可见光辐照下三维N-TiO2/Ti网状光催化体系降解DMP

为在可见光LEDs(visible light LEDs,vis-LEDs)辐照下实现邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate,DMP)的有效去除,通过向电解液中加入尿素的一步阳极氧化法在钛网表面制备N-TiO_2/Ti网状光催化剂,并将N-TiO_2/Ti网以多层叠加的方式布置于反应器内对DMP进行降解.采用场发射扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱、X射线衍射光谱、X射线光电子能谱以及紫外-可见漫反射吸收光谱等分析方法对N-TiO_2/Ti网进行表征.结果显示:N元素主要以取代氮形态参与到晶格构成中,且未引起TiO_2纳米管的表面形貌和晶型结构改变;由Tauc/David-Mott公式计算得N-TiO_2/Ti网的禁带宽度约为2.76 eV,吸收带边红移至449 nm,可见光吸收性能明显增强.N-TiO_2/Ti板等价拉伸成3层叠加的N-TiO_2/Ti网后,DMP的降解率提高了7.5%;当叠加5层N-TiO_2/Ti网时,降解率趋于稳定,相比N-TiO_2/Ti板对DMP的降解率提升了25.7%;偏酸或偏碱性条件下,均有利于DMP的降解;外加H_2O_2可以明显促进DMP的降解,但H_2O_2在单独使用以及可见光辐照下均无法实现对DMP的有效降解.     

Co,N,P/TiO_2/SiO_2/CoFe_2O_4磁性粒子的特性及其光电催化降解罗丹明B的研究

以自制的包覆有SiO_2的CoFe_2O_4磁性颗粒为载体,采用溶胶-凝胶法在其上覆盖掺杂有Co,N,P元素的TiO_2,制备出Co,N,P/TiO_2/Si O_2/CoFe_2O_4颗粒,用振动样品磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)及扫描电子显微镜(SEM)对其磁性、晶型、元素及形貌组成进行表征。将Co,N,P/TiO_2/SiO_2/CoFe_2O_4颗粒作为粒子电极及光催化剂应用于罗丹明B的光电催化降解实验。结果表明:Co,N,P/TiO_2/SiO_2/CoFe_2O_4颗粒光电催化降解Rh B的降解良好,反应40 min后Rh B的去除率达91.02%,通过磁性分离其可以有效的分离回收再利用。     

Gd掺杂和Gd/N共掺杂TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用溶胶凝胶法分别制备Gd掺杂和Gd/N共掺杂纳米TiO_2光催化剂,用XRD、TEM、SEM等手段表征TiO_2光催化剂的形貌组织,用UV-Vis DRS、PL测试其光学性能。研究Gd掺杂量和Gd/N共掺杂量分别对二氧化钛在紫外和可见光下降解甲基橙性能的影响并分析其机理。结果表明:1.5%Gd掺杂TiO_2经7.6h紫外线照射下对甲基橙降解率达到100%,0.5%Gd、8.0%N共掺杂的TiO_2经7.6h可见光照射下对甲基橙降解率达到68.4%。     

掺铁二氧化钛纳米材料的制备及其表征

通过静电纺丝法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、甲醇/乙酸(质量比为37/3)、钛酸丁酯和不同浓度的FeCl3·6H_2O为前驱体制备了Fe/TiO_2光催化剂,经500℃煅烧3h,得到纳米纤维状Fe/TiO_2.采用FT-IR、SEM、XRD、BET对样品进行表征,并分析样品对亚甲基蓝的光催化降解性能.结果表明,Fe/TiO_2中不含有机物,微观结构为纳米纤维状,适量铁可以增加其结晶度,与纯TiO_2相比,比表面积增加了11.33m2/g;掺铁可以改善TiO_2的光催化性;当铁掺杂浓度为2%时,光催化剂对亚甲基蓝的降解效率可达99%.     

Ni掺杂Bi_(12)TiO_(20)纳米纤维的电纺制备及其光催化性能

以硝酸铋、钛酸四丁酯、硝酸镍、无水乙醇、N,N-二甲基甲酰胺和聚乙烯吡咯烷酮K90(PVP K90)为原料,采用静电纺丝法制备出间隙型Ni掺杂Bi_(12)TiO_(20)纳米纤维,并采用XRD、EDS、SEM和UV-Vis等测试手段对制备产物的物相、微观形貌及吸光性质进行了表征;以甲基橙(MO)为目标污染物,研究了制备产物在模拟日光照射下的光催化性能;基于密度泛函理论(DFT)对Ni的掺杂位置进行了模拟。结果表明:Ni以间隙原子的形式掺杂到Bi_(12)TiO_(20)的晶格中,Ni掺杂使材料的吸收光谱红移,提高了其可见光的利用率。在模拟日光照射下,以优选的Ni与Bi_(12)TiO_(20)的物质的量的比为1∶40的Ni掺杂Bi_(12)TiO_(20)纳米纤维为光催化剂降解MO溶液60 min,降解率达到98.07%,高出Bi_(12)TiO_(20)纳米纤维的降解率24.03%。     

溶胶凝胶法制备TiO_2-Ag的介孔微球及其抗菌性能研究

以钛酸丁酯和硝酸银分别作为钛源、银源,聚乙二醇系为扩孔剂,采用溶胶凝胶法制备TiO_2-Ag介孔微球。通过调节煅烧温度优化煅烧工艺,并通过热场发射扫描电子显微镜(EDS/EBSD)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)及比表面积及孔体积测量仪(BET)等对所得产物的形貌、晶体结构、化学组成和比表面积等进行分析。采用震荡法来评定TiO_2-Ag介孔微球的抗菌性。研究表明:采用溶胶凝胶法制备的TiO_2-Ag介孔微球,其Ag粒子在TiO_2表面均匀分布;在煅烧温度为500℃下添加扩孔剂,能有效提高TiO_2-Ag介孔微球的比表面积,增大TiO_2-Ag吸附能力;TiO_2-Ag介孔微球具有良好的抗菌性能。     

机械化学法N掺杂纳米TiO2的制备与表征

采用机械化学法合成了N掺杂纳米TiO_2粉末,对所获得的N掺杂TiO_2粉末进行了分析与表征．实验结果表明,采用六次甲基四胺(HMT)为N源,将原料TiO_2和HMT混合物经过高能球磨处理后,合成的N掺杂TiO_2主要为锐钛矿和板钛矿的混晶相,与原料相比具有小的晶粒度和大的比表面积,对波长大于400nm的可见光具有良好的吸收性能,其吸收边红移至530nm．     

氮掺杂石墨烯量子点对Cr(Ⅵ)的选择性检测

为制备生物兼容性良好的Cr(Ⅵ)离子检测材料,以柠檬酸为碳源,以氨水为氮源,采用水热法制备了具有良好水溶性和荧光性能的氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs).以N-GQDs作为荧光探针,基于Cr(Ⅵ)能够使荧光探针的荧光发生淬灭的原理,实现对水溶液中Cr(Ⅵ)的选择性检测.研究水热温度、反应时间、溶液的pH值对N-GQDs荧光性能的影响,并借助傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线电子能谱(XPS)表征了氮掺杂石墨烯量子点的化学信息.结果表明:随着水热温度、反应时间、pH值的增加,N-GQDs的荧光强度先增大后降低;在水热温度180℃、反应时间10 h、pH=7.0时,氮掺杂石墨烯量子点的荧光性能最好,此时该荧光探针在水溶液中的最低检测限可达到50 nmol/L.     

Sm-TiO2/MMT复合光催化剂的制备及性能研究

以蒙脱土(MMT)为载体,硝酸钐、钛酸丁酯为原料,采用溶胶凝胶法结合超临界干燥技术,制备了Sm-TiO_2/MMT复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、XPS、UV-Vis对复合材料进行表征,并以亚甲基蓝溶液为模拟染料废水,考察其在紫外光下的光催化活性。研究结果表明:Sm以Sm_2O_3的形式存在于复合材料中,一定量的Sm掺杂可以抑制金红石型TiO_2的产生和TiO_2晶粒的增长。在最佳Sm掺杂量为质量分数1%,煅烧温度为500℃条件下,对亚甲基蓝溶液降解1 h后的降解率达98.2%,COD去除率达91.2%。利用蒙脱土负载的催化剂稳定性良好,3次循环回收后,对亚甲基蓝溶液降解2 h后的降解率达96.5%。     

Ag/TiO2纳米粒子的制备与表征

为了扩大纳米TiO_2在可见光范围的吸收,进行在纳米TiO_2中掺入Ag实验.以工业级偏钛酸、硝酸银为主要实验原料,采用一种简易的方法制备出Ag/TiO_2纳米粒子,并通过X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外一可见光吸收光谱(UV-vis)对该粒子进行表征.结果表明,二氧化钛以锐钛型晶型,银以单质的形式存在于纳米复合粒子中;Ag的结合能367.476 eV(3d_(3/2))与373.453 eV(3d_(5/2))分别比纯银的结合能368.4 eV(3d_(3/2))与374.4 eV(3d_(5/2))低,这是由于制备Ag/TiO_2时煅烧温度较纯银高,银簇生长较大引起的;并显示复合粒子的粒径约为30 nm;Ag/TiO_2纳米粒子感应波长明显红移,增强了纳米TiO_2在可见光范围内的吸收.