纳米TiO_2光催化剂的制备及改性研究

综述了国内外TiO2光催化技术的研究进展,讨论了TiO2光催化的机理、TiO2光催化剂的制备方法;对TiO2光催化技术的研究方向及光催化技术的发展前景进行了分析。     

离子液体中微波辅助制备镧掺杂纳米TiO_2光催化剂

以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体为反应介质,采用微波辐射干燥方法,制备了镧掺杂的纳米TiO2光催化剂。并用甲基橙为模拟污染物,高压汞灯为光源,考察了镧掺杂量、微波加热火力、微波干燥时间、煅烧温度等因素对镧掺杂TiO2光催化活性的影响。结果表明,当镧掺杂量(摩尔分数)为0.3%时,在微波加热火力为30,干燥时间为20 min,再在高温炉中于700℃下煅烧2 h后,所制得的La3+/TiO2催化剂主要以锐钛矿相二氧化钛存在,其粒径约为14.5 nm,其对甲基橙的降解率最高。     

微波水热法制备稀土元素铒掺杂TiO_2光催化剂及光催化活性

采用微波水热法和溶胶-凝胶法制备稀土元素Er掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Er,以甲基橙溶液为模拟污染物,在微波辐射-紫外光照(MW-UV)和太阳光照条件下,考察TiO_2-Er光催化剂的光催化降解活性。分别用N_2吸附-脱附、ICP-AES和PL光谱分析对TiO_2-Er光催化剂进行结构测试和表征。结果表明,Er掺杂能显著提高TiO_2光催化剂光催化活性,微波水热法制备的TiO_2-Er光催化剂具有较高的光催化活性;微波水热法和溶胶-凝胶法制备的TiO_2-Er光催化剂微波辐射-紫外光照50 min,甲基橙降解率分别为100%和98.5%,太阳光照4 h,甲基橙降解率分别为99.0%和97.5%。微波水热法具有晶化时间短和元素掺杂均匀的优点,制备的TiO_2-Er光催化剂具有形貌均匀、孔径较大、孔分布均匀和比表面积较大等特点,且Er掺杂能抑制光生e~-/h~+复合,使光生e~-/h~+的分离效率得到提高,有利于光催化活性的提高。     

稀土元素Ce掺杂TiO_2光催化剂制备及微波强化光催化活性

在[Bmim]PF6离子液体介质中微波辅助制备稀土元素Ce掺杂改性的TiO_2光催化剂TiO_2-Ce,以甲基橙溶液和苯酚溶液为模拟污染物,在紫外光照和微波辐射-紫外光照降解条件下考察TiO_2-Ce催化剂的光催化活性。利用荧光技术以对苯二甲酸作为荧光探针检测TiO_2-Ce催化剂表面产生的羟基自由基,并对光催化降解反应进行动力学分析,以了解光催化降解反应机理。结果表明,通过优化反应条件制得的TiO_2-Ce催化剂具有较高光催化降解活性和热稳定性,在紫外光照和微波辐射-紫外光照条件下降解60 min后,甲基橙降解率分别为98.6%和99.3%,苯酚降解率分别为96.6%和97.2%。荧光光谱分析表明,TiO_2-Ce在微波辐射-紫外光照条件下产生的羟基自由基比紫外光照多,因而微波辐射-紫外光照具有强化TiO_2-Ce降解模拟污染物作用的效果。反应动力学数据表明,TiO_2-Ce光催化降解甲基橙溶液反应呈一级反应动力学规律,其表观速率常数k最大值为0.056 2 min-1。     

掺杂改性纳米TiO_2光催化剂的制备及表征

对纳米TiO2光催化剂的溶胶-凝胶法合成工艺方法进行了改进。分别考察了不同掺杂金属离子(Fe3+、Cu2+、Pb2+)的不同掺杂量对TiO2的晶相和晶粒尺寸、光学性能、以及其光催化降解性能的影响。所得到的改性纳米TiO2光催化剂,扩大了对可见光响应范围,提高了光催化降解效率,对进一步利用太阳能治理工业有机废水有重要的参考价值。     

硅藻土负载TiO_2光催化剂的制备及其应用

以钛酸丁酯为前驱体,多孔硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法制备硅藻土负载TiO_2光催化剂。通过SEM、XRD、FT-IR和N2吸附-脱附等对其形貌、表面组成及晶体结构进行表征。以1μg·m L-1氨氮废水溶液为目标降解物,太阳光为光源,研究硅藻土负载TiO_2催化剂的光催化活性。结果表明,采用500℃焙烧3 h的硅藻土负载TiO_2光催化剂,光照180 min,对氨氮的去除率为78.5%。     

溶胶-凝胶-微波法制备银掺杂TiO_2光催化剂及其光催化性能

用硝酸银和钛酸正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶-微波辐射干燥法合成银掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Ag。为了提高催化剂的光催化活性和降解有机污染物的速率,用微波辅助Ti O2-Ag光催化剂降解有机污染物。通过扫描电子显微镜、红外光谱法、紫外可见光谱法和荧光光谱法对TiO_2-Ag催化剂进行测试和表征。以甲基橙为有机污染物,分别在太阳光照射和微波、紫外、紫外-微波条件下降解甲基橙以考察催化剂的光催化活性。结果表明,TiO_2-Ag光催化剂最佳制备条件为:银掺杂量n(Ag+)∶n(Ti~(4+))=0.003,离子液体用量3.0 m L,微波干燥功率210 W,微波干燥时间20 min,焙烧温度650℃,焙烧时间3 h,此条件下制备的TiO_2-Ag光催化剂在太阳光照射4 h下,紫外光照、微波辐射和紫外光照-微波辐射分别辐射55 min后,甲基橙降解率分别为98.70%、98.79%和99.05%。     

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。     

以离子液体为介质的TiO_2光催化剂的制备

制备了离子液体溴化1-十二烷基-3-甲基咪唑[C12mim]Br,并以此离子液体为介质制备了TiO2晶体,对所得产品进行X射线粉末衍射、红外光谱和光催化性能等表征。结果表明：所制备的TiO2光催化剂为锐钛矿型,其平均晶粒大小为8nm,其中以1%[C12mim]Br水溶液为介质所制的TiO2的光催化活性最好。     

TiO_2/AC负载型光催化剂的制备及性能研究

以活性炭为载体,用溶胶凝胶法制备TiO2/AC负载型催化剂,用XRD对其进行了表征。以甲基橙为目标降解物,以紫外灯为光源对催化剂进行了光降解研究。考察了催化剂煅烧温度、催化剂用量、光催化反应时间、催化剂重复使用次数等对催化剂活性的影响。结果表明：催化剂煅烧温度500℃,催化剂用量为0.8 g/L,光催化反应时间为2 h,甲基橙降解率最高,可达到97.26%。催化剂再重复使用5次后,对甲基橙的降解率仍然可达到91.48%。     

TiO2@酵母炭复合光催化剂的静电自组装制备及其光催化性能研究

以酵母炭为载体,通过静电自组装法制备负载型TiO2@酵母炭复合光催化剂,利用FE-SEM、EDS、XRD对TiO2@酵母炭的形貌、组成、尺寸和晶型进行分析和表征,并探讨了TiO2@酵母炭光催化性能的影响因素。FE-SEM分析表明,TiO2@酵母炭呈椭球状,长（3.6±0.3）μm、宽（2.5±0.5）μm,粒径分布均匀。X-射线粉末衍射分析表明,TiO2粒子为锐钛矿和金红石晶型。对于甲酚红的光催化降解研究表明,当甲酚红初始浓度为10mg·L-1、催化剂投加量为5g·L-1、溶液初始pH值为5时光催化效果最好,甲酚红的降解率为89.6%。H2PO-4、NO-3、Cu2＋的存在对甲酚红的降解具有抑制作用,而Mg2＋的存在无明显影响。     

微波烧结技术及其在ZrB2合成中的应用

综述了微波烧结的原理及特点,ZrB2在耐火材料的应用及合成方法等.通过铝热法微波合成ZrB2的试验,指出微波合成方法可有效地降低ZrB2生产成本,扩大其在耐火材料中的应用.     

微波辐射下2-苯基苯并咪唑的合成及应用研究

在微波辐射下，以邻苯二胺和苯甲醛为原料合成得到了2-苯基苯并咪唑。运用正交实验优化了合成反应条件，其最优化工艺条件为：n（邻苯二胺）：n（苯甲醛）1：1-3，微波辐射时间5min，微波功率119W，产率达66．65％，合成产物经熔点测试、IR、1HNMR表征得到确认。以制备的2-苯基苯并咪唑为主要成为配置成印制电路板用的水性予焊剂，通过应用试验表明，该予焊剂能有效防止铜表面氧化，并具有极佳的可焊性。     

纳米ZnO/SnO2复合光催化剂的制备研究

研究ZnO/SnO2复合催化剂的合成,考察ZnO/SnO2前驱体在不同Zn/Sn反应剂量的摩尔比、不同沉淀剂Na2CO3与总金属离子溶液的体积,以及不同反应时间条件下制备的复合催化剂对甲基橙光催化降解效果的影响。研究表明,当Zn/Sn反应剂量的摩尔比为9∶1,沉淀剂Na2CO3与总金属离子溶液的体积比为2∶1,反应时间为10min时制取的复合催化剂前驱体对甲基橙的光催化降解效果最好,降解30min甲基橙溶液的脱色率可达96.00%以上。     

微波技术在分子筛材料合成中的应用

利用微波进行化学合成是一种简单、快捷、高效的方法.本文介绍了微波的基本概念和微波热处理的特点.综述了微波技术在分子筛材料的合成、模板剂脱除和分子筛材料负载活性组分中的应用,并对微波技术在分子筛材料研究领域的应用前景进行了展望.     

以玻璃珠为载体的负载型二氧化钛的制备及光催化活性研究

在溶胶-凝胶法制备。TiO2胶体溶液的基础上,用玻璃珠作载体制备了负载型TiO2光催化剂,利用SEM对玻璃珠载体和玻璃珠负载TiO2膜的粒径进行了表征分析;同时对玻璃珠负载TiO2的光催化活性进行了研究。     

微波技术在氧化反应中的应用研究进展

介绍了微波诱导反应的作用机理,并就微波技术在氧化反应领域,包括微波诱导氧化合成有机物、微波诱导氧化脱硫及微波辅助氧化处理废水方面的最新应用情况进行了综述分析,并指出了微波技术应用于氧化过程中有待解决的问题及今后的发展方向.     

微波催化合成2-噁唑烷酮

利用微波催化制备2-噁唑烷酮,分别考察了物料比、反应温度、反应时间等参数,得到最佳反应条件为:以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,微波功率400W,物料比n(尿素):n(乙醇胺):n(DMF)=1:1:3.42,在120℃下保温2h,然后升温至140℃保温0.5h,最后升温至150～160℃反应5h。在此条件下,2-噁唑烷酮收率达52.1%。     

微波在合成纳米材料中的应用

阐述了微波在合成粉体,半导体,分子膜和载体等纳米材料的一些重要应用.     

微波技术在化学合成中的应用进展

微波辐射可以加速化学反应速度,改变化学反应历程,获得新的反应产物,实现某些常规方法不能进行的反应。本文综述了微波技术在合成方面的应用和研究情况,展示了微波技术的发展前景。