TiO2-xNx光催化剂的制备及其活性研究

在sol-gel法制备TiO2的过程中引入氨水进行水解,制备了具有可见光活性的TiO2-xNx催化剂,采用UV-Vis、BET、XPS等手段进行表征,以苯甲酸为模型污染物,氙灯为模拟太阳光源,评估了催化可见光催化活性.结果表明,随着焙烧温度的升高,TiO2-xNx的吸光特性增加,当温度超过350%后TiO2-xNx中的氮会在高温下被氧化掉,其吸光特性又降低;此时TiO2-xNx的吸收阈值为422nm,对应的禁带宽度为2.9eV;孔径分布在2.5～8.2nm之间,BET比表面积为139.3m2/g;经计算其x=0.0282,即TiO2-xNx可表示为Ti1.9718N0.0282;在入射波长分别为500nm和600nm时,TiO2-xNx对苯甲酸的去除率分别为6.5%和4.6%,相应的矿化率为3.2%和2.5%.     

可见光响应型改性纳米二氧化钛催化降解生物质气化洗焦废水

制备了可见光响应型改性纳米二氧化钛催化剂,用于处理生物质气化洗焦废水,考察了催化剂改性方式对苯酚和洗焦废水COD去除的影响。实验结果表明：以Ag-C/TiO2为催化剂,在可见光下照射10 h,苯酚的COD去除率可达43.5%,洗焦废水的COD去除率达26.8%;在太阳光下照射36 h,洗焦废水的COD去除率达到90.9%。改性纳米Ag-C/TiO2催化剂在可见光下具有良好的催化活性,对洗焦废水有较好的处理效果。     

硅胶负载溴掺杂纳米TiO2的制备与光催化性能研究

利用水热法制备了SiO2负载型溴掺杂纳米TiO2光催化剂(BTS),利用XRD、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行表征,以苯酚的光催化降解为模型反应,考察了其光催化活性.结果表明:700℃焙烧、钛与硅的摩尔比为3∶1时,BTS具有最佳光催化活性.TiO2以锐钛矿相存在,晶体平均晶粒尺寸为45.5nm,负载后催化剂的比表面积为112.8m2/g,BTS对苯酚的降解率从纯TiO2的27.1％提高到85.6％.     

上转光剂掺杂新型纳米TiO2催化剂的制备及利用可见光降解结晶紫染料的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂,此上转光剂在488nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387nm的上转换紫外发射峰。采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂纳米TiO2可见光光催化剂。以结晶紫为研究对象,研究了光催化剂在可见光(三基色灯下发出)照射下的催化降解性能,并与未掺杂的纳米TiO2粉末的催化性能进行了对比。实验结果表明作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用,其中380nm转光效率为0.78%。紫外光谱和离子色谱表明,在可见光照射8.0h后降解率达95%以上,高于未掺杂纳米TiO2的48%,结晶紫降解后生成的Cl-和NO3-作为一种无机离子进入溶液中。所有结果表明,掺入上转光剂的TiO2光催化剂是一种有效利用可见光的催化剂,为未来利用太阳光处理工业废水开辟了道路。     

TiO2-B-S光催化剂的制备及性能研究

利用水热法直接制备了B、S共掺杂改性的光催化剂TiO_2-B-S。XRD表明该光催化剂为锐钛矿晶型,硫硼掺杂能抑制TiO_2粒径的生长;UV-vis表明该催化剂对可见光吸收增强,吸收带边明显红移。XPS显示B、S共掺杂改性使得TiO_2-B-S表面羟基氧含量提高,从而提高了催化剂活性。太阳光降解甲基橙溶液结果表明,TiO_2-B-S活性明显高于单一B、S掺杂改性催化剂,共掺杂改性对提高TiO_2可见光活性具有协同效应。     

S掺杂ZnS纳米晶的水热合成及其可见光光催化活性

以硫代乙酰胺(TAA)和硝酸锌(Zn(NO_3)_2·6H_2O)为原料,通过简单的控制TAA的投量,利用水热法制备了不同S量掺杂的ZnS纳米晶粒.XRD分析表明所合成样品均为六方相的ZnS,通过Scherrer公式计算出其晶粒大小约为21nm,紫外-可见漫反射吸收光谱显示所合成样品在400～600nm范围内有部分吸收,可见光降解罗丹明B的光催化反应表明S掺杂ZnS样品对罗丹明B有一定的可见光光催化活性.笔者认为,S以填隙掺杂方式进入ZnS,在其中产生杂质能级,改善了样品可见光吸收特性,并最终产生可见光光催化活性.     

CdSe QDs-TiO2复合光催化剂的制备及其光催化降解苯酚性能

以CdCl2·2.5H2O为镉源,硒粉为硒源,在水相中合成CdSe量子点,直接用巯基丙酸为连接剂制备出CdSe-TiO2复合光催化剂.通过X射线衍射、透射电子显微镜、电化学交流阻抗和紫外漫反射光谱等表征方法证实合成的CdSe量子点结构特征,CdSe-TiO2复合光催化剂具有良好的可见光吸收和光电性能.以CdSe-TiO...     

伊红-Y敏化TiO2的制备及其可见光下光催化制氢性能

采用溶胶-凝胶法在不同温度煅烧制得TiO_2,光还原沉积法进行载铂,浸渍法使伊红-Y负载在Pt-TiO_2表面,制得系列染料敏化的Eosin Y-Pt-TiO_2可见光光催化剂。以可见光光催化制氢为探针反应考察了制备的催化剂的活性,发现350℃煅烧的Eosin Y-Pt-TiO_2可见光光催化活性最好。通过XRD、BET、FT-IR、UV-Vis漫反射等手段对样品进行了表征,发现伊红-Y的敏化扩展了TiO_2的可见光响应范围,使其在400～600nm有很强的吸收峰;随着TiO_2煅烧温度的降低,比表面积不断增大,表面羟基的数量也增加,吸附伊红-Y的量也不断增加,因此Eosin Y-Pt- TiO_2可见光光催化活性也相应提高。     

掺铋纳米TiO_2制备及可见光催化降解有机污染物

采用在酸性条件下超声沉淀的方法低温制备了Bi掺杂TiO_2纳米粉体,采用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行了初步表征,发现其禁带宽度变窄,主要为锐钛矿(82.7%)和金红石(17.3%)混晶,纳米尺寸为25.8nm。以酸性桃红(SRB)和无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)作为探针反应,在可见光照射下(λ420nm)测定了SRB降解过程中总有机碳(1OC)的变化,发现SRB的TOC去除率为61.6%。跟踪测定光催化反应体系中氧化物种,表明光催化涉及羟基自由基(·OH)过程,所制备的催化剂在可见光下具有较高的催化氧化活性。     

溶胶-凝胶法制备TiO2·SiO2/beads及其光催化性能的研究

研究以四异丙醇钛 [Ti (iso OC3 H7) 4 ]、硅酸乙酯为原料 ,以空心玻璃微球为载体 ,用溶胶 凝胶法制备可漂浮附载型复合光催化剂TiO2 ·SiO2 /beads的过程 ,利用附载型复合光催化剂降解有机磷农药。结果表明 :附载型复合光催化剂活性显著提高 ,牢固性增强 ,TiO2 ·SiO2 摩尔比存在最佳值。n (TiO2 ) /m (SiO2 ) =30 / 70时 ,光催化剂活性最高 ,其活性是同样降解条件下 ,同样含量DegussaP 2 5TiO2 的 2倍左右     

CdS/纳米管钛酸的制备及其可见光催化性能研究

采用浸渍法制备了负载CdS的纳米管钛酸(CdS/NTA)可见光催化剂,并采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、电子自旋共振谱(ESR)、紫外可见漫反射光谱(DRS)对催化剂进行了表征.TEM和XRD结果表明,复合催化剂中立方相和六方相的CdS纳米颗粒均匀分布在NTA表面;与单一的NTA和CdS相比,CdS/NTA对活性艳红X-3B具有更高的可见光催化活性.CdS和NTA复合后,其明显的可见光吸收特性及电子之间的相互作用是复合催化剂具有显著可见光催化活性的主要原因.     

溶胶－凝胶法制红外反射薄膜的研究

报道了以玻璃为基材用溶胶一凝胶法制备ＳｉＯ２－ＳｎＯ２－Ｆ基红外反射薄膜的实验研究工作，讨论了Ｓｎ／Ｓｉ对薄膜光学性能的影响。     

热处理温度对 SrBi2O4可见光光催化活性的影响

以硝酸盐为原料、柠檬酸为阻隔剂、EDTA为络合剂经溶胶-凝胶法制备SrBi2O4,并主要考察热处理温度对SrBi2O4晶体结构、光吸收性能以及可见光光催化活性等性能的影响。采用X射线粉末衍射仪、紫外可见分光光度计、电化学工作站、比表面测定仪、差热-热重联用仪对SrBi2O4粉体的物理化学性质进行了表征,通过亚甲基兰在可见光光照下的光催化降解来表征其可见光催化活性。结果表明:SrBi2O4的吸收带边位于可见光区域,且随热处理温度升高而红移;其可见光活性随热处理温度升高而增大。800℃下热处理的SrBi2O4晶体结构较完整,光生载流子得到较好的分离,表现出较好的可见光活性。     

黑镍涂层的制备与光学性能研究

研究了以玻璃为基材,用电镀的方式制备Black Nickel-Cu-Glass选择性吸收涂层的方法,该涂层获得了α=0.93-0.95,ε=0.05-0.06,α/ε=15的光学性能,论述了制备条件和膜层厚度及基材表面光洁度对光学性能的影响。由实验结果得出双层黑镍的最佳厚度为0.048-0.063mg/cm^3,意志支黑镍的最佳厚度为0.040-0.052mg/cm^2以及涂层组成的主要成分的比例范围,用图示法详细说明了镀液温度对涂层光学性能的影响。     

光催化降解室内气相甲醛的光强研究

分析了光催化过程中的光能损失,基于羟基自由基是降解挥发性有机物的主要氧化物种的假设提出了确定合适的光强来节约光能的方法,在假设电子空穴对完全利用的基础上定义了过量系数,并根据负载TiO2的玻璃平板反应器和泡沫镍反应器降解甲醛的实验数据确定了所需合适的光强和过量系数。结果表明:该方法能确定合适的光强,其降解性能好和光能利用率高。对于负载在玻璃平板上的TiO2,降解85.89μmol/m3(2.1ppm)的甲醛所需合适的光强为0.33mW/cm2(352nm),过量系数为1.33;对于负载在泡沫镍网上的TiO2,降解81.8μmol/m3(2ppm)的甲醛所需合适的光强为0.25mW/cm2(254nm),过量系数为1.39。     

光导管冬季采光性能的实验研究

为了优化其采光性能,并为照明工程提供设计依据,对某一光导管进行了在冬季3种典型天气情况下的测量.通过本试验工作,得到了冬季各种典型天气情况下光导管的光通量、室内照度分布值,证明了光导管对散射光的采集作用.