偏钛酸常温水解沉淀法制备纳米TiO2粉体的研究

以偏钛酸为原料通过常温水解-沉淀法制备了纳米TiO2粉体,用XRD和TEM等手段对粉体的晶型和形貌进行表征。用甲基橙为目标降解物,研究了其对甲基橙的降解性能,当分散剂加入量为13.5wt%,氨水溶液的pH值为4.0时得到的光催化剂粉体的晶粒尺寸均匀,粒径为10～20nm,其降解甲基橙的效率最高。     

SrTiO3粉体的水热法合成和光催化性能

应用水热法合成了纳米SrTiO3和TiO2粉体。应用XRD和SEM对粉体进行了分析和表征。XRD分析表明，TiO2和Sr—TiO3粉体分别为纯的锐钛矿相和立方尖晶石晶体，粒子尺寸分别约为12．2nm和25．3nm。两粉体上的甲基橙溶液光催化降解实验表明，起始溶液pH值和H202对光催化性能有显著影响。低的pH-5和H2O2更有利于两种粉体对甲基橙溶液的光降解。尽管SrTiO3比TiO2有较大的粒子尺寸，在pH=5和存在H2O2的情况下SrTiO3比TiO2有更大的降解效率。     

水热合成纳米二氧化钛及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,在盐酸介质中水热合成二氧化钛粉体,通过XRD对所得二氧化钛粉体进行了表征,研究合成条件(如盐酸浓度、反应温度及反应时间等)对所得二氧化钛的相组成及晶粒尺寸的影响。结果表明:产物二氧化钛的相组成受盐酸浓度的影响,而与反应温度及反应时间无关。反应温度及反应时间只影响二氧化钛的晶粒尺寸。光催化降解甲基橙的研究表明,所得锐钛矿、金红石和板钛矿3种混晶中,二氧化钛的光催化活性随着锐钛矿含量的降低而降低;纯金红石型二氧化钛的光催化活性较差。     

燃烧法制备纳米ZnO及光催化降解甲基橙的研究

分别以甘氨酸和柠檬酸为燃料,Zn（NO3）2为氧化剂,采用燃烧法制备纳米ZnO粉体并采用模拟太阳光进行甲基橙光催化降解研究。XRD和SEM表征样品表明,燃烧法能简单、快速制备纳米ZnO粉体。研究表明,燃烧剂和氧化剂的配比以及反应温度对制备的纳米ZnO降解甲基橙效果有较大影响。Zn（NO3）2与甘氨酸之比为0．2～0．5（物质的量比）,反应温度为5000C;Zn（NO3）2与柠檬酸之比为1．5,反应温度为600℃进行反应制备得到的纳米ZnO降解甲基橙效果较好。降解实验的结果表明,纳米ZnO能有效地光催化降解甲基橙染料。以柠檬酸为燃料制备的ZnO样品,在1h内对10mg·L^-1甲基橙溶液的降解率为90％。     

模拟太阳光下Ho掺杂TiO2纳米晶的光催化性能

采用氙灯模拟自然条件下的太阳光,以甲基橙的光催化降解为探针反应,评价了通过酸催化的溶胶-凝胶法制备的稀土Ho掺杂改性TiO2纳米晶的光催化活性及对甲基橙水溶液总有机碳(total organic carbon,TOC)的去除效果.用X射线衍射和紫外可见分光光度计表征了Ho掺杂纳米TiO2的微晶尺寸,晶体结构与光学性能.结果表明:Ho掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变.抑制TiO2晶粒增长,使TiO2的光吸收带边发生蓝移且有利于对可见光的吸收,从而使Ho掺杂TiO2在模拟太阳光下光催化降解甲基橙的能力得到明显提高.但样品对甲基橙水溶液TOC的去除效果要滞后于其对色度的去除.     

纳米TiO2粉体的制备及其光催化性能研究

以四氯化钛为原料,采用水解法制备了纳米TiO2粉体。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对制备的粉体进行了表征,并研究了其对甲基橙的光催化降解性能。结果表明:产物为纯锐钛矿相纳米TiO2,一次粒度在100 nm以内;对甲基橙具有一定的催化降解作用,热处理温度为500℃时,产物的光催化活性较高。     

煅烧温度对Fe/TiO2复合粉体光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备合成Fe/TiO₂纳米复合粉体,用紫外光照射甲基橙溶液的降解实验,通过降解率比较粉体的光催化性能。通过XRD、SEM、UV-Vis等分析手段对粉体的结构和光学性能进行了表征。结果表明,不同的煅烧温度对TiO₂粉体的光催化性能有显著影响,随着煅烧温度的升高,逐渐向金红石相发生转变;450℃的煅烧条件下,甲基橙的降解率最好。     

铁离子掺杂磁载TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了一种具有锐钛矿结构的新型磁载Fe(Ⅲ)掺杂纳米TiO2/SiO2/Fe3O4(FTSF)光催化剂.制备的FTSF粉体样品的颗粒尺寸为10～20nm,颗粒为复合包覆型结构.通过降解1×10-4mol/L甲基橙溶液表征了FTSF样品的光催化效率.结果表明:Fe(Ⅲ)的加入明显地增强了样品的光催化活性和可见光吸收能力,当Fe(Ⅲ)的含量为0.9%(摩尔分数),并在400℃煅烧3 h的FTSF粉体样品具有最佳光催化活性,对甲基橙溶液有较高的降解能力,在紫外光辐照90 min,甲基橙的降解率超过95%.利用样品的磁性特点可将其从被降解溶液中回收,回收率可达98%(质量分数),循环使用时光催化效率仍保持在80%,具有较好的应用前景. 品的颗粒尺寸为10～20nm,颗粒为复合包覆型结构.通过降解1×10-4mol/L甲基橙溶液表征了FTSF样品的光催化效率.结果表明:Fe(Ⅲ)的加入明显地增强了样品的光催化活性和呵见光吸收能力,当Fe(Ⅲ)的含量为0.9%(摩尔分数),并在400℃煅烧3 h的FTSF粉体样品具有最佳光催化活性,对甲基橙溶液有较高的降解能力,在紫外光辐照90 min,甲基橙的降解率超 95%.利用样品的磁性特点可将其从被降解溶液中回收,回收率可达9     

CdS的制备及其光催化性能研究

以硫化钠、醋酸锌和醋酸镉为原料,采用沉淀法制备了CdS粉体。用傅立叶红外（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）以及紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）对制备的粉体进行了表征。并研究了焙烧温度对其晶型以及光催化降解甲基橙的影响。结果表明：随着焙烧温度的升高,六方相晶型CdS含量逐渐增加;且都对甲基橙有一定的催化降解作用,当热处理温度为80℃时,CdS光催化剂的光催化降解活性最高。     

纳米ZnO光催化降解甲基橙

以ZnSO4·7H2O和Na2CO3为原料,采用沉淀法制备纳米ZnO粉体。以甲基橙为研究对象,高压汞灯为光源,研究了催化剂用量、甲基橙初始浓度及煅烧温度对甲基橙降解率的影响。     

纳米二氧化钛光催化降解的影响因素

采用自制的纳米TiO_2粉体作光催化剂,以甲基橙模拟有机污染物,研究了光照时间、催化剂用量、被降解物浓度、系统酸度等对其光催化性能的影响。结果表明:降解某一物质时,不同光催化剂,有一个降解速率最大的时间;在每一个降解的过程中催化剂有一个合适的用量;在弱酸性条件(pH=3),甲基橙降解效果比较好;被降解物的浓度选取合适,降解率最高。     

玻璃负载纳米TiO_2/SiO_2膜的制备和光催化性能

制备了玻璃负载纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜,以甲基橙溶液作为模拟废水研究了其光催化性能,分别考察了光催化膜中m(Ti O_2)∶m(Si O_2)、膜厚度、使用次数和中试扩大以及再生方式对甲基橙模拟废水降解率的影响。试验结果表明,在太阳光下照射4 h,厚度为200~400 nm的光催化膜对10 mg/L的甲基橙模拟废水降解率为84%,失活的光催化膜可用模拟风、光、酸雨和人工清洗方式再生。纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜可应用于光催化水处理设备、建筑易清洁玻璃和太阳电池玻璃。     

制备不同稀土掺杂的纳米氧化钛光催化剂及其光催化活性

以钛酸丁酯为原料,通过溶胶-凝胶法合成了Dy2O3-TiO2,CeO2-TiO2和Gd2O3-TiO2光催化剂。以甲基橙和亚甲基蓝为目标降解物,研究了3种复合光催化剂的光催化活性。通过紫外可见光光谱分析发现：3种光催化剂对不同降解物均表现出一定的光催化活性。掺杂质量分数(下同)为1．25％Gd2O3的光催化剂对甲基橙的降解效率较高,掺杂1．25％CeO2的光催化剂对亚甲基蓝具有较好的降解活性。因此,掺杂不同稀土氧化物的纳米TiO2光催化剂对不同有机物具有选择性降解活性。     

超声波对甲基橙的降解性能研究

超声是一种处理有机污染物废水的新型技术,近10年来,超声降解水体中有机污染物的研究十分活跃,但由于此技术存在着费用商、降解效率低等一些局限性,而更有效的方法是将超声技术与其他水处理技术联合使用。该研究是选用甲基橙作为降解对象,以自制的纳米TiO2为催化剂,采用超声波氧化法,研究了超声时阅、pH、初始浓度、不同浓度、催化剂种类,联合H2O2、TiO2等因素对甲基橙超声波降解率的影响可行性研究。结果表明,超声时间延长,降解率增加,超声100min后降解率达13．6％,溶液初始浓度由4mg／L增加到10mg／L,降解率由6．3％上升到13．6％,在酸性条件下有利于甲基橙的降解,加入H2O2（30%的量为3mL即可嚷显提高甲基橙的降解率。超声波一光催佬氧化处理含甲基橙废水时,能使降解效率大大提高,而益要大于两者之间的简单相加,说明超声波和光催化之间存在协同作用。     

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。     

水热法合成纳米CdWO_4及其光催化性能研究

通过水热法合成光催化性能良好的纳米CdWO_4。采用粉末X射线衍射、扫描电子显微镜研究溶液pH值及水热温度对CdWO_4微观形貌、晶体结构的影响。在紫外线光照下甲基橙降解实验中测试制备的CdWO_4纳米颗粒的光催化活性。结果表明,合成的催化剂为单斜晶系CdWO_4晶体,不含其他杂质。水热反应温度150℃时,随着溶液pH值的降低(10.0→9.20→8.60),CdWO_4颗粒逐渐减小,紫外光照射90 min后,甲基橙降解率分别为20%、 26%和40%,其降解动力学参数k分别为0.002 3 min^(-1)、0.003 3 min^(-1)、0.005 7 min^(-1)。水热反应温度升高至180℃,pH为8.60时,合成的CdWO_4催化剂呈细针状,具有最高的光催化活性,光照90 min后,甲基橙降解率70%,降解动力学参数k=0.026 2 min^(-1)。     

负载型TiO_2复合材料对甲基橙的吸附行为及光催化降解动力学

以4A沸石和天然蛭石为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/4A沸石和TiO2/天然蛭石光催化复合材料,研究了复合材料对偶氮染料甲基橙的暗态吸附规律和光降解性能。结果表明:复合材料对甲基橙的吸附规律都较好地符合Langmu ir和Freund lich吸附等温模型;在紫外光辐照30 m in条件下,TiO2/4A沸石和TiO2/天然蛭石光催化材料对6.11×10-5mol/L的甲基橙水溶液的脱色率分别达到78.5%和84.6%,比同种方法制备的纯TiO2(68%)高,而且对甲基橙光催化反应可用一级反应动力学方程进行描述。     

H2O2处理H3PW12O40/ZrO2-WO3光催化降解有机染料的研究

采用浸渍法将H3PW12O40负载在ZrO2-WO3上,通过H2O2溶液的敏化,制得H3PW12O40/ZrO2-WO3（x）光催化剂,明显提高了其在模拟自然光下的催化活性。然后以光降解甲基橙为探针反应,对各反应影响因素进行了探究。在甲基橙初始浓度为5mg/L,溶液pH为2.5,催化剂的用量为0.3 g的优化情况下,光降解2 h,甲基橙的降解率达到91.16%,H3PW12O40/ZrO2-WO3（x）光催化降解甲基橙溶液为一级动力学反应。且H3PW12O40/ZrO2-WO3（x）对甲基橙、罗丹明B、碱性品和和亚甲基蓝均具有较高的光催化活性,降解率达70%-91.16%。     

Ag-Zn_3(VO_4)_2光催化剂催化降解甲基橙溶液

采用水热法结合高温热处理制备Ag-Zn_3(VO_4)_2光催化剂,研究催化剂在可见光下降解甲基橙溶液的性能,并考察催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、pH值、盐效应和H_2O_2用量对光催化性能的影响,评价Ag-Zn_3(VO_4)_2光催化剂的重复使用性能。结果表明,在催化剂用量2.0 g·L~(-1)、甲基橙溶液初始浓度20 mg·L~(-1)和溶液pH=6.2条件下光照反应5 h,甲基橙溶液脱色率可达99.18%,Na_2SO_4对光催化降解甲基橙起抑制作用,且随着溶液中盐浓度增加,抑制作用更明显。H_2O_2在一定浓度范围可促进光催化降解甲基橙,100 mL甲基橙溶液中30%H_2O_2加入量为1.0 mL时,甲基橙溶液脱色率可提高21.68个百分点。催化剂重复使用5次后,光照5 h的甲基橙溶液脱色率仍可达到75.99%。     

NIT-Ph-p-BEN氮氧自由基的制备及催化降解性

以对醛基苯甲酸为原料，通过醛酸与2,3-二甲基-2,3-二羟胺基丁烷缩合，再经NaIO4氧化最终制得4-(4,4,5,5-四甲基-1,3-二氧化物)咪唑基-1-苯甲酸（NIT-Ph-p-BEN氮氧自由基）。采用FTIR、UV、ERP（电子顺磁共振波谱仪）和元素分析等对其结构进行表征；通过催化降解废水中有机染料甲基橙、甲基蓝和罗丹明B对其催化活性进行了评估。结果表明，当甲基橙、甲基蓝和罗丹明B浓度为15 mg/L，NIT-Ph-p-BEN质量浓度为0.15 g/L，H2O2浓度为30 mmol/L时，NIT-Ph-p-BEN对甲基橙有更好的催化降解性，仅在1 h内甲基橙的降解率达到94.26%。此外，反应机理表明，H2O2有助于实现NIT-Ph-p-BEN自由基的再生和循环利用。