的行为。盐酸浸出攀枝花钛铁矿有两个历程:(1)钛和铁的溶解过程;(2)钛离子水解和在矿粒表面和内部沉积生成金红石。浸出过程按拓扑形式进行。同时研究了影响金红石生长的物理化学因素,矿石表面性质和浸出方式对金红石的生长有较大的影响。轻度预氧化的钛铁矿可改变矿粒表面性质,有利于生成大颗粒金红石。流态化床浸出可大大地降低二氧化钛细粉的生成。     

V~(5+)掺杂TiO_2纳米粉体制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶凝胶法制备V~(5+)掺杂TiO_2纳米粉体,采用正交实验考察掺杂量、浓硝酸量、冰醋酸量、煅烧温度等因素对其制备的影响,确定制备工艺最佳条件.通过XRD、TEM对掺杂纳米TiO_2粉体进行表征.最佳工艺条件为:掺V~(5+)量1%,冰醋酸0.8mL,浓硝酸0.1mL,煅烧温度400℃.此工艺条件下制备的颗粒粒径为12.75nm.V~(5+)掺杂制备的TiO_2纳米粉体具有较高的光催化活性,以甲基橙为降解物,最高降解率为73.43%.     

凝胶泡沫的阻化特性研究

为了解决煤矿自燃和瓦斯防治的难题,研制出新型煤矿用材料—凝胶泡沫。采用表征指标气体CO释放量减少效果的阻化率ECO、表征煤样温升速率减小效果的ET和ER等3项指标评价凝胶泡沫的阻化特性,采用自制的阻化特性测试系统测试经凝胶泡沫处理的煤样与原煤样在程序升温下的差异。实验结果表明:凝胶泡沫能有效的减缓煤的氧化放热速率,抑制煤温的升高,阻化率达到62.23%,很好的抑制了CO在自燃过程中的释放量。在不同升温阶段起主导作用的阻化方式不同,30~100℃阶段主要是凝胶泡沫本身含水及吸附空气中的水的蒸发吸热作用,该阶段和原煤样的温差不大;100℃以后,水分完全蒸发,主要是凝胶泡沫膜覆盖煤体表面隔氧阻化作用,此阶段与原煤样的温差逐渐加大,阻化效果显著提高。     

纳米TiO_2/海泡石复合粉体的制备及光催化性能研究

以四氯化钛为前驱体,采用水解沉淀法在海泡石粉体上负载纳米TiO2。用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对TiO2/海泡石复合结构进行了表征;并以甲醛为降解对象,考察了TiO2复合材料的光催化性能。结果表明:纳米TiO2/海泡石复合粉体在650℃煅烧后TiO2为锐钛矿型,在紫外光照射下,对甲醛气体具有良好的降解效果。