上转光剂掺杂新型纳米TiO2催化剂的制备及利用可见光降解结晶紫染料的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂,此上转光剂在488nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387nm的上转换紫外发射峰。采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂纳米TiO2可见光光催化剂。以结晶紫为研究对象,研究了光催化剂在可见光(三基色灯下发出)照射下的催化降解性能,并与未掺杂的纳米TiO2粉末的催化性能进行了对比。实验结果表明作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用,其中380nm转光效率为0.78%。紫外光谱和离子色谱表明,在可见光照射8.0h后降解率达95%以上,高于未掺杂纳米TiO2的48%,结晶紫降解后生成的Cl-和NO3-作为一种无机离子进入溶液中。所有结果表明,掺入上转光剂的TiO2光催化剂是一种有效利用可见光的催化剂,为未来利用太阳光处理工业废水开辟了道路。     

TiO_2/C复合毫米球的制备及可见光催化活性研究

应用溶剂热条件下离子交换方法制备了C掺杂TiO2毫米球光催化剂。并通过元素分析、X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射对其进行了表征。结果表明,TiO2为锐钛矿相,UV-Vis漫反射分析显示,与商业用P25相比,TiO2吸收边带红移,可见光吸收增强,同时证明C以掺杂的方式对TiO2进行了改性。以可见光催化降解甲基橙(MO)考察了材料的光催化活性,与P25相对比,C掺杂TiO2的光催化活性明显提高,并且催化剂可以通过自身重力沉降到反应容器底部,实现自分离。     

光／电Fenton催化降解有毒有机污染物

在可见光(λ>450nm)照射并通外加电压(E=3V)条件下,以染料酸性桃红(Sulforhodamine B,SRB)及有机无色小分子化合物2,4-二氯苯酚(2,4-dichlomphenol,DCP)为目标物,探索光电Fenton降解其最佳反应条件,结果表明,对1.0×10-5mol/L SRB Fenton试剂(Fe3+/H2O2)在pH=3.0,H2O2浓度为7.49×10-4mol/L,Fe3+为2.48×10-4mol/L时,SRB降解效果最好.通过分析SRB及DCP降解过程紫外.可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)和总有机碳(TOC)测定,发现光电Fenton体系能使SRB和DCP发生有效的降解,SRB反应300min矿化率达到96.38%,DCP反应90min降解率达到100%.采用酶分析法和苯甲酸荧光分析法分别测定了在光电催化降解有机污染物过程中H2O2和羟基自由基(·OH)的变化,表明此光催化降解过程涉及·OH历程.     

模板法制备BiOI及其可见光降解有机污染物

以表面活性剂十六烷基硫酸吡啶(Cetyl pyridine sulfuric acid,CPSA)为模板,通过水热法制备具有片状结构的BiOI。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、比表面积及孔径分析仪(BET)、紫外-可见反射吸收光谱(UV-Vis)对其进行表征。在可见光(λ420nm)照射下,研究BiOI对染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及无色小分子4-氯苯酚(4-Dichlorophenol,4-CP)光催化降解特性,在分别光照4h和28h后对RhB及4-CP光催化降解率达到100%。通过电子自旋捕获技术(EPR)和一系列添加·OH、O·-2和h+捕获剂的对比试验,推断其氧化过程主要涉及空穴直接氧化。另外,还测定了RhB降解过程中红外光谱(IR)和总有机碳(TOC)的变化,在光照20h后其TOC约降低90%。     

可见光响应型改性纳米二氧化钛催化降解生物质气化洗焦废水

制备了可见光响应型改性纳米二氧化钛催化剂,用于处理生物质气化洗焦废水,考察了催化剂改性方式对苯酚和洗焦废水COD去除的影响。实验结果表明：以Ag-C/TiO2为催化剂,在可见光下照射10 h,苯酚的COD去除率可达43.5%,洗焦废水的COD去除率达26.8%;在太阳光下照射36 h,洗焦废水的COD去除率达到90.9%。改性纳米Ag-C/TiO2催化剂在可见光下具有良好的催化活性,对洗焦废水有较好的处理效果。     

掺Ag复合纳米TiO2光催化性能

通过溶胶-凝胶法和光还原法制备掺Ag复合纳米TiO2.用XRD表征了TiO2的晶体形态.以典型偶氮结构的甲基橙水溶液为模拟对象,研究掺Ag复合纳米TiO2光催化性能.实验结果表明,TiO2悬浮体系中甲基橙的光催化降解符合Langmuir动力学规律.根据动力学计算,掺Ag复合TiO2和单纯TiO2对甲基橙的降解速率常数分别为27.34mg/(L·h)和14.42mg/(L·H),光催化的活性提高了近2倍.因此有望通过这一技术制备出比单纯TiO2更好的光催化剂.     

掺钒TiO_2可见光催化氧化SO_2的动力学和机理

利用溶胶-凝胶法制备掺钒纳米TiO_2,研究其在可见光条件下对SO2气体的催化氧化效果。采用烟气分析仪和碘量法测定SO2的浓度。利用XRD、BET、TEM、SEM、XPS、UV对掺钒TiO_2进行表征;研究焙烧温度、时间以及掺杂量等制备条件,对TiO_2脱除SO2的影响效果,探讨光催化氧化SO2的机理。结果表明:有O2条件下,在焙烧温度为700℃,时间为3 h,掺钒量物质的量含量为1.0%时,制备的TiO_2光催化氧化性能最好,SO2的脱除效率大于97%,氧化产物为SO3;光照和催化剂是SO2氧化的必要条件;光氧化效率随初始浓度的增大而增大,光催化反应符合一级反应动力学,且包括吸附和表面反应两部分,其中吸附为速控步骤;钒的掺杂使TiO_2产生红移,增强可见光催化活性,提高SO2气体的氧化效率。     

溶胶凝胶法制备氮掺杂二氧化钛及其可见光活性的研究

室温下采用溶胶凝胶法,以氨水为氮源制备出淡黄色氮掺杂二氧化钛粉末。以TG-DSC、XRD、UV-Vis漫反射吸收光谱以及XPS等手段对二氧化钛进行了表征。结果显示,所制备氮掺杂二氧化钛均为锐钛矿相,且掺杂引起光催化剂在可见光区的光吸收。以甲基橙水溶液在紫外及可见光下的脱色率为光催化活性评价依据,结果显示纯二氧化钛无可见光活性,而氮掺杂二氧化钛360 min的最大脱色率可达65.3%,说明氮掺杂有效改变了二氧化钛的可见光活性,但其紫外活性逊于纯二氧化钛。另外,在实验范围内所做的N/Ti配比与光活性的关系研究中发现,可见光活性随N/Ti配比的增大有一最佳值,而紫外光活性顺序与可见光活性不同。     

石英负载TiO2催化材料的制备及降解性能研究

选用石英作为载体,采用溶胶-凝胶法负载TiO2制备石英负载TiO2光催化材料。光电子能谱分析结果表明,石英表面成功负载了TiO2。石英负载TiO2光催化材料对偶氮染料废水处理4h后,脱色率达到了96．28％。     

CdSe QDs-TiO2复合光催化剂的制备及其光催化降解苯酚性能

以CdCl2·2.5H2O为镉源,硒粉为硒源,在水相中合成CdSe量子点,直接用巯基丙酸为连接剂制备出CdSe-TiO2复合光催化剂.通过X射线衍射、透射电子显微镜、电化学交流阻抗和紫外漫反射光谱等表征方法证实合成的CdSe量子点结构特征,CdSe-TiO2复合光催化剂具有良好的可见光吸收和光电性能.以CdSe-TiO...     

不同光源对TiO2光催化降解染料污染物的影响

考察了在紫外光和可见光作为光源时，TiO2光催化降解偶氮染料酸性橙7(AOT)的差异。实验结果表明，在两种不同的光源下，AO7都能够被有效地降解，而且AO7降解都是以C-N化学键的断裂开始的。以可见光作为光源时，AO7分子结构中的苯环较难开环，AO7的矿化率比较低；而以紫外光作为光源时，AO7能够被彻底矿化。另外，以可见光作为光源时，AO7的降解反应主要发生在催化剂的表面，而以紫外光作为光源时，AO7的降解反应主要发生在溶液中。     

伊红-Y敏化TiO2的制备及其可见光下光催化制氢性能

采用溶胶-凝胶法在不同温度煅烧制得TiO_2,光还原沉积法进行载铂,浸渍法使伊红-Y负载在Pt-TiO_2表面,制得系列染料敏化的Eosin Y-Pt-TiO_2可见光光催化剂。以可见光光催化制氢为探针反应考察了制备的催化剂的活性,发现350℃煅烧的Eosin Y-Pt-TiO_2可见光光催化活性最好。通过XRD、BET、FT-IR、UV-Vis漫反射等手段对样品进行了表征,发现伊红-Y的敏化扩展了TiO_2的可见光响应范围,使其在400～600nm有很强的吸收峰;随着TiO_2煅烧温度的降低,比表面积不断增大,表面羟基的数量也增加,吸附伊红-Y的量也不断增加,因此Eosin Y-Pt- TiO_2可见光光催化活性也相应提高。     

载体SiO_2上纳米TiO_2膜的制备及光催化性能

以SiO2 为载体 ,在酸性条件下 ,用TiCl4 水解法制备了TiO2 纳米膜催化剂TiO2 /SiO2 。以IR、XRD、SEM和吸光光度法对其进行了表征 ,所制TiO2 膜的平均粒径在 12nm以内 ,并能在很宽的煅烧温度范围内保持锐钛矿晶体结构 ;将TiO2 /SiO2 应用于光催化降解敌敌畏 (DDVP) ,具有高的光催化活性 ,且易回收及反复使用。探讨了不同条件对光催化活性的影响。     

CdS/纳米管钛酸的制备及其可见光催化性能研究

采用浸渍法制备了负载CdS的纳米管钛酸(CdS/NTA)可见光催化剂,并采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、电子自旋共振谱(ESR)、紫外可见漫反射光谱(DRS)对催化剂进行了表征.TEM和XRD结果表明,复合催化剂中立方相和六方相的CdS纳米颗粒均匀分布在NTA表面;与单一的NTA和CdS相比,CdS/NTA对活性艳红X-3B具有更高的可见光催化活性.CdS和NTA复合后,其明显的可见光吸收特性及电子之间的相互作用是复合催化剂具有显著可见光催化活性的主要原因.     

TiO_2-SnO_2纳米粒子超声波光催化降解尤丽特蓝的动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO_2-SnO_2催化剂,以尤丽特蓝为研究对象,研究了超声波光催化降解尤丽特蓝的动力学。结果表明:在所研究的范围内,SnO_2的最佳掺杂量为0.05,TiO_2-SnO_2催化剂的最佳投加量为2g/L;超声波光催化降解尤丽特蓝符合一级动力学反应,可用L-H动力学方程描述,且反应速率常数K∝C_0~(0.85)·(DO)~(3.91);超声光催化协同降解要比单独超声波或光催化处理效果显著,证实了声光联合技术具有明显的协同效应。     

太阳光TiO2薄层光催化降解有机磷农药的研究

研究了在太阳光的照射下，ＴｉＯ２薄层光催化降解有机磷农药的可行性。结果表明，０．６５×１０－４ｍｏｌ·Ｌ－１的久效磷、甲拌磷农药光照他可完全降解至ＰＯ４３－；加入微量的Ｈ２Ｏ２或通入空气可大大提高光解率；有机磷农药初始浓度增加，其光解率下降；光照１２０ｈ后ＴｉＯ２薄层的光催化活性没有减弱，可以连续使用。初步探讨了有机磷农药光催化降解的机理，认为·ＯＨ和Ｏ２２－是最主要的氧化剂。     

一维纳米TiO_2的水热法制备及其在DSCs电池中的应用

以商用P25粉末为原料,利用水热法制备了一系列不同形状的一维纳米TiO_2结构,并将该材料以不同配比与溶胶凝胶合成的TiO_2颗粒混合制备了一系列染料敏化太阳电池。通过改变P25的水热处理时间,形象地观测到TiO_2由颗粒逐渐变成一维结构的演变过程。同时,实验采用了XRD、EDS对不同阶段生成物质进行了晶体结构和元素分析,综合分析提炼出TiO_2纳米结构的生成机理。研究结果还表明NaOH反应介质浓度对TiO_2纳米结构形貌的影响非常显著。其次,利用上述条件合成的一维纳米TiO_2粉末与传统的溶胶凝胶法制备类球形纳米TiO_2粉末混合,研究了其掺入比例由0%～100%(wt.)变化时,染料敏化太阳电池效率的变化规律。     

WO_3/TiO_2薄膜在光催化降解溴酚蓝方面的应用

采用溶胶-凝胶法,在玻璃珠表面涂覆均匀透明的WO3/TiO2薄膜并制成光催化反应器,对水溶液中溴酚蓝(BPB)的光催化降解进行了研究.采用XRD对催化剂进行了表征,讨论了催化剂的组成、煅烧温度、溴酚蓝的起始浓度、pH值、光照时间等因素对光催化反应活性的影响.实验结果表明:当ω(WO3)=3%,煅烧温度为500℃,[BPB]=20 mg/L,pH=8.1,光照时间为10h,溴酚蓝的脱色率可达95.1%.