SnO_2-TiO_2复合氧化物的制备、表征及日光催化研究

采用水热法,在温和的条件下制备了具有较高光催化活性的SnO2-TiO2复合光催化剂,在太阳光照射下以罗丹明B的光降解为模型反应研究了其光催化活性。结果表明,掺Sn 0.3%的TiO2日光催化活性比纯TiO2的明显提高。用FT-IR、TG-DTA和XRD等进行了性能表征。     

sol-gel法制备CeO2-TiO2/凹凸棒石复合材料的催化性能

以凹凸棒石(ATP)为载体,Ce(NO₃)₃·6H₂O和Ti(OBu)₄为原料,冰醋酸为抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备CeO₂-TiO₂/ATP纳米复合材料。利用TG-DSC、TEM、XRD和N₂吸附/脱附仪对复合材料进行表征,考察铈钛摩尔比对所制备样品催化降解罗丹明B溶液性能的影响。结果表明,当Ce/Ti≥5/5时,具有立方萤石结构的氧化物颗粒以固溶体形式均匀分布在ATP表面,颗粒尺寸约5~10 nm;随Ti⁴⁺的进一步增加,样品中的CeO₂结晶不完全;当Ce/Ti<3/7时,样品中出现锐钛矿型TiO₂的分离相。适量的Ti⁴⁺掺杂能促进CeO₂产生较多的结构缺陷,有利于增加晶格氧空位的浓度,提高样品的催化活性。对罗丹明B的催化降解实验表明,当Ce/Ti=5/5时,样品的催化性能较好,对罗丹明B溶液的化学需氧量(COD)去除率可达96%以上。     

纳米复合光催化剂Ag@TiO2日光辐照下催化性能

对自制Ag@TiO2光催化剂日光下光催化降解甲基橙模拟污染物的可行性进行了研究,探讨了反应时间、pH值、H2O2用量、催化剂浓度和催化剂重复使用对甲基橙光催化降解效果的影响.结果表明,在H2O2协同作用下,Ag@TiO2光催化剂可以快速降解溶液中的甲基橙,晴好天气下20 min溶液可褪至无色.     

Sn/TiO_2复合氧化物的制备、表征及日光催化研究

采用水热法制备了Sn/TiO2复合光催化剂,用XRD、FT-IR和TG-DTA进行了性能表征,以罗丹明B的光降解为模型反应研究了Sn/TiO2在太阳光照射下的光催化活性。结果表明,掺杂适量过渡金属Sn能有效提高TiO2的日光催化活性,当Sn掺杂量为0.3%时,其日光催化活性达到最高。     

g-C3N4/TiO2复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

采用高温煅烧法制备了类石墨相氮化碳(g-C_3N_4),将其与TiO_2(P25)复合得到g-C_3N_4/TiO_2复合光催化剂。采用XRD、FT-IR、UV-Vis/DRS、SEM等方法对制备的复合光催化剂进行了表征,并以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,考察了g-C_3N_4/TiO_2的可见光催化活性。结果表明:通过复合,g-C_3N_4/TiO_2的吸收波长向可见光区域移动;当gC_3N_4与TiO_2复合质量比为4∶1时,所得到的g-C_3N_4/TiO_2(4∶1)复合光催化剂的催化活性最佳,其对MB的可见光催化活性是g-C_3N_4的2.74倍。     

二氧化钛/氧化铁复合光催化剂的制备及性能研究

TiO_2是研究最为广泛的光催化剂之一,优点众多,却也存在一些缺陷。通常采用掺杂、光敏化或半导体复合等方法对TiO_2进行改性。将二氧化钛与氧化铁复合,能解决TiO_2光吸收范围窄、光生电子与空穴易结合等缺陷,有效提高其对太阳能的利用率及催化效率。二氧化钛与氧化铁复合的方法有多种,影响制得的二氧化钛/氧化铁复合光催化剂性能的因素也有多个。本文综述了二氧化钛/氧化铁复合光催化剂的合成方法,分析了影响其光催化性能的因素。     

以稻壳-TiO_2为原料化学活化制备TiO_2/SiO_2/AC光催化剂

以钛酸四丁酯[Ti(OBu)4]为钛源,采用溶胶-凝胶法将TiO2前驱体负载于稻壳表面,进一步以该复合物为原料,经炭化和KOH化学活化制得具有可见光激发活性的活性炭负载TiO2/SiO2光催化剂。以对亚甲基蓝的脱色率为依据探讨了钛酸四丁酯的用量及煅烧温度对催化剂光催化性能的影响。利用傅立叶变换红外光谱、扫描电镜及X射线衍射等测试手段对光催化剂的结构、表面形态及晶相结构进行了表征。结果表明,TiO2晶型为锐钛矿相结构,并且与SiO2作用形成了Ti—O—Si键。     

CeO2-TiO2复合氧化物的制备及表征

采用水热合成法通过调变Ce、Ti物质的量比、尿素添加量制备了一系列不同形貌的CeO₂-TiO₂复合氧化物。运用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对CeO₂-TiO₂复合氧化物的结构和形貌进行了表征。SEM结果表明，尿素添加量对CeO₂-TiO₂复合氧化物的形貌没有明显影响，而Ce、Ti物质的量比对CeO₂-TiO₂复合氧化物的形貌影响显著。当尿素的添加量在0.1～0.6 mol之间变化时，制得的CeO₂-TiO₂复合氧化物主要为颗粒状；当Ce、Ti物质的量比低于4∶1时，样品主要为均匀的小颗粒，随着Ti含量的增大，制得的CeO₂-TiO₂复合氧化物为粒度和形貌更为均匀的小球。     

SiO_2-TiO_2负载钯催化剂的制备及其催化Suzuki反应研究

以正硅酸乙酯和钛酸正丁酯作前体,通过均匀沉淀法制备了SiO2-TiO2复合氧化物,并采用X射线粉末衍射(XRD)对复合氧化物进行了表征。采用浸渍制备了复合氧化物负载的钯催化剂Pd/SiO2-TiO2,并考察了负载催化剂在Suzuki反应中的催化性能。当投料摩尔比n(Pd)∶n(PhBr)∶n[PhB(OH)2]∶n(K2CO3)为1∶70∶105∶140,Ti/Si摩尔比和钯质量分数分别为0.5和2.0%时,回流反应10 h,联苯产率达92.8%。负载催化剂通过简单过滤即可回收利用,在5次循环使用过程中,催化活性除第1次有明显降低外,其后基本保持不变。     

CaFe2O4基复合光催化剂的制备及性能研究

采用一步水热法合成了CaFe2O4/CaSO4/Fe2O3三元复合光催化剂.样品中仅含有CaFe2O4、CaSO4和Fe2O3,无其他杂质存在.CaFe2O4/CaSO4/Fe2O3三元复合光催化剂呈花状,主要由一些细颗粒黏连而成.结果表明,Fe2O3、CaFe2O4、CaSO4和CaFe2O4/CaSO4/Fe2O3三元复合光催化剂的带隙能(Eg)分别为1.83、1.85、3.69/4.29、1.35/2.64 eV;CaFe2O4/CaSO4/Fe2O3具有较强的紫外可见光吸收能力、较强的电荷转移能力及较高的分离效率,是一种潜在的紫外可见光催化剂.光催化对比实验表明,CaFe2O4/CaSO4/Fe2O3三元复合光催化剂在降解甲基橙有机染料方面具有较强的紫外可见光催化活性.循环降解实验表明,CaFe2O4/CaSO4/Fe2O3三元复合光催化剂具有高的稳定性.在光催化降解过程中,空穴、羟基自由基和超氧自由基的协同作用使该催化剂具有高的光催化活性.     

射频磁控溅射法制备PI基CeO2-TiO2复合薄膜

采用射频磁控溅射技术在柔性基体PI(聚酰亚胺)上制备了纳米CeO2-TiO2复合薄膜.借助X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见光谱仪分别研究了薄膜的物相结构、表面生长形貌和薄膜的紫外-可见光透过率及光学能隙,并用WS-2000型薄膜划痕仪测定薄膜与基体的界面结合强度.实验结果表明:沉积态的薄膜为非晶态,经200℃退火处理4h后,转化为良好的晶态,薄膜中主要含有锐钛矿相结构;溅射功率对薄膜的形貌,光学性能及界面结合力均有影响.尤其当溅射功率为120W时,薄膜的综合性能最优;平均晶粒尺寸110nm,表面粗糙度为160nm,吸光率达80%,光学能隙Eg仅为(2.65±0.05)eV,划痕法测量涂层与基体的附着力为60N.     

CeO2-TiO2负载型复合光催化剂的制备和性能研究

以玻片为载体，采用溶胶-凝胶法制备了CeO₂-TiO₂复合光催化剂。采用XRD等对催化剂进行了表征。通过可溶性染料酸性媒介红B的微波辅助光催化氧化反应，考察了其光催化活性；并研究了复合催化剂的煅烧温度、铈掺杂量和涂覆次数等对催化活性的影响。实验结果表明，x（CeO₂）＝0.03％，涂覆次数为2次，在400 ℃焙烧2 ｈ的CeO₂-TiO₂负载型光催化剂的活性最高。     

Ru/TiO_2粉末的制备、表征及其日光催化研究

采用简单、易操作的水热法制备了Ru/TiO2复合光催化剂,并用FT-IR和XRD等进行了性能表征,以罗丹明B的光降解为模型反应研究了在太阳光照射下的光催化活性。结果表明,Ru的掺杂能有效提高TiO2的日光催化活性。     

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。     

掺杂型Bi2WO6光催化剂的制备及其光催化性能研究

复合氧化物Bi2WO6可作为一种高效的光催化材料,但Bi2WO6的光生电子空穴对复合率高,分离困难,导致对光的吸收能力下降,光催化效率降低。金属Cu和Ag是良好的光催化剂助剂,能有效降低光催化剂的光生电子空穴对复合率,改善催化剂的光吸收性能。采用水热法制备金属Cu和Ag掺杂的可见光催化剂Bi2WO6,并进行X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光谱和比表面积表征。结果表明,掺杂的金属离子并未进入Bi2WO6晶格内部,只是负载于Bi2WO6表面。掺杂金属后,Bi2WO6的吸收边带变宽,吸光强度变强,比表面积显著增加。以模拟含酚废水为处理对象,考察掺杂型Bi2WO6对苯酚光催化降解效果的影响。实验结果表明,Cu-Bi2WO6光催化剂在光照作用下对苯酚有降解作用,随着光照时间的延长,苯酚的降解程度不断提高,在空气通入量为25 mL·min-1和400 W金卤灯下光照180 min,Cu-Bi2WO6和Ag-Bi2WO6对10 mg·L-1的模拟含酚废水基本降解完成。     

聚硅硫酸钛制备复合光催化剂及降解甲基橙的研究

以无机钛盐、硅酸盐为原料,制备了聚硅硫酸钛絮凝剂,然后利用其水溶液水解产物制备复合光催化剂,考察了钛与硅摩尔比、水解pH值、调节pH值所用碱的种类、煅烧温度和煅烧时间对该复合光催化剂降解甲基橙时活性的影响,并利用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对其进行了物性测试分析。结果表明：n（Ti）：n（Si）=12：1的聚硅酸硫酸钛,以NH3.H2O调节pH值,在pH值为6时水解,产物在650℃煅烧1.5h后制得的复合光催化剂活性最高,当其投加量为0.5g.L-1时,光催化反应30min后,甲基橙的脱色率可达100%。物性分析表明,聚硅钛制备的复合光催化剂是一种以锐钛矿为主、分散均匀的纳米级球形颗粒。     

N、Mo共掺杂TiO_2光催化剂的制备及对亚甲基蓝降解性能研究

以硫脲、钼酸铵和钛酸四丁酯为原料,利用溶胶-凝胶法制备了未掺杂的和N、Mo共掺杂的TiO2光催化剂。用紫外-可见吸收光谱对制备的催化剂样品进行了表征,考察了不同条件下光催化剂对亚甲基蓝溶液的光催化活性。试验结果表明,N、Mo共掺杂使TiO2催化剂的吸收带边位置发生了红移;在可见光条件下,0.125 gN、Mo共掺杂TiO2(n(N)∶n(Mo)=2∶1)、pH值为6.20、温度为30℃的体系对质量浓度为20 mg/L的亚甲基蓝溶液的脱色效果最好。