银掺杂二氧化钛/活性炭复合材料的制备及其光催化性能研究

为提高二氧化钛/活性炭（AC）复合材料对可见光的利用率,基于溶胶-凝胶法制备了银掺杂的二氧化钛/活性炭复合光催化剂。利用一系列测试方法对光催化剂进行了表征,通过亚甲基蓝（MB）和Cr（Ⅵ）废水的降解效果研究了其光催化活性。结果表明,掺杂银的材料,吸附性能和可见光下的光催化性能均得到提升。在材料投加量为400 mg/L情况下,银-二氧化钛/AC复合光催化剂在30 min内对10 mg/L MB溶液的降解率达到98.55%,在60 min内对20 mg/L MB溶液、10 mg/L Cr（Ⅵ）溶液的降解率分别达到76.92%和53.90%;与未掺杂的材料相比,降解率分别提升了14%、47%、137%。这是由于Ag纳米颗粒可以有效地俘获价带电子,减少电子空穴的复合,从而提高了光催化效果。     

氧化银-二氧化钛／膨润土复合光催化剂的制备及性能研究

为了提高光催化剂的实用性,以工业偏钛酸为原料,采用液相掺杂制备了氧化银-二氧化钛/膨润土复合光催化剂.以酸性橙Ⅱ为目标污染物,采用降解率来表征复合光催化剂的光催化活性.结果表明:当氧化银掺杂量为1.72%(质量分数)时,氧化银-二氧化钛/膨润土复合光催化剂在紫外光照射下和在太阳光照射下都有良好的光催化活性,其对应的降解率分别为96.25%和100%.对双氧水加入量和溶液pH的研究表明:当双氧水加入量为3 mmol/L或溶液pH为9的弱碱性条件下,催化剂光催化活性都有明显的提高.XRD分析表明,成功合成了氧化银-二氧化钛/膨润土复合物.     

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%。     

Zn^2＋改性TiO2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Zn^2＋改性,并以苯酚废水为降解模型反应物,研究了Zn^2＋改性TiO2的光催化活性。结果表明,Zn^2＋改性能够提高二氧化钛的光催化活性,当Zn^2＋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3．0g／L,通气量为600mL／min,pH值为3．3时,对苯酚废水溶液紫外灯光催化30min的降解率可达到98．2％。     

钒-氮共掺杂TiO2光催化降解苯酚试验研究

采用溶胶-凝胶法制备了钒-氮共掺杂TiO2光催化剂,对苯酚溶液进行了光催化降解试验研究,考察了在模拟太阳光条件下,pH、曝气量、苯酚溶液初始和催化剂投加量对钒-氮共掺杂TiO2光催化剂降解苯酚溶液的影响。结果表明,在试验条件下,以800 W氙灯为光源,反应溶液pH=6,曝气体积流量75 mL/min,苯酚溶液初始质量浓度小于80mg/L,催化剂投加量1.5 g/L时,苯酚溶液降解率最高;钒-氮共掺杂TiO2光催化剂重复使用7次后,对苯酚的光催化活性没有明显下降,具有良好的重复使用性。可为钒-氮共掺杂TiO2的应用推广提供依据。     

掺杂铈、铁离子纳米TiO_2光催化降解苯酚废水的试验研究

Ce4+-Fe3+共掺杂溶胶-凝胶法制备改性TiO2光催化剂降解苯酚废水。试验研究了光催化剂投加量、反应时间、溶液pH值、煅烧温度以及Ce4+的掺杂量度等因素对光催化降解效果的影响。结果表明,当苯酚废水初始质量浓度为500 mg/L,调节pH值为3.0,Ce4+-Fe3+-TiO2光催化剂的投加量为10 g/L,紫外灯照射反应240 min后,苯酚去除率达到90%以上。TiO2光催化剂处理苯酚废水效果显著,操作简单,无二次污染,具有较好的可行性。寻求更好的TiO2改性技术必将成为研究的热点。     

铈掺杂纳米二氧化钛可见光光催化降解苯酚性能

采用Ce（NO3）3掺杂改性后的纳米TiO2粉末作为光催化剂（Ce-TiO2）,研究了Ce-TiO2在可见光条件下光催化降解苯酚的过程,考察了Ce掺杂量、焙烧温度、焙烧时间、pH值以及催化剂用量等因素对苯酚溶液光催化降解过程的影响。结果表明：可见光照射下,当Ce掺杂量为1.00%、焙烧温度为700℃、焙烧时间为3 h、反应溶液pH值为5、催化剂投加量为1.0 g/L时,苯酚的去除率达到最佳,为35.8%。     

纳米二氧化钛光催化降解苯酚水溶液

以P 25纳米TiO2 作为光催化剂,在环状光催化反应器中进行了苯酚水溶液的光催化降解性能研究。系统考察了溶液的pH、P 25用量、银掺杂量、苯酚的初始质量浓度等因子对苯酚溶液光催化降解过程的影响。结果表明,在pH=7时,苯酚水溶液降解率达97 4%,强酸和强碱条件均不利于苯酚的降解;质量浓度50mg/L的苯酚水溶液,P 25用量为50mg,UV辐照30min时降解率为95 6%;质量浓度100mg/L的苯酚水溶液,P 25用量为150mg,UV辐照60min时降解率为95 4%;银掺杂P 25增加了其光催化活性,用质量分数为10%的硝酸银水溶液掺杂制备的复合光催化剂,苯酚的降解率比未掺杂时增加16 5%。     

SAS法制备纳米TiO_2光催化剂与光催化性能研究

以TiOSO4为原料,采用化学络合溶胶-凝胶法,结合自蔓燃工艺制备了纳米TiO2粉体和掺杂铁的光催化剂。并以甲基橙为模拟水样,研究了光催化剂的催化性能。结果表明,掺铁的光催化剂比纯纳米TiO2的光催化活性高,在pH=3,催化剂加入量1 g/L,掺铁量为0.5%,溶液浓度为40 mg/L的条件下降解率高达80%。     

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。     

碳酸银光催化性能研究

银系光催化剂制备方法简单且带隙较窄,在可见光照射下具有良好的光催化效果,因此受到人们的广泛关注。以罗丹明B为降解物,在模拟可见光条件下利用碳酸银进行光催化降解实验,比较同等条件下碳酸银和二氧化钛的光催化性能,探究了碳酸银在不同pH、降解物质量浓度和催化剂投加量条件下的光催化活性,并利用总有机碳（TOC）分析矿化程度。通过X射线衍射仪（XRD）、激光拉曼光谱仪（RRS）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和紫外吸收光谱仪（UV-Vis）对碳酸银进行表征并分析其晶相组成。结果表明,在同等条件下碳酸银对罗丹明B的光催化降解速率远大于二氧化钛,并且在溶液pH小于7、碳酸银投加量为 1 g/L条件下催化剂对质量浓度为5 mg/L的罗丹明B染料的光催化降解效果最好,紫外灯照射100 min后罗丹明B染料降解率达到98%以上,最终矿化率达到66%。     

CuO/g-C_3N_4复合光催化剂光催化降解甲基橙

选用Cu(NO_3)_2和g-C_3N_4为原料,将两种原料溶解,蒸发,500℃焙烧制得CuO/g-C_3N_4复合光催化剂,在太阳光下催化降解甲基橙。结果表明,通过正交实验得到最佳反应条件为:甲基橙溶液pH=3.8,温度(15~25)℃,CuO与g-C_3N_4质量比3∶10,催化剂用量10 mg,反应时间3 h,甲基橙最大降解率为64.6%。     

Ag3PO4/g-C3N4异质结催化剂可见光降解黄连素

采用原位生长法制备Ag₃PO₄/g-C₃N₄异质结催化剂,在可见光照射下,催化氧化降解废水中的药物大分子黄连素。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）分析催化剂的组成和结构,并测试了Ag₃PO₄/g-C₃N₄降解黄连素的光催化活性。结果表明：利用可见光照射,g-C₃N₄掺杂量为0.7 g时,Ag₃PO₄/g-C₃N₄对黄连素的光催化降解活性最好,可见光反应15 min降解率达到100%,重复4次实验后降解率降至73.2%,其具有较好的光稳定性。自由基捕获实验证明h⁺和·O₂^-在降解黄连素废水中起主要作用,结合UV-vis DRS分析可知,Ag₃PO₄/g-C₃N₄遵循Z型异质结机理。     

纳米TiO2/沸石复合材料光催化降解苯酚的性能

苯酚是一种较难处理的有毒有机污染物。本文以TiOSO₄为钛源,尿素为沉淀剂,沸石为载体,采用均匀沉淀法制备了纳米TiO₂/沸石复合材料,并以苯酚作为降解对象,研究了不同TiO₂负载量、煅烧温度以及重复使用对纳米TiO₂/沸石复合材料的光催化降解苯酚性能的影响。结果表明:TiO₂负载量为30%、煅烧晶化温度为650℃时,经300W高压汞灯照射3.5h,纳米TiO₂/沸石复合材料对20mg/L苯酚溶液的光催化降解率达到91.6%;重复使用5次仍对苯酚溶液具有85%的光催化降解率。     

钒酸铋的制备及可见光降解罗丹明B的研究

以偏钒酸铵和碳酸铋为原料,用NaOH调节体系pH,水热法合成钒酸铋（BiVO₄）光催化剂。利用XRD和UV-Vis漫反射对样品的晶型结构和光吸收特性进行表征分析。以罗丹明B为目标降解物,卤素灯（λ＞400 nm）为光源,探讨水热温度、水热时间对合成BiVO₄催化剂的可见光催化活性影响。结果表明,在水热温度为200 ℃、水热时间为8 h的条件下合成的钒酸铋光解效率最高。实验还研究了罗丹明B水溶液pH、催化剂投加量对光催化罗丹明B降解率的影响。结果表明,在罗丹明B水溶液pH为3、初始质量浓度为10 mg/L、每60 mL溶液催化剂投加量为0.4 g时能达到较好的光催化效果,反应2 h后降解率可达97%。     

g-C3N4/Bi2MoO6复合光催化剂的制备及性能研究

结合热缩聚法和水热法制备了g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合光催化剂,利用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、氮气吸附-脱附曲线、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、光致发光光谱（PL）等分析测试技术对材料的结构和性能进行了表征,研究了材料光催化降解罗丹明B（RhB）的效果。结果表明,与纯Bi₂MoO₆相比,g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合材料提高了对可见光的吸收能力,减小了带隙宽度,在可见光激发下提高了降解RhB的光催化活性。其中,5% g-C₃N₄/Bi₂MoO₆复合材料对RhB的降解率最高,在可见光照射180 min对RhB的降解率为93%;而同样条件下Bi₂MoO₆对RhB的降解率为58%。重复性实验表明,复合材料在RhB光降解过程中是稳定的,具有较好的应用潜力。     

二氧化硅负载钌催化剂催化氨硼烷水解产氢研究

采用浸渍-还原法制备了Ru/SiO₂催化剂,并考察了钌负载量、还原剂硼氢化钠的用量、还原温度以及反应条件对催化剂Ru/SiO₂催化BH₃NH₃水解产氢的影响。结果表明,在钌的负载量为0.1%（质量分数）、还原剂硼氢化钠与钌的物质的量比为2.2∶1、还原温度为303 K时制备的催化剂,催化BH₃NH₃水解产氢速率最快[转化频率TOF为140.8 L H₂/（mol Ru·min）]。搅拌转速为450 r/min时,氨硼烷向催化剂表面传质最快,产氢速率最大。氨硼烷水解反应由催化剂界面反应控制,产氢速率与催化剂用量成正比。随着反应温度的升高,Ru活化的氨硼烷分子能量增加,反应速率逐渐增加。反应动力学计算表明Ru/SiO₂催化剂催化BH₃NH₃水解产氢反应对氨硼烷浓度为零级反应,活化能为45 kJ/mol。     

钴-硼/二氧化锆催化剂催化硼氢化钠水解制氢研究

采用浸渍负载-还原法制备了钴-硼/二氧化锆催化剂,研究了催化剂在催化硼氢化钠水解制氢中的性能。研究了催化剂的制备条件（钴与二氧化锆物质的量比、钴与硼氢化钠物质的量比）对其催化性能的影响,并考察了催化剂用量、反应温度、搅拌转速对硼氢化钠水解制氢的影响。结果表明,在钴与二氧化锆物质的量比为0.16:1、钴与硼氢化钠物质的量比为1:5条件下制备的钴-硼/二氧化锆催化剂催化硼氢化钠水解制氢的速率最快。硼氢化钠水解制氢速率随催化剂用量的增加和反应温度的升高而增大,随搅拌转速的增加呈现先增大后减小的趋势。反应动力学计算出钴-硼/二氧化锆催化剂催化硼氢化钠水解对硼氢化钠的浓度属于零级反应。钴-硼/二氧化锆催化剂的硼氢化钠水解反应活化能为43.97 kJ/mol。     

金属氧化物掺杂高岭土纳米 二氧化钛光催化复合材料研究

以高岭石为载体,以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备金属氧化物掺杂高岭土纳米二氧化钛光催化复合材料。采用X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）和拉曼光谱（Raman）对复合材料进行表征,并通过在紫外光下降解云母珠光工业废水来考察其光催化性能。研究了不同金属氧化物掺杂浓度对复合材料光催化活性的影响。实验结果表明：金属氧化物三氧化二铁、氧化锌掺杂使锐钛矿二氧化钛晶相特征衍射峰宽化,掺杂生成钛铁矿、红锌矿新相,影响锐钛矿二氧化钛结晶度。在紫外光下降解6 h,掺杂质量分数为0.5%的三氧化二铁对废水降解率为98.8%,掺杂质量分数为1.5%的氧化锌对其降解率为91.4%。