TiO2基固体超强酸及其在光催化空气净化中的应用

介绍了光催化空气净化催化剂的制备、性能、结构等。总结了国内外关于固体超强酸光催化剂的研究．论述了SO4^2-／TiO2超强酸光催化剂的研究结果，包括其制备、结构和性能之间的关系以及在空气净化方面的实际应用。     

Pt/TiO_2的制备及其光催化正丙醇产氢的研究

采用贵金属沉积法制备了Pt/TiO2光催化剂,在沉积过程中,TiO2的晶体结构保持完整,金属Pt以Pt0价态高度分散在TiO2表面,制备的Pt/TiO2光催化活性明显高于未掺杂的TiO2,提高了光催化产氢性能。以正丙醇为牺牲剂,考察了正丙醇的初始浓度、溶液pH值对产氢过程的影响。结果表明：利用正丙醇溶液产氢,产氢量随着溶液浓度的增加而增加;醇溶液pH值为5时,光催化产氢性能最好,强酸强碱条件均不利于光催化产氢。     

负载化TiO_2固体超强酸的制备及光催化降解UDMH废水研究

采用溶胶–凝胶法制备了SO42–/TiO2–Cu2+与SO42–/TiO2–Ag+2种固体超强酸并负载于活性炭纤维(ACF)与颗粒活性炭(GAC)上,利用SEM、XRD和EDS对其进行表征。实验考察了4种负载型光催化剂光催化降解偏二甲肼(UDMH)废水的效果及在SO42–/TiO2–Cu2+催化的降解过程中中间产物的变化情况。结果表明:ACF负载型固体超强酸催化剂的降解效果明显优于GAC负载型催化剂,SO42–/TiO2–Cu2+的催化效果明显优于SO42–/TiO2–Ag+。实验中还对负载型催化剂进行了再生和重复再利用研究,并对其失活原因进行了分析。     

TiO2光催化材料的超亲水性原理及应用

介绍了TiO2光催化材料的催化氧化和表面超亲水性的原理，并着重探讨了其在表面超亲水性方面的应用，同时还分析了光催化剂应用的关键技术。     

TiO2/AC光催化剂的制备及苯酚光催化降解性能研究

以典型煤基活性炭为载体、椰壳活性炭为对比,采用溶胶-凝胶法制备了活性炭负载的TiO2光催化剂(TiO2/AC),应用X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见漫反射光谱和低温N2吸附等对复合光催化剂的晶相组成、表面形貌、孔结构等进行了表征,选取苯酚为模型化合物考察了复合光催化剂的光催化降解能力,并研究了活性炭种类及颗粒形貌对复合光催化剂活性的影响。结果表明,m(TiO2):m(AC)相同的条件下,TiO2在煤基活性炭上的负载率小于椰壳活性炭;其中,比表面积适中,大、中孔比例高的褐煤基活性炭更适合于作为光催化剂TiO2的载体;煤基复合光催化剂对于苯酚光催化降解效果优于椰壳基复合催化剂,对苯酚的降解效率优于等量的P25,达80%以上。     

Cu~(2+)、Ag~+掺杂改性TiO_2固体超强酸的制备及光催化降解偏二甲肼废水研究

采用溶胶–凝胶法制备了SO42–/TiO2–Cu2+和SO42–/TiO2–Ag+2种固体超强酸催化剂,并用电子显微镜、X射线衍射仪等对制备的催化剂进行了表征。实验考察了2种催化剂体系光催化降解偏二甲肼(UDMH)废水的效果和主要影响因素。实验结果表明,固体超强酸SO42–/TiO2–Cu2+光催化降解UDMH废水比SO42–/TiO2–Ag+体系的降解效果更好。在最优反应条件溶液pH=7⁸,SO42–/TiO2–Cu2+投加量为0.1 g/L下,初始浓度400 mg/L的UDMH废水,在磁力搅拌模拟超重力条件下反应30 min后,UDMH的降解率达到了96%以上。     

不同形貌TiO2对氯霉素的光催化降解研究

将浓碱水热法制备的钛酸盐纳米管(TNT),采用二次水热和高温煅烧法制备了不同形貌的锐钛矿相TiO2纳米管(NT)和TiO2纳米棒(NB)光催化剂,通过XRD、TEM、UV-vis漫反射吸收光谱(DRS)对产物进行表征,研究光催化剂对氯霉素的光催化降解性能。结果表明,不同形貌TiO2光催化剂对氯霉素具有不同的催化活性,TiO2纳米管(NT)比TiO2纳米棒(NB)有更好的吸附性能;在高压汞灯辐射下,TiO2纳米棒(NB)对氯霉素的光催化降解效率高于TiO2纳米管(NT)。在高压汞灯下TiO2纳米管(NT)和TiO2纳米棒(NB)对氯霉素的光催化降解过程均遵从Langmuir-Hinshelwood动力学模型。     

固体超强酸纳米光催化剂SO42--TiO2的制备及Ag改性

以钛酸丁酯为原料,通过在TiO2溶胶中添加质量分数为49%的硫酸,用溶胶–凝胶法制备了固体超强酸纳米光催化剂SO42?-TiO2,并在此基础上用硝酸银进行了改性。用XRD、IR、UV-vis、BET等手段对所制得的试样进行了表征,同时以甲基橙及苯酚的水溶液为模拟污染物,评价了样品的光催化性能,发现SO42--TiO2的光催化活性最高可达单一TiO2的10倍,SO 42?/Ag-TiO2的液相光催化活性超过P-25。     

TiO_2光催化剂表面改性研究进展

针对TiO2光催化剂在环境净化领域的重要应用,综述了TiO2光催化剂光催化反应机理,重点介绍了TiO2光催化剂表面改性研究现状,并且提出了研究过程中存在的问题及其今后可能的研究方向。     

纳米TiO2半导体光催化性能的影响因素

TiO2以具有安全、廉价、无污染、适用范围广等优点而成为最有开发前途的绿色环保型光催化剂。以TiO2半导体为光催化剂的多相光催化氧化技术是几十年发展起来的一项污染治理新技术,具有良好的应用前景。文中主要从晶体结构、粒径、比表面积、表面羟基及载流子俘获剂5个方面,详细分析了这些因素对纳米TiO2光催化性能的影响。     

纳米固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2催化合成棓酸异戊酯的研究

以TiC l4为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纳米固体超强酸SO42-/TiO2催化剂,探讨了硫酸浸渍浓度、焙烧温度、焙烧时间对催化剂性能的影响。以纳米固体超强酸SO42-/TiO2为催化剂,由棓酸与异戊醇直接酯化合成棓酸异戊酯,研究了回流反应时间、催化剂用量、醇酸物质的量比对棓酸异戊酯收率的影响。较佳工艺条件为:醇酸物质的量比为10∶1,反应时间3 h,催化剂用量3%,棓酸异戊酯的收率可达70.44%。     

催化合成氯乙酸乙酯

以稀土固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+为催化剂,氯乙酸与乙醇为原料合成氯乙酸乙酯。研究了氯乙酸与乙醇的摩尔比、催化剂用量、环己烷的用量、反应时间诸因素对产品收率的影响。结果表明:SO2-4/TiO2/La3+是合成氯乙酸乙酯的良好催化剂,适宜的反应条件如下:氯乙酸与乙醇的摩尔比为1∶3.0,催化剂的用量0.8g,环己烷用量15mL,反应2.0h,氯乙酸乙酯的收率可达92.7%。     

S0_4~(2-)/Ti0_2固体超强酸催化合成草酸二异戊酯的研究

以SO2-4-TiO2固体超强酸为催化剂,由草酸和异戊醇为原料合成了草酸二异戊酯,考察了催化剂活化温度、原料配比和催化剂用量对反应的影响以及催化剂的重复使用性。结果表明,SO2-4-TiO2固体超强酸催化活性高、催化速率快、化学稳定性好,重复使用性佳、无环境污染;在最佳反应条件下,草酸二异戊酯收率达到99.7%,产品的质量分数都达到99.9%以上。     

固体超强酸SO4 2-/TiO2催化合成柠檬酸三乙酯

以固体超强酸SO4^2-TiO2为催化剂,用柠檬酸和乙醇合成了柠檬酸三乙酯。考察了催化剂用量、酸醇比、反应时间、带水剂种类对酯化反应的影响,确定了最佳的反应条件：以0．3mol柠檬酸为基准,甲苯为带水剂,m（催化剂）2．5g,n（柠檬酸）;n（乙醇）=1：5．5,反应时间为8h,收率86．6％。     

环境友好催化合成环己酮1,3-丙二醇缩酮

以SO42--TiO2/A l2O3固体超强酸催化剂,通过环己酮和1,3-丙二醇的缩合反应,研究合成了环己酮1,3-丙二醇缩酮,较系统地研究了催化剂的活化温度、TiO2的负载量、催化剂用量、反应物配比、带水剂对缩合反应的影响。结果表明,在环己酮和1,3-丙二醇的缩合反应中,SO42--TiO2/A l2O3固体超强酸催化剂具有良好的催化活性和稳定性,催化剂的活化温度为500℃,TiO2的负载量为10%;n(环己酮)∶n(1,3-丙二醇)=1∶1.2,催化剂的用量1.0g,甲苯为带水剂,反应时间1.5 h。在最佳条件下,缩酮的产率可达99.1%,产品纯度为99.6%。     

纳米固体超强酸SO4^2-/TiO2催化合成富马酸二甲酯

采用溶胶-凝胶法制备了纳米固体超强酸SO24-/TiO2催化剂,主要研究了它的制备条件及作为催化剂在合成富马酸二甲酯中的反应条件,并用正交实验法确定了合成反应的最佳条件。实验结果表明纳米固体超强酸SO24-/TiO2具有很强的催化活性。     

固体酸SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3-SnO_2催化合成氯乙酸四甘醇双酯

以固体酸SO2-4/TiO2 Al2O3 SnO2为催化剂,氯乙酸和四甘醇为原料催化合成了氯乙酸四甘醇双酯。经实验确定的最佳反应条件为:n(氯乙酸).Mn(四甘醇)=2 5,催化剂和带水剂用量分别为反应物总质量的5%和10%,反应时间2 5h,醇的转化率达97 02%,产品收率为81 87%,产品质量分数>97%,催化剂重复使用10次,催化活性基本不变。     

固体超强酸S_2O_8~(2-)/TiO_2-ZrO_2催化合成柠檬酸三丁酯

以固体超强酸S2O82-/TiO2 ZrO2为催化剂合成了柠檬酸三丁酯,考察了催化剂制备条件对催化活性的影响,以及酸醇摩尔比、反应时间、催化剂用量诸因素对酯化率的影响。实验表明:S2O82-/TiO2 ZrO2具有良好的催化活性。在0.5mol/L(NH4)2S2O8溶液中浸渍TiO2 ZrO2,过滤后于500℃下焙烧3h,得到的催化剂活性最高;当酸醇摩尔比为1∶4,反应时间为3h,催化剂用量为反应物总量的1.5%时,酯化率可达98.5%以上。     

SO42-/TiO2-Al2O3复合固体超强酸催化合成富马酸二甲酯

在复合固体超强酸 SO42 - / Ti O2 - Al2 O3催化下 ,由富马酸与甲醇合成富马酸二甲酯。考察了催化剂用量、原料配比等因素对产物收率的影响 ,确定了酯化最佳条件为 :醇酸比 6∶ 1,反应时间 4h,催化剂用量 3g,该条件下 ,产物收率达 91.4%。     

固体超强酸催化合成苯乙酸月桂醇酯

以固体超强酸SO42-/TiO2为催化剂,以苯乙酸和月桂醇为原料,直接合成苯乙酸月桂醇酯,研究探讨了原料摩尔比、反应时间、催化剂用量等工艺条件对苯乙酸月桂醇酯收率的影响。结果表明,最佳反应条件为:醇酸摩尔比3.0∶1,催化剂用量5%,反应时间3h,酯化率可达90.8%。