纳米二氧化钛/硅胶光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶 凝胶法在硅胶载体上制备了纳米二氧化钛 ,研究载体表面负载二氧化钛的结构、表面形态及其光催化性能。实验发现 ,包覆在硅胶表面的二氧化钛大小为 2 0～ 30nm ,且分布均匀 ,晶型为锐钛矿相 ,以甲基橙作为降解对象研究所制备样品的光催化性能。     

TiO_2/ACF光催化降解甲基橙废水性能研究

以活性炭纤维(ACF)为载体,采用溶胶-凝胶法制备活性炭纤维负载二氧化钛复合材料(TiO_2/ACF)。以甲基橙为模型化合物,研究TiO_2/ACF对染料废水的光催化降解活性,考察光照时间、溶液初始浓度、pH值、光强、重复使用次数等因素对甲基橙溶液去除率的影响。结果表明,TiO_2/ACF对甲基橙废水具有较好的光催化降解活性和重复利用性,ACF吸附和TiO_2光催化产生了协同作用。     

二氧化钛/硅胶的液相沉积法制备与性能研究

采用硫酸钛水解沉积法在硅胶载体上包覆纳米二氧化钛,研究载体表面负载二氧化钛的结构、表面形态及其光催化性能。实验发现,包覆在硅胶表面的二氧化钛大小约为400nm,且分布均匀,二氧化钛粒子为锐钛矿相,并且在样品的紫外-可见漫反射谱图中没有观测到蓝移现象,以偶氮染料甲基橙作为降解对象研究所制备样品的光催化性能。     

Pt负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂的制备及其光催化性能

结合强吸附能力与高光催化活性的催化剂有望更有效地除去废水中的污染物. 以Degussa P25二氧化钛为原料, 采用水热法制备了二氧化钛纳米管(简称为TNTs), 将TNTs加入到溶有氯铂酸和柠檬酸(还原剂)的无水乙醇中, 在蒸汽相水解装置中通过一步法制备了Pt负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂. 蒸汽相处理过程中, 部分纳米管转变为锐钛矿相TiO₂, 仍有部分以管的形式存在, 使纳米复合物保留了较高的吸附能力. 利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、比表面及孔隙度分析仪等方法对产物进行了表征. 结果表明, 粒径约为4 nm的金属性Pt较好地分散在TNTs及由纳米管转变而来、晶粒尺寸约为8 nm的锐钛矿相TiO₂晶粒表面, 复合物保留了高于216 m²/g的比表面积. 光催化降解染料酸性红及亚甲基蓝的实验结果表明, 纯管有较好的吸附能力, 但是光催化性能非常低, 经120℃蒸气处理并负载贵金属Pt后光催化活性有了显著的提高.     

铟掺杂TiO2/MWCNTs复合光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法结合超临界流体干燥技术(SCFD)制备In-TiO2/MWCNTs催化剂,以甲基橙(MO)为目标降解物考察其光催化活性,并采用XRD、TEM、SEM和UV-Vis等手段对催化剂的晶型结构和光学性质进行分析表征。结果表明,经超临界干燥技术制得的二氧化钛晶型为锐钛矿型,晶粒尺寸约为13nm,晶粒为四方形,In的掺杂使TiO2带隙能减小,在一定程度上提高了复合材料对可见光的吸收。当碳纳米管含量为3.0%,In含量为2.0%(质量分数)时,催化剂光催化活性最高,降解3h后甲基橙降解率达100%,TOC去除率为72.5%。     

TiO2负载硅胶催化剂的制备和光催化活性

用溶胶-凝胶法制备Fe3+、Gd3+共掺杂的纳米TiO2,并以硅胶(SiO2)为载体制备出负载型催化剂(Fe3+/Gd3+/TiO2-SiO2)。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外漫反射(DRS)等手段对其进行了表征。研究了溶胶煅烧温度、煅烧时间以及陈化时间对硅胶负载效果及对亚硝酸盐的光催化活性的影响,并测定了催化剂的用量及其循环使用对亚硝酸盐的光催化活性的影响。结果表明,与Fe3+/Gd3+/TiO2相比,负载型催化剂可显著提高催化剂的光催化活性;在500℃煅烧2 h、陈化时间1 h、催化剂投入量为1.0 g/L时亚硝酸盐降解效果最佳,降解率约为90.46%。     

强吸附性负载TiO2光催化剂的制备及性能研究

以粉煤灰微珠为载体,基于溶胶-凝胶法制备了强吸附性TiO2负载膜光催化剂,通过XRD、SEM技术对粉煤灰微珠负载TiO2光催化剂的晶型结构和形貌进行了表征,以偶氮染料甲基橙为降解对象,负载层数以及负载量对TiO2光催化活性的影响.结果表明改良溶胶-凝胶法负载的TiO2薄膜催化剂的催化活性最高,同时负载的薄膜催化剂的催化活性明显高于TiO2粉末催化剂.     

负载型纳米TiO_2的制备及其对亚硝酸盐的光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+、Gd3+共掺杂纳米TiO2,并以空心玻璃微珠(HGM)为载体制备了负载型催化剂(Fe3+/Gd3+/TiO2-HGM)。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外漫反射(DRS)对其进行了表征。考察了溶胶煅烧温度、煅烧时间对空心微珠负载效果的影响,并对负载次数、催化剂用量对亚硝酸盐的光催化活性的影响进行了测定。结果表明,与自制Fe3+/Gd3+/TiO2相比,负载型催化剂可显著提高催化剂的光催化活性;当以500℃下煅烧2h,负载两次,催化剂投入量为2.0g/L时,亚硝酸盐可得到最大降解,其降解率约为93.81%。     

Ce-Cu/Ti-Al-Ox催化氧化CO的性能研究

采用挤出成型法制备系列铜铈负载钛铝氧化物(Ce-Cu/Ti-Al-O_x)催化剂,研究Ce-Cu/Ti-Al-O_x催化氧化一氧化碳(CO)的性能,并对催化剂进行表征。结果表明:三氧化二铝(Al_2O_3)的掺入抑制了二氧化钛(TiO_2)的颗粒长大,不仅增大了催化剂的比表面积,同时提高了铜铈负载二氧化钛(Ce-Cu/TiO_2)催化剂的缺陷浓度,有利于催化剂表面反应气体的吸附以及催化反应的进行,因此适量添加Al_2O_3能明显提升Ce-Cu/TiO_2催化剂的低温催化氧化活性,拓宽其活性温度窗口,添加20%(wt,质量分数)Al_2O_3制得的Ce-Cu/Ti-Al-O_x催化剂具有对催化氧化CO的最好催化活性,在140℃条件下,活性达到了98%,170℃以上活性达到了100%。     

石墨烯/Ni/TiO_2/CNTs复合物的制备及其光催化性能

首先通过溶剂热法,在石墨烯表面负载掺杂镍的纳米二氧化钛膜,制备石墨烯/Ni/TiO2复合材料;然后以掺杂的镍为催化剂,采用化学气相沉积法,原位生长碳纳米管(CNTs),得到石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合材料。通过XRD、SEM、TEM、拉曼等方法对制备样品的晶型、微观形貌等进行了表征,考察了样品在紫外光及可见光下对甲基橙的光催化降解性能。结果表明:石墨烯和CNTs的加入使得Ni/TiO2、石墨烯/Ni/TiO2、石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合物的光催化活性依次提高,并且石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合物中石墨烯含量越多时,所得复合物的光催化降解性能越好。石墨烯含量最大的石墨烯/Ni/TiO2/CNTs样品,在紫外光下对甲基橙的降解率达到98%,在可见光下的光催化降解效率比掺镍TiO2提高了3.5倍。     

燃烧法合成二氧化钛的初步研究

借助于金属盐和柠檬酸形成的溶胶具有燃烧特性,本文采用三氯化钛盐为原料,用柠檬酸和尿素合成凝胶,燃烧直接形成纳米二氧化钛粉末.对制备的催化剂进行了表征,并以典型的偶氮染料甲基橙为目标污染物,与P25催化剂进行了光催化活性比较.结果发现用本方法合成纳米二氧化钛简单、成本低、污染小,催化剂晶粒较小,晶相组成与P25催化剂相似,但是催化活性较低.     

水热法制备N-TiO_2/RGO复合材料及光催化性能研究

采用一步水热法制备氮掺杂负载石墨烯(RGO)的二氧化钛(TiO_2)复合光催化材料(N-TiO_2/RGO),对样品进行XRD、SEM、UV-Vis等表征并以甲基橙为目标降解物进行可见光光催化活性测试。结果表明:N-TiO_2/RGO比同条件下制得的N-TiO_2和TiO_2/RGO具有更好的可见光光催化性能,可见光下照射5h,对甲基橙的降解率可达到95%。     

泡沫镍网负载TiO2/WO3薄膜对乙烯的光催化降解

乙烯是果蔬采摘后腐烂变质的主要因素,如何减少或去除果蔬贮藏过程中释放的乙烯,是果蔬保鲜领域亟待解决的问题。本工作采用溶胶-凝胶法制备了一系列金属泡沫镍网负载TiO2/WO3薄膜催化剂,采用不同手段对样品进行表征分析,并以此薄膜为催化剂,考察紫外光下乙烯催化降解性能。结果表明:TiO2/WO3成功负载在泡沫镍网表面。TiO2与WO3复合后形成了异质结,抑制了电子-空穴对的复合,样品的禁带宽度减小,吸光度增强,光催化性能提升。TiO2/WO3在紫外光下展现出良好的光催化活性和光催化稳定性,当WO3占TiO2质量百分数为6%时,光催化活性最高,光催化乙烯速率常数为0.0332 min^-1,是TiO2的9.48倍,但是过量的WO3会成为电子-空穴的复合中心,降低光催化活性。研究还对紫外光下泡沫镍网负载TiO2/WO3薄膜的光催化降解乙烯机理进行了探讨。     

钢渣负载TiO2光催化降解苯酚研究

以钢渣为载体,工业钛液为原料,采用溶胶-凝胶法制备钢渣负载TiO2光催化剂,通过SEM对该催化剂进行表征,以苯酚为目标物考察了钢渣负载TiO2光催化剂的催化性能。实验结果表明,该催化剂在紫外光照射下光催化性能较优,向100mL浓度为40mg/L的苯酚溶液中加入10g/L催化剂,苯酚的降解率可达78.3%。适当增加负载次数有助于提高光催化性能,当负载次数为3次时,苯酚的光催化降解率可达86.7%。     

环境净化功能TiO2/SiO2复合纳米粉体的制备与表征

以锐钛矿型TiO2纳米粉体为载体,Na2SiO3为包覆剂,H2SO4为中和剂,采用溶胶-凝胶法制备了系列环境净化功能TiO2/SiO2复合纳米粉体.用XRD、XRF、TEM、BET比表面分析对其进行了表征,并以亚甲基蓝溶液的光催化降解率和COD去除率为指标评价了其光催化活性.结果表明,在TiO2纳米颗粒表面包覆一层多孔非晶态水合二氧化硅纳米膜,可以显著提高其水分散性,有效控制其光催化活性,进而提高了涂料的抗老化性和耐候性.中和时间对包硅效率影响较大,适当增加中和时间有利于提高包硅效率;包覆温度对包硅效率影响较小,升高温度使包硅效率略有降低.低温包覆,成膜相对疏松,改性粉体的光催化活性相对较高;高温包覆,成膜相对致密,改性粉体的光催化活性相对较低.     

活性炭负载TiO2复合光催化剂的光催化活性研究

采用水热法将TiO2负载在不同活性炭上形成复合光催化剂,通过SEM和XRD对所得复合催化剂进行表征,并对亚甲基蓝(MB)进行光催化降解。结果表明:复合光催化剂具有很高的光催化降解率,其中椰壳活性炭载体优于煤质活性炭载体。负载的TiO2均为锐钛矿晶型,晶粒发育较完善、粒径小、分布均匀。TiO2负载量的提高未能改变光催化活性,反而降低了复合光催化剂的吸附能力。煅烧处理可以进一步提高光催化活性。     

负载型纳米二氧化钛光催化剂制备及其光催化性能研究

以粉煤灰分离出来的微珠为载体,采用不同方法制备TiO2负载膜光催化剂,通过XRD、SEM技术对粉煤灰微珠负载TiO2光催化剂的晶型结构和形貌进行了表征,以偶氮染料甲基橙为降解对象,考察不同负载方法、负载层数以及负载量对TiO2光催化活性的影响.结果表明:改良溶胶-凝胶法负载的TiO2薄膜催化剂的催化活性最高,同时负载的薄膜催化剂的催化活性明显高于TiO2 粉末催化剂.     

聚氨酯TiO2纳米管复合材料的制备与光催化特性研究

为了解决水体中光催化剂的分离和回收问题,对纳米TiO2的改性和固载化及其光催化特性进行了研究。首先以纳米TiO2为原料,采用水热合成法制备TiO2纳米管;再对TiO2纳米管硅烷化,改善其表面性质;然后以聚氨酯(PU)膜片为载体负载TiO2纳米管,制成了负载型PU/TiO2薄膜的光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对催化剂进行了表征,结果表明硅烷化后的TiO2纳米管能很好地接枝在PU薄膜表面。以300 W高压汞灯为光源,萘普生为目标降解物,研究了负载PU/TiO2薄膜的光催化活性和稳定性,结果表明其对目标物的降解具有较高活性,用乙醇冲洗即可多次重复使用,其催化活性能较长时间保持稳定。     

烘干温度对氮掺杂二氧化钛光催化剂性能的影响

以Ti(SO4)2为原料,通过氨水水解法制备氮掺杂二氧化钛前驱体,煅烧前驱体制备氮掺杂纳米二氧化钛。用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、透射电镜、热重-差热分析和比表面等方法对制备的样品进行表征。以蓝色发光二极管为光源,用甲醛降解反应考察了光催化剂的活性。结果表明,制备的样品均为锐钛矿,氮掺杂使二氧化钛在可见光区的光吸收明显增强;低温烘干制备的催化剂相对高温烘干的具有较小的粒子尺寸和较大的比表面。烘干温度显著影响光催化性能,低温烘干的催化剂活性较高。     

ZnS在TiO2纳米管上的分散对其光催化降解染料废水的影响

水热法制备了TiO2纳米管,并采用简单加热回流的方法制备了ZnS/TiO2纳米复合材料。采用TEM、XRD分析手段对产物进行表征,并对其光催化降解酸性玫瑰红B(AR)染料废水进行了研究。考察了反应物供给速率、硫化锌复合量、催化剂稳定性、光照对光催化降解效果的影响。研究表明控制反应物供给速率和硫化锌的负载量可使硫化锌在二氧化钛纳米管表面均匀分散。当染料废水初始浓度为10mg/L,ZnS:TiO2=8:1时,ZnS/TiO2复合材料光催化活性最高。且催化剂稳定性较好。