镧掺杂TiO2/膨润土复合光催化材料的制备及性能

以钠基膨润土为载体,钛酸丁酯和硝酸镧为原料,采用溶胶-凝胶法制备镧掺杂TiO2/膨润土复合光催化剂,采用X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)对复合催化剂进行了表征,在紫外光照射下,通过对TNT废水的光催化降解,考察其光催化活性。实验结果表明,掺杂镧与未掺杂镧的TiO2/膨润土复合光催化剂中TiO2主要以锐钛矿型存在;掺杂镧的TiO2/膨润土复合光催化剂的光催化性能明显优于未掺杂镧的TiO2/膨润土复合光催化剂,当镧的掺杂量为1%(原子分数),焙烧温度为500℃时,其光催化活性达到最佳效果。     

活性炭负载TiO2光催化材料的研究

活性炭(AC)及活性炭纤维(ACF)作为光催化剂载体具有较高的比表面积和较强的吸附性能,可以有效提高负载型光催化剂TiO2/AC和TiO2/ACF对有机污染物的光催化降解效率.首先介绍了TiO2光催化剂的结构特性以及各种掺杂改性方法,对负载型TiO2/AC及TiO2/ACF光催化剂的各种制备方法进行了详细评述.在此基础上,讨论了影响有机污染物光催化降解性能的重要因素,指出了负载型TiO2光催化材料研究中有待解决的问题和发展方向.     

TiO2/ACF光催化再生复合材料的研究进展

总结近年来在TiO2与活性碳纤维复合光催化剂的合成方法、结构与性能,及对室内挥发性有机物光催化降解方面的研究,分析TiO2/ACF复合光催化剂对有机物吸附、富集、光催化、原位再生的过程,探讨活性碳纤维吸附材料对提高TiO2光催化剂量子产率的作用机制,认为低浓度污染物在催化剂表面的吸脱附速率提高是TiO2/ACF复合光催化剂具有较高降解能力的关健因素.     

TiO_2/AC复合光催化剂制备及性能研究

以TiCl4乙醇溶液为前驱物、煤质活性炭为载体,通过溶胶-凝胶法制备活性炭(AC)/TiO2复合光催化剂。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和BET比表面积孔径测定仪等对制备的样品进行表征。以光催化降解甲基橙溶液为模型反应,表征其光催化活性,考察了TiCl4/乙醇体积比、煅烧温度和煅烧时间等制备条件对光催化活性的影响。结果表明:在TiCl4/乙醇体积比为1∶20,500℃煅烧2h时,光催化降解甲基橙的活性最高,降解率达到95%;TiCl4/乙醇体积比和煅烧温度对光催化活性影响较大,煅烧时间对光催化活性影响甚小。含少量金红石相的TiO2有利于光催化降解甲基橙。     

炭表面改性对负载型TiO_2/活性炭复合光催化剂性能的影响

采用HNO3、H2O2和O3对商品活性炭进行表面改性处理,考察了改性处理对活性炭表面基团、负载TiO2以及所形成的TiO2/活性炭复合光催化剂性能的影响。利用傅里叶红外光谱(IR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)及氮气吸附等手段对材料进行了表征。结果表明,3种改性方法均可有效提高活性炭载体表面的含氧官能团数量,但是对活性炭的比表面积和孔容影响不大;H2O2和O3对活性炭载体改性后可以提高对钛前驱体的吸附性能,HNO3改性有利于TiO2颗粒在活性炭表面的分散。使用改性后的活性炭作为载体制备的TiO2/活性炭光催化降解甲基橙的性能均高于未改性的TiO2/活性炭催化剂,其中以HNO3改性后的TiO2/活性炭活性最高。     

石墨烯/TiO_2复合光催化剂的合成及其吸附、光催化活性研究

在水-醇体系中,以钛酸四正丁酯及氧化石墨烯为初始原料,通过水热过程合成了一系列不同质量分数的石墨烯/TiO2复合光催化剂,该系列光催化剂对亚甲基蓝的吸附符合Freundlich等温吸附方程。当石墨烯的复合量为15%时,复合光催化剂显示了较佳的光催化活性。电化学分析结果表明,石墨烯的复合抑制了TiO2光生电子-空穴对的复合几率,有效提高了TiO2的光催化活性。在对亚甲基蓝的循环光催化降解实验中,GE/TiO2复合光催化剂显示了良好的循环使用性能。     

3D Bi2WO6/TiO2异质结型光催化剂的制备以及增强的可见光催化性能

通过浸渍法合成了3D多组分Bi2WO6/TiO2异质结型复合光催化剂,多次浸渍使TiO2粒子层层沉积到花状Bi2WO6结构的表面。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光致发光光谱(PL)以及紫外-可见漫反射(UV-Vis)吸收光谱分别对所制备的复合光催化剂进行了表征,并以500W氙灯为光源,罗丹明B(RhB)为降解对象,进行了光催化活性测试,考察了不同TiO2复合量对Bi2WO6光催化剂反应活性的影响。结果表明,异质结型Bi2WO6/TiO2复合光催化剂的光催化活性明显优于纯Bi2WO6和TiO2。当复合15%(质量分数)TiO2时,所制备的复合光催化剂最有效促进电子和空穴的分离,并且光催化活性得到提高。活性提高的原因是所形成的异质结特殊的界面能够显著地降低光生电子和空穴的复合几率,并且具有较高的光吸收能力。     

多孔Ag/TiO2的制备及其光催化性研究

以工业TiOSO4溶液水解得到的多孔偏钛酸为载体,通过光催化还原法制备了多孔Ag/TiO2光催化剂.用XRD、SEM、EDS及低温氮吸附脱附法对样品进行了表征.以光催化氧化降解亚甲基蓝为目标反应,考察了不同制备条件对样品光催化活性的影响.结果表明,制备的Ag/TiO2为负载有非晶态纳米银粒的锐钛矿型TiO2光催化剂,比表面积高达197m2/g,其光催化活性远优于未载银的TiO2.     

磁性炭基TiO_2复合光催化剂的制备及降解罗丹明B的研究

采用浸渍法将介孔炭(MC)和铁酸镍复合制备出磁性介孔炭复合载体(MMC);采用溶胶-凝胶法在磁性复合载体上负载活性组分TiO2制成新型磁性复合光催化剂(TiO2/MMC)。样品采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、氮气吸附-脱附等和振动磁强计(VSM)表征。结果表明:TiO2/MMC复合光催化剂包含NiFe2O4磁性组分和锐钛矿TiO2活性组分,晶粒粒度约为0.15~0.2μm,BET比表面积约126m2/g,饱和磁化强度5.611emu/g。对罗丹明B染料废水光催化降解性能测试表明:TiO2/MMC复合光催化剂具有较高暗吸附特征和光催化活性,30min内暗吸附率可达33.168%,在8w低压汞灯照射下,3.5h降解率达到100%。因此,TiO2/MMC兼具良好的磁回收性能和光催化活性。     

纳米TiO_2/粉煤灰复合材料的制备及光催化性质

为了提高TiO2的光催化效果,使催化剂易于回收再利用,利用粉煤灰为载体,采用低温超声水热法制备纳米TiO2/粉煤灰复合光催化剂。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(TEM)、红外(IR)和紫外-可见(UV-Vis)光谱分析对产物进行了表征,研究了TiO2加入量、超声时间等对复合物形貌、晶型和性能的影响。光催化降解亚甲基蓝的实验结果表明,由于TiO2和粉煤灰的共同作用,所得复合光催化剂的性能优于纯TiO2的光催化性能。     

杂多酸(盐)掺杂TiO2制备新型复合光催化剂的研究进展

TiO2光催化剂由于具有光催化能力强、降解彻底、无二次污染等优点,在污染物降解方面发挥着重要的作用,近年来杂多酸(盐)掺杂TiO2复合光催化剂更是由于其优异性能而得到日益广泛的关注.介绍了常用的杂多酸种类,阐述了杂多酸(盐)掺杂TiO2进行光催化降解有机物的过程及原理,即杂多酸(盐)可以捕获TiO2在光催化下产生的电子,使载流子扩散长度增大,延长电子和空穴的寿命,抑制电子空穴的复合等.同时介绍了目前常用的溶胶-凝胶法、浸渍法、离子交换法、水热合成等掺杂方法,讨论了各种因素如杂多酸(盐)浓度、有机物的浓度、材料的结构等对复合催化剂光催化活性的影响因素,并展望了今后的发展趋势.     

纳米二氧化钛光催化活性影响因素的研究

以苯酚为模拟污染物,考察了不同晶型、溶液初始pH值、反应物初始浓度、氧气的协同作用对TiO2悬浮体系光催化活性的影响;并将TiO2负载到活性炭纤维上,制备了固定体系的TiO2/ACF复合催化剂.结果表明,具有混晶结构的P25降解速率比纯锐钛矿TiO2快;溶液pH=6及苯酚初始浓度为150 mg/L时,降解速度最快;通入氧气,可以提高催化剂活性;光催化降解苯酚表明,TiO2/ACF复合催化剂具有较好的光催化活性.     

热处理温度对TiO2/SiO2复合气凝胶光催化性能的影响

采用溶胶–凝胶法在常压下经不同温度热处理制备了TiO2/SiO2复合气凝胶光催化剂,利用XRD、TGA和BET等手段对其微观结构进行表征,以甲基橙溶液光催化降解实验评价其光催化性能,研究了热处理温度对TiO2/SiO2复合气凝胶的微观结构及光催化性能影响规律.结果表明:随着热处理温度升高,TiO2/SiO2复合气凝胶中锐钛矿结晶度升高,晶粒尺寸增大,比表面积减小,使TiO2/SiO2复合气凝胶对甲基橙溶液的光催化降解活性呈现先升后降的变化趋势.当热处理温度为700℃左右,紫外光照20 min TiO2/SiO2复合气凝胶对甲基橙溶液的降解率达到95.4%.     

La、Fe共掺杂TiO_2/活性炭纤维的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,以硝酸镧和钛酸丁酯为原料,选取活性炭纤维作为载体,制备了La、Fe共掺杂TiO2/ACF复合材料,通过紫外灯照射,对甲醛气体进行光催化降解,考察材料的光催化活性。结果表明,适宜的La、Fe掺杂量能够提高TiO2/活性炭纤维的光催化活性。当La的掺杂量为0.5%(摩尔分数),Fe的掺杂量为0.5%(摩尔分数),焙烧温度为350℃时,La、Fe共掺杂TiO2/ACF光催化性能最佳,反应2h甲醛降解率达到98.9%。     

膨胀珍珠岩负载Fe、Tb共掺杂TiO_2光催化剂的制备及光催化性能研究

以轻质、多孔的膨胀珍珠岩(expanded perlite,EP)为载体,采用溶胶-凝胶法制备了一系列Fe、Tb单掺杂及共掺杂TiO2/EP漂浮型复合光催化剂,并通过XRD和SEM等分析方法对其结构进行表征,以罗丹明B溶液为目标降解物,研究所制备样品的光催化活性。结果表明:TiO2以纳米颗粒的形式牢固负载在EP薄片表面,内部具有蜂窝状多孔结构的EP为TiO2提供高浓度的三维降解环境;Fe、Tb共掺杂对纳米TiO2的晶型转变有较强的抑制作用,减小了晶粒粒径,有效提高了TiO2光催化活性,当Fe-Tb-Ti的摩尔比为0.02∶0.02∶1,催化剂用量为10g/L,罗丹明B溶液的降解效率最高,降解率可达89.2%。     

流化床化学气相沉积法制备CNT/Fe-Ni/TiO2及其光催化性能研究

以Fe-Ni/TiO2为催化剂,采用流化床化学气相沉积法(FBCVD)在TiO2表面原位生长碳纳米管(CNT),得到CNT/Fe-Ni/TiO2复合光催化剂.通过SEM、XRD、UV-Vis等方法表征其结构和性能,以亚甲基蓝溶液降解为模型考察其光催化性能.结果表明:Fe-Ni/TiO2催化剂在FBCVD过程中,镍主要起到了CNT生长催化活性位的作用;在生长CNT后的复合光催化剂中,比例较低的Fe3+主要作为电子俘获剂,抑制TiO2光生电子空穴的复合;Ni和CNT共同起到将电子迅速地从TiO2中导出,从而降低光生电子空穴复合几率的作用.三者的协同作用显著改善了TiO2的光催化性能.其中Fe和Ni掺杂量分别为0.25mol%和4.75mol%样品的光催化活性较高,生长CNT后得到的复合光催化剂对亚甲基蓝的降解效率较纯TiO2提高约70%.     

导电聚合物改性TiO_2光催化剂合成及应用研究进展

近年来,有关导电聚合物改性TiO2光催化剂及其应用的研究发展迅速。基于导电聚合物改性TiO2光催化剂的合成方法、影响因素与表征手段,分析了TiO2光催化剂光催化机理、导电聚合物改性TiO2光催化剂光催化机理及光催化活性提高原因,探讨了光催化过程中的活性物种。同时,对导电聚合物改性TiO2光催化剂的回收利用进行综述,并对导电聚合物改性TiO2光催化剂研究进行了展望。     

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.     

高吸附性负载型TiO2光催化材料的制备与结构性能表征

采用分子吸附沉积工艺制备了活性炭纤维基TiO2光催化材料,利用SEM、XRD、BET比表面及紫外可见吸收光谱(Uv-vis)表征了该材料的结构与形貌、TiO2的晶体结构、比表面积及紫外吸收性能.实验表明活性炭纤维丝上已大规模地负载了厚约100nm的TiO2颗粒膜,沉积的TiO2颗粒尺寸小于100nm,纤维丝间保留的空间可使紫外辐射进入光催化剂内部,形成一个具有三维结构的光催化空间;800℃以下焙烧处理,均可获得唯一的锐钛矿相TiO2;负载TiO2颗粒膜后,光催化剂的比表面积可达321.4m2·g-1,具有很强的吸附能力.试验考察了制备的光催化材料对亚甲基蓝的光催化降解过程,显示了较高的光催化活性,连续试验中展示了很好的稳定性.     

Bi2O2CO3/TiO2复合粉体的制备及其光催化性能研究

采用水热法制备了Bi2O2CO3,并将其与TiO2进行了复合。XRD数据表明此复合光催化剂中Bi2O2CO3结晶性良好,紫外-可见漫反射光谱说明Bi2O2CO3的加入使其吸收带边有一定的红移。研究了紫外-可见光照射下Bi2O2CO3/TiO2复合光催化剂对亚甲基蓝溶液的降解性能,结果表明当Bi2O2CO3与TiO2的质量比为0.032时,得到性能最优的复合光催化剂,其光催化活性优于TiO2。