钇氮共掺杂纳米TiO_2光催化降解染料废水研究

以溶胶-凝胶法制备了钇、氮共掺杂纳米TiO2,对甲基橙染料废水进行了光催化降解实验。XRD、UV-VIS、FT-IR分析表明,500℃煅烧时得到的仍是锐钛矿型TiO2,晶粒变小;与单一的掺杂相比,共掺杂光催化活性有较大的提高,光响应范围得到很大拓展。Y3+、N的掺量分别为0.8%和0.5%时,在1.5h内甲基橙的降解率达到99.8%。     

Cu、N共掺杂纳米TiO_2制备及光催化活性研究

通过溶胶-凝胶法制备了纯TiO_2、掺杂Cu、掺杂N以及Cu和N共掺杂的纳米TiO_2,并利用XRD、XPS和UV-Vis漫反射光谱等技术进行分析,以二甲酚橙为目标降解物对光催化活性等进行了研究。结果表明,纯TiO_2、掺杂Cu、掺杂N以及Cu和N共掺杂的纳米TiO_2均为锐钛矿晶型,掺杂使得晶粒尺寸变小,吸收阈值红移,使其可见光吸收率比未掺杂的纳米TiO_2有了很大提高,最终导致其光催化降解二甲酚橙的活性得到显著增强。     

Cu-N共掺杂TiO_2粉体光催化降解水中的偶氮

为了研究Cu、N掺杂Ti O2粉体的光催化活性,采用溶胶-凝胶法制备纯Ti O2,Cu、N单掺及共掺Ti O2光催化剂粉体,利用X射线衍射、N2吸附-脱附和X射线光电子能谱等技术对其进行表征,并考察不同Ti O2粉体为光催化剂对甲基橙的光催化降解能力。结果表明:Cu-N共掺杂的协同作用使Ti O2具有更好的热稳定性,抑制锐钛矿相向金红石相转化;煅烧温度为500℃时制备的Cu-N共掺Ti O2光催化剂粉体在可见光下光催化活性最高,光照180 min时对甲基橙的降解率高达93%。     

N、S共掺杂TiO_2催化剂的制备及其光催化性能

以硫脲作为N、S源,尿素作为水解调节剂,水热合成了N/S-TiO_2催化剂。采用XRD、SEM、XPS等手段对产品进行了表征。产品分散后,以质量浓度为0.02g·L~(-1)的甲基橙水溶液为模拟污染物,采用UV-vis光谱,多点BET分析及光催化实验研究了所得产品的光催化活性效果。实验结果表明:S以+6价形式进入TiO_2晶格取代Ti形成Ti-O-S键,N通过取代晶格中的O形成O-Ti-N键而改变了TiO_2能带结构。当煅烧温度为500℃时,水热合成出的产品结晶度较高,粒径较小,约17nm左右。光催化活性实验结果表明:当紫外灯照射时间达到1.5h时,N/S-TiO_2催化剂降解甲基橙溶液基本完成,脱色率达到96%以上。     

Ce掺杂TiO_2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂TiO2光催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对其结构进行了表征,研究了其在紫外光下对聚丙烯酰胺(PAM)的降粘性能,探讨了催化剂用量、光照时间、煅烧温度和煅烧时间等因素对PAM降粘效果的影响。实验结果表明:Ce掺杂TiO2提高了TiO2的光催化活性;当Ce:TiO2的摩尔比为3∶100、煅烧温度为500℃、煅烧时间为2h、催化剂加入量为2%(质量分数)时Ce掺杂TiO2催化剂的光催化降粘率可达99%以上。     

TiO_2纳米管/碳纳米管复合材料光催化降解玫瑰红染料废水的研究

主要介绍水热法制备TiO2纳米管/碳纳米管(TiO2/CNT)复合材料及其光催化降解染料废水的研究。结果表明,用水热法制备出的TiO2纳米管和CNT的掺杂比例为5∶1时,TiO2纳米管/碳纳米管(TiO2/CNT)复合材料光催化降解玫瑰红染料废水的效果最佳,而且TiO2纳米管/碳纳米管复合材料具有较好的稳定性。研究证实了TiO2纳米管/碳纳米管复合材料对玫瑰红染料废水在模拟太阳光照射下具有较好的光催化效果。     

纳米TiO_2-海泡石光催化降解罗丹明B废水的研究

以四氯化钛为前驱体,采用水解沉淀法在海泡石粉体上负载纳米TiO2,从而制备纳米TiO2-海泡石复合材料,并以罗丹明B废水为降解对象,通过试验研究各种影响因素对纳米TiO2-海泡石复合粉体材料光催化性能的影响。结果表明:当各影响因素在适当的反应条件下时,纳米TiO2-海泡石复合粉体材料对罗丹明B废水的光降解率达到95%以上。     

共掺杂Cu-Ce/TiO_2光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为前驱体制备了不同Cu-Ce掺杂量的纳米TiO2光催化材料。通过模拟环境室内甲醛气体的降解实验,探讨了不同样品在日光灯和纯可见光下的光催化效果,并采用X射线衍射仪和紫外-可见分光光谱仪对其晶相结构与光学特性进行表征分析。结果表明,Cu-Ce掺杂能明显提高二氧化钛在可见光下的光催化活性,当Cu-Ce掺杂浓度为2.5%时,对甲醛气体的光催化降解效果最佳。     

N掺杂TiO_2薄膜的光催化性能研究

开发具有可见光活性的光催化剂,在污染物处理和光能转换等方面,都有很大的应用价值。掺杂改性则是实现TiO_2可见光活性的重要手段之一。文献表明,在非金属元素掺杂中,N掺杂效果最为理想,已经成功地将光响应波长红移到可见光区,取得了很好的光催化活性。目前所制备的N掺杂TiO_2光催化剂主要有粉末和薄膜两种。粉末状催化剂较易制备,但存在难以回收的缺点;而采用简单方法制备高催化效率的薄膜仍存在一些困难。采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂改性的TiO_2薄膜以及SiO_2/TiO_2、FeCe/SiO_2/TiO_2等类型的复合薄膜,研究了镀膜的类型和层数、热处理温度和气氛,尿素、硫脲等不同氮源和掺杂量对薄膜光催化性能的影响;并且采用XRD、SEM、XPS、AES等分析了膜层的成分、相结构、表面形貌、膜厚、附着力,结合掺杂离子的类型、浓度、能级、电子构型、半径和化合价等因素,研究工艺条件对TiO_2的能带、异质结构的影响,研究了玻璃薄膜光催化活性变化的机理,特别是对TiO_2吸收边红移的作用机理。     

金属离子掺杂TiO_2光催化降解甲基橙的研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸正丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为螯合剂,控制反应温度为40℃,pH=2~3,控制不同原料配比和煅烧温度,制备二氧化钛(TiO_2),及制备Cu~(2+)、Fe~(3+)、Zn~(2+)、Sr~(2+)、Na~+、Co~(2+)掺杂的TiO_2光催化剂,每种金属离子掺杂质量分数为0.2%。结果表明,最佳条件为钛酸正丁酯∶无水乙醇∶蒸馏水∶冰醋酸(体积比)=1∶10∶3∶1,煅烧温度为600℃;金属离子掺杂量相同的情况下,光催化降解甲基橙的顺序为:Fe-TiO_2Cu-TiO_2Na-TiO_2CoTiO_2Sr-TiO_2TiO_2Zn-TiO_2。     

金属和非金属共掺杂TiO_2催化剂光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法制备了B、N和Ce共掺杂TiO2光催化剂,并用XRD、SEM等表征了其结构特征。以酸性大红染料为模型化合物,探索了其光催化性能,同时考察了制备条件对共掺杂TiO2催化剂活性的影响。结果表明,当B、N和Ce的原子为1∶2∶0.1时,光催化剂活性最大,大红染料的降解率达到98%。     

Ce掺杂TiO2/SiO2的制备及其光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和掺杂不同含量Ce的TiO2/SiO2复合纳米粒子.并用FT-IR,UV-Vis对样品结构进行了表征,并以罗丹明B(RB)的光催化降解为探针反应,评价了其光催化性能.结果表明,TiO2/SiO2催化剂中形成了新的Ti-O-Si键,Ce的掺杂使TiC2/SiO2光谱响应范围向可见光区拓展.与未掺杂的TiO2/SiO2相比较,掺杂的TiO2/SiO2具有更高的催化性能.Ce掺杂的最佳值为x(Ce)∶x(Ti)=0.0090,光催化剂最佳投放量为30mg.     

掺杂TiO2光催化降解印染废水的研究

随着印染工业的不断发展,印染废水的排放量越来越多,其环境污染问题越来越严重,逐渐引起了人们的重视。亚甲基蓝废水是印染废水的重要组成之一,近年来针对亚甲基蓝处理的研究越来越多。光催化法因具有高效、环保、不产生二次污染等优点,成为最具有开发前景的方法之一。     

Ag~+/HPA/TiO_2复合膜制备及光催化降解染料废水的研究

选择杂多酸(HPA)和磷钨酸(H_3PW_(12)O_(40))作为无机前驱体,四异丙氧基钛(TTIP)作为钛源,采用溶胶-凝胶和旋涂技术,制备掺杂Ag~+/HPA/TiO_2复合膜。Ag~+掺杂量分别为0.5%(wt,质量分数,下同)、1%、2%、3%和5%,探究对罗丹明B溶液的降解率变化。实验结果表明:Ag~+掺杂量为0.5%、降解罗丹明B溶液为6.25mg/L时,降解率最大,达到87.12%。     

CdS、Ag^+掺杂改性纳米TiO_2光催化降解有机物研究

在理论分析的基础上对纳米Ti02分别进行掺CdS和掺银改性实验研究。采用XRD和粒度分析技术对改性后的样品进行表征,并以掺杂CdS、Ag^＋纳米Ti02进行光催化降解甲基橙模拟实验。结果表明,掺杂CdS、Ag^＋纳米Ti02在可见光范围内降解有机物的效率有较大提高。     

金属离子掺杂TiO_2复合膜降解抗生素废水的研究

采用母体杂多酸(HPA)选择饱和Keggin型磷钨酸(H_3PW_(12)O_(40))作为无机前驱体,四异丙氧基钛(TTIP)作为钛源,石英片作为基底,采用溶胶-凝胶法结合控温技术和旋涂技术,制备掺杂金属离子的磷钨酸/TiO_2(M+/H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2)复合膜。通过掺杂金属离子Cu、Fe、Ag以及掺杂的质量比(M~+/Ti~(4+))分别为0.5%、1%、2%、3%、5%来制备杂多酸/TiO_2复合膜催化剂,来探究在加入不同金属离子及其用量后降解四环素溶液的降解率变化。结果表明:掺杂银离子质量比为5%时降解四环素溶度为40mg/L时,降解率最大为72.3%;当掺杂铜离子质量比为5%的纳米复合膜降解40mg/L的四环素溶液时,降解率最大为71.4%;掺杂铁离子质量比为2%时降解四环素溶度为40mg/L时,降解率最大为75%。     

Fe~(3+)/N共改性TiO_2可见光催化剂的制备及其对染料光催化降解性能研究

以偕胺肟纤维(AOCF)为载体,与TiCl_4进行配位后再水解,制得TiO_2/纤维复合物(N-TiO_2)。再将NTiO_2与FeCl_3反应,获得Fe、N共改性纳米TiO_2/纤维复合材料(Fe3+/N-TiO_2)。采用SEM、XRD、EDS等对复合物的形貌、晶态结构、表面元素进行表征。以染料降解率为指标,优化制备条件:Fe~(3+)初始浓度5.0mmol/L、pH=2.0、改性反应时间为20min。考察了Fe~(3+)/N-TiO_2对活性黄、活性红和甲基橙三种染料溶液的光催化降解性能,结果显示:在可见光下其对3种染料表现出良好的光催化性能,且可多次重复使用与再生,光催化反应过程符合一级反应动力学特征。PL和UV-Vis分析表明:Fe、N共改性使TiO_2禁带宽度窄化,吸收带边红移,其光谱响应范围变宽。     

TiO_2掺杂Ce和La离子薄膜的微结构与光催化性能

在应用溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜中,通过钛酸丁酯与结晶硫酸高铈(和三氧化二镧)混合反应,使薄膜中掺杂了一定量的Ce(La)离子。经对甲醛的光催化性能实验以及XRD Rietveld(全谱图拟合)结构分析表明:控制两种元素的加入量和热处理的温度,能够使薄膜的晶体和微结构发生变化,从而使TiO2的催化性能得以大幅度提高。     

N掺杂浓度对TiO_2光催化活性第一性原理研究

采用第一性原理超软赝势平面波方法研究了不同浓度N掺杂对锐钛矿相TiO2的晶体结构、电荷布局、能带结构、态密度及光学特性的影响。计算结果表明,N掺杂会引起TiO2晶格畸变,晶体体积、原子间键长及电荷分布随掺杂量发生变化。N掺杂使轨道分裂,在价带顶引入杂质能级,使TiO2的禁带宽度变窄,掺量越大带隙越小。掺杂使TiO2由间接半导体转变为直接半导体,光吸收带边同时出现红移和蓝移。在计算范围内,随着掺杂浓度的增大,可见光吸收强度逐渐增强。     

TiO_2/ACF光催化降解甲基橙废水性能研究

以活性炭纤维(ACF)为载体,采用溶胶-凝胶法制备活性炭纤维负载二氧化钛复合材料(TiO_2/ACF)。以甲基橙为模型化合物,研究TiO_2/ACF对染料废水的光催化降解活性,考察光照时间、溶液初始浓度、pH值、光强、重复使用次数等因素对甲基橙溶液去除率的影响。结果表明,TiO_2/ACF对甲基橙废水具有较好的光催化降解活性和重复利用性,ACF吸附和TiO_2光催化产生了协同作用。