TiO2掺杂CeO2催化超声降解甲基橙

以合成TiO2掺杂CeO2作为催化剂,以超声降解甲基橙反应为模型,研究了各种因素对TiO2掺杂CeO2催化超声降解甲基橙溶液的影响。结果表明,在TiO2(掺杂CeO2)催化剂作用下超声降解甲基橙的效果明显优于单纯以锐钛矿型TiO2催化时的情况。TiO2(掺杂CeO2)用量为0.5 g/L～1.0 g/L、超声波频率为25 kHz、输出功率为1.0 W/cm2、pH值为1.0～3.0时,初始浓度为20 mg/L的甲基橙水溶液在80 min左右基本可降解完全,COD的去除率达到了99.0%。     

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.     

铈或钕掺杂TiO2光催化陶瓷及其自洁净抗菌性能研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉法在陶瓷表面覆盖了Ce或Nd掺杂的TiO2薄膜.稀土掺杂量为Ce/TiO2=0.007,Nd/TiO2=0.003(摩尔比)时,铈或钕掺杂TiO2光催化陶瓷分别对甲基橙的降解率最大.稀土掺杂TiO2光催化陶瓷对大肠杆菌的抗菌率高达99%,较纯TiO2光催化陶瓷的91%更高.     

双通TiO2纳米管阵列光催化膜的研制

采用阳极氧化法,在钛箔上制备TiO2纳米管阵列,并利用HF气体去处其阻挡层,并作了SEM,Uv-Vis表征,表明获得了具有光催化性能的双通TiO2纳米管阵列.以双通TiO2纳米管阵列为光催化剂,在紫外光照射下进行甲基橙的降解实验,2 h内甲基橙降解率可以达到86%(A=484 nm),发现其光催化降解甲基橙的效果明显较好.     

低温溶胶法制备W、N-TiO_2/SiO_2/Fe_3O_4磁性光催化剂降解动力学研究

采用低温溶胶法制备W、N-Ti O2/Si O2/Fe3O4磁性光催化剂,研究其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。用所制备的W、N-Ti O2/Si O2/Fe3O4磁性光催化剂降解不同浓度的甲基橙,得出其降解反应为一级反应;符合Langmiur-Hinshelwood(L-H)动力学模型,反应速率常数k=2.18 mg/(L·min),表观吸附平衡常数K=0.075(L/mg);反应半衰期随着初始浓度的增加而延长。     

铕掺杂纳米TiO2的制备及其光催化甲酸制氢研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯锐钛矿相的纳米Eu/TiO2粉末,少量铕的掺杂可抑制TiO2晶粒的增长,提高其光催化产氢性能.研究结果表明,铕的掺杂量为5%、煅烧温度为500℃、煅烧时间为2h条件下制备的Eu/TiO2光催化产氢性能最好.以甲酸水溶液为牺牲剂,分别考察Eu/TiO2用量、甲酸初始浓度、溶液pH对产氢过程的影响.结果表明,最佳的Eu/TiO2用量为0.08g/L时,最大氢气产量为204mL;甲酸初始浓度为0.08mol/L,此时每摩尔甲酸的氢气转化率约为5930mL;当溶液pH为3时,甲酸的氢气转化率最高.     

光催化功能Fe_2O_3/TiO_2陶瓷的制备及其光降解特性

以九水硝酸铁和硫酸钛为原料,利用共沉淀法合成了Fe2O3/TiO2混合粉体,粉体压制成型的素坯经过高温烧结制备Fe2O3/TiO2陶瓷。通过XRD、SEM分析Fe2O3/TiO2多孔陶瓷的物相和微观结构,并通过对甲基蓝溶液(浓度为25mg/L)的降解研究其光催化性能和循环使用性能。结果表明:紫外和可见光条件下,该陶瓷第一次使用时对甲基蓝溶液的最大降解率分别是80%和94%,循环使用三次后,最大降解率分别仅下降16%和17%。所制备的Fe2O3/TiO2陶瓷具有良好的光催化性能和循环使用性能,且利于收集,可以广泛应用于污水处理。     

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%.     

稀土改性Ni/TiO_2光催化剂及其重复利用催化活性

用溶胶-凝胶法制备了La或Ce改性的0.3%Ni/TiO2(即La-Ni/TiO2或Ce-Ni/TiO2),考察了La-Ni/TiO2或Ce-Ni/TiO2在催化降解甲基橙水溶液过程中的重复利用性能,并用XRD、N2吸附-脱附以及XPS等手段对催化剂进行了表征分析。研究表明,适宜La和Ce掺杂量(La/Ti、Ce/Ti摩尔比)分别为0.15%和0.1%,适宜焙烧温度为400℃。在酸性条件下(pH=3),La-Ni/TiO2和Ce-Ni/TiO2与Ni/TiO2光降解甲基橙的能力相当,但La或Ce掺杂使Ni/TiO2催化剂的重复使用能力提高。催化剂上存在低结合能的低价钛离子(如Ti3+),低价钛离子的含量和结合能大小是衡量催化剂光催化降解活性的重要因素。可能是La或Ce使催化剂在使用过程中低价钛离子得到较好保留,从而使催化剂活性得到较好维持,催化剂重复使用性能提高。     

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。