纳米TiO2催化剂的固定及其对甲基橙的光电催化降解

把TiO2纳米粉体经磁搅拌、超声波振荡分散成均匀稳定的溶胶后，用浸渍-拉提法将TiO2固定在多孔泡沫镍基片上制备了纳米薄膜光阳极，以SEM、XRD对制备的催化剂进行了表征，并通过其对水溶液中甲基橙的光电催化降解考察了所制备催化剂的催化活性、稳定性。结果表明，所制TiO2催化剂主要为锐钛矿晶相，光电催化活性高、稳定性好。     

纳米TiO2膜电极光电催化降解污染物的研究进展

纳米TiO2基薄膜光电催化通过外加偏压阻止光生电子与空穴发生复合以提高光催化的量子效率,并使有机污染物发生深度矿化。本文详细介绍了光电催化的反应机理、TiO2基薄膜电极的制备及提高光电催化效率的主要途径、影响光电催化过程的主要因素等,最后对TiO2光电催化的发展方向进行了展望。     

RhO2修饰BiVO4薄膜光阳极的制备及其光电催化分解水性能

钒酸铋是最具有光电催化应用潜力的水分解光电阳极之一, 但由于表面缓慢的动力学反应速率, 其光电催化效率仍不理想。本研究通过浸渍法在BiVO₄薄膜光阳极上负载纳米RhO₂助催化剂, 研究RhO₂负载量对BiVO₄光阳极光电催化性能的影响规律及其机理。晶粒尺寸10~25 nm的RhO₂均匀负载在颗粒尺寸100~250 nm、厚度约为400 nm的BiVO₄光阳极薄膜表面。考虑到贵金属铑的昂贵成本, RhO₂的最佳负载量为质量分数1.65%, 在偏压1.23 V (vs. RHE)、1.0 mol/L Na₂SO₃溶液中(pH8.5)AM 1.5模拟可见光照射下, 光电流密度达3.81 mA·cm^-2, 相较纯BiVO₄提升了10.58倍。在没有有机牺牲剂的条件下, 光阳极同时析出了氢气和氧气, 两者比例接近2 : 1, 产氧速率为8.22 μmol/(h·cm²)。负载RhO₂有效改善了光阳极的表面水氧化动力学, 使光生空穴更快与电解质溶液进行水氧化反应, 抑制光生载流子复合, 从而显著提升光电催化性能。另外, 负载RhO₂后, 空穴更容易从光阳极表面被有效提取到电解质溶液中, 减少其在光阳极表面积累, 从而使BiVO₄/RhO₂(1.65%)光阳极可持续稳定工作10 h以上。     

化学预处理联合光电催化氧化法处理造纸废水的研究

采用化学药剂对造纸废水进行了预处理实验，比较了铝盐、锌盐、磷酸盐以及铁盐与有机高分子复配后对造纸废水的处理效果,结果表明铁盐石灰一有机高分子复配法的处理效果较好；单纯光电催化氧化对造纸废水处理需要较长时间，能耗高；化学预处理联合光电催化氧化法处理造纸废水效果好，能耗低；经初次使用后，催化剂性能有所下降，当后续继续使用时，催化剂性能对降解效果没有影响。     

B掺杂TiO2/ITO薄膜电极的MOCVD制备及其可见光催化活性研究

采用金属有机物化学气相沉积方法,制备出了具有可见光催化活性的B掺杂TiO2/ITO薄膜电极。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)以及紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis-DRS)分析等方法对所得材料的晶型、组成、化学态和光响应等特性进行了表征。同时,在模拟可见光照射条件下,通过在光电催化反应体系中降解偶氮染料甲基橙的实验,验证和评价了材料的光电催化性能。结果表明:所制备的B掺杂TiO2/ITO纳米薄膜电极在可见光条件下具有良好的光电催化性能,其催化活性在一定范围内(B∶Ti<15%(原子比))随着B掺杂量上升而提高。光电催化甲基橙的去除率达到82.7%,并且经过连续实验,证实了材料具有良好的稳定性和可重复使用性。     

新型光电催化反应器对甲基橙的脱色降解研究

以热氧化法制备的TiO2/Ti薄膜电极为阳极、石墨电极为阴极和饱和甘汞电极为参比电极,设计一种新型的光电化学催化反应器。研究了三种不同催化体系对甲基橙的降解率,同时研究了初始pH、反应时间对脱色率的影响,结果显示,光电化学催化体系对甲基橙的降解效果优于另外两种催化体系。当溶液初始pH=3.0,其他条件不变的情况下,双槽反应器阴阳两极槽甲基橙溶液的脱色率分别达到82.35%和91.30%,单槽反应器脱色率为85.00%。单双槽反应器均达到了＂双极双效＂的目的。     

X-TiO2(X=Ce,Bi)粉体的光电催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备出纳米X- TiO2(X=Ce,Bi)粉体,并用XRD、UV-Vis DRS对其进行表征,以500W氙灯模拟太阳光,考察改性TiO2粉体的可见光催化活性.采用涂覆法制备出改性TiO2电极,以300W高压汞灯为侧光源,考察了电极的光电催化性能.实验结果表明:改性TiO2粉体均为锐钛矿型晶相,Ce和Bi的加入不同程度地提高了TiO2在可见光区的吸光强度,Bi和Ce最佳摩尔掺杂量均为0.04％.3种电极光电催化性能先后排序为:TiO2电极＜0.04％Bi-TiO2电极＜0.04％Ce-TiO2电极,循环伏安曲线分析表明,金属离子的掺杂提高了TiO2电极的电催化活性,且Ce的掺杂对电极电催化活性的影响大于Bi.HPLC分析表明,金属离子掺杂使得苯环开环加速,促进了苯酚的氧化过程.     

光电催化技术在有机废水处理中的研究进展

光电催化技术是一种以电化学法作为辅助的光催化氧化技术。特别对难以降解的废水中有机物具有强大的催化功效,是21世纪研究有机废水降解的发展方向之一,具有广阔的发展空间。综述了光电催化技术的主要机理、半导体光电极的种类及其对几种典型有机污染物的降解效果,展望了光电催化废水处理技术的发展前景。     

TiO_2光电催化氧化法处理生物燃料乙醇醪液研究

采用光电催化氧化处理工艺对生物燃料乙醇醪液进行了处理。采用两电极体系TiO2纳米管阵列做阳极,Pt片做阴极,紫外灯作为光源。研究了不同pH值、外加电压对降解效率的影响。结果表明:当外加电压8 V,pH=8,稀释10倍水样,反应时间120 min,水样COD去除率达到99.12%,出水COD=43 mg/L,符合国家GB8978-1996标准。     

二氧化钛薄膜光电催化Cr(Ⅵ)的影响因素

以TiO2薄膜为工作电极,铂网作为辅助电极,甘汞电极为参比电极,进行紫外光光电催化还原Cr(VI),探讨了溶液初始pH值、Cr(VI)初始浓度以及柠檬酸浓度对反应性能的影响。结果表明,在酸性条件下,TiO2对Cr6+离子污染具有显著的光电催化还原消除效果;随着Cr(VI)初始浓度的增加,其光电催化还原反应速率降低;柠檬酸作为空穴捕获剂可有效地捕获光生空穴,在一定浓度范围内,Cr(VI)的光电还原反应速率随柠檬酸浓度的增加而增加。在pH为3、0.6 V偏压、0.006 g柠檬酸条件下,初始浓度为10 mg/L的Cr(VI)反应210 min时,其转化率达到82.19%。