碳点/TiO2的制备及对亚甲基蓝的光催化性能

碱性条件下以葡萄糖为碳量子碳源,水热法制备碳量子点,碳点与TiO_2通过冷凝回流制备TiO_2复合材料(CQDs/TiO_2),通过分子荧光、扫描电镜等手段对碳点溶液和材料进行表征,并研究CQDs/TiO_2在紫外灯、白炽灯下不同时间、pH下对亚甲基蓝的吸附降解性能及循环性能。结果表明:通过分子荧光成功制备了碳点溶液;CQDs/TiO_2虽然在扫描电镜和X射线衍射中的形貌和结构与纯TiO_2并无明显差异,但其在红外谱图(1090和2354cm-1)和热重(400～600℃)与纯TiO_2相比均有差异,在一定程度上证明了碳点成分的存在;固体紫外漫反射结果显示在200～800nm波长下CQDs/TiO_2材料对光的吸收都强于TiO_2;CQDs/TiO_2在同种光源下对亚甲基蓝溶液的降解率都比纯TiO_2的高,且白炽灯效果要优于紫外灯;材料对亚甲基蓝的降解率都随pH的增加而提高;CQDs/TiO_2在白炽灯下的循环性能较好。     

复合催化剂SiO_2/CNI的制备及其光催化性能研究

以碘化铵和二氰二胺为原料,采用水浴-锻烧法制备了SiO_2/碘氮化碳(CNI)复合光催化剂。利用透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对催化剂进行了表征。以亚甲基蓝、甲基橙分别为光催化反应模型化合物,评价了SiO_2/CNI的可见光催化活性。研究结果表明,与纯CNI相比,CNI/SiO_2复合光催化剂具有更高的催化活性,当SiO_2与CNI的质量比为1∶15时,光催化剂的降解率达到最高点,在该优化条件下,可见光照射40min,SiO_2/CNI光催化降解亚甲基蓝的降解率达到66.8%,光催化降解甲基橙的降解率达到23.7%。     

球形介孔SiO_2/TiO_2复合材料的制备及光催化性能研究

研究了采用溶胶-凝胶法制备SiO_2/TiO_2复合材料,利用XRD、FT-IR、SEM及比表面分析法等对复合材料的形貌、晶型等进行了表征。结果表明:SiO_2/TiO_2为球形介孔材料且有Si—O—Ti键的形成;一定量的SiO_2掺杂和材料的介孔结构,大大提高了复合材料的比表面积;所制备SiO_2/TiO_2复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解实验结果表明,SiO_2/TiO_2复合材料具有优异的吸附及光催化降解性能。     

Zn掺杂改性TiO2的制备及其光催化性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了Zn掺杂改性TiO_2催化剂。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的光催化剂进行表征,考察了该催化剂对亚甲基蓝废水的光催化降解性能。结果表明,Zn成功掺入TiO_2中,Zn掺杂改性TiO_2和纯TiO_2均属于锐钛矿TiO_2晶型。在催化剂投入量为1.5g/L、亚甲基蓝质量浓度为10mg/L、降解时间为0～2h条件下,Zn掺杂改性TiO_2催化剂对亚甲基蓝溶液的降解率超过60%,明显高于纯TiO_2的降解率。     

TiO_2/SiO_2/rGO复合材料的制备及光催化性能探讨研究

制备了一种新型TiO_2/SiO_2/氧化还原石墨烯(TiO_2/SiO_2/rGO)三元复合材料,并对该复合材料的晶型结构、功能基团、元素化学性质、表面形貌和吸附效果进行了表征和分析,研究了其对阳离子染料[亚甲基蓝(MB)、罗丹明B(RhB)]与阴离子染料[甲基橙(MO)]的吸附降解效果,并比较了不同配比材料对MO的吸附降解作用。结果表明:TiO_2/SiO_2/rGO三元复合材料对不同染料都具有较高的光催化活性,其中对MO的光催化吸附降解效果更好。rGO∶(TiO_2/SiO_2)=1∶1(质量比)时,三元复合材料的光催化性能最佳,最大光催化吸附降解效率可达86%。     

Zn-MOF前驱法制备ZnO/TiO2及其吸附降解性能

以有机金属骨架材料MOF-5为前驱体,一步法将ZnO与TiO_2复合制备ZnO/TiO_2材料。通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射(XRD)、UV-Vis光等方法对ZnO/TiO_2复合光催化剂的结构和性能进行表征,并以亚甲基蓝为目标降解物,评价ZnO/TiO_2复合材料的吸附降解性能及循环效率。结果表明:所制备的ZnO/TiO_2光催化剂表面较粗糙,XRD表征有ZnO和TiO_2特征峰,ZnO的加入可提高TiO_2对波长小于600nm光的吸收;ZnO/TiO_2复合材料在模拟可见光和紫外光下及循环吸附降解性能都优于TiO_2,模拟可见光下5次重复循环利用ZnO/TiO_2的吸附降解率均能达97%以上。     

TiO_2/SiO_2/石墨烯复合光催化剂的合成

以钛酸四正丁酯(TBOT)、氧化石墨烯、正硅酸四乙酯(TEOS)为原料,采用水热法合成了一系列二氧化钛(TiO_2)/二氧化硅(SiO_2)/石墨烯复合光催化剂,并对TiO_2/SiO_2/石墨烯复合光催化剂进行了表征。研究结果表明,随着SiO_2用量的增大,TiO_2/SiO_2/石墨烯复合光催化剂的比表面积及气孔直径增大,在石墨烯用量为1%(wt,质量分数),SiO_2用量为30%(摩尔百分数),10mg TiO_2/SiO_2/石墨烯复合光催化剂在80min内对亚甲基蓝(MB)溶液(10mg/L,40mL)的光催化降解率达到99.2%。     

钒-氮共掺杂TiO_2/凹凸棒复合光催化材料表征及光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了钒-氮共掺杂TiO2/凹凸棒复合光催化材料,采用TEM、XRD、BET及UV-Vis漫反射吸收光谱对其性能进行了表征。在模拟太阳光条件下,以亚甲基蓝溶液为目标降解物,对复合光催化材料光催化性能进行评价,复合光催化材料投入到亚甲基蓝溶液中饱和吸附,在40mg/L的亚甲基蓝溶液中,复合光催化材料投加量为1g/L,在800W氙灯下反应6h后,对亚甲基蓝的降解率为84%;重复反应4次,光催化降解变化不大;静置40min后,完成沉降,实现回收。     

PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜制备及光催化性能

通过静电纺丝技术制备聚乙烯醇/聚酰胺/纳米二氧化钛(PVA/PA6/TiO_2)复合纳米纤维,并考察了复合纳米纤维对模拟染料(亚甲基蓝和活性红X-3B)的光催化降解性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDX)、热重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)等表征测试对复合纳米纤维的形貌结构、表面元素分布进行分析。结果表明,用50 mg PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜(其中TiO_2含量是PVA/PA6质量的3%的)光催化降解50 mL浓度为5 mg/L亚甲基蓝溶液和50 mg/L活性红X-3B溶液,反应时间为120 min时,降解率分别为92.8%和87.5%。纳米纤维膜重复使用4次后,其亚甲基蓝降解率为86.6%,活性红X-3B降解率为66.9%,其依然保持良好的光催化性能。说明制备的复合纳米纤维膜具备优异的光催化性能及重复使用性。     

水热合成多壁碳纳米管/钒酸铋复合材料

通过水热合成方法制备了钒酸铋(BiVO_4)和多壁碳纳米管/钒酸铋(MWCNTS/BiVO_4)复合材料,用XRD、SEM-EDX、DRS等技术对所制备的材料进行了表征。研究了在可见光照射下材料降解亚甲基蓝溶液(MB)的光催化性能。当掺杂MWCNTS后,增强了样品对可见光的吸收能力,减小了催化剂的带隙宽度,有利于提高BiVO4复合材料在可见光下的光催化活性。在可见光照射下降解亚甲基蓝溶液的光催化实验表明,质量含量为10%MWCNTS/BiVO_4样品的光催化活性最高,可见光照射3h对亚甲基蓝溶液的降解率达91.8%,与纯BiVO_4相比,其光降解率约提高了近1倍。     

水热法制备TiO_2/ AC复合光催化材料及其性能研究

探究了吸附-光催化协同效应对二氧化钛(TiO_2)-活性炭(AC)复合材料光催化性能的影响。以钛酸四丁酯为原料,活性炭为载体,采用水热法制备出TiO_2/AC二元复合光催化材料。使用XRD、SEM、EDS和FT-IR等检测技术对制备样品进行测试、分析、表征,重点分析了不同水热温度对复合材料晶体结构、形貌、组分含量及表面官能团的变化,并以甲基橙溶液(MO)模拟目标降解物,考察了在紫外光源下TiO_2/AC二元复合材料对甲基橙溶液光催化效率的影响。研究结果显示:负载于AC表面的TiO_2为锐钛矿型;随着水热温度的提高,负载于AC表面上的TiO_2数量增加,粒径增大,分布更加均匀;经紫外光光照180 min后,所有TiO_2/AC复合材料对20 mg/L甲基橙溶液的降解率均达到80%以上,优于纯TiO_2的降解率,表明TiO_2/AC二元协同吸附-光催化效应可明显提高复合材料对甲基橙溶液的降解效率。     

钛柱撑蒙脱石的制备及对亚甲基蓝的光催化降解研究

以四氯化钛(TiCl4)为钛源,钠基蒙脱石(Na-mt)为基质,采用水解法制备钛柱撑蒙脱石(Ti-PILM)纳米复合材料,研究了Ti-PILM材料制备过程的影响因素及Ti-PILM材料对亚甲基蓝光催化降解性能。研究结果表明:在亚甲基蓝初始浓度为40mg/L,Ti-PILM用量为2g/L,吸附30min,光催化150min条件下,Ti-PILM纳米复合材料对亚甲基蓝溶液的降解率达到92.03%。     

原位复合制备CQDs/Ag的催化性能研究

采用水热反应釜法制备碳量子点,然后通过碳量子点还原硝酸银制备CQDs/Ag复合催化剂。利用FT-IR、TEM对样品进行表征,利用荧光分光光度计测试荧光谱,紫外-可见分光光度计测试吸收谱和亚甲基蓝浓度。结果表明:碳量子点表面具有含氧基团和具有还原性的基团,平均粒径约3.5nm,其吸收主要在紫外光区。CQDs/Ag复合催化剂能够使荧光猝灭,可见光区的吸收增强。在可见光照射下,复合催化剂比碳量子点的催化性能更好,CQDs/Ag复合催化剂在35min内能够使50mL 20mg/L的亚甲基蓝完全降解。     

CNT-CdS-TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶凝胶法,以硝酸镉为镉源、钛酸四丁酯为钛源、硫脲为硫源,碳纳米管(CNT)为载体,分别制备了TiO_2、CdS-TiO_2、CNT-CdS-TiO_2催化剂。对TiO_2,CdS-TiO_2,CNT-CdS-TiO_2的晶型和微观形貌进行了表征。结果表明:TiO_2为锐钛矿,CdS为六方相;TiO_2与CdS均匀包覆在CNT的表面。对TiO_2、CdS-TiO_2、CNT-CdS-TiO_2分别进行了紫外-可见吸收光谱的测试和可见光条件下降解亚甲基蓝的光催化性能测试。结果表明CdS-TiO_2、CNT-CdS-TiO_2吸收峰发生红移;TiO_2、CdS-TiO_2、CNT-CdS-TiO_2在可见光下对亚甲基蓝的降解率依次提高,CNT-CdS-TiO_2的降解率可达到55%。     

Cu~(2+)掺杂TiO_2的制备及光催化性能

以钛酸丁酯为原料,以硝酸铜为铜源,利用溶胶-凝胶法原位制备铜离子掺杂TiO_2。考察催化剂降解亚甲基蓝的光催化性能,利用X射线衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱对其晶相结构与光响应性能进行表征。结果表明:焙烧温度为450℃,铜掺杂量为0.6%(摩尔分数)时,Cu~(2+)/TiO_2催化性能最佳。紫外光照射80min后,亚甲基蓝的降解率达到96.4%,为纯TiO_2的1.41倍。TiO_2的活性相为锐钛矿,金红石相出现时光催化活性降低。少量Cu~(2+)的修饰降低了TiO_2的平均晶粒半径,显著增强了TiO_2的光响应性能。     

La-TiO_2/Hβ复合光催化剂降解模拟染料废水

用共沉淀法制备了新型La-TiO2/Hβ复合光催化剂,并以亚甲基蓝溶液为模拟废水,探讨了其对亚甲基蓝溶液的光催化降解效果,优化了降解条件。结果表明,La-TiO2/Hβ复合光催化剂降解25mL亚甲基蓝溶液的适宜条件是:亚甲基蓝溶液初始浓度为20mg/L,光照时间为30min,氧化剂H2O2用量为2.0mL,催化剂用量为2.4g/L。在此反应条件下,亚甲基蓝降解率达到98.2%,且催化剂重复使用3次后催化活性基本不变。     

高炉水淬渣负载铁掺杂TiO_2的表征及光催化性能研究

以高炉水淬渣(WBFS)为载体,采用溶胶-凝胶法制得高炉水淬渣负载铁掺杂TiO_2(Fe-TiO_2/WBFS)复合光催化材料。对不同铁离子掺杂量的Fe-TiO_2/WBFS进行表征。以亚甲基蓝溶液(MB)为降解目标,对制得的Fe-TiO_2/WBFS光催化材料进行光催化活性评价。结果表明,铁离子掺杂量为2%(摩尔百分数)时,其物相组成为锐钛矿与金红石的混合晶型,微观形貌呈多孔状。在太阳光照射180min时,Fe-TiO_2/WBFS对亚甲基蓝溶液的降解率达到95%,经5次重复利用后,Fe-TiO_2/WBFS光催化降解率仍可达到75%。     

石墨烯修饰氮掺杂TiO2纳米材料的制备及光催化性能

以TiN粉末煅烧制备的氮掺杂纳米TiO_2(N-TiO_2)和氧化石墨烯为原料,在水热条件下制备了石墨烯修饰的氮掺杂TiO_2纳米材料(GNT)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对所制备的样品进行了表征。紫外-可见漫反射吸收谱表明石墨烯与氮掺杂的共修饰使得TiO_2的吸收带边发生红移,且其可见光吸收性能明显提高。可见光照射下降解亚甲基蓝溶液的实验结果表明石墨烯修饰的氮掺杂TiO_2的光催化降解性能分别是TiO_2、N-TiO_2的4.3倍和1.9倍。     

Ag@AgCl/MCM-41纳米材料的制备及光催化性能研究

以原位沉淀-光化学还原法制备了Ag@AgCl/MCM-41复合纳米材料,采用SEM、IR、XRD对其结构进行了表征.分析表明,复合纳米材料中Ag@AgCl为壳-核结构,具有纳米金属表面等离子体共振效应,对可见光的吸收增强.介孔材料MCM-41载体的引入使催化剂分散性、比表面积、吸附性能和重复使用性提高.以亚甲基蓝为目标降解物,考察了其可见光催化活性,结果表明,光照射60min,复合纳米光催化材料对10mg/L亚甲基蓝溶液的降解率达98%.     

金红石相Ce/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源,硝酸铈为掺杂剂,采用水热法制备了纯TiO_2和不同掺杂浓度的Ce/TiO_2复合光催化剂。并用X射线衍射、扫描电镜和X射线能谱仪对样品的结构及形貌进行了表征,最后以亚甲基蓝为模型污染物,探讨了Ce掺杂量对TiO_2光催化性能的影响。结果表明:通过水热法制备的Ce/TiO_2仍为金红石型,掺杂Ce并未改变TiO_2的晶相结构。Ce/TiO_2复合光催化剂为分散均匀的微球形,粒径在1μm左右。掺杂Ce可显著提高TiO_2的光催化活性,当Ce掺杂量为3%时,对亚甲基蓝的降解率最高,达到99%。