介孔TiO_2光催化降解亚甲基蓝性能研究

以CTAB为模板导向剂,采用溶胶-凝胶法制备介孔TiO_2材料,以亚甲基蓝为降解底物,研究了光催化材料对亚甲基蓝的光催化活性,考察不同CTAB浓度及煅烧温度、光照时间对TiO_2光催化降解性能的影响。实验结果表明,随着CTAB的加入,所制样品的光催化活性均有所提高,紫外光照60 min后,500℃制备的,CTAB浓度为0. 14 mol/L的介孔TiO_2光催化剂对亚甲基蓝的光催化率达到92. 9%。     

g-C_3N_4/TiO_2复合材料的制备及其可见光催化性能

以三聚氰胺为氮源,钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备g-C_3N_4/TiO_2复合光催化材料,通过XRD、FESEM、UV-Vis、激光粒度分析仪对样品进行表征,以光催化降解亚甲基蓝(MB)为探针反应,研究了复合比和焙烧温度对样品可见光催化性能的影响。结果表明,g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂为锐钛矿相和金红石相组成的混合晶型,TiO_2颗粒呈近球形分布于片层结构的石墨相C3N4表面,复合材料平均粒径2.17μm,粒度分布均匀,复合后样品的光吸收增强。当g-C_3N_4与TiO_2复合比1.0,焙烧温度450℃时,在32 W普通日光灯下g-C_3N_4/TiO_2对MB的降解率达到93.3%。     

S、Yb共掺杂TiO2的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯、硫脲、硝酸镱为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板剂,采用水热法制备了S、Yb共掺杂纳米二氧化钛。利用XRD、XPS、BET、SEM-EDS、TEM、UV-Vis、PL对样品的结构和性能进行了表征与测试。以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,氙灯(500 W)为光源评价样品的光催化性能。结果表明:TiO_2为单一的锐钛矿相,S和Yb成功地掺杂进入TiO_2晶格中,掺杂抑制了晶粒的生长,减小了TiO_2的禁带宽度,增大了样品的比表面积,降低了光生电子与空穴对的复合率,扩大了光吸收范围;当n(S)∶n(Yb)=2.0∶1.5时得到的2.0%S/1.5%Yb-TiO_2光催化性能最佳,500 W氙灯反应光源下对亚甲基蓝(20 mg/L)在90 min内的光催化降解效率达到97.75%。     

Mo掺杂TiO_2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO_2与Mo掺杂TiO_2纳米粒子,并利用XRD、UV-VIS、XPS等测试手段对制备的TiO_2纳米粒子进行表征;以亚甲基蓝为光催化反应模型,考察了煅烧温度、钼掺杂量等对TiO_2晶格畸变,晶粒大小,晶型,光学性能及光催化活性的影响.结果表明:大部分Mo~(6+)取代晶格中Ti~(4+)的位置,引起晶格畸变,抑制晶粒长大与TiO_2由锐钛矿相向金红石相转变;样品经450 ℃煅烧, 随Mo掺杂量增加,激发波长红移增加,当煅烧温度升至600 ℃,1.8%Mo-TiO_2样品中锐钛矿相含量增加,致光激发波长蓝移;适量的Mo掺杂有利于提高TiO_2光催化效果,Mo掺杂物质的量分数为1.8%, 经600 ℃煅烧后样品的光催化性能最佳.     

CdSe-TiO_2光催化材料制备及降解亚甲基蓝染料的性能研究

利用醇解-醇热法制备纳米TiO_2光催化材料,并利用CdSe对制备的TiO_2光催化材料改性。XRD表征结果表明,钛酸比为1∶2时制备的TiO_2光催化材料主要为锐钛矿型。通过亚甲基蓝光催化降解实验证明CdSe改性可以显著提高TiO_2光催化性能。     

溶胶-凝胶法制备Ce~(3+)掺杂TiO_2的研究

以钛酸丁酯为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了Ce~(3+)掺杂的TiO_2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物,研究了掺杂TiO_2纳米粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。通过TG-DTA、XRD、FE-SEM、TEM、UV-Vis吸收谱等测试手段对样品的结构与性能进行了表征,分析了Ce~(3+)掺杂对TiO_2纳米粉体吸收光谱的影响。结果表明,Ce~(3+)掺杂使得TiO_2纳米粉体对紫外-可见光的吸收增大,TiO_2纳米粉体吸收带发生红移,与纯TiO_2相比,红移了54 nm左右;当处理温度为550℃,掺杂体系为n(Ce~(3+))∶n(TiO_2)=0.05%时,样品结晶完整,主晶相为锐钛矿型,粒径约为24.9 nm,反应4 h降解率达85.15%;随着热处理温度上升,金红石相的出现,同等条件下n(Ce~(3+))∶n(TiO_2)=0.05%的光催化降解率也增大,最高达85.52%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO_2粉体。     

Fe3O4@TiO2核壳材料的制备及光催化性能研究

以Fe_3O_4为核合成了具备光催化活性和磁性的Fe3O4@mTiO_2核壳结构复合材料,并研究其光催化性能。在Fe3O4纳米颗粒表面包覆TiO_2壳层,改变钛酸四丁酯(TBOT)用量调控TiO_2壳层厚度,结果显示,当TBOT用量为0.35 g时可获得具有最佳壳层厚度的Fe3O4@Ti O2核-壳材料。随后,利用水热法将无定型TiO_2转变为锐钛矿型TiO_2,获得了具有高比表面积和光催化活性Fe3O4@Ti O2核壳材料,并以亚甲基蓝作为模型分子评估其光催化性能。     

GO/介孔TiO_2复合材料的制备及性能研究

以硫酸钛为钛源、聚乙二醇为模板剂,采用水热法制备了一系列具有吸附及光催化双功能的GO(氧化石墨烯)/介孔TiO_2复合材料,采用XRD、TEM、BET和紫外-可见漫反射等测试手段对所制备系列样品的微观结构、孔结构和光谱学性能进行了初步表征,并以甲基橙溶液为目标污染物测试其吸附性能及光催化活性,进而探讨了GO/介孔TiO_2复合材料的最佳制备条件。结果表明,GO/介孔TiO_2复合材料中氧化钛均为锐钛矿相,晶粒尺寸均在7 nm左右,系列复合材料均属于Langmuir Ⅳ型介孔结构,GO的复合适当拓宽体系光响应范围;水热温度为110℃、水热时间为24 h、GO的复合比为5 wt%时,对甲基橙溶液的吸附及光催化活性最强,1 h内降解率可达100%。     

La掺杂TiO_2分子印迹光催化剂的制备及其性能

以乙酰氨基苯酚(APAP)为模板剂,钛酸四丁酯为前驱体、硝酸镧为掺杂剂,经溶胶-凝胶法制备了La掺杂分子印迹TiO_2。对La掺杂分子印迹TiO_2光催化剂样品性能进行了表征,以紫外及可见光(λ400 nm)催化降解APAP模拟废水,考察了La掺杂量、焙烧温度对光催化活性的影响。结果表明:La掺入抑制了锐钛矿晶粒生长,比表面积增加,可见光吸收增强,光催化活性提高:且当n(La):n(Ti)=0.60%,500℃热处理2h,样品的光催化活性最佳,光催化降解10mg/LAPAP模拟废水,紫外光照射70min去除率为85.5%,总有机碳(TOC)去除率达62.5%:可见光照射40h去除率为90.8%。     

浮选尾煤基混晶相TiO_2光催化降解亚甲基蓝

以钛酸四丁酯为前驱,浮选尾煤为载体,采用溶胶-凝胶法制备出光催化性能良好的尾煤复合TiO_2材料。对复合材料进行了表征,并用于光催化降解亚甲基蓝。结果表明,600℃下混晶相中锐钛矿与金红石的质量比为72:28,晶粒大小为24 nm,通过尾煤负载后,复合材料吸收波长相对于锐钛矿型TiO_2发生了126 nm的红移。亚甲基蓝光催化反应优化条件为TiO_2样品用量2 g/L,溶液pH为8,且复合材料光催化活性相比较TiO_2得到明显提高,降解反应速率为0.027 75 min-1,对目标污染物去除率有显著提升。