C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。     

蒙脱石/TiO2复合材料制备及其光催化性能研究

以蒙脱土和钛酸丁酯为原料,采用溶胶凝胶法制备出蒙脱石/TiO2复合材料,利用XRD、SEM、光催化亚甲基蓝溶液对其物相组成、晶体结构、微观结构和光催化性能进行了研究.结果表明:TiO2以锐钛矿相分布于蒙脱石的层间域和表面,并使蒙脱石d001有不同程度的增大.蒙脱石/TiO2复合材料的加入量和Ti/蒙脱石比值、亚甲基蓝溶液的初始质量浓度对蒙脱石/TiO2复合材料的吸附和光催化效率均有影响.     

花球状Ti3C2/TiO2复合材料的制备及其光催化性能

利用二维(2D)层状Ti3C2衍生出三维(3D)花球状Ti3C2/TiO2复合材料.通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS和PL对材料进行了表征,并比较不同温度下合成的Ti3C2/TiO2的光催化活性.结果表明,500℃下合成的Ti3C2/TiO2对酸性品红(AF)表现出更好的光催化降解效率,光催化反应90 ...     

S掺杂TiO_2/粉煤灰复合材料的制备及光催化性能的研究

以钛酸四丁酯为前驱体,粉煤灰为载体,采用溶胶凝胶法制备了掺杂不同质量分数S的TiO2/粉煤灰复合纳米材料。用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等测试手段对其进行了表征,以甲基橙的降解为模型反应,评价了试样光催化活性。结果表明,掺杂TiO2/粉煤灰具备较高可见光催化活性,原因是掺杂的硫取代TiO2中的晶格氧形成Ti—S键,使TiO2的带隙能窄化引起对可见光的响应,增强催化剂对可见光的吸收,与未掺杂的TiO2/粉煤灰相比较,掺杂负载型二氧化钛催化剂能够获得更高的光催化活性。     

微乳液法制备纳米SiO2/TiO2及其光催化性能

以无机物聚合硅酸为硅源、硫酸钛为钛源,采用微乳液法制备了SiO2/TiO2复合光催化剂,考察了制备条件对SiO2/TiO2光催化活性的影响,并利用SEM、FTIR、XRD和BET等技术手段对光催化剂进行了表征。结果证明,SiO2和TiO2颗粒之间存在着强的相互作用,形成了Ti-O-Si键,从而抑制了TiO2粒径的增大,延缓了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。对甲基橙等染料的光催化降解实验结果表明,SiO2/TiO2的光催化活性并非随着TiO2的含量增加而提高,当硅与钛物质的量比为1∶1并在160℃的温度下水热合成2.5 h时,SiO2/TiO2光催化剂在紫外光照15 min后对甲基橙的脱色率为85.5%,与同等条件下制备的TiO2相比具有更好的光催化活性和更大的比表面积。     

溶胶凝胶法制备CeO_2/TiO_2光催化材料及其性能研究

以钛酸四丁酯为钛源、硝酸铈为铈源,通过溶胶凝胶法制备CeO_2/TiO_2复合光催化材料。利用X射线衍射仪和紫外可见分析仪表征样品的组成和光吸收特性。以亚甲基蓝水溶液为模拟污染物,在模拟太阳光下考察样品的光催化性能。结果表明:当焙烧温度为500℃,CeO_2含量为30%时,CeO_2/TiO_2复合物具有最高光催化活性。     

α-TPMPc/TiO_2复合材料的制备及光催化性能研究

采用原位化学合成的方法合成了均匀掺杂的1,8,15,22-四苯氧基酞菁钴/二氧化钛(简称α-TP Co(Ⅱ)Pc/TiO_2)和1,8,15,22-四苯氧基酞菁铜/二氧化钛(简称α-TPCu(Ⅱ)Pc/TiO_2)复合材料。通过UV-Vis、XRD、TG进行了表征,并通过对罗丹明B的降解来考察材料的光催化性能。结果表明,α-TPMPc/TiO_2对罗丹明B降解具有较好的光催化活性,α-TPMPc敏化能有效地提高TiO_2的可见光光催化活性,且α-TPCo(Ⅱ)Pc/TiO_2的催化活性明显优于α-TPCu(Ⅱ)Pc/TiO_2。     

TiO_2/ZnO纳米多孔复合膜制备及光催化性能研究

分别采用水热处理和添加有机物的方法制备了TiO2/ZnO纳米多孔复合膜,利用XRD、SEM、TEM和EDS对薄膜进行了分析表征,通过甲基橙降解研究了多孔膜的光催化性能。结果表明:采用这两种方法都可获得具有孔洞特征的多孔复合膜,对添加有机物法制备的多孔膜进行的光催化降解实验表明该多孔膜光催化性能明显优于致密复合膜。     

纳米Ag/TiO2掺杂改性环氧树脂复合材料的光催化性能研究

运用原位合成法,通过改变聚合温度、Ag/TiO2的质量比、溶剂浓度等参数完善纳米Ag/TiO2环氧树脂复合材料的合成步骤.以亚甲基蓝为底物对制备的树脂涂层进行光催化测试,通过MB溶液吸光值的变化探究掺杂纳米Ag/TiO2对环氧树脂的光催化性能的改善,并对其硬度、附着力等级、抗冲击强度等基本性能与纯环氧树脂作比较,最终得...     

多孔SiO_2/TiO_2复合催化剂的制备及其光催化性能的研究

利用溶胶-凝胶结合溶剂置换-逐级干燥技术制备了多孔SiO_2/TiO_2复合催化剂,以亚甲基蓝为模拟污染物考察了纳米TiO_2含量和煅烧温度对复合催化剂的光催化性能的影响。结果表明,当纳米TiO_2的添加量为正硅酸乙酯质量的40%,煅烧温度为400℃时,多孔SiO_2/TiO_2复合催化剂光催化亚甲基蓝脱色率最高可达67%,与商用纳米TiO_2催化剂P25的71%的脱色率相差无几。而且,该复合催化剂相较P25具有更好的可重复利用性能,经十次循环催化后其脱色率仍可达58%。此外,当使用中出现有机物污染复合催化剂情况时,简单煅烧即可实现复合催化剂的再生。     

溶剂热法制备N-S共掺杂TiO_2/MWCNT复合材料及其光催化活性的研究

采用溶剂热法,以四氯化钛为前驱体,以硫脲为氮源和硫源,将纳米二氧化钛负载在多壁碳纳米管的表面,制备氮、硫共掺杂的纳米二氧化钛/碳纳米管复合材料,以盐酸土霉素的光催化降解为探针反应,研究复合材料的光催化降解活性。结果表明,溶剂热法制备的纳米二氧化钛以锐钛矿相存在,均匀、致密的包覆在多壁碳纳米管的管壁上,添加硫脲的复合材料比未添加硫脲的样品在紫外和可见光区域均有较好的光吸收性能。硫脲的添加增强了复合材料的光催化活性,当二氧化钛和硫脲的摩尔比为1∶6时,催化剂的光催化活性最好,用过的样品经洗涤、烘干再生后用于实验,仍具有较好的光催化活性。     

以漂珠为载体TiO_2光催化材料的制备研究

以漂珠为载体,钛酸四丁酯作为钛源,用溶胶-凝胶法制备TiO_2/漂珠复合材料,用于工业废水脱色。考察了反应温度、反应时间及焙烧温度、时间对脱色率的影响。同时使用XRD、SEM、UV-Vis、FTIR等分析手段对最优条件下制得的复合材料进行分析。结果表明,最优条件为:反应温度50℃,反应时间3 h,焙烧温度600℃,焙烧时间2 h。在此条件下制得的复合光催化材料,TiO_2在漂珠上负载均匀,主要以锐钛矿的形式存在,光吸收率有明显的提升,主要原因为漂珠中的SiO_2和Al_2O_3和漂珠中的其他杂质与TiO_2发生相互作用,提高了光线吸收率。     

以漂珠为载体TiO_2光催化材料的制备研究

以漂珠为载体,钛酸四丁酯作为钛源,用溶胶-凝胶法制备TiO_2/漂珠复合材料,用于工业废水脱色。考察了反应温度、反应时间及焙烧温度、时间对脱色率的影响。同时使用XRD、SEM、UV-Vis、FTIR等分析手段对最优条件下制得的复合材料进行分析。结果表明,最优条件为:反应温度50℃,反应时间3 h,焙烧温度600℃,焙烧时间2 h。在此条件下制得的复合光催化材料,TiO_2在漂珠上负载均匀,主要以锐钛矿的形式存在,光吸收率有明显的提升,主要原因为漂珠中的SiO_2和Al_2O_3和漂珠中的其他杂质与TiO_2发生相互作用,提高了光线吸收率。     

TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料的制备和光催化性能研究

采用分子组装的方法,以硅藻土为基底制备TiO_2/硅藻土、TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料,通过UV-Vis、TEM方法对材料进行表征,以甲基橙溶液为目标降解物探究纳米复合材料的光催化性能,结果表明,基底制备TiO_2/硅藻土、TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料对甲基橙均有不错的降解率,其中TiO_2/FeOOH/硅藻土纳米复合材料降解率达到67.16%。     

改性粉煤灰协同PAC深度处理二级出水影响因素的研究

采用改性粉煤灰协同PAC组合工艺对污水处理厂二级出水进行深度处理,基于改性粉煤灰投加量、与PAC投加方式及沉淀时间进行静态实验。结果表明,改性粉煤灰协同PAC深度处理二级出水效果明显,与未投加改性粉煤灰比较,PAC投加量60 mg/L,改性粉煤灰投加量60 mg/L,改性粉煤灰与PAC同时投加,COD、TOC、NH_4⁺-N去除率分别从22.5%,38.1%,4.9%提升至45%,43.6%,12.2%,且沉淀时间缩短40%以上;三维荧光光谱表明,改性粉煤灰的加入可协同增强PAC对可溶性有机物的吸附作用。     

煤系高岭土/TiO_2纳米复合物的制备及吸附性能

以硫酸钛与内蒙古煤系高岭土为原料,通过机械球磨、水热法制备得到机械球磨煤系高岭土/Ti O2(MAK/Ti O2)纳米复合物。以次甲基蓝为目标污染物,研究了其吸附性能。结果显示,复合物中Ti O2含量30%时,其比表面积280.4 m2/g,对次甲基蓝的吸附率98%。复合物对次甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温式,其极限吸附量为72.5 mg/g。     

Pt掺杂TiO_2/粉煤灰漂珠的制备及光催化降解特性

以粉煤灰漂珠为载体、钛酸四丁酯为钛源、氯铂酸为铂源,采用溶胶凝胶法制备了Pt掺杂TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料。采用XRD、UV-Vis、XPS、SEM、EDS等对其进行表征,以亚甲基蓝为目标降解物对其光催化活性进行了研究。结果表明,负载在漂珠表面的TiO_2是锐钛矿型;Pt的掺杂能够促使TiO_2的吸收边红移,产生可见光响应,但是,掺杂过量的Pt会导致光催化活性下降;Pt元素在TiO_2中是以Pt4+和Pt单质的形式存在;Pt的最佳掺杂量为1.5%,在加入量为0.5 g时,暗反应30 min、光催化180 min后对浓度20 mg/L、pH=11.8的亚甲基蓝溶液的降解率达94.1%;无机阴离子的加入有利于光催化反应速率的提高,但是过多的阴离子反而会对光催化反应速率产生抑制作用。     

Pt掺杂TiO_2/粉煤灰漂珠的制备及光催化降解特性

以粉煤灰漂珠为载体、钛酸四丁酯为钛源、氯铂酸为铂源,采用溶胶凝胶法制备了Pt掺杂TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料。采用XRD、UV-Vis、XPS、SEM、EDS等对其进行表征,以亚甲基蓝为目标降解物对其光催化活性进行了研究。结果表明,负载在漂珠表面的TiO_2是锐钛矿型;Pt的掺杂能够促使TiO_2的吸收边红移,产生可见光响应,但是,掺杂过量的Pt会导致光催化活性下降;Pt元素在TiO_2中是以Pt4+和Pt单质的形式存在;Pt的最佳掺杂量为1.5%,在加入量为0.5 g时,暗反应30 min、光催化180 min后对浓度20 mg/L、pH=11.8的亚甲基蓝溶液的降解率达94.1%;无机阴离子的加入有利于光催化反应速率的提高,但是过多的阴离子反而会对光催化反应速率产生抑制作用。     

TiO_2光催化降解亚硝酸钠的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2光催化剂,以紫外光照射下的光催化降解亚硝酸钠为模型反应,以盐酸萘乙二胺显色法测定样品的吸光度,进而得出亚硝酸钠的转化率,并采用BET、XRD和IR对催化剂进行了表征。结果表明,500℃焙烧的TiO2催化剂比表面积为42.5 m2/g,平均孔径为5.8 nm,热稳定性好。400℃焙烧2 h的TiO2尚存在一定量的无定形相TiO2,500℃焙烧的TiO2完全转变为锐钛矿型TiO2,700℃时完全转化为金红石相。本实验最佳的反应条件为：TiO2（500℃,2 h）催化剂0.2 g,100 mL 0.125μg/mL亚硝酸钠溶液中,紫外光降解150 min,亚硝酸钠的降解率为100%;添加适量浓度的H2O2溶液,可促进亚硝酸钠溶液的转化。