掺杂铁纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

分别采用水热法和溶胶-凝胶法制备了纳米级TiO₂和不同掺铁量的TiO₂纳米粒子。通过纯TiO₂和掺铁TiO₂分别作光催化剂时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现，溶胶-凝胶法掺杂铁离子可以有效地提高TiO₂光催化活性，而水热法掺杂铁使TiO₂的光催化活性明显降低。Fe/TiO₂摩尔比为0.01％～0.1％，随掺杂量的增大,TiO₂光催化活性逐渐降低。     

La掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO₂和不同La掺杂量的TiO₂纳米粒子，对样品进行了TG-DTA、XRD和UV-Vis 吸收光谱分析，并以染料废水甲基橙为目标降解物，考察了样品的光催化性能。结果发现，La的掺杂抑制了TiO₂粒径的长大，细化了晶粒；La掺入到TiO₂的晶格中，引起了晶格的畸变和膨胀；La的掺杂使TiO₂的吸收带边发生了红移；适量La的掺杂可提高TiO₂的光催化性能。试验条件下，最佳掺杂摩尔分数为0.1％。     

TiO2光催化剂掺杂改性的研究进展

TiO₂在利用光能和环保等领域具有重要应用前景。由于TiO₂具有较大禁带宽度，限制其对太阳光等可见光能的利用。通过对TiO₂掺杂改性，合成出具有较窄禁带宽度和稳定性好的光催化剂，促进光催化剂的实际应用。介绍了TiO₂光催化作用机理，从金属掺杂、非金属掺杂和共掺杂等方面总结TiO₂催化剂掺杂改性的研究现状。     

不同方法制备硫掺杂TiO2及其可见光催化性能研究

采用水热法和焙烧法分别制备了硫掺杂纳米TiO₂,通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱进行了表征,以水体中的甲基橙（MO）为模拟污染物,研究了硫掺杂纳米TiO₂ 的可见光光催化性能。结果表明,2种不同制备方法得到的硫元素掺杂TiO₂均表现出可见光活性。硫元素在TiO₂中分别取代了O₂和Ti的位置,改变了TiO₂原来的能带结构,形成新的杂质能级,从而使TiO₂ 的吸收区间由紫外拓展到可见光区。     

离子液体中微波辅助制备硫掺杂纳米TiO2光催化剂

以钛酸丁酯为前驱物,在离子液体（1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐）、水和无水乙醇所组成的混合溶剂中采用溶胶-凝胶法及微波干燥,制备了硫掺杂纳米TiO₂光催化剂。采用XRD对催化剂的结构进行了表征,以甲基橙为模拟污染物,高压汞灯和卤钨灯为光源,考察了掺杂量、微波干燥等因素对硫掺杂TiO₂光催化剂活性的影响。结果表明,硫掺杂TiO2催化剂活性高于未掺杂TiO₂催化剂;且当硫脲与钛酸丁酯物质的量比为5.0,在家用微波炉于功率210 W干燥25 min,再在马弗炉600 ℃焙烧处理2 h制备的催化剂,具有最佳的光催化降解效果。     

TiO2薄膜的制备、改性及光催化性能的研究

以铝片为基底,采用阳极氧化法制备氧化铝薄膜作为TiO₂的固定载体。用溶胶-凝胶法制备TiO₂溶胶,通过在氧化铝薄膜载体上浸渍提拉得到TiO₂膜。通过交流电沉积的方法对其掺杂贵金属改性,得到M/TiO₂复合膜。利用紫外-可见光谱法对复合膜进行表征。实验结果表明,利用Al₂O₃可以很好的负载TiO₂溶胶,500 ℃焙烧有利于形成催化能力较好的锐钛矿型TiO₂,掺杂贵金属Ag和Au的TiO₂试样对甲基橙的光催化效果明显优于未掺杂金属的TiO₂试样。     

TiO2薄膜光催化剂的性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃管上制备了透明的TiO₂薄膜，并利用XRD、Raman、UV-Vis和XPS技术对薄膜进行了表征。结果表明,在773 K焙烧的TiO₂样品在290～330 nm处的吸收明显强于573 K焙烧的样品。在573 K焙烧的情况下，薄膜基本为非晶态，但却表现出良好的光催化活性，并随着负载层数的增加，薄膜的光催化活性逐渐增加。在573 K以上，随焙烧温度的升高，TiO₂薄膜的光催化活性逐渐降低。     

V2O5/TiO2基SCR脱硝催化剂的制备及其催化性能

采用纳米TiO₂为催化剂载体原料,V₂O₅为催化剂,通过混合、球磨、干燥和焙烧等工艺制备选择性催化还原脱硝法催化剂,研究了催化剂的制备工艺和催化性能。通过差热分析研究催化剂的相变和烧结温度,通过模拟烟气分析装置表征催化剂的催化性能。结果表明,加入V₂O₅可以提高催化性能,以6%V₂O₅-94%TiO₂为配方的催化剂对NO的脱除率达97.5%,温度窗口为（300～420） ℃。     

不同金属离子掺杂TiO2薄膜的制备及光催化活性的研究

以溶胶-凝胶法制备了分别用Ag^+、Cu²⁺、Fe³⁺、La³⁺、Ce³⁺和Eu³⁺等离子掺杂的纳米TiO₂薄膜，经XRD和UV-Vis对薄膜样品进行表征并研究了其光催化活性。XRD结果证明，掺镧TiO₂薄膜与未掺杂薄膜的X射线衍射图基本一致，实验条件下主要为锐钛矿型，且掺入La^3+离子使得TiO₂薄膜的晶粒变小。UV-Vis吸收光谱说明当λ＞380 nm时，其吸光度低于0.15。薄膜光催化降解亚甲基蓝的实验表明,La³⁺或Fe^3+掺杂薄膜的光催化降解率远高于未掺杂TiO₂薄膜，而Ce^3+或Cu^2+离子掺杂薄膜与未掺杂薄膜的光催化活性相似，掺Ag⁺或Eu³⁺离子则降低了活性。当最佳掺杂量La³⁺为0.6%或Fe³⁺为1.5%时，光催化降解率分别高达92%和82%。     

磁性纳米TiO2/SiO2/Fe3O4光催化剂的制备及光催化性能研究

以化学共沉淀法制备的纳米铁氧体Fe₃O₄ 为磁载体,采用溶胶-凝胶法制备易于固液分离回收的新型磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂。采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、傅立叶红外变换光谱和紫外可见漫反射光谱等对催化剂进行表征。以酸性大红3R为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了研究。结果表明,磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂样品混晶中,锐钛矿相TiO₂ 占90%以上,制备的催化剂样品为层状结构,平均颗粒粒径约为(50~80) nm,呈现顺磁性,在外加磁场的作用下,催化剂可与液相迅速分离。同时,磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂具有较强的光催化活性,在光催化剂用量0.5 g·L^-1 、溶液初始浓度100 mg·L^-1 和光催化反应120 min条件下,酸性大红3R降解率达95%。     

杂多酸盐／聚苯胺／TiO2复合材料光催化降解甲基橙

以PW11Ti／PANI/TiO2为光催化剂,在太阳光照射下,研究了模拟染料废水甲基橙溶液的光催化降解的反应,讨论了甲基橙溶液的酸度、溶液的初始浓度以及催化剂投加量等对甲基橙溶液脱色效果的影响。结果表明：催化剂加入量为10mg,甲基橙的初始浓度为20mg／L,pH=4,脱色率达到85．62％。     

二氧化钛薄膜的制备及光催化性能研究

通过液相沉积法(LPD)在玻璃片表面制备TiO2薄膜,并以甲基橙溶液为污染液,通过探讨制备TiO2薄膜原料的摩尔比例、诱导晶、沉积温度及时间,以及热处理温度及光照时间等因素对甲基橙溶液降解率的影响,得出最佳的降解条件.研究得出:(NH4)2TiF6与H3BO3摩尔比例为1∶1～1∶6,TiO2诱导晶为0～0.1g,沉积温度为25～65℃和沉积时间24h范围内,最佳降解条件为:摩尔比为1∶6,诱导晶为0.06g,沉积温度为55℃,550℃热处理,适当的沉积及光照时间.     

沸石固载TiO2光催化技术处理甲基橙工艺研究

用溶胶-凝胶法制备的沸石固载型光催化剂来降解废水中甲基橙。研究了TiO2负载量、pH值、氧化剂联用等因素对甲基橙降解的影响。结果表明：固载型催化剂对甲基橙溶液的处理效果好;处理100mg／L的甲基橙溶液,当沸石负载量为1．24％,pH=11,曝气量为25mL／s,反应温度为30℃,反应1h后降解率可达98％;以沸石颗粒为载体制备的催化剂,其光催化活性高,不流失,经过60h使用后降解率为94％,且制作工艺简单,可重复使用。     

TiO2混晶负载磷钨酸借自然光照对甲基橙的脱色性能研究

研究了以TiO2混晶负载磷钨酸为光催化剂,在光照条件下模拟染料废水甲基橙溶液的光催化脱色性能。实验结果表明:催化剂的投入量,甲基橙的初始浓度,光照时间是影响甲基橙溶液脱色率的重要因素。当H3PW12O40/TiO2催化剂用量为1.5 g/L,甲基橙的初始浓度为10 mg/L,光照时间为2.5 h时,甲基橙溶液的脱色率可达97.9%。     

TiO2/SiO2的制备及其对茜素红溶液的降解动力学

以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为前驱体，冰醋酸为水解抑制剂，采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂/SiO₂复合物。X射线衍射和红外光谱等表征结果表明，纳米TiO₂/SiO₂粒子焙烧后主要以锐钛型存在，有Ti—O—Si键产生。在实验浓度范围，光催化降解茜素红反应符合一级动力学规律，采用半衰期法确定反应级数为0.82。     

纳米Cu2O光催化氧化降解甲基橙的实验研究

采用250 W的金属卤化物灯为光源,在自制纳米Cu₂O粉末悬浮体系中,以甲基橙为降解对象,研究了影响甲基橙光催化降解的各种因素,确定了最佳反应条件。结果表明,甲基橙溶液质量浓度为10 mg·L^－1、Cu₂O加入量为3 g·L^－1和pH为5时,甲基橙降解率可达94.58%,添加少量30%H₂O₂可提高甲基橙降解率,其最佳投加量为15 mL。     

TiO_2/ZnO复合膜-H_2O_2光催化体系对甲基橙废水的降解脱色

采用仿生合成法制备TiO2/ZnO复合膜光催化剂,并以氙灯模拟日光光源,甲基橙为模型反应物,研究了催化剂投加量、H2O2投加量、溶液初始浓度、pH值和催化剂重复使用等因素对H2O2协同光解脱色甲基橙效率的影响。结果表明,当pH值为6,催化剂投加量为0.7 g/L,H2O2投加量为3.90 mmol/L时,对初始质量浓度为15 mg/L的甲基橙废水,130 min内脱色率达100%。酸性对光催化反应有促进作用,碱性对反应有抑制作用。催化剂重复使用5次后,处理130 min对甲基橙染料废水的脱色率仍可超过70%。     

PVA/SA/TiO_2复合膜的制备及其对甲基橙的降解性能

采用溶胶-凝胶法制备TiO2粉末,通过溶液共混法制备PVA/SA/TiO2复合膜,并研究了其对甲基橙的脱出效果。实验证明,由经500℃绝氧煅烧TiO2掺杂制备而成的复合膜对甲基橙具有良好的降解效果;降解效果随着复合膜用量的增加而增加,随光照时间增加而有所提高,随着甲基橙初始浓度的增加而下降。