改性A-TiO_2的制备及其紫外光催化降解苯酚的研究

用水热法制备了掺Fe3+的改性TiO2,并对其进行X-射线衍射(XRD)表征分析。研究以自制的改性TiO2对苯酚的光催化降解效果。结果表明:制备的改性TiO2属于锐钛型(即A-TiO2);在优化条件下——室温下(18℃)在50mL,8mg/L苯酚溶液中加入0.1000g掺1.0%(摩尔分数,下同)Fe3+的自制A-TiO2粉末,紫外光照(λ=365nm)反应3h,苯酚的降解率最高,为52.8%;光催化降解苯酚的效果可用一级动力学速率方程描述,掺1.0%Fe3+的A-TiO2比未掺Fe3+的ATiO2光催化降解苯酚的表观反应速率常数提高了413.1%。     

Zn~(2+)改性TiO_2对苯酚废水的光催化降解研究

采用溶胶-凝胶-浸渍法对二氧化钛进行Zn2+改性,并以苯酚废水为降解模型反应物,研究了Zn2+改性TiO2的光催化活性。结果表明,Zn2+改性能够提高二氧化钛的光催化活性,当Zn2+掺杂量为2.0%(质量百分比),煅烧温度为600℃,催化活性最好,当催化剂的投加量为3.0 g/L,通气量为600 mL/m in,pH值为3.3时,对苯酚废水溶液紫外灯光催化30 m in的降解率可达到98.2%。     

TiO2掺杂粉体的溶胶-凝胶和水热合成及其光降解甲醛

为了研究不同掺杂对二氧化钛光化学活性的影响,采用溶胶-凝胶,水热法,由TiOCl2成功制备了掺杂氮原子的二氧化钛样品,并制备了掺杂0.5%(摩尔分数)Fe3 ,Gu2 ,V5 ,Pd2 等金属离子的可见光响应型介孔材料.样品经由X射线衍射,透射电镜,Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积,Barrett-Joyner-Halenda孔径分布,紫外可见光谱,光电子能谱和荧光光谱等表征;以荧光灯为光源(入射光波长λ≥410 nm),光催化降解甲醛为模式,评价了样品的催化活性.结果表明:掺杂Fe3 ,Cu2 ,V5 ,Pd2 的二氧化钛和单一掺氮的二氧化钛样品的粒径均为10 nm左右,BET比表面积为130 m2/g左右,均为锐钛矿相二氧化钛;Fe/TiO2,Cu/TiO2,V/TiO2,Pd/TiO2和TiO2/N样品的带隙能依次为:2.99,2.93,2.36,2.92 eV和2.87 eV,其在可见光下的光催化降解速率常数分别为:0.006 3,0.008 6,0.004 9,0.003 l/min和0.003 3/min.Cu/TiO2较高的荧光强度和较大的比表面积,导致了其较高的可见光光解活性.     

掺铁二氧化钛纳米晶的制备及其光催化性能

通过溶胶-凝胶法室温制备了掺杂铁二氧化钛纳米晶光催化剂。采用透射电子显微镜、X射线衍射仪、能谱元素分析仪、紫外-可见分光光度计等对所得产物进行表征。以甲基橙为目标降解物,对未掺杂的二氧化钛纳米晶及掺杂铁的二氧化钛纳米晶进行了光催化降解性能研究,并对其降解机理进行了分析。结果表明:适量的铁掺杂有利于提高二氧化钛纳米晶的光催化性能和对甲基橙的降解率。铁的最佳掺杂量为25%[Fe占(Ti+Fe)的摩尔分数]。掺杂铁的二氧化钛纳米晶光催化性能优于纯二氧化钛纳米晶,在光照150min后,甲基橙的降解率达75%以上。     

锶掺杂二氧化钛介孔材料的制备及其光降解邻硝基苯酚

采用固相法合成了锶掺杂二氧化钛(Sr-TiO2)介孔材料。采用XRD、TEM、UV-Vis、BET、Raman等测试手段对材料进行了详细表征,考察了材料对邻硝基苯酚的光催化活性。结果表明,Sr-TiO2材料为锐钛矿相,典型样品的BET比表面积为160.9 m2/g,孔径集中分布在7.2 nm处。锶的掺杂使TiO2晶体结构产生微小畸变,吸收带边发生红移;在紫外光照射下,Sr-TiO2对邻硝基苯酚的催化降解性能比纯TiO2有明显提高,2 h内光催化降解率达到98.2%。在邻硝基苯酚初始质量浓度为30 mg/L,催化剂投加量为1.2 g/L,光催化效率最高。     

掺杂铁的纳米二氧化钛光催化降解对硝基苯酚的研究

以钛酸丁酯为原料,用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了掺杂铁的纳米TiO2粉末.采用X衍射仪对粉体的物相进行了表征.样品经500℃焙烧2 h后,摩尔分数0.02%Fe3+-TiO2纳米粉末为单一的锐钛型结构.通过粉体对对硝基苯酚的降解情况进行了光催化活性测试,结果表明,与纯TiO2相比,Fe3+-TiO2的光催化活性有较大提高,当Fe3+的掺入量为摩尔分数0.02%时催化活性最高.以高压汞灯为光源,对硝基苯酚的初始浓度为50 mg·L-1、0.02%(摩尔分数)Fe3+-TiO2催化剂投加量为1.0 g·L-1时,对硝基苯酚的光催化降解效果最好.     

Fe~(3+)、Eu~(3+)共掺纳米TiO_2光催化降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯

采用溶胶-凝胶-微波法制备Fe3+、Eu3+共掺杂纳米TiO2(Fe/Eu-TiO2),并通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(FS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测定(BET)等手段对其进行表征。结果表明:在500℃氮气保护下退火制得的Fe/Eu-TiO2为锐钛矿相纳米颗粒,平均粒径为20—50 nm;对可见光的响应范围为370—770 nm。光催化降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯(多菌灵)的实验表明,Fe3+、Eu3+共掺杂对TiO2光催化表现出协同增效作用,在可见光下能产生更多的羟基自由基,对多菌灵降解速率常数kapp为0.046 66 min-1,大于分别单掺Fe3+和Eu3+的TiO2纳米粒子。     

La~(3+)掺杂TiO_2光催化降解甲基橙

采用溶胶-凝胶-浸渍法对二氧化钛进行La3+掺杂,并以甲基橙溶液为降解模型反应物,研究了La3+改性TiO2的光催化活性。结果表明:La3+改性能够提高二氧化钛的光催化活性,当La3+掺杂量为0.5%(质量百分比),煅烧温度为500℃,催化活性最好;当催化剂的投加量为4.0 g/L,通气量为800 mL/min,pH值为3.12时,对甲基橙废水溶液紫外灯光催化60 min的降解率可达到97.5%。     

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。     

超声作用联合纳米腐植酸处理苯酚废水

采用静态吸附法研究了超声联合纳米腐植酸处理苯酚废水;用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)对纳米腐植酸的粒径大小、形貌、比表面积及孔径等进行表征,结果表明:纳米腐植酸粒度分布均匀,平均粒径为50 nm,比表面积为110.31 m2/g,孔径为6.56 nm;考察了苯酚初始浓度、纳米腐植酸用量、超声声强及频率等因素对纳米腐植酸和超声作用协同处理苯酚废水的最佳工艺条件。实验结果表明:超声频率为20 kHz,超声声强0.2 W/cm2,苯酚初始质量浓度为100 mg/L,pH值为6.0,溶液体积100 mL,吸附温度40℃,吸附时间120min,纳米腐植酸用量为40 g/L的条件下,纳米腐植酸与超声作用协同处理苯酚废水吸附率可以达到95.7%;吸附剂纳米腐植酸对苯酚的吸附主要受颗粒内扩散所控,其再生循环使用5次后,苯酚的吸附容量仅减少18.9%。     

黏土基二氧化钛水热制备及其光催化性能研究

以凹凸棒黏土为载体,氟钛酸铵为钛源,采用一步水热法制备了二氧化钛/凹凸棒黏土复合材料。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱(EDS)、热失重(TG)、比表面积分析等,对二氧化钛/凹凸棒黏土复合材料进行了结构和形貌表征,并考察了其对罗丹明B的光催化性能。结果表明,二氧化钛/凹凸棒黏土是由平均直径约为25.8 nm的锐钛矿二氧化钛纳米粒子均匀负载于凹凸棒黏土表面而形成;二氧化钛/凹凸棒黏土保持了黏土的纳米棒状和多孔结构,比表面积为90.4 m2/g,平均孔径和孔体积分别为10.9 nm和0.28 cm3/g。二氧化钛/凹凸棒黏土具有良好的吸附特征和光催化活性,20 min对罗丹明B的暗吸附率为42.0%,紫外光照射60 min降解率达到98.1%。     

掺杂铁的纳米二氧化钛光催化降解邻硝基苯酚的研究

以钛酸丁酯为原料,用溶胶-凝胶(So l-gel)法制备了掺杂铁的纳米T iO2粉末。采用X光衍射仪对粉体的物相进行了表征。样品经500℃焙烧2h后,0.02%(摩尔分数)Fe3 -T iO2纳米粉末为单一的锐钛型结构。通过粉体对邻硝基苯酚的降解情况对其光催化活性进行了测试,结果表明与纯T iO2相比,Fe3 -T iO2的光催化活性有较大提高,当Fe3 的掺入量为摩尔比0.02%时催化活性最高。以高压汞灯为光源,邻硝基苯酚的初始浓度为50m g.L-1、催化剂0.02%(摩尔分数)-T iO2投加量为1.0g.-L 1时,邻硝基苯酚的光催化降解效果最好。     

钆掺杂纳米二氧化钛光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备不同Gd3+掺杂量的纳米TiO2光催化剂,用500 W长弧氙灯模拟太阳光,并以甲基橙模拟水研究样品的光催化性能。结果表明,钆掺杂并没有改变纳米二氧化钛的晶型结构,微观形貌为球状颗粒,粒径约为30 nm;当掺杂摩尔分数为1.26%时,光催化性能最好,用量为1 g/L,反应2 h时,降解率达51%。     

钆掺杂纳米二氧化钛光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备不同Gd3+掺杂量的纳米TiO2光催化剂,用500 W长弧氙灯模拟太阳光,并以甲基橙模拟水研究样品的光催化性能。结果表明,钆掺杂并没有改变纳米二氧化钛的晶型结构,微观形貌为球状颗粒,粒径约为30 nm;当掺杂摩尔分数为1.26%时,光催化性能最好,用量为1 g/L,反应2 h时,降解率达51%。     

S与Cr共掺杂TiO2介孔材料的固相合成及其可见光降解中性红

采用固相反应法分别合成了铬掺杂二氧化钛(Cr-TiO2)、硫掺杂二氧化钛(S-TiO2)及硫和铬共掺杂二氧化钛(S-Cr-TiO2)介孔材料,对其进行了物相织构表征,并研究了其对中性红的可见光降解性能. 结果表明,在S-Cr-TiO2中,硫以阳离子S6+形式、铬以同晶取代方式进入TiO2晶格或晶格间隙;S-TiO2, Cr-TiO2及S-Cr-TiO2 (摩尔比S/Cr=1:1)的比表面积分别为148.2, 134.6, 122.8 m2/g,孔半径分布中心依次为2.4, 2.6和3.06 nm. S-Cr-TiO2则随S/Cr比增大比表面积逐渐降低,同时存在Ti?O?S和Cr?O?S键并出现微量Cr2O3与CrO3物相. S与Cr共掺杂能有效限制TiO2微晶的生长,其紫外-可见漫反射吸收光谱覆盖了可见光区并延伸到近红外区域. 在25℃及pH=6.5条件下,S-Cr-TiO2 (S/Cr=3:2)在60 min内对中性红的降解率达91.8%,分别是纯TiO2 (39.6%), S-TiO2 (52.7%)及Cr-TiO2 (43.4%)的2.32, 1.74和2.11倍. Cr3+与Cr6+的相对含量及价态的转化控制中性红的降解率,Cr6+对中性红的降解起决定性作用.     

C/Fe3+掺杂纳米TiO2的制备及其及光催化性能的研究

本实验通过溶胶-凝胶法制备了椰壳纤维活性碳掺杂的纳米TiO2、Fe3+掺杂及Fe3+,C共掺杂的纳米TiO2。并采用TEM、XRD、DSC-TGA、UV-Vis等检测手段对样品进行表征,结果表明经过掺杂的TiO2的吸收带边发生一定的红移。Fe3+掺杂及Fe3+,C共掺杂的TiO2的最佳掺杂量为4%,经过掺杂的TiO2在自然光下的催化效率比未经掺杂的TiO2有明显提升,经过在自然光下120 min的甲基橙模拟降解污水实验,经过掺杂的TiO2最大降解率可达42%。     

Fe/C纳米复合材料制备及其处理含酚废水应用

以淀粉为碳源,九水硝酸铁为铁源,经发酵、浸渍、碳热还原制备了系列铁/碳(Fe/C)纳米复合材料。通过X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、电感耦合等离子体发射光谱仪、循环伏安法等对制备的材料进行表征和测试,并考察了Fe/C复合材料对苯酚生产废水的处理性能。结果表明,Fe/C复合材料由非晶碳、铁纳米粒子构成,纳米铁颗粒晶粒尺寸在30～50 nm内。在反应温度30℃、时间为1 h,Fe/C复合材料投加量为1 g,Fe的质量分数20%的Fe/C复合材料对20 m L苯酚溶液(COD为500 mg/L)的去除率达95%;苯酚降解反应遵循准2级动力学模型。     

镧和铁掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了TiO2、Fe3+/TiO2、La3+/TiO2、Fe3+-La3+/TiO2光催化剂。考察了焙烧温度、焙烧时间和掺杂离子的种类和用量对催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝性能的影响。制备纯TiO2、Fe3+/TiO2和La3+/TiO2的适宜焙烧温度分别为673,673和773 K,适宜焙烧时间为120min(TiO2)、180min(La3+/TiO2)。La3+/TiO2中La3+的适宜掺杂量为1.0%,Fe3+/TiO2中Fe3+的适宜掺杂量为0.04%,Fe3+-La3+/TiO2中,当La3+的掺杂量为1.0%时,Fe3+的适宜掺杂量为0.02%,相应的脱色率为99.83%,99.51%,98.73%。当掺杂量适当时,4种催化剂用于紫外光催化降解亚甲基蓝的活性次序为:La3+/TiO2>Fe3+/TiO2>Fe3+-La3+/TiO2>TiO2。根据XRD结果,由谢乐公式估算出所得光催化剂为纳米粒子。     

Fe~(3+)掺杂BiVO_4的制备及光催化降解甲基橙的研究

以水稻秆为模板,成功合成了Fe3+掺杂Bi VO4光催化剂,通过X-射线衍射分析、扫描电子显微镜和比表面积及孔径分析等对其进行了表征和分析。结果表明:制备的Fe3+掺杂Bi VO4样品均为单斜白钨矿型,掺杂后样品的颗粒变小,比表面积增大。以金钨灯作为可见光光源,通过降解甲基橙,考察了Fe3+掺杂量对Bi VO4可见光催化活性的影响规律以及催化剂投加量对光催化降解甲基橙的影响。与纯Bi VO4比较,Fe3+掺杂有效提高了Bi VO4的可见光催化活性,当掺杂量为6%时,样品的光催化效率最高,50 min内对甲基橙B的脱色率达到76%。当m(催化剂)∶m(甲基橙)为30时,对甲基橙溶液的脱色率能达到93%左右。     

固载Fe（Ⅲ）-H2O2-UV降解2,4-二氯苯酚的研究

采用固载Fe(Ⅲ)-H2O2-UV降解2,4-二氯苯酚,探讨了光照时间、pH值、H2O2浓度、载铁树脂用量以及2,4-二氯苯酚初始浓度等因素对降解率的影响。结果表明,固载Fe3+-H2O2-UV降解2,4-二氯苯酚的适宜工艺条件为:2,4-二氯苯酚初始浓度为8μg/mL,pH>2,H2O2浓度为0.003 mol/L,载铁树脂用量0.02～0.1 g,紫外光照时间达120 min。在此条件下,2,4-二氯苯酚降解率可达94.8%。