Cu-TiO2光催化涂料的制备及降解甲醛效果研究

自制Cu-TiO2光催化涂料,重点对所制备的Cu-TiO2光催化涂料在环境测试舱模拟可见光源的室内环境条件下进行降解甲醛研究。利用X射线衍射和紫外-可见分光光谱表征Cu-TiO2光催化剂的微晶尺寸、晶体结构与光学性能。分别讨论分析了光催化剂种类、光催化剂掺杂含量、室内环境湿度、室内环境光源和室内环境光照时间对Cu-TiO2光催化涂料降解效果的影响。结果表明:掺杂Cu的TiO2光催化涂料可以提高对可见光源的响应,在光催化剂掺杂含量2%,室内环境湿度45%时效果最佳。     

指数平滑法在光催化涂料效果预测中的应用

通过自制Cu-TiO2光催化涂料,针对光催化涂料降解甲醛气体效果与光催化时间的关系,利用环境测试舱模拟可见光源下的室内环境,从而获得甲醛气体浓度实测值。根据甲醛气体浓度实测值采用指数平滑法中的三次指数平滑模型,建立光催化涂料降解甲醛气体效果的模型,对其光催化效果进行预测,为光催化涂料的研究提供一定的技术支持。     

光催化防锈涂料的制备及性能研究

基于金属离子掺杂技术,制备在可见光辐照条件下具有良好光催化性能的改性TiO2光催化防锈涂料,并研究其对甲醛气体的降解作用,利用X射线衍射和紫外-可见分光光谱表征改性TiO2光催化剂的微晶尺寸、晶体结构与光学性能。探讨了M/TiO2类型、光催化剂添加量、甲醛初始浓度、光源、涂膜层数和重复使用次数对甲醛降解的影响。结果表明:该光催化防锈涂料不仅具有良好的物理化学性能,还能达到净化室内空气的目的,在光催化剂掺杂量为2.5%,甲醛初始浓度为0.1μg/mL,涂膜层数为一层时效果最佳。     

基于指数平滑法的光催化涂料效果灰色预测模型及应用

通过自制Cu-TiO2光催化涂料,针对光催化涂料降解甲醛气体的效果与光催化时间的关系,利用环境测试舱模拟可见光源下的室内环境,从而获得甲醛气体浓度实测值。根据甲醛气体浓度实测值,分析GM(1,1)预测模型所存在的缺陷,在此基础上提出采用指数平滑技术和灰色理论相结合的方法构建一新的EX-GM(1,1)预测模型。该模型不仅可以大大减少实测值的随机性,还可以将实测值序列变换成规律性强的呈指数变化的序列,从而提高模型的预测精确度,其平均误差为-0.507%,尤其提高了Cu-TiO2光催化涂料降解甲醛效果预测过程后期(420～510 min)的精确度,其平均误差为-0.168%。EX-GM(1,1)预测模型的建立将为光催化涂料性能的研究提供一定的技术支持。     

光催化降解甲醛废气的研究

通过使用自制的光催化剂(二氧化钛、三氧化钨)分别负载在玻纤上,对甲醛气体进行光催化降解。以动态法考察了温度、湿度对光催化降解甲醛的影响。实验结果表明:随着温度、湿度的升高,光催化降解甲醛气体的降解率先升高后降低。最佳反应条件为:反应温度38℃,反应湿度40%,以WO3/TiO2/玻纤为光催化剂,甲醛降解率达到76%。并对WO3/TiO2/玻纤光催化降解甲醛的反应动力学进行了初步研究,结果表明:以WO3/TiO2/玻纤为光催化剂,光催化降解甲醛反应符合一级反应动力学规律。     

La-TiO_2光催化涂料的制备及其降解甲醛效果研究

采用溶胶-凝胶法制备La-Ti O_2光催化剂纳米粉体,以丙烯酸乳液为基体树脂,用砂磨机高速分散与超声辅助自制La-Ti O_2光催化涂料。利用X射线衍射仪、比表面及孔径分析仪和紫外可见光谱仪测定纳米粉体的粒径、比表面积及紫外可见漫反射吸收光谱。以紫外光照射下涂料降解甲醛效果反映其光催化性能,并分别讨论了光催化剂种类与添加量、光照强度和甲醛初始浓度对涂料降解甲醛效果的影响,探讨了最佳光催化反应条件。结果表明:在500 W汞灯光照下,La掺杂量为1.5%,La-Ti O_2添加量为8%,甲醛初始浓度为2 mg/m3时,降解效果最佳,240 min内甲醛降解率达到71.2%。     

金属离子掺杂TiO2的制备及光催化降解水溶性甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂有Cu2＋、Ni2＋、Pb2＋、Zn2＋、Fe3＋的TiO2光催化剂,考察了其对水中甲醛的光催化降解效果,并用XRD对催化剂进行表征。对影响TiO2光催化效率的因素：掺杂金属离子的种类、掺杂浓度、反应体系中添加微量游离Fe2＋等进行探讨,实验结果表明,Pb2＋离子掺杂对TiO2光催化降解甲醛有明显的促进作用,在紫外灯照射下,当TiO2光催化剂用量为5 g/L,掺Pb2＋离子物质的量分数为0.5%,向反应体系添加低浓度Fe2＋（1.5 mg/L）时,反应20 h后,对甲醛的降解率可提高至99.23%。     

金属离子掺杂TiO2的制备及光催化降解水溶性甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂有Cu2+、Ni2+、Pb2+、Zn2+、Fe3+的TiO2光催化剂,考察了其对水中甲醛的光催化降解效果,并用XRD对催化剂进行表征。对影响TiO2光催化效率的因素:掺杂金属离子的种类、掺杂浓度、反应体系中添加微量游离Fe2+等进行探讨,实验结果表明,Pb2+离子掺杂对TiO2光催化降解甲醛有明显的促进作用,在紫外灯照射下,当TiO2光催化剂用量为5 g/L,掺Pb2+离子物质的量分数为0.5%,向反应体系添加低浓度Fe2+(1.5 mg/L)时,反应20 h后,对甲醛的降解率可提高至99.23%。     

Cu和Ce共掺杂TiO_2的制备及光催化降解甲醛溶液

采用溶胶-凝胶法合成Cu-Ce/TiO2,以制备的Cu-Ce/TiO2对甲醛溶液的光催化降解率为评价指标,通过L16(45)正交实验对制备条件进行了优化,并对产物的结构进行了表征。结果表明:各因素对Cu-Ce/TiO2光催化降解效果的影响大小依次为Cu-Ce掺杂负载量n(Cu)∶n(Ce)烧结温度;最佳制备条件:Cu-Ce掺杂负载量为3%,n(Cu)∶n(Ce)为1∶1,烧结温度为550℃;以最佳条件下制备的Cu-Ce/TiO2于可见光条件下光催化降解甲醛溶液,经过240 min后,甲醛降解率达到56.35%。     

N、Bi共掺杂的TiO_2可见光光催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备系列BixTi1-xO_2光催化剂以及N和Bi共掺杂Ti O_2光催化剂,采用XRD、UV-Vis、N2-物理吸附和TEM等对催化剂进行微观结构表征,以普通节能灯为光源,考察催化剂光催化氧化室内甲醛的性能。结果表明,在Bi掺杂的Ti O_2光催化剂体系中,Bi0.15Ti0.85O_2光催化剂催化降解甲醛效果最佳,400℃焙烧2.5 h,节能灯光照48 h,可将(1.05±0.05)mg·m-3甲醛降解至0.08 mg·m-3,甲醛转化率92.8%,达到室内空气质量标准。当N与Bi共掺杂时,节能灯光照24 h,Bi0.15Ti0.85O_2-N(0.2)光催化剂表现出最佳的光催化氧化降解甲醛性能,即可将甲醛由(1.05±0.05)mg·m-3降解至0.082 mg·m-3,甲醛转化率达92.0%,较Bi0.15Ti0.85O_2催化剂光催化效率提高50%。     

纳米光催化网ACH/TiO2动态降解甲苯气体

采用浸渍法将纳米TiO2颗粒负载在蜂窝活性炭(ACH)表面制备出光催化网ACH/TiO2,在自制光催化反应器中38 nm波长紫外光激发下进行甲苯的动态催化降解实验. 结果表明,ACH和TiO2具有良好的协同效应,能将可降解甲苯初始浓度从160 mg/m3提高至830 mg/m3. 在ACH/TiO2中TiO2含量12.5%±1%(w)、反应器内湿度30%、甲苯初始浓度410 mg/m3及气体流速1 L/min的条件下,ACH/TiO2降解甲苯气体效果最佳,降解率达90.0%. 水蒸气影响光催化降解甲苯气体,在稳定气流下光照降解甲苯气体效率可在6 h内维持稳定.     

Al_2O_3负载TiO_2光催化氧化剂的制备与性能试验

以钛酸四丁酯为钛源、Al2O3为载体,采用浸渍法制备了一系列TiO2/Al2O3复合氧化物光催化剂。以光催化降解甲醛为探针反应,考察了催化剂的光催化活性。并采用XRD、SEM技术对催化剂进行了表征。考察了催化剂的焙烧温度、钛含量、反应温度等因素对甲醛光催化降解率的影响。结果表明:400℃是制备TiO2/Al2O3光催化剂的最佳焙烧温度;在TiO2负载质量为5.0%的复合氧化物光催化剂催化效果最好,甲醛的降解率达到58.4%。随着反应温度的升高,复合氧化物光催化剂的催化性能下降,由25℃时的58.4%的甲醛降解率下降到50℃时的4.8%。     

TiO2掺杂粉体的溶胶-凝胶和水热合成及其光降解甲醛

为了研究不同掺杂对二氧化钛光化学活性的影响,采用溶胶-凝胶,水热法,由TiOCl2成功制备了掺杂氮原子的二氧化钛样品,并制备了掺杂0.5%(摩尔分数)Fe3 ,Gu2 ,V5 ,Pd2 等金属离子的可见光响应型介孔材料.样品经由X射线衍射,透射电镜,Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积,Barrett-Joyner-Halenda孔径分布,紫外可见光谱,光电子能谱和荧光光谱等表征;以荧光灯为光源(入射光波长λ≥410 nm),光催化降解甲醛为模式,评价了样品的催化活性.结果表明:掺杂Fe3 ,Cu2 ,V5 ,Pd2 的二氧化钛和单一掺氮的二氧化钛样品的粒径均为10 nm左右,BET比表面积为130 m2/g左右,均为锐钛矿相二氧化钛;Fe/TiO2,Cu/TiO2,V/TiO2,Pd/TiO2和TiO2/N样品的带隙能依次为:2.99,2.93,2.36,2.92 eV和2.87 eV,其在可见光下的光催化降解速率常数分别为:0.006 3,0.008 6,0.004 9,0.003 l/min和0.003 3/min.Cu/TiO2较高的荧光强度和较大的比表面积,导致了其较高的可见光光解活性.     

TiO_2/SiO_2复合纳米纤维的GQDs改性及其对甲醛的可见光催化降解性能

采用静电纺丝法合成了TiO_2/SiO_2柔性复合纳米纤维膜,而后对其进行石墨烯量子点(GQDs)改性,制备了GQDs/TiO_2-SiO_2复合纳米纤维,其中GQDs用水热法合成。用X射线衍射仪(XRD)、电子万能材料试验机、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对其物相组成、力学性能、微观形貌以及光催化性能进行了表征。结果表明:尺寸在7 nm~15 nm之间的GQDs松散沉积在直径为200 nm~400 nm的TiO_2/SiO_2纳米纤维上,纤维连续性好,复合薄膜有较好的力学性能;TiO_2的结晶较好,为锐钛矿相;GQDs复合后将TiO_2的本征吸收从390 nm左右延伸到了420 nm左右,拓宽了TiO_2的吸收范围。在可见光催化降解中,初始浓度为0.32 mg/m~3的甲醛气体110 min后的降解效率达到70%。     

稀土元素Ho掺杂TiO_2光催化剂的制备、表征及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了具有较高光催化活性的稀土元素掺杂TiO2光催化剂。用紫外-可见漫反射光谱对产品进行了表征,结果显示在可见光区凸现一个吸收峰。以孔雀石绿为底物进行光催化降解反应,从脱色率指标评价了样品在不同温度、不同Ho掺杂量、不同底物浓度时产品的光催化活性。结果表明,在光催化降解孔雀石绿的试验中,温度为25℃,底物浓度为20mg/L时,掺杂摩尔分数为0.3%的Ho-TiO2样品表现出较好的光催化活性。     

可见光响应的铁掺杂二氧化钛的制备及其光催化性能研究

以硝酸铁、硫酸氧钛为出发原料,通过直接化学法合成了锐钛矿型的Fe掺杂的Ti O2纳米光催化剂;通过X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、紫外-可见-近红外分光光度计、热差热重分析仪对样品的结构以及性能进行了表征。结果表明:Fe掺杂的纳米Ti O2光催化剂的紫外吸收光谱和纯Ti O2相比,吸收带边发生红移,光响应范围拓展到在可见光区域;Fe的掺杂可以提高Ti O2的光催化性能,其中1%的Fe-Ti O2对亚甲基蓝的光催化活性最高。在模拟可见光条件下,Fe-Ti O2表现出了较优的光催化性能,光照10 min后,降解率高达83.9%。     

可见光催化剂N/TiO_2的制备及其光催化活性

对TiO2光催化剂进行改性,提高它的可见光活性。以钛酸四丁酯为前驱物,采用水解沉淀法制备了N/TiO2光催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)等方法对样品进行了表征,以活性红紫为模型污染物,考察了N掺杂量、焙烧温度等制备条件对N/TiO2粉体光催化活性的影响。结果表明:当氨水投加量为20 mL时,在500℃下焙烧1 h制得的催化剂具有最高的光催化活性;同样条件下,其催化活性约为市售普通的Degussa P25 TiO2的1.5倍,N/TiO2光催化剂在可见光范围内对活性红紫的降解具有很好的应用前景。     

Fe-TiO_2光催化涂层材料的制备及在可见光下清除甲醛的性能表征

用Fe3+的丙酮溶液对商品锐钛型TiO2光催化剂PC-500进行浸渍改性,制得Fe-TiO2光催化剂。将该光催化剂作为功能性组分加入到耐光催化氧化的硅酸钾无机涂料体系中,得到了一种光催化功能性建筑涂料。使用自行设计的间歇式气-固相反应器,测定了该功能性涂料在可见光下对甲醛的降解性能。实验表明,该涂料最初3h内对甲醛的平均降解速率达到20 3mg/(m2·h);参加过反应的涂料在洁净空气中再生24h后对甲醛的降解性能几乎没有变化;在人工加速老化仪中老化480h后,该涂料3h内对甲醛的平均降解速率仍能达到16 2mg/(m2·h)。