Fe、N掺杂纳米TiO_2薄膜的光催化性能

为了得到具有良好光催化性能,且易于成膜的纳米TiO_2,采用胶溶法制备透明TiO_2溶胶,以浸渍提拉方式涂膜,通过元素掺杂来提高纳米TiO_2的光催化性能,由实验结果可知,Fe、N共掺杂TiO_2薄膜的各项性能优于N掺杂、Fe掺杂,不论是单掺杂还是共掺杂其掺杂后的性能都比未掺杂的TiO_2光催化性能要好,Fe、N共掺杂TiO_2薄膜在180 min时对8 mg/L的亚甲基蓝溶液的降解率达到99%,接触角测试可知60 min紫外光光照时薄膜样品的接触角都下降到0°,且XRD分析可知制备的样品主要是锐钛矿相,SEM观察发现,制备的薄膜表面均匀致密,晶粒尺寸约为10 nm左右。     

Cu掺杂TiO_2光催化剂降解有机染料的研究

采用溶胶-凝胶法制备Cu/TiO_2光催化剂,在汞灯下光催化降解酸性品红溶液。探讨了金属掺杂量,煅烧温度、煅烧时间、催化剂的用量以及溶液初始浓度对光催化降解效率的影响。结果表明,Cu掺杂量为1.5%(摩尔分数)、煅烧温度600℃,煅烧时间2h的制备条件下,催化剂的最佳用量为0.1%(g/mL)对酸性品红染料初始浓度为10mg/L的降解率较高,光照60min后品红降解率可达74.3%;掺杂1.5%(摩尔分数)的Cu/TiO_2催化剂的光催化活性高于TiO_2,其光催化降解率较TiO_2提高了21%。Cu的掺杂可以显著提高TiO_2的光催化效率。     

Cu掺杂TiO_2光催化剂降解有机染料的研究

采用溶胶-凝胶法制备Cu/TiO_2光催化剂,在汞灯下光催化降解酸性品红溶液。探讨了金属掺杂量,煅烧温度、煅烧时间、催化剂的用量以及溶液初始浓度对光催化降解效率的影响。结果表明,Cu掺杂量为1.5%(摩尔分数)、煅烧温度600℃,煅烧时间2h的制备条件下,催化剂的最佳用量为0.1%(g/mL)对酸性品红染料初始浓度为10mg/L的降解率较高,光照60min后品红降解率可达74.3%;掺杂1.5%(摩尔分数)的Cu/TiO_2催化剂的光催化活性高于TiO_2,其光催化降解率较TiO_2提高了21%。Cu的掺杂可以显著提高TiO_2的光催化效率。     

改性二氧化钛复合体系对聚乙烯薄膜自清洁性能的影响研究

通过水热法制备了Fe掺杂改性TiO_2,并通过浸渍提拉法将改性TiO_2负载在聚乙烯(PE)薄膜上得到具有自清洁功能的改性PE薄膜。研究结果表明:改性PE薄膜热稳定性明显提高。光吸收能力表明,Fe掺杂的TiO_2相比于纯TiO_2具有更强的光吸收能力。同时,PE/Ti-2对于甲基橙的光催化降解率最高,达到96.23%(90 min)。此外,改性PE薄膜具有良好的力学性能以及耐久性,其拉伸强度以及断裂伸长率均满足标准值,分别为29.5 MPa和128%。经过100次的冲洗之后,PE/Ti-2的光催化效率、拉伸强度以及断裂伸长率均未发生明显的下降,分别为90.21%、25.2 MPa和125%。     

Fe/N改性TiO_2粉末的制备及其降解甲醛之初探

本文研究了Fe/N改性Ti02粉末降解甲醛的效果。以三乙胺为氮源,用TiCl4制备氮掺杂Ti02(N-Ti02)粉末,并用吸附法在N-Ti02粉末表面负载一定量铁离子,高温处理后形成铁、氮共掺杂Ti02(Fe/N-Ti02)粉末光催化剂。以光催化降解甲醛为模型反应,比较了掺铁量、光源和光强对甲醛降解效果的影响,结果表明,紫外光照下,当铁掺杂质量分数为0.5%时,粉末表现出最佳催化性能,光照2h后甲醛的降解率达到74.6%;Ti02的光催化活性随光照强度增大呈非线性增加。     

光催化降解氧氟沙星废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同厚度的光催化剂TiO_2薄膜和掺杂银离子的TiO_2薄膜(Ag~+-TiO_2薄膜)。以紫外光为光源,考察了催化剂、p H值、氧氟沙星初始浓度和光照时间对降解效果的影响。研究结果表明,TiO_2薄膜和Ag~+-TiO_2薄膜以及其厚度对氧氟沙星的降解效果有明显影响;废水p H值的增加有利于光催化;氧氟沙星初始浓度越低,去除率越高;光照时间对TiO_2薄膜和Ag~+-TiO_2薄膜降解氧氟沙星效果有一定影响,但降解效率不是简单的随着光照时间的增加而增大或减小。     

Sn-TiO_2气凝胶的制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,氯化亚锡为锡源,采用机械力辅助法制备了Sn-TiO_2气凝胶。通过TGA、XRD、UV-Vis、BET、XPS、SEM等对材料的结构与形貌进行表征,研究了Sn掺杂量和煅烧温度对Sn-TiO_2气凝胶光催化性能的影响,并通过单因素实验法考察其对盐酸四环素(TCH)的光催化降解性能。结果表明,Sn掺杂有利于无定形TiO_2向锐钛矿TiO_2的转变,并可以减小锐钛矿的晶粒尺寸,拓宽TiO_2的光响应范围,增大TiO_2气凝胶的比表面积。在Ti/Sn摩尔比为20∶1,煅烧温度为500℃的条件下制备的Sn-TiO_2气凝胶具有最优的对盐酸四环素光降解的性能,在30 min内对盐酸四环素降解率高达90%。经过5次循环实验后,Sn-TiO_2气凝胶依然保有85%的TCH去除率。     

Fe、N、La共掺杂TiO2光催化剂的制备及可见光下降解甲基橙的研究

通过溶胶凝胶法制备Fe、N、La共掺杂TiO2光催化剂,在可见光条件下降解甲基橙模拟染料废水,研究共掺杂光催化剂的制备条件和工艺条件对其催化活性的影响。结果表明,共掺体系的优化掺杂量为n(TiO2):n(Fe):n(N):n(La)=1:0.2%:10%:0.2%,温度550℃下焙烧3 h;此掺杂量下催化剂活性最佳,投加量1 g/L的TiO2在可见光下对质量浓度70 mg/L的甲基橙溶液有良好的降解效果,反应3 h降解率达到73.07%。     

Fe,N共掺杂TiO_2/SiO_2复合材料的制备及光催化性能

采用溶胶—凝胶法制备了掺杂不同量Fe,N的TiO2/SiO2复合纳米粒子。通过红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜等对制备的样品的结构和形貌进行表征。以甲基橙水溶液的光催化降解为模拟反应,在紫外光照射下评价了样品的光催化活性。结果表明:Fe,N共掺杂TiO2/SiO2为核壳结构,SiO2核与TiO2壳间形成了Ti—O—Si键。由于金属Fe3+离子抑制光生载流子的复合,非金属N降低了TiO2/SiO2的带隙能,Fe,N共掺杂的协同作用使复合TiO2/SiO2具有更好的光催化性能。共掺杂0.05%Fe及0.05%N的TiO2/SiO2复合光催化粒子的催化活性最高,光照1h后对甲基橙的降解率提高到52%。     

改性TiO2纳米管的制备及其对盐酸多西环素的降解

利用商业TiO_2粉末,采用水热法制备出不同摩尔分数的Co~(2+)掺杂改性TiO_2纳米管,以盐酸多西环素为降解目标,研究了样品的光催化性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)、比表面积仪(BET)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度法(UV/Vis)等技术对样品进行了表征。结果表明,TiO_2纳米管管径均一、管壁多层,具有两端开口的中空孔径结构;Co~(2+)掺杂不会对纳米管的形貌产生影响,但能够增大纳米管的比表面积;Co~(2+)以离子形式存在于TiO_2纳米管的晶格内部;随着Co~(2+)掺杂量的增加,掺杂样品的吸收边出现了持续的红移。盐酸多西环素的光催化降解实验表明,相比TiO_2粉末, TiO_2纳米管具有较好的光催化活性,并且Co~(2+)掺杂改性提高了材料的光催化活性。其中,摩尔分数为1%的Co~(2+)掺杂改性的样品对盐酸多西环素的光催化降解效果最好,在氙灯照射下反应120 min,降解率为81.1%。     

粉煤灰负载TiO_2基材料的制备及其对煤气化废水的处理研究

利用HCl、NaOH对活化后的粉煤灰进行酸碱浸提,并以改性粉煤灰为载体,采用溶胶-凝胶法制备了粉煤灰负载Cu⁽²⁺⁾掺杂的TiO_2基复合材料(Cu(2+)掺杂的TiO_2基复合材料(Cu⁽²⁺⁾-TiO_2/FCA),然后用其处理煤气化废水,通过测定不同条件下气化废水降解后COD的值,研究了降解温度、投放量、Cu(2+)-TiO_2/FCA),然后用其处理煤气化废水,通过测定不同条件下气化废水降解后COD的值,研究了降解温度、投放量、Cu⁽²⁺⁾掺杂量对催化剂活性的影响,最后利用XRD、SEM等对光催化剂的形貌和晶型结构进行了表征,研究粉煤灰负载TiO_2基材料的光催化可能机理。结果表明,Cu(2+)掺杂量对催化剂活性的影响,最后利用XRD、SEM等对光催化剂的形貌和晶型结构进行了表征,研究粉煤灰负载TiO_2基材料的光催化可能机理。结果表明,Cu⁽²⁺⁾掺杂量为10%的Cu(2+)掺杂量为10%的Cu⁽²⁺⁾-TiO_2/FCA复合材料对于200 m L、COD初始浓度为863.5 mg/L的煤气化废水在温度60℃、投放量4 g时,光催化效果才能达到最佳,COD降解率达到90.1%。     

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。     

钕氟复合掺杂二氧化钛纳米线阵列的光催化性能

利用溶胶-电泳沉积技术,以多孔有序阳极氧化铝膜为模板制备Nd~(3+)/F~-共掺杂的二氧化钛纳米线阵列.用扫描电子显微镜、X射线衍射仪对其进行表征,并以甲基橙为降解物,对Nd~(3+)单掺杂TiO_2、F~-单掺杂TiO_2和Nd~(3+)/F~-共掺杂TiO_2进行了光催化降解性能研究.结果表明:Nd~(3+)/F~-共掺杂TiO_2纳米线阵列具有比单元素掺杂更高的光催化活性,光照1 h对甲基橙的降解率均达到90%以上.同时,杂质离子的引入使得TiO_2薄膜的吸收波长发生红移,实现了在不降低TiO_2光催化性能的同时又具有可见光活性.     

铁掺杂二氧化钛光催化性能研究

通过溶胶-凝胶法室温制备了掺杂铁的二氧化钛光催化剂。采用X-射线衍射仪(XRD),电子扫描电镜(SEM),紫外-可见光谱仪(UV-Vis)等手段对Fe离子掺杂改性的TiO_2粉末表征分析,探究Fe离子对TiO_2催化剂降解有机污染物罗丹明B的催化改性。结果表明:掺杂后的TiO_2光催化剂晶粒尺寸变小,金红石相开始转变为锐钛矿相,团聚现象减弱,吸收光谱发生红移,Fe离子最佳掺杂量在1%(Fe/Ti物质的量比);光催化降解罗丹明B的实验结果:催化时间5 h时,纯TiO_2和1%Fe-TiO_2(Fe/Ti摩尔比)对罗丹明B的降解率分别为25.87%和71.23%,光催化效率提高45.36%;反应溶液最佳pH=9时,降解率为71.23%;罗丹明B的浓度越高,越不利于光催化反应的进行,最佳初始浓度为2.5 mg/L,降解率为93.06%。     

Cu_2O/Cu/TiO_2的制备及光催化性能研究

以葡萄糖为还原剂、采用液相法制备了Cu_2O光催化剂,并对其进行负载TiO_2改性,对Cu_2O/Cu/TiO_2降解亚甲基蓝的工艺条件进行研究。实验结果表明,改性后催化剂的催化效率得到提高;当ρ(亚甲基蓝)=5mg/L时,Cu_2O/Cu/TiO_2的最佳投料量为10mg、溶液初始pH=11时,在30min内降解率超过90.5%。在最佳条件下的循环降解实验表明Cu_2O/Cu/TiO_2有着良好的循环稳定性能。     

Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃的制备及其光催化降解甲基橙性能

以溶胶-凝胶法制备了Fe~(3+)掺杂TiO_2胶体,并通过浸渍提拉法制备了Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃。以光催化能力(即对5 mg/L甲基橙溶液的降解率)和透光率为指标,通过正交试验考察了制备工艺对其性能的影响。增加镀膜次数可以增强薄膜玻璃的光催化性能,但是透光性降低。最优工艺为:镀膜5次、烘烤温度100℃、煅烧温度550℃、烘烤时间25 min、煅烧时间0.5 h。所得薄膜玻璃对甲基橙的光催化降解率和透光率分别达到81.8%和78.7%。对比相同条件下制备的TiO_2薄膜玻璃,Fe~(3+)掺杂TiO_2薄膜玻璃具有更好的光催化能力和更小的水接触角,意味着亲水性更好。     

金属改性的TiO2纳米管对光催化性能的影响

对TiO_2纳米管进行改性可进一步提高光催化性能,TiO_2纳米管的改性方式主要有三种:非金属离子掺杂、金属改性和半导体复合。本文主要介绍金属改性TiO_2纳米管的制备方法和光催化性能,金属改性分为金属离子掺杂和贵金属负载,金属离子掺杂主要介绍Fe和Zr,贵金属负载介绍Ag、Au、Pt。改性后的TiO_2纳米管有效地抑制了光生载流子的复合,因此具有比纯TiO_2纳米管更好光催化性能,降解有机污染物的效率更高。     

镧、氮共掺杂TiO_2提高污水厂尾水的可生化性

针对城市污水厂尾水中残余有机物(以富里酸为例)可生化性差的问题,采用溶胶-凝胶法制备了镧(La)、氮(N)共掺杂的改性TiO_2光催化剂,用XRD、UV-Vis对材料结构和性能进行表征,考察了La、N掺杂量对催化氧化降解富里酸的影响,并分析了光催化氧化对富里酸的三维荧光特性、UV_(254)、COD和可生化性的影响。结果表明:La、N共掺杂可使TiO_2晶粒细化,增加可见光和紫外光的吸收,La、N掺杂量分别为0.05%、10%的TiO_2光催化剂氧化降解富里酸120 min,UV_(254)去除率为97.92%,比未掺杂TiO_2提高了36.32%;La、N共掺杂TiO_2光催化剂可破坏富里酸的不饱和结构,提高其可生化性,光催化120 min可以将富里酸BOD_5/COD的比值从0.06提高到0.37。     

铜掺杂TiO_2改性光催化剂的制备及其应用

采用溶胶-凝胶法制备了铜掺杂改性的TiO_2光催化剂,以亚甲基蓝模拟水中有机污染物,在可见光下考察了不同pH值、催化剂和双氧水加入量对有机废水降解效果的影响,实验结果表明,硝酸铜和硫酸铜掺杂TiO_2光催化剂降解率达99.7%,铜尾矿掺杂在pH值=3,添加量为100 mg条件下降解率达99.8%。     

煅烧及干燥工艺对Yb-La/TiO_2光催化剂性能的影响

采用溶胶凝胶法制备镱镧共掺杂二氧化钛光催化剂Yb-La/TiO_2,并通过XRD、IR和BET手段对样品进行表征。在紫外光照射下,以罗丹明B作为目标降解染料,考察了催化剂的光催化性能。结果表明,制备Yb-La/TiO_2光催化剂煅烧及干燥工艺为:煅烧550℃,2h,干燥150℃,24h;此条件下制备出的Yb-La/TiO_2能使罗丹明B的降解率达到93.37%结构表征结果显示:Yb-La/TiO_2催化剂使粒径降低,比表面积增加,催化活性增加,镧镱共掺杂TiO_2产生了协同效应。