石墨烯-二氧化钛纳米管催化剂的光解水制氢性能研究

为改善能源短缺,对新型光催化水解制氢材料进行了研究。通过改进Hummer法制备氧化石墨,溶胶-凝胶法制备锐钛矿型二氧化钛,采用浓碱法制得石墨烯-二氧化钛纳米管催化剂,考察了不同石墨烯的掺杂量对催化活性的影响。经过光解水制氢实验发现,掺杂不同质量分数石墨烯的催化剂催化活性得到了进一步提高,其中掺杂量为1%的产氢活性最好,产氢速率是纯二氧化钛纳米管的2. 5倍。通过BET、XRD、UV以及FT-IR等方法对催化剂进行了表征。结果表明,石墨烯与二氧化钛纳米管成功复合,并且石墨烯的掺杂在一定程度上提高了催化剂的BET比表面积;催化剂对可见光的响应范围得到进一步扩大,这为催化剂光解水制氢性能的提高提供了有力的条件。     

二氧化钛的国内外市场分析

二氧化钛（TiO2）,又称钛白粉,广泛用于涂料、纸张涂层、填料、塑料、弹性体以及其它用途。近年来的应用研究使二氧化钛的应用领域又向功能材料延伸,如超细颗粒、电子材料、脱氮催化剂以及光电催化剂等应用。     

高比表面纳米TiO2载体的液相合成方法

纳米TiO2因其具有性质稳定、难溶、成本低廉等优点,近年来被广泛应用于催化剂、半导体、传感材料、电子陶瓷等领域。尤其在催化剂的研制方面,二氧化钛作为载体被众多研究者所采用,但与氧化铝相比比表面较小。本文主要介绍了高比表面纳米TiO2载体的最新研究现状、基本合成机理及目前常用的几种液相合成方法。     

二氧化钛/硅藻土复合多孔材料的制备

通过溶胶-凝胶法制备二氧化钛,并研究了抑制剂醋酸用量对二氧化钛光催化性能的影响,之后以硅藻土为基体材料,负载二氧化钛,制备出光催化性能优于二氧化钛单独作为催化剂使用的一种复合多孔催化材料。     

改性二氧化钛吸附性能研究进展

二氧化钛是一种半导体金属氧化物,在环境、材料等方面具有广阔的应用前景.其具有比表面积大、性质稳定和粒径小等优势,可被用作吸附性材料吸附污染物.本文总结了金属、非金属、稀土元素和聚合物等对二氧化钛的改性方向及其对吸附降解污染物性能提升效果的研究进展,在此基础上对二氧化钛改性研究发展进行展望.     

二氧化钛材料微观结构与应用性能的联系

二氧化钛是一种具有良好热稳定性和化学稳定性的金属氧化物材料,可用作光催化剂、光电材料、催化剂载体、复合材料中的填充剂或惰性组分等。然而二氧化钛材料在工业应用中常存在难题,实验表征手段又不能够很好地认识这些困难背后隐藏的分子相互作用的机理。分子模拟技术有助于在分子尺度了解二氧化钛材料的微观结构对其性质的影响。本文在总结已有工作的同时从二氧化钛材料润湿性、催化反应活性、受限条件特殊性质3个方面入手介绍了利用分子模拟手段研究二氧化钛表观性质与微观结构间的联系。     

负载型二氧化钛复合催化剂对光催化水泥基材料的降解效率的影响

以水泥基材料为载体,负载沸石/二氧化钛复合材料,制备了高效光催化水泥基材料。以丙酮为降解目标,研究了沸石/二氧化钛复合催化剂的负载方式和负载量对光催化水泥基材料降解效率的影响。同时采用SEM-EDS表征了光催化水泥基的微观结构。结果表明:喷涂型的光催化水泥基材料的降解效率最高,随着催化剂负载量的增加,降解效率升高,喷涂10%沸石/二氧化钛催化剂的试样对丙酮的降解率高达57.2%,经过多次重复试验,光催化水泥基材料的降解性能稳定。     

可见光下ZrO2(Er3+)/TiO2光催化剂的性能研究

本文以氧氯化锆、氧化铒、二氧化钛等为基本原料,利用沉淀超声法合成了一种由上转换材料ZrO2(Er3+)复合TiO2的光催化剂.用荧光光谱仪测量了上转换材料在420 nm激发下的上转换发光光谱,并用紫外-可见分光光度计分析了ZrO2(Er3+)/TiO2催化剂的光催化能力.以甲基橙为降解对象,研究了在可见光下不同复合量样品的光催化活性,并与紫外光下的结果进行了对比.结果表明:上转换材料ZrO2(Er3+)复合后的光催化剂其催化性能优于二氧化钛,且很好的提高了TiO2催化剂的光谱响应范围,大大提高了可见光利用率.     

杂多酸催化剂催化氧化脱硫研究进展

介绍了杂多酸催化剂在燃料油氧化脱硫中的应用研究进展。详细叙述了过渡金属、碱金属和稀土金属杂多酸催化剂、杂多酸季铵盐催化剂、杂多酸离子液体催化剂和以碳材料、二氧化钛、二氧化硅、高分子材料等为载体的负载型杂多酸催化剂,阐述了各种杂多酸催化剂的特点及脱硫效果,指出综合应用杂多酸催化剂特性开发活性高、耗氧少、重复使用性强的优良新型杂多酸催化剂是催化氧化深度脱硫的重要研究方向。     

环境领域的二氧化钛基光催化剂负载和改性技术研究进展

在环境问题日益加剧的今天,二氧化钛基光催化剂因其具有优异的性质,是光催化领域中人们研究的热点。二氧化钛基光催化剂研究包括能源领域的光解水制氢、太阳能电池、水体内污染物的去除以及CO_2资源化利用等方面。本文综述了近年来国内外二氧化钛的负载和改性技术的研究进展。通过硅土类、聚合物类、玻璃类和碳材料等载体来负载二氧化钛,可有效解决其易流失、难回收和容易团聚的问题;以非金属掺杂、贵金属沉积、过渡金属离子掺杂、染料敏化和半导体材料复合等对二氧化钛进行改性研究,可有效减小二氧化钛半导体材料禁带宽度,能够有效降低电子和空穴复合的概率,增强二氧化钛基催化剂的可见光活性。并对未来的二氧化钛基光催化剂在环境中污水处理及大气有机污染物治理应用研究方面进行了展望。     

钛矿或钛渣对偏钛酸的影响

选取钛渣与钛矿,采用硫酸法钛白的相关制备过程,在相同条件下制备出一系列偏钛酸。对钛矿和钛渣进行XRD、SEM分析,并对所制备出的脱硝催化剂专用钛白粉原材料-偏钛酸的比表面积、粒径等做了分析。结果表明,钛渣制备的偏钛酸比钛矿制备的偏钛酸晶粒度小,团聚程度较低,比表面积小,更适合应用于制备脱硝催化剂专用的纳米二氧化钛。     

负载型TiO2催化苯酚和草酸二甲酯酯交换反应

使用负载型TiO2/SiO2催化苯酚和草酸二甲酯酯交换反应合成草酸二苯酯.通过对TiO2/SiO2催化剂进行XRD、BET化学吸附、NH3-TPD、XPS等表征以及活性测试,结果表明在苯酚和草酸二甲酯酯交换反应中,负载型TiO2的催化性能与TiO2在载体表面的分散状态和催化剂的弱酸性密切相关.微晶态TiO2的产生会导致催化性能的下降.确定了较佳的焙烧温度为550℃,以该温度焙烧的TiO2/SiO2为催化剂,TiO2负载量为13%时,草酸二甲酯的转化率、甲基苯基草酸酯与草酸二苯酯的收率分别为53.1%、38.3%、14.5%.初步探讨了该反应条件下催化剂的失活.     

脱硝催化剂专用钛钨粉中钨盐前驱体的选择研究 脱硝催化剂专用钛钨粉中钨盐前驱体的选择研究

以工业偏钛酸为原料,分别选取三氧化钨（WO3）、钨酸铵（ATT）、偏钨酸铵（AMT）、仲钨酸铵（APT）等4种钨盐前驱体,采用浸渍法制备了SCR脱硝催化剂载体材料钛钨粉。采用XRD、SEM（EDS）、BET等检测手段对样品进行表征,并对由钛钨粉制成的催化剂进行活性测试。实验结果表明：由偏钨酸铵（AMT）制备的钛钨粉晶粒度小,晶格畸变较小,性能比较稳定;颗粒聚集程度最低,形貌较为均一,钨的分布最均匀;比表面积最大,而比表面积在一定范围内越大对催化剂的活性越有益;且由其制备的催化剂脱硝活性最高,接近进口产品。因此,比较而言,AMT是制备钛钨粉较为理想的钨盐前驱体。     

SO_4~(2-)/TiO_2-HZSM-5型固体酸催化合成尿囊素

以固相分散法制备了用于尿囊素合成的SO42-/TiO2-HZSM-5固体酸催化剂。考察了制备条件(HZSM-5的硅铝摩尔比、二氧化钛与HZSM-5的质量比、浸渍时间、浸渍酸浓度、焙烧温度)对催化剂结构和性能的影响。采用X-射线衍射(XRD)、氮气低温物理吸附(BET)、傅立叶红外(FT-IR)、吡啶吸附红外(Py-IR)、以及扫描电子显微镜(SEM)等技术,对所制备的催化剂的晶相结构、表面酸性位及比表面积等性能进行了表征。结果表明,催化剂的优化制备条件为:HZSM-5的硅铝比为25,m(二氧化钛)∶m(HZSM-5)=2∶1,硫酸浸渍浓度为0.5 mol/L,催化剂焙烧温度为500℃。在优化条件下,尿囊素收率为58.4%。     

SWA/TiO2微球的制备及催化α-蒎烯异构化性能

采用溶胶-凝胶法和浸渍法,制备了纳米负载型H4SiW12O40(SWA)催化剂,考察了载体种类、SWA浸渍浓度对催化剂性能的影响。结果表明,用TiO2固载、8%SWA浸渍所得催化剂SWA/TiO2的催化性能较佳。利用XRD、TEM和BET比表面测定技术对其结构进行了表征。结果显示,该催化剂颗粒为圆球形,粒径为40～50 nm,具有较好的分散性。载体TiO2的引入明显增大了SWA的比表面积。将纳米SWA/TiO2用于催化α-蒎烯异构化反应,实验结果表明,该催化剂具有较好的催化活性和选择性,异构化反应的主产物是莰烯。在适宜的实验条件下,α-蒎烯的转化率达98%,莰烯的产率达58%。与其它负载型催化剂比较,SWA/TiO2具有用量少、活性高、反应时间短等特点。     

条状超细镍基负载型催化剂性能研究

用溶胶-凝胶法制备了Ni/TiO_2-SiO_2催化剂粉状前驱体,挤条成型,预还原后用于苯加氢反应,其比表面积和孔容分别达到349 m~2·g~(-1)和0.35 cm~3·g~(-1)。采用BET、XRD和TEM对催化剂物化性能进行表征。利用脉冲氢吸附法考察催化剂中活性组分镍的表面分散度。在固定床微反装置上,以噻吩为毒物,考察了催化剂抗硫中毒性能。在100 mL中试装置上,考察了预还原后催化剂的苯加氢反应的活性、选择性和热稳定性能。实验结果表明,条状Ni/TiO_2-SiO_2催化剂有较大的比表面积,单一的孔径分布,活性组分镍高度分散。每克镍上极限耐硫量达到467.25 μL噻吩。在试验条件下,催化剂能在较宽的温度和液苯空速范围使用,经25天运转,进行100 h催化老化实验,催化剂的比表面性能无显著变化。     

回流法制备TiO_2微球及其结构和催化性能研究

采用回流法制备了介孔TiO2微球催化剂,利用XRD、FE-SEM、BET等方法对所制备的催化剂进行了表征,并与溶剂热法制备的样品进行比较,研究不同制备方法对TiO2结构、形貌及催化性能的影响。结果表明,回流法制备的样品为锐钛矿单相微球,晶粒间堆积形成介孔结构,比表面积大;而溶剂热法制备的介孔样品含金红石和锐钛矿两相。以EtOH/HCl为回流溶剂制备的样品孔径约为5 nm,孔径分布窄,比表面积可达496 m2/g,光催化去除Cr（Ⅵ）反应速率快,去除率达到99%。     

回流法制备TiO2微球及其结构和催化性能研究

采用回流法制备了介孔TiO2微球催化剂,利用XRD、FE -SEM、BET等方法对所制备的催化剂进行了表征,并与溶剂热法制备的样品进行比较,研究不同制备方法对TiO2结构、彤貌及催化性能的影响.结果表明,回流法制备的样品为锐钛矿单相微球,晶粒间堆积形成介孔结构,比表面积大;而溶剂热法制备的介孔样品含金红石和锐钛矿两相.以EtOH/HCl为回流溶剂制备的样品孔径约为5nm,孔径分布窄,比表面积可达496 m2/g,光催化去除Cr(Ⅵ)反应速率快,去除率达到99％.     

不同炭材料负载纳米二氧化钛催化降解甲基橙的研究

采用正交试验方法制备纳米二氧化钛/炭材料(TiO2/C)催化剂,用热重分析仪、扫描电镜、X射线衍射及比表面积仪对TiO2/C进行表征,考察了TiO2/C制备条件对甲基橙溶液光/光电催化降解效果的影响。发现了负载物的比表面积对于催化剂的降解率起决定性作用的结果。