太阳光下Cr~(3+)掺杂TiO_2复合微粒光催化性能研究

利用酸催化的溶胶一凝胶法成功地合成了一系列不同CP3+掺杂量(x=0.01%～10%)的TiO2复合光催化剂(Cd3+/TiO2).在太阳光条件下,以亚甲基蓝溶液的光催化降解对复合材料的光催化性能进行了表征,并考察了催化剂投加量、Cr3+掺杂量和溶液pH值等因素对光催化降解反应的影响.结果表明,亚甲基蓝溶液在复合微粒上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型,在催化剂投加量为lg/L、Cr3+掺入量为0.3%和pH=7时,Cr3+/TiO2复合微粒光催化活性达最佳,测得表观反应速率常数 K为7.27×10-3 rag(L·min)-1,t1/2为95min,反应4h后亚甲基蓝的降解率可达79%,与纯的TiO2相比较,反应速率提高了2倍,降解率提高了20%.中性或碱性条件下有利于亚甲基蓝溶液的光催化降解.     

Ag@AgCl/MCM-41纳米材料的制备及光催化性能研究

以原位沉淀-光化学还原法制备了Ag@AgCl/MCM-41复合纳米材料,采用SEM、IR、XRD对其结构进行了表征.分析表明,复合纳米材料中Ag@AgCl为壳-核结构,具有纳米金属表面等离子体共振效应,对可见光的吸收增强.介孔材料MCM-41载体的引入使催化剂分散性、比表面积、吸附性能和重复使用性提高.以亚甲基蓝为目标降解物,考察了其可见光催化活性,结果表明,光照射60min,复合纳米光催化材料对10mg/L亚甲基蓝溶液的降解率达98%.     

La-TiO_2/Hβ复合光催化剂降解模拟染料废水

用共沉淀法制备了新型La-TiO2/Hβ复合光催化剂,并以亚甲基蓝溶液为模拟废水,探讨了其对亚甲基蓝溶液的光催化降解效果,优化了降解条件。结果表明,La-TiO2/Hβ复合光催化剂降解25mL亚甲基蓝溶液的适宜条件是:亚甲基蓝溶液初始浓度为20mg/L,光照时间为30min,氧化剂H2O2用量为2.0mL,催化剂用量为2.4g/L。在此反应条件下,亚甲基蓝降解率达到98.2%,且催化剂重复使用3次后催化活性基本不变。     

钛柱撑蒙脱石的制备及对亚甲基蓝的光催化降解研究

以四氯化钛(TiCl4)为钛源,钠基蒙脱石(Na-mt)为基质,采用水解法制备钛柱撑蒙脱石(Ti-PILM)纳米复合材料,研究了Ti-PILM材料制备过程的影响因素及Ti-PILM材料对亚甲基蓝光催化降解性能。研究结果表明:在亚甲基蓝初始浓度为40mg/L,Ti-PILM用量为2g/L,吸附30min,光催化150min条件下,Ti-PILM纳米复合材料对亚甲基蓝溶液的降解率达到92.03%。     

Ce掺杂ZnO/膨润土复合光催化材料的制备及其性能

以膨润土为载体,硝酸锌、硝酸铈和氢氧化钠为原料,采用沉淀法制备了Ce掺杂ZnO/膨润土复合光催化材料.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附仪等对其进行表征,并通过对亚甲基蓝(MB)溶液脱色反应,考察紫外光照射下复合材料的光催化性能.结果表明,复合光催化材料中由于Ce掺杂ZnO的光催化作用与膨润土的吸附性相互协同,显示出优良的光催化活性和稳定性.当Ce的掺杂量为3.0%,同时复合光催化材料的加入量为20 mg/L,MB溶液的pH值为6时,复合光催化材料的性能最优,在紫外灯下照射2 h后,MB溶液的脱色率达到98.6%.     

ZnAlTi型层状双氢氧化物光催化降解亚甲基蓝的性能研究

利用动态尿素水解法制备了3种不同比例的ZnAlTi型层状双氢氧化物,取部分样品分别在温度为500、600、700和900℃条件下煅烧4h,制得具有光催化性能的材料。研究催化剂不同摩尔比、催化剂用量、煅烧温度等不同因素对光催化降解亚甲基蓝过程的影响。结果表明,紫外光照射下,在反应温度为30℃、催化剂中Ti和Al的摩尔比为2、催化剂投加浓度为1.0g/L、亚甲基蓝初始浓度为10mg/L、煅烧温度为600℃的反应条件下,催化剂对亚甲基蓝的降解效果最好,光照反应12h后亚甲基蓝的降解率为94.4%。     

PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜制备及光催化性能

通过静电纺丝技术制备聚乙烯醇/聚酰胺/纳米二氧化钛(PVA/PA6/TiO_2)复合纳米纤维,并考察了复合纳米纤维对模拟染料(亚甲基蓝和活性红X-3B)的光催化降解性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDX)、热重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)等表征测试对复合纳米纤维的形貌结构、表面元素分布进行分析。结果表明,用50 mg PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜(其中TiO_2含量是PVA/PA6质量的3%的)光催化降解50 mL浓度为5 mg/L亚甲基蓝溶液和50 mg/L活性红X-3B溶液,反应时间为120 min时,降解率分别为92.8%和87.5%。纳米纤维膜重复使用4次后,其亚甲基蓝降解率为86.6%,活性红X-3B降解率为66.9%,其依然保持良好的光催化性能。说明制备的复合纳米纤维膜具备优异的光催化性能及重复使用性。     

TiO_2和活性炭纤维复合物光催化降解亚甲基蓝

以粘胶基活性炭纤维(VACF)为基体,钛酸丁酯为前驱体,通过溶胶-凝胶浸渍涂覆法将二氧化钛(TiO2)负载于粘胶基活性炭纤维上,制备活性炭纤维负载的TiO2光催化复合物,通过控制活性炭纤维在溶胶中的浸泡时间,制得不同TiO2负载量的复合物。采用扫描电子显微镜(SEM)表征了制备材料的形态结构,以质量浓度为20mg/L的亚甲基蓝溶液为目标降解物,测试了材料在紫外线光照下的催化性能。结果表明:紫外光直接照射对亚甲基蓝基本无降解作用,对活性炭纤维原样有一定作用;随着TiO2负载量的增加,复合物的吸附性能得到提高,对亚甲基蓝的降解作用也得到增强。     

Zn掺杂改性TiO2的制备及其光催化性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了Zn掺杂改性TiO_2催化剂。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的光催化剂进行表征,考察了该催化剂对亚甲基蓝废水的光催化降解性能。结果表明,Zn成功掺入TiO_2中,Zn掺杂改性TiO_2和纯TiO_2均属于锐钛矿TiO_2晶型。在催化剂投入量为1.5g/L、亚甲基蓝质量浓度为10mg/L、降解时间为0～2h条件下,Zn掺杂改性TiO_2催化剂对亚甲基蓝溶液的降解率超过60%,明显高于纯TiO_2的降解率。     

环境友好型塑料用改性ZnO添加剂的光催化性能研究

以纳米ZnO和AgNO3溶液为原料,采用掺杂的方法制备了改性的塑料用ZnO添加剂,通过其光催化降解亚甲基蓝的效果评价了样品的光催化性能。实验结果表明,当银的掺杂量为2.8%,光催化剂添加浓度是0.8g/L时,此时Ag/ZnO复合粉体对亚甲基蓝的光催化降解效果最好。制备的Ag/ZnO复合粉体在紫外光区和可见光区都有较强的吸收,且吸收峰波长和Ag与纳米ZnO相比都出现了一定程度的红移。掺杂银显著提高了纳米ZnO的光催化性能     

SiO2／TiO2复合薄膜光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉法在玻璃表面镀制了SiO2/TiO2复合薄膜,以SEM,XPS,UV-Vis等手段对其进行了表征;通过对亚甲基蓝的降解反应,研究了SiO2/TiO2复合薄膜在紫外光下的光催化性能。结果表明:在玻璃片上预镀SiO2层使TiO2薄膜中的Na 和Mg2 含量明显降低,同时,有利于TiO2薄膜中晶粒的长大,提高了光催化性能。     

Eu~(3+)掺杂纳米TiO_2的制备及催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Eu3+掺杂的纳米TiO2粉体,采用X射线衍射(XRD)和荧光光谱分析(PL)等手段对TiO2的相结构和TiO2中电子-空穴对的复合性能进行了表征,探讨了掺杂组分对光催化活性的影响机制。以紫外光下降解亚甲基蓝为探针反应,考察铕的掺杂对催化剂催化性能的影响。结果表明Eu3+的掺杂能够通过抑制催化剂晶粒长大从而减少团聚,并且通过降低光生电子-空穴的复合几率,提高催化剂的光催化活性。光催化实验表明,催化剂加入量为3g/L,亚甲基蓝溶液初始浓度为20mg/L时,掺杂1%Eu3+的催化剂催化性能最佳,反应3.5h降解率达到85.5%。     

纳米氧化锌中空柱的制备及其光催化性能的研究

以醋酸锌和氨水为原料,超声法制备出氧化锌中空柱,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、Uv-vis漫反射对纳米ZnO的形貌、结构进行了表征,以有机染料亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,考察纳米ZnO的光催化性能。结果表明:制备出的纳米氧化锌呈中空的柱形,长约2～3μm,直径约300nm,壁厚约40nm,结晶良好。当加入纳米ZnO为0.4g/L,光降解时间为75min,对亚甲基蓝溶液的降解率可达到99.08%。     

复合催化剂SiO_2/CNI的制备及其光催化性能研究

以碘化铵和二氰二胺为原料,采用水浴-锻烧法制备了SiO_2/碘氮化碳(CNI)复合光催化剂。利用透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对催化剂进行了表征。以亚甲基蓝、甲基橙分别为光催化反应模型化合物,评价了SiO_2/CNI的可见光催化活性。研究结果表明,与纯CNI相比,CNI/SiO_2复合光催化剂具有更高的催化活性,当SiO_2与CNI的质量比为1∶15时,光催化剂的降解率达到最高点,在该优化条件下,可见光照射40min,SiO_2/CNI光催化降解亚甲基蓝的降解率达到66.8%,光催化降解甲基橙的降解率达到23.7%。     

V-N共掺杂TiO2/凹凸棒土光催化复合材料的制备及光催化性能

用溶胶-凝胶法制备了V-N-TiO₂/凹凸棒土光催化复合材料,研究了V-N-TiO₂/凹凸棒土的制备方法、V-N-TiO₂与凹凸棒土的质量比、煅烧温度和煅烧时间对V-N-TiO₂/凹凸棒土光催化性能的影响。在模拟太阳光条件下,以亚甲基蓝溶液为目标降解物,对V-N-TiO₂/凹凸棒土光催化性能进行测定。研究结果表明：当V-N-TiO₂与凹凸棒的质量比为1：3、煅烧温度为300℃和煅烧时间为2 h时,得到的V-N-TiO₂/凹凸棒土光催化复合材料对亚甲基蓝的光催化性能最佳。     

二硫化钼与碘氧化铋复合材料的制备与应用

采用水热法分别制备了二硫化钼(MoS_2)和碘氧化铋(BiOI)材料,借助超声辅助方法在140℃条件下制备了MoS_2/BiOI复合材料。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射(DRS)对制得样品进行了表征。以亚甲基蓝作为被降解物,来探究二硫化钼的复合对碘氧化铋光催化性能的影响;研究加入不同质量比的二硫化钼对材料光催化活性的影响。结果表明:15%(wt,质量分数,下同)MoS_2与BiOI的复合材料光催化性能最优。经过330min的可见光照射,15%MoS_2/BiOI对10mg/L亚甲基蓝溶液的降解率为97.09%。     

高炉水淬渣负载铁掺杂TiO_2的表征及光催化性能研究

以高炉水淬渣(WBFS)为载体,采用溶胶-凝胶法制得高炉水淬渣负载铁掺杂TiO_2(Fe-TiO_2/WBFS)复合光催化材料。对不同铁离子掺杂量的Fe-TiO_2/WBFS进行表征。以亚甲基蓝溶液(MB)为降解目标,对制得的Fe-TiO_2/WBFS光催化材料进行光催化活性评价。结果表明,铁离子掺杂量为2%(摩尔百分数)时,其物相组成为锐钛矿与金红石的混合晶型,微观形貌呈多孔状。在太阳光照射180min时,Fe-TiO_2/WBFS对亚甲基蓝溶液的降解率达到95%,经5次重复利用后,Fe-TiO_2/WBFS光催化降解率仍可达到75%。     

Fe掺杂纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

以醋酸锌和Fe(NO)_3·9H_2O为原料,采用水热法制备了Fe掺杂的纳米ZnO。利用XRD、SEM等方法对所制得的样品的结构及形貌进行表征,以亚甲基蓝为模拟染料废水,分别考察了反应温度、pH、掺杂比例、催化剂用量和亚甲基蓝pH对其光催化性能的影响。结果表明,在反应温度为150℃,Fe/Zn掺杂比为0.05,pH为11时,催化剂光催化性能较优;催化剂投加量为1.00g/L,亚甲基蓝废水pH为11时,亚甲基蓝的降解率达到93%。Fe~(3+)掺杂到ZnO晶格中。     

核壳纳米复合材料的光催化和抑菌性能研究

通过溶胶-凝胶法制备了银(Ag)@氧化锌(ZnO)纳米复合材料(Ag@ZnO),并采用激光粒度分布仪(DLS)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和热重分析仪(TGA)等仪器设备对制得的样品的形貌、晶型、热稳定性等进行了测试。结果表明:Ag@ZnO纳米复合材料呈现出良好的复合结构,粒径约50nm,具有良好的热稳定性能。研究了Ag@ZnO纳米复合材料对亚甲基蓝的光催化性能和对大肠杆菌等生物细菌的抑制性能。Ag@ZnO纳米复合微粒对亚甲基蓝溶液具有良好的光催化降解性能,降解率达到85%;对大肠杆菌具有很好的抑制性能。     

水热合成多壁碳纳米管/钒酸铋复合材料

通过水热合成方法制备了钒酸铋(BiVO_4)和多壁碳纳米管/钒酸铋(MWCNTS/BiVO_4)复合材料,用XRD、SEM-EDX、DRS等技术对所制备的材料进行了表征。研究了在可见光照射下材料降解亚甲基蓝溶液(MB)的光催化性能。当掺杂MWCNTS后,增强了样品对可见光的吸收能力,减小了催化剂的带隙宽度,有利于提高BiVO4复合材料在可见光下的光催化活性。在可见光照射下降解亚甲基蓝溶液的光催化实验表明,质量含量为10%MWCNTS/BiVO_4样品的光催化活性最高,可见光照射3h对亚甲基蓝溶液的降解率达91.8%,与纯BiVO_4相比,其光降解率约提高了近1倍。