纳米TiO2半导体光催化性能的影响因素

TiO2以具有安全、廉价、无污染、适用范围广等优点而成为最有开发前途的绿色环保型光催化剂。以TiO2半导体为光催化剂的多相光催化氧化技术是几十年发展起来的一项污染治理新技术,具有良好的应用前景。文中主要从晶体结构、粒径、比表面积、表面羟基及载流子俘获剂5个方面,详细分析了这些因素对纳米TiO2光催化性能的影响。     

纳米晶TiO2半导体薄膜的制备和性能

以钛酸丁酯为前驱液，聚乙二醇2000为模板剂，采用溶胶．凝胶模板法在温和的条件下合成了纳米晶TiO2薄膜，并对其晶相、颗粒大小和表面形貌等进行了表征。结果表明，所制备的TiO2薄膜表面完整，无明显的裂纹，颗粒分布均匀，粒径和膜厚度保持在纳米级。电学性能测试表明，纳米晶TiO2薄膜在350℃具有p-型半导体特性，p-型TiO2半导体纳晶薄膜在新型气体传感器开发领域有着潜在的应用前景。     

纳米Al2O3对Zn2+的吸附性能研究

采用自制的纳米Al2O3,以火焰原子吸收光谱法为检测手段,考察了纳米Al2O3在静态条件下对Zn2 的吸附性能。结果表明,在pH=6时,纳米Al2O3对Zn2 有较好的吸附性能,吸附容量可达5 500μg/g。干扰离子Ni2 、Cu2 、Mn2 对纳米Al2O3吸附Zn2 影响较小,吸附于纳米Al2O3上的Zn2 可以用1 mol/L的盐酸洗脱,洗脱率达80%以上。     

增强型内电解-H2O2催化氧化处理染料废水研究

以活性艳红X-3B模拟染料废水为处理对象,研究了处理时间、pH、液固比等因素对镀铜铁屑增强型内电解和增强型内电解-H2O2催化氧化组合工艺处理效果的影响.结果表明,适宜工艺条件为:铁屑镀铜,硫酸铜的质量分数1％、镀铜时间2.5 min;增强型内电解,pH为5～6、废水体积与镀铜铁屑质量比2 mL"g-1、处理时间25 min,在此条件下,COD去除率和脱色率分别达到83％和97％;增强型内电解-H2O2催化氧化组合,废水体积与镀铜铁屑质量比2 mL·g-1、内电解处理时间为25 min、pH为4～6、H2O2加入量4 mL·L-1、氧化时间20 min,在此条件下,对活性艳红X-3B模拟染料废水脱色率和COD去除率分别达99％和90％.     

不同粒径粉煤灰对活性艳红K-2BP染料的吸附

将盐城电厂粉煤灰进行筛分,得到不同粒径的粉煤灰,分别进行了投加量、吸附时间及pH值对吸附的影响试验。结果表明,粉煤灰投加量≤35g/L时,去除率随投加量的增加而增加,超过35g/L时,去除率随投加量的增加变化不明显;较佳的吸附时间为60min,最适pH值为8,并且得出相同条件下的不同粒径粉煤灰对活性艳红K-2BP的吸附量比未筛分的粉煤灰均有一定幅度的提高;通过一、二级吸附速率方程线性回归分析表明,粉煤灰对活性艳红K-2BP的吸附符合二级吸附速率方程,且粒径越细小的粉煤灰其吸附动力学越符合二级动力学规律。     

纳米Al2O3对有机磷农药的吸附并测定

以异丙醇铝（Al（C3H7O）3）为原料,采用溶胶-凝胶法制备出纳米Al2O3粉体,通过液相色谱法检测纳米Al2O3吸附后的有机磷农药残留量,并着重比较研究了pH值、时间对纳米Al2O3吸附有机磷农药的影响。     

影响纳米ZnFe2O4光电催化用薄膜的因素

本文采用sol-gel法在导电玻璃上制备了纳米铁酸锌薄膜光催化剂,用差热膨胀仪对干凝胶粉的加热过程进行了分析,采用XRD、SEM等手段对制备薄膜的结构性能进行表征.结果表明：制备的纳米铁酸锌薄膜颗粒粒度均匀,平均粒径为40 nm左右.     

MWCNT-H2O纳米流体对静态真空闪蒸制冰实验的影响

在蒸馏水中加入多壁碳纳米管（MWCNT）纳米粒子,选用亲水性非离子型表面活性剂TNWDIS为分散剂。经过超声波震荡,配制分散均匀稳定的MWCNT-H₂O纳米流体。利用静态真空闪蒸实验台,设定系统压力为100Pa,研究在吸附作用下多壁碳纳米管纳米粒子浓度、粒径、TNWDIS与MWCNT配比对闪蒸制取冰浆实验的影响。结果表明,多壁碳纳米管的加入可消除闪蒸制冰的相变蓄冷阶段、缩短液相降温时间使流体更早出现过冷现象;20～40nm粒径的MWCNT纳米粒子使用TNWDIS进行分散,质量分数范围在0.075%～0.15%时多壁碳纳米管纳米流体分散均匀稳定、达到最佳效果,其中质量分数为0.1%的纳米流体最大降低水的过冷度达62.2%;过冷度随着MWCNT纳米粒子粒径的增大而升高,闪蒸率基本维持在40%,但含冰率呈现非线性变化;20～40nm粒径的MWCNT纳米粒子使用TNWDIS配制成质量分数为0.1%的纳米流体,TNWDIS与MWCNT的分散配比建议采用0.5∶1,过冷度基本维持在2℃。     

B2O3·TiO2/Ti催化剂对水中腐殖酸吸附行为研究

TiO2光电催化氧化有机物的反应被认为是表面反应,有机物在TiO2表面的吸附是其降解的先决条件,因此系统研究有机物在TiO2表面的吸附行为,可以为进一步的光电催化降解提供实验依据.现采用阳极氧化法在基体钛表面原位合成B2O3·TiO2/Ti催化剂为吸附剂,系统地研究了腐殖酸在膜催化剂上的吸附行为,探讨了温度、溶液pH值、腐殖酸初始浓度、外加偏压等因素对吸附的影响,结果表明:低温、酸性条件下有利于腐殖酸在膜催化剂上吸附,吸附量随初始浓度、外加偏压的增加而增大,B2O3·TiO2/Ti催化剂吸附腐殖酸的等温线数据可用Freundlich等温吸附方程描述,吸附过程遵循Lagergren二级吸附动力学模型.     

影响染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池的因素

介绍了染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池的结构及工作原理,对影响染料敏化太阳能电池性能的因素,如纳米二氧化钛膜的制备、表面修饰、耦合及掺杂或复合,敏化染料与电极表面的吸附、吸收光谱与太阳光谱的匹配、染料的设计合成,以及电解质的研究进展进行了综述。指出染料和电解质的性能是今后发展中的主要制约因素,纳米多孔膜的制备、染料的光电化学反应机理和染料的设计合成、双敏化、固态空穴传输材料替代液体电解质以及纳晶多孔电极与染料间能量传递及电子转移的微观本质等领域是今后的主要研究方向。     

水热法制备纳米TiO_2处理染料废水实验研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用水热法制备纳米TiO_2光催化材料,使用X射线衍射仪和透射电子显微镜对其晶体结构进行表征,并对活性黄溶液进行光催化反应以测定TiO_2的催化活性。结果表明,水醇比、水热温度和酯加入量对TiO_2的催化效率有显著的影响,当水醇体积比为1:3、水热温度120℃、Ti(OC_4H_9)_4加入量为10 mL条件下制备的TiO_2粉末光催化活性最好,对活性黄溶液的降解在60 min时脱色率均可以达到97%以上。     

纳米ZrO2对Al2O3陶瓷性能的影响

以纳米ZrO2,微米Al2O3为原料,采用无压烧结方式制备了ZTA复相陶瓷.结果表明:纳米ZrO2的加入有利于制备细晶ZTA复相陶瓷.此外,nano-ZrO2的加入对Al2O3陶瓷的显微结构也产生影响,ZrO2颗粒以"晶内型"和晶界型2种形式存在.合理的配方组成及制备工艺有利于ZrO2以四方亚稳相存在.ZrO2质量分数为30%时,其四方相质量分数可达69%,有利于应力诱导相变增韧,该ZTA复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性分别达到604MPa,6.87MPa·m1/2.     

TiO_2-H_2O纳米流体的黏度特性实验

在去离子水中添加亲水性分散剂,经过超声振动制备了粒径为20 nm的4种不同体积分数的TiO2-H2O纳米流体。对纳米流体和水进行黏度测试,结果表明纳米流体的黏度值均大于水,且黏度随TiO2粒子体积分数的增加呈加速上升的趋势,随温度呈反比变化。体积分数越高的纳米流体,在较低温度下的黏度增加幅度比高温时大。流变曲线表明,在所配制的体积分数内,TiO2-H2O纳米流体的黏度不随剪切速率的变化而变化,为典型的牛顿型流体。     

不同性能的活性炭对多种染料的选择吸附

研究以不同种类的活性炭为载体对五种不同工业染料进行选择性吸附。实验条件:分别量取不同染料的标准溶液20 m L在锥形瓶中,并加入0.2000 g左右的不同性能活性炭放在温度为25℃和转速为110 rpm的振荡器中振荡30 min,之后抽滤获取吸附后的溶液,用紫外可见分光光度计来测定其吸附后的吸光度,并计算各种活性炭对不同染料的脱色率。结果表明:FB-1型活性炭对五种不同颜色的染料具有很好的吸附作用,其脱色率都在80%以上。     

低湿CO2/H2O混合气体吸附特性实验

CO₂捕集、封存及利用是实现“双碳”目标的重要途径,为将碳捕集后的低湿CO₂/H₂O进行CO₂提纯和资源化利用,采用动态吸附实验研究了不同温度（303K、313K）、H₂O含量（0.7%~3.0%）的CO₂/H₂O在活性炭、活性氧化铝、分子筛3A和13X四种吸附剂上的动态吸附穿透曲线、吸附床温度分布、吸附量,分析了CO₂/H₂O分离系数和吸附热。结果表明,在CO₂/H₂O动态吸附过程中,吸附床温度与各组分浓度随时间变化趋势相同。H₂O饱和时间随进气温度升高而缩短;H₂O含量增加,抑制CO₂吸附;活性炭和氧化铝中H₂O的饱和时间随H₂O含量增加而增长,但分子筛3A和13X饱和时间缩短。H₂O吸附量随H₂O含量增加而增加,吸附热随吸附量增加而减小,CO₂则相反。分子筛3A对CO₂吸附量最小且CO₂/H₂O分离系数最大。H₂O含量小于1%时,CO₂吸附量最大的分子筛13X分离系数大于活性氧化铝,分子筛3A和13X适合分离低湿CO₂/H₂O。     

NiNb2O6半导体电极的能级结构和腐蚀机理研究

本文通过测量伏安特性和光谱响应了被还原的ｎ型ｎ型ＮｉＮｂ２Ｏ６半导体晶电极的光电化学物质及其能级结果。观察到两个吸收带，强者在３．２４ｅＶ，对应于氧－铌跃廷；弱者在１．７５ｅＶ，在可见光区，对应于镍－铌跃迁，探讨了阳极暗腐蚀、光腐蚀和水的光电解机理，缓出了ＮｉＮｂ２Ｏ６的电子能级和主主要的裂解能级。     

支持电解质对酸性大红染料废水电解的影响

通过静态试验对比研究了模拟酸性大红3R染料废水在NaCl和Na2SO4体系中的电化学氧化过程,考察了电流密度、电解质浓度和初始pH对色度去除效果的影响,比较了两种电解质对染料废水的处理效果。结果表明,在不同支持电解质体系中,电流密度、电解质浓度和初始pH对染料废水脱色作用的影响具有基本相同的规律;在不同支持电解质体系中,染料废水降解效果差别很大,以NaCl为支持电解质时的脱色率明显高于以Na2SO4作为支持电解质。