TiO2/MOFs的制备及污染物降解现状

TiO2是较为成熟的半导体光催化材料,但因TiO2分散性差、量子利用率低、比表面积小、难回收等问题难以工业化.多孔金属有机框架(MOFs)的引入可增强TiO2/MOFs复合材料的光吸收性能,提高电子-空穴对分离效率和提高回收率.基于TiO2/MOFs制备时前驱体添加顺序不同,综述了TiO2/MOFs的3种制备方法(即Ship-in-a-bottle法、Bottle-around-ship法、One-pot法)及TiO2/MOFs光催化机理与性能影响因素,并探讨不同MOFs与TiO2结合的作用机理.最后,对TiO2/MOFs存在的问题提出建议.     

TiO2/MOFs的制备及污染物降解现状

TiO2是较为成熟的半导体光催化材料,但因TiO2分散性差、量子利用率低、比表面积小、难回收等问题难以工业化.多孔金属有机框架(MOFs)的引入可增强TiO2/MOFs复合材料的光吸收性能,提高电子-空穴对分离效率和提高回收率.基于TiO2/MOFs制备时前驱体添加顺序不同,综述了TiO2/MOFs的3种制备方法(即Ship-in-a-bottle法、Bottle-around-ship法、One-pot法)及TiO2/MOFs光催化机理与性能影响因素,并探讨不同MOFs与TiO2结合的作用机理.最后,对TiO2/MOFs存在的问题提出建议.     

TiO_2/AC复合光催化剂的研究进展

TiO2是绿色水处理技术——光催化氧化法常用的催化剂,近年来,为解决TiO2催化活性低、难以回收再利用等问题,将其负载到活性炭上得到的TiO2/AC复合光催化剂已成为光催化领域研究的热点。目前,国内外研究者对TiO2/AC的光催化机理、TiO2与AC的协同作用机理、TiO2/AC的制备方法以及TiO2的晶型与负载量、外加试剂及废水pH值等因素对TiO2/AC光催化活性的影响进行了较为深入的研究。今后的研究趋势是:一方面在制备方面加强TiO2与AC结合的牢固性以提高其使用效率,另一方面开发在自然光源下可以产生良好催化活性的复合光催化剂。     

掺杂Tb的TiO2异质结的制备

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Tb的TiO2粉末,再由其制备得到TiO2/Tb-TiO2复合催化剂粉末。使用SEM手段进行了表征,在可见光照射下,对罗丹明B溶液进行脱色反应实验,以研究不同Tb掺杂量以及不同复合比例对异质结催化活性的影响。结果表明,Tb-TiO2催化剂的光催化活性比纯TiO2好;而异质结结构TiO2/Tb-TiO2复合催化剂比纯TiO2光催化性能更高,但比Tb-TiO2光催化性能略差。     

新型磁性异质结材料的制备及其光降解染料废水的性能

为了解决光催化剂在光生电子与空穴中分离效率低且难以回收利用的问题，以钛碳化铝(Ti₃AlC₂)为原料，通过Li F+HCl刻蚀法、共沉淀法、溶剂热法和异种电荷静电自组装，获得具有磁分离性能的新型异质结光催化材料AMHNTs/TiO₂-Ti₃C₂T_x(H&M)，对其进行结构表征，并选取偶氮类染料甲基橙(MO)为污染物模型，考察模拟太阳光下H&M的降污性能及降解机理。结果表明：制备的异质结H&M融合了二维层状与一维管状的结构特征，提高电子的传导输送，具有良好的光催化活性和磁回收性，且对MO有较好的降解性能，为构筑新型磁性无机异质结光催化材料和染料的光降解提供有价值的参考。     

纳米TiO_2修饰对其光催化性能的改进作用研究进展

综述了纳米TiO2的制备及其光催化机理;并且基于纳米TiO2光催化性能的广泛应用及其在应用时效率偏低的问题,从抑制TiO2内载流子的复合、提高催化剂的比表面积和改变催化剂的结构与表面性质三个方面综述了修饰纳米TiO2以提高其光催化性能的各项措施;最后对纳米TiO2在光催化领域中的发展方向做出了展望。     

纳米二氧化钛的光催化性能及其在有机污染物降解中的应用

纳米TiO2 具有光催化性能 ,利用太阳光能将有机污染物矿化为CO2 和H2 O。从TiO2 的光催化降解机理入手 ,讨论了影响纳米TiO2 光催化性能的因素及提高光催化性能的方法 ,列举了纳米TiO2 光催化降解处理染料废水、农药废水、含有表面活性剂的废水以及含油废水的应用。最后提出目前存在的一些问题及其解决途径     

温度对TiO_2纳米管光催化性能的影响

采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列,对其结构进行了XRD、TEM表征,并研究了温度对TiO2纳米管光催化性能的影响及作用机理。结果表明,在40~240℃,TiO2纳米管光催化降解苯的性能随温度的升高先提高后降低,在200℃时达到最高。升高温度导致TiO2纳米管表面水分子脱附,为苯的催化降解提供了更多的反应位,这是升温提高TiO2纳米管光催化性能的主要作用机制。     

钛基多元大孔材料光催化降解有机废水

TiO2由于光催化活性高、价格低廉、无毒等特点受到人们广泛关注。人们将形状不规则粉体TiO2制备成纳米大孔空心球等形状,以提高催化剂的悬浮性能和回收性能。同时,为了进一步提高TiO2对有机废水的光催化降解性能,对TiO2进行了掺杂改性的研究。文章主要介绍了掺杂改性大孔TiO2在光催化降解有机废水中的研究。     

TiO2/Ag光催化膜降解特种印刷工业废水的研究

采用溶胶－凝胶法制备活性炭负载的TiO2/Ag光催化膜，利用SEM、EDS、XPS等方法对活性炭表面TiO2/Ag的成膜性、主要元素及价态等进行表征。通过对特种印刷工业废水的光催化降解性能研究，确定了光催化剂用量、不同起始浓度、不同气量对光催化性能的影响；并在连续式光催化反应器中研究了该催化剂的降解能力。     

过渡金属离子掺杂改性TiO2研究进展

综述了近年来国内外利用过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能和光响应范围、掺杂机理及掺杂模型；分析了制备方法、掺杂金属离子种类、浓度对TiO2光催化性能的影响；归纳总结了针对光催化研究目前的现状和存在的问题讨论了今后的研究方向。     

MOFs基膜材料的研究现状及其在H2/CH4分离中的应用

氢气的生产、分离和储存已经成为世界绿色能源经济的重要组成部分。通过膜分离法从工业副产物中提纯氢气,不但操作简便,且显著降低了分离的能耗,是一种有前景的分离技术。金属有机框架（metal-organic frameworks,MOFs）因具有晶态、有序、明确的多孔结构和较大的比表面积,被认为是理想的气体分离膜材料。本文以MOFs基分离膜为研究对象,对比综述了MOFs膜的常规制备技术,总结了水热/溶剂热法、界面合成法、二次生长法和浇铸法的合成机理及应用。简述了在H₂/CH₄分离方面MOFs膜的设计原理及应用。针对MOFs膜当前存在的柔性、孔径、晶界结构、稳定性等问题,重点介绍了对制备方法与改良和对薄膜的后修饰策略,以期实现对MOFs膜性能的调控。最后,指出了目前该技术存在的难以大规模生产、分离性能不足的缺点,开发低成本的大规模生产方法同时提高薄膜的分离性能将会是未来MOFs膜实现工业应用的关键。     

基于光催化降解甲醛溶液性能的Cu-Ce/TiO2制备方案的响应面法优化

采用溶胶-凝胶法,以过渡金属Cu离子和稀土金属Ce离子改性TiO2制备Cu-Ce/TiO2,基于响应面和数值模拟方法研究Cu-Ce负载量(Cu-Ce含量)、Cu/Ce摩尔比及烧结温度对Cu-Ce/TiO2光催化降解甲醛溶液性能的影响,对Cu-Ce/TiO2制备方案进行优化,并对最佳条件下制备的Cu-Ce/TiO2进行表征. 结果表明,三个因素均对Cu-Ce/TiO2的光催化性能有影响,其影响显著性为：烧结温度>Cu-Ce负载量>Cu/Ce摩尔比. 优化的制备条件为：Cu-Ce负载量2.88%(mol), Cu/Ce摩尔比1.6364,烧结温度544℃. Cu-Ce共同改性TiO2能有效避免掺杂TiO2晶格内部表层和近表层产生较多的位错,抑制晶格畸变增大,诱导TiO2中锐钛矿型晶体向金红石型晶体转变的能力增强,提高粒径均匀性和分散性能.     

活性炭负载TiO2的制备及其光催化性能的研究

以钛酸四丁酯（Ti（OC4H9）4）为原料,用溶胶-凝胶法制备活性炭（AC）负载（TiO2。XRD分析其晶型组成。实验研究了不同TiO2负载量、不同煅烧时间、不同煅烧温度以及不同使用次数等情况下TiO2/AC光催化剂的光催化活性。实验结果表明,当负载量为28.2%、煅烧时间为4h、煅烧温度为400℃时催化剂活性最高,甲基橙溶液的降解率到达了98.09%。同时研究表明了多次使用后的TiO2/AC光催化剂仍具有很好的光催化性能。     

金属离子掺杂改性TiO2的研究进展及应用

TiO2作为一种重要的光催化剂,不仅在陶瓷工业有着广泛的应用,更重要的是在环境保护方面有着重要的应用前景.但自身因素的影响,限制了TiO2光催化剂的广泛应用.大量研究实验证明,通过掺杂可有效提高TiO2的光催化活性,拓宽其光响应范围.本文综述离子掺杂对TiO2的作用机理,讨论了掺杂金属离子的种类、浓度、化合价、半径及其...     

TiO2/SiO2气凝胶的非超临界干燥法制备及其对吡啶降解的光催化活性

TiO2/SiO2 aerogels with different molar ratio of SiO2/TiO2 were prepared via non-supercritical method using tetrabutyl titanate and silica sols as raw materials. The samples were characterized by TEM, SEM, BET, IR, XRD and so on. The results indicate that the BET surface area of TiO2/SiO2 aerogels calcined at 550℃ which consisted of anatase structure of TiO2 with narrow distribution pores of 5-25 nm is as high as 357.89 m^2·g^-1. For the photocatalytic degradation of pyridine, the catalytic activities of TiO2/SiO2 aerogels are much higher than that of TiO2 powder. The photocatalytic activity of TiO2/SiO2 aerogels calcined at 800℃ is the optimum. The higher the content of SiO2, the higher the photocatalytic activity of TiO2/SiO2 aerogels. The cost for preparation of the aerogels is greatly reduced by using non-supercritical drying method, and the aerogels are hopefully applied in the treatment of industrial waste water such as coking effluent treatment.     

TiO2/SnO2复合薄膜的光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法常温合成含有一定晶型的TiO2溶胶和SnO2溶胶,使用浸渍提拉法在普通载玻片上制备出TiO2/SnO2复合膜。考察了不同SnO2薄膜层数对TiO2/SnO2复合膜光催化活性的影响,并对其光催化活性提高的机理进行了探讨。结果表明,SnO2层的加入能有效提高薄膜的光催化活性,这是由于SnO2的导带电位低于TiO2的导带电位,其价带电位高于TiO2的价带电位,光激发下,TiO2中产生的光生电子注入到SnO2层,有效抑制了薄膜内电子-空穴对的复合,增加了复合薄膜表面空穴的浓度,因而光催化活性得到了显著的提高。     

Au掺杂水热均匀沉淀高温制备TiO_2的光催化性能

向水热均匀沉淀、800℃焙烧制得的高活性、易分离TiO2(TiO2-800)中掺杂金(Au),以光催化降解活性艳红染料X-3B作为模型反应,考察了掺Au量、制备条件、Au的价态等对Au/TiO2-800光催化性能的影响。结果表明,氨水作为沉淀剂,200℃焙烧的0.5%Au/TiO2-800的光催活性较TiO2-800有较大提高,染料X-3B的降解率由93%提高到了100%。还原实验显示,0.5%Au/TiO2-800表面存在的离子态Au能有效提高TiO2-800光催化活性。     

氮掺杂改性二氧化钛光催化剂的研究进展

综述了近年来国内外利用氮掺杂改性二氧化钛的光催化剂性能、提高可见光的利用效率的最新研究进展；分析和讨论了氮掺杂二氧化钛的制备方法、理论计算和结构模型、掺杂机理等；总结了氮掺杂改性二氧化钛存在的问题，同时讨论了今后的研究方向．