SO2和H2O对Y掺杂Mn/TiO2选择性脱除NO的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Y掺杂的TiO₂载体,负载硝酸锰构成了Y掺杂的Mn-Y/TiO₂催化剂。考察了焙烧温度、空速对其催化还原NO性能的影响,并对催化剂的抗SO₂、H₂O毒化性能进行了考察。结果表明,催化剂的最佳焙烧温度为500 ℃,催化剂的活性随空速的降低而升高,XRD分析Y掺杂抑制了锐钛矿晶相的转移,有利于催化剂活性组分的分散,从而提高催化剂的活性。Mn-Y/TiO₂的抗毒化性能优于Mn/TiO₂,在反应温度180 ℃、空速14000 h^－1、氧含量为3%、NO浓度600 mL/L及NH₃/NO为1的条件下,同时通入200 mL/L SO₂和4% H₂O,NO转化率从非掺杂的Mn/TiO₂的48.2%上升到57.6%,Y掺杂提高了催化剂的抗毒化能力;FTIR分析表明催化剂中毒是由于生成了铵的硫酸盐或者锰、钇的硫酸盐。     

稀土掺杂TiO2的光催化性能研究

以钛酸丁酯、无水乙醇、冰乙酸为原料,以罗丹明B为模拟有机污染物,采用溶胶-凝胶法制备了一系列的TiO₂光催化剂,并利用XRD和物理吸附对催化剂进行了表征。考察了原料配比、凝胶时间、稀土掺杂种类、稀土掺杂量对TiO₂光催化罗丹明B性能的影响。结果表明：当钛酸比为1.5∶1、钛醇比为2∶1、凝胶时间为48 h、Pr掺杂量为2%时,TiO₂光催化罗丹明B的降解率最好。在光催化条件为罗丹明B初始质量浓度为4 mg·L^-1、催化剂质量0.05 g、光反应时间6 h时,罗丹明B的降解率达93.23%。     

原卟啉碳点的合成及其在光催化还原CO2/H2O制甲醇中的应用

CO₂资源化利用是当前能源与环境领域的研究热点,光催化还原CO₂作为一种绿色、温和的转化技术备受关注,其中提高光催化转化过程中光利用效率和降低载流子复合速率是促进CO₂光催化还原过程的关键。利用柠檬酸、乙二胺和原卟啉为原料,通过一步水热法制备原卟啉碳点,并考察了其光催化还原CO₂性能。研究表明,碳点为3.3 nm左右的球形颗粒,原卟啉以共价键的形式成功引入碳点中,并且碳点中保留了原卟啉结构中的共轭大π键的骨架,增强了碳点催化剂对400～500 nm的光的吸收,降低了光催化还原CO₂过程中的载流子复合速率。光催化还原CO₂性能测试表明,以含有质量分数为1%原卟啉的碳点作为光催化剂转化CO₂为CH₃OH的产率达到285.5μmol·g^-1·h^-1,是未添加原卟啉催化剂产率的2.16倍。     

无定形态H3PW12O40/TiO2光催化剂降解有机染料

以钛酸丁酯和磷钨酸为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂光催化剂,采用红外光谱、X射线衍射、热重分析和比表面分析对光催化剂进行表征。结果表明,H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂光催化剂为无定形态,比表面积202 m²·g^-1,杂多阴离子保持了Keggin骨架结构。在TiO₂中掺杂H₃PW₁₂O₄₀,使催化剂的光响应范围扩展到可见光区,从而提高光催化活性。光催化剂对甲基橙、酸性红、罗丹明B和亚甲基蓝均有较好的光催化降解活性,催化剂易于分离,重复使用稳定性较好。对甲基橙降解的适宜条件为：1.7×10-5 mol·L^-1甲基橙溶液50 mL,H₃PW₁₂O₄₀/TiO2光催化剂用量0.03 g,500 W碘钨灯照射60 min,此条件下,甲基橙脱色率可达到96%。     

SO42-/TiO2/Al2O3型固体酸制备及催化合成醋酸丁酯

以共沉淀-浸渍法制备了SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂,醋酸与正丁醇酯化反应作为探针反应,考察SO₄^2-/TiO₂/Al₂O₃型固体酸催化剂的催化性能,采用响应面法对制备催化剂过程中的陈化温度、硫酸浸渍液浓度和焙烧温度因素进行优化,通过XRD和IR对制备的固体酸催化剂进行表征。结果表明,在陈化温度-4 ℃、硫酸浸渍液浓度1.48 moL·L^-1和焙烧温度586 ℃条件下制得的催化剂催化性能最高,醋酸正丁酯酯化率可达98.1%,重复使用性良好。     

不同水解抑制剂下Sr2+掺杂改性纳米TiO2的制备及可见光响应行为

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为钛源,分别以三乙醇胺和亚氨基二乙酸为水解抑制剂,制备掺杂不同含量Sr²⁺的纳米TiO₂,并对其在可见光范围内对孔雀石绿的光催化降解活性进行评价。结果表明,Sr²⁺掺杂能够有效提高纳米TiO₂的光催化性能,并确定不同条件下合成的纳米TiO₂的最佳掺杂量和反应条件。对掺杂的TiO₂进行紫外可见漫反射光谱、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱以及氮物理等温吸附等表征,揭示了表面性能、电子结构、脱水性能、吸附性能、结晶程度和晶相结构等多方面协同作用是Sr²⁺掺杂的TiO₂具有最高光催化活性的原因。这种新型光催化剂可能在环境净化和水处理方面具有一定的应用价值。     

液体中铈掺杂TiO2光催化剂的制备及微波强化光催化活性

室温下,在离子液体［Bmim］PF₆中,采用溶胶-凝胶法及微波辐射干法制备了铈掺杂纳米TiO₂光催化剂TiO₂-Ce,并测试了TiO₂-Ce对甲基橙溶液的微波、紫外和微波-紫外条件下的降解率。着重考察了离子液体用量、微波干燥功率、微波干燥时间、焙烧温度、焙烧时间和铈掺杂量等因素对TiO2-Ce催化活性的影响。结果表明,离子液体用量5.6 mL,掺杂硝酸铈与钛酸丁酯物质的量比n(Ce)∶n(Ti)=0.075,功率210 W的微波条件下干燥20 min,高温箱式电阻炉550 ℃焙烧2.0 h,制得的TiO₂-Ce催化剂具有较高的光催化活性。在微波、紫外和微波-紫外降解条件下,TiO₂-Ce对甲基橙降解率分别为4.78%、93.82%和99.12%。表明在紫外光照条件下,微波辅射具有强化TiO₂-Ce催化剂降解甲基橙的作用。同时用XRD、IR、BET和SEM对TiO₂-Ce催化剂结构进行表征,结构分析表明,TiO₂中掺入铈后制得的催化剂具有粒径均匀以及半孔宽(2.485 2 nm)、孔容(0.314 5 mL·g^-1)、平均孔径(6.627 nm)和比表面积（94.934 m²·g^-1）均较大等特点,这也是TiO₂-Ce催化剂拥有较高的光催化活性的主要原因。     

CNTs负载TiO2对茜素红溶液的降解研究

以钛酸四丁酯为前驱体,冰醋酸为水解抑制剂,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO₂/CNTs复合催化剂。测定复合催化剂对不同浓度茜素红溶液的光降解活性,并对光催化降解动力学进行研究。结果表明,在CNTs负载质量分数7.5%、焙烧温度450 ℃和焙烧时间3.5 h条件下制备的TiO₂/CNTs复合催化剂光催化活性得到提升。相同条件下,TiO₂/CNTs对150 mg·L^-1茜素红溶液的最终降解率达67%,而TiO₂的最终降解率只有56%。复合催化剂光催化活性提升的原因是CNTs负载后光催化粒子在紫外光照射下生成更多的氢氧根活性自由基。光催化降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood方程,催化剂对污染物的表观吸附是整个反应的“瓶颈”。随着反应浓度的增大,光催化降解反应的反应级数由一级反应逐渐下降为零级反应。     

半导体复合材料光催化还原CO2的研究进展

光催化还原CO₂是实现碳循环的一种绿色的、环保的能源转化方式,该方法可以有效的将CO₂气体转化为可再生燃料,缓解能源危机和全球变暖问题。综述了半导体复合材料光催化还原CO₂为可再生碳氢燃料的研究进展,介绍了光催化还原CO₂的反应条件和光催化机理,并对已报道的不同类型半导体复合光催化材料进行分类,如“单一半导体型”、“金属/非金属掺杂半导体型”、“半导体复合型”和“碳材料–半导体复合型”。评述了各种半导体复合光催化材料的优缺点及其光催化性能的影响因素。在此基础上,进一步展望了半导体复合光催化材料催化还原CO₂的发展前景。     

Ag@AgCl/TiO2/GO催化剂制备及其光催化性能

以AgNO₃、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、钛酸四正丁酯、石墨烯等为原料，利用溶剂热法合成AgCl/TiO₂/GO复合光催化剂，经紫外光照还原得到Ag@AgCl/TiO₂/GO,并将其应用于罗丹明B的太阳光催化降解反应中。结果表明，该催化剂具有较高的光催化活性和稳定性。在100 mL 3 mg·L^-1罗丹明B溶液中，投加0.5 g·L^-1的Ag@AgCl/TiO₂/GO催化剂，光照75 min后，罗丹明B降解率高达98%以上。     

Bi、S共掺杂对TiO_2纳米颗粒的结构和光催化性能的影响

以钛酸丁酯、硝酸铋和硫脲为原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同n[Bi(S)]/n(Ti)的Bi、S共掺杂的TiO2光催化剂。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、激光拉曼光谱(FT-Raman)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV/vis DRS)、微反等方法对光催化材料进行了研究。结果显示,Bi、S元素在TiO2纳米颗粒中分别以Bi2O3和SO42-形式存在,共掺杂未能改变TiO2的锐钛矿结构。Bi掺杂后,通过形成Bi—O—Ti键在TiO2禁带中产生了杂质能级,降低了纳米材料的禁带宽度,从而提高了光吸收效率;而S的引入,增多了催化剂表面的酸性位,有利于光催化活性的提高。Bi、S掺杂能明显改善TiO2纳米颗粒光催化甘油水溶液制氢的性能,3%Bi、S共掺杂TiO2具有最高的产氢速率,在紫外光和模拟太阳光照射下,其产氢速率可分别达到1 514.9和190.2μmol/(h·g)。     

以十二烷基苯磺酸钠为模型反应物的Y2O3／TiO2复合催化剂的制备及光降解催化性能

采用浸渍法制备了Y2O3/TiO2复合氧化物催化剂，并用紫外可见光谱、SEM、BET等手段对其进行了表征，以水相十二烷苯苯磺酸钠（DBS）溶液的光催化降解反应为实验模型，考察了TiO2掺杂Y2O3后的光催化氧化活性，并探讨了Y2O3掺杂量、吸附性、焙烧温度及时间对Y2O3/TiO2复合氧化物催化剂光催化活性的影响，实验结果表明：复合氧化物催化剂Y2O3/TiO2存在某一最佳组分比值，当两者重量比为1：200时，其催化活性是同样条件下前体催化剂TiO2的2.4倍。     

掺Fe~(3+)纳米二氧化钛对活性艳红X-3B的光降解性能的研究

采用溶胶——凝胶法制备不同掺铁量及不同pH值下的一系列纳米TiO2光催化剂,对模拟活性艳红X-3B染料废水进行降解,对其光催化活性进行研究。实验表明:Fe3+-TiO2比纯纳米TiO2具有更好的催化活性,且Fe3+最佳掺杂量为0.05%,最佳制备pH值为4,最佳用量为1.2g/L。     

TiO2光催化脱H2S的应用

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及掺杂改性TiO2,其中掺杂了过渡金属（Fe、Ni、Cu、Zn）,稀土金属（La、Ce）,贵金属（Ag）及非金属（N）,应用提拉法在载玻片上镀膜,进行光催化脱H2S实验。考察TiO2光催化脱H2S率。实验从不同离子、掺杂浓度、光照时间等因素考察TiO2光催化脱H2S性能的影响。结果表明：掺杂Fe,Ni,Cu,Zn,La,Ce,Ag及N的TiO2光催化脱H2S最佳掺杂量分别为0.7%,5.0%,4.0%,1.0%,3.0%,2.0%,1.0%和300%（均为TiO2摩尔分数）,其中0.7%Fe-TiO2,脱H2S率达97%。     

富勒醇修饰氮掺杂二氧化钛复合材料及其光催化性能研究

本文采用四丁基氢氧化铵催化碱法制备富勒醇,并以富勒醇为原料,采用溶胶凝胶法制备富勒醇修饰氮掺杂二氧化钛光催化材料,对该复合材料的成分、结构等进行表征与分析,并研究复合材料的光催化还原CO₂的性能。结果表明,复合材料在可见光区的光吸收性能增强,表现出良好的室温可见光催化还原CO₂活性,其中CO平均生成速率达5.560 μmol·g^-1·h^-1,CH₄平均生成速率为0.789 μmol·g^-1·h^-1。分析认为,富勒醇复合与N掺杂有效提高了TiO₂的可见光催化活性。     

稀土固体超强酸SO42－/TiO2/Ce4+催化剂的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备了稀土固体超强酸催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺，用于催化苯甲醛与乙二醇的缩合反应。考察了硫酸的浓度、Ce(SO₄)₂的浓度和焙烧温度等因素对催化性能的影响；采用IR、DSC、XRD和Hammett指示剂法对其性能进行研究。结果表明，催化剂SO₄^2－/TiO₂/Ce⁴⁺是合成苯甲醛乙二醇缩醛的良好催化剂，在硫酸浓度1 mol·L^－1、Ce(SO₄)₂的浓度012 mol·L^－1和焙烧温度550 ℃的制备条件下,产率可达88.2％。催化剂晶体结构为锐钛矿型。     

镍基粘结型催化剂上甲烷解离和CO歧化反应动力学研究

用脉冲微反色谱技术研究了在镍基粘结型催化剂上CH_4解离和CO歧化反应动力学,以及稀土氧化物的催化作用.因碳在表面沉积对活性有影响,引入了积碳因子,得到了满意结果.稀土氧化物的合适加入量均可降低反应活化能.对CH_4解离反应,La_2O_3和CeO_2的适宜值均为3%(mass),而CO歧化反应La_2O_3为4.5%(mass),CeO_2为3%(mass).在稀土氧化物加入量为0-6%(mass)内,活化能降低范围:CO歧化为33kJ/mol,CH_4解离为44kJ/mol.认为吸附态的甲烷脱除第一氢原子是反应控制步骤,稀土氧化物通过对吸附态的甲烷分子和邻近Ni原子的正电吸引,改变了甲烷解离的机理,使活化能降低.CO借助稀土氧化物中晶格氧转移使其更易实现歧化反应,使活化能降低.发现CO歧化反应中生成的碳对活性影响比较小,认为这是由于沉积在镍表面上的碳迁移到载体上的缘故.     

稀土元素掺杂对TiO2相组成和光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在釉面砖上制备了均匀的TiO2光催化薄膜,并研究了稀土元素掺杂对TiO2相结构和光催化性能的影响.     

氮掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解酸性红B的研究

以钛酸丁酯和氨水为原料,无水乙醇为溶剂,硝酸为抑制剂,采用湿法水解制备氮掺杂TiO2纳米微粒,并用XRD、TEM对其进行了表征。在紫外光照射下,考察了氮掺杂催化剂光催化降解酸性红B的催化性能。以高压汞灯为光源对有机染料酸性红B进行了光催化降解实验,并研究了催化剂的类型、催化剂的用量、溶液初始浓度对酸性红B降解的影响。研究结果表明：氮掺杂纳米TiO2的光催化性能明显优于纯纳米TiO2的光催化性能。     

稀土掺杂改性纳米TiO2光催化性能

稀土元素掺杂纳米TiO2可以通过改变晶型转变温度、晶粒大小等,提高光催化活性.介绍了近年来国内外利用不同种类稀土元素掺杂对TiO2光催化性能的影响和研究现状.最后指出稀土与其他元素复合掺杂改性TiO2是今后的一个重要研究方向.