纳米TiO2光催化降解碱木质素研究

通过纳米TiO2光催化氧化降解碱木质素,发现在木质素5g,催化剂用量为0．75g／L、光照时间为2．5h和pH值为10时,降解率可达70％以上。利用GC—MS对降解产物进行分析,结果表明,木质素本身具有复杂的结构形式,降解过程主要是进攻木质素侧链上的羰基和双键,使其发生氧化反应,改变结构或将侧链碎解。经过降解后可以得到紫丁香基衍生物、香草醛、愈创木基衍生物等小分子物质。     

载银TiO2薄膜制备及其光催化灭菌性能

在硫酸电解液中,用阳极氧化法在纯钛表面制备了纳米多孔TiO₂薄膜,并通过光沉积法进行了载银修饰。采用XRD、SEM对薄膜的形貌与相结构进行了表征,并考察了电流密度、电压和电解液浓度等对生成的TiO₂薄膜光催化灭菌性能的影响。结果表明：TiO₂薄膜由锐钛矿型和金红石型组成。随电压升高,金红石型的含量逐渐增多,微孔孔径增大,在电流密度为150 mA•cm^-2时,分别由120 V时的19%和93 nm增加到180 V时的96%和283 nm。电流密度的适当增大和适量的载银修饰有助于提高TiO₂薄膜光催化灭菌性能。在1 mol•L^-1硫酸溶液中,140 V/150 mA•cm^-2条件下制备的TiO₂薄膜,经3 g•L^-1硝酸银溶液中载银修饰后灭菌效果最佳。     

固体超强酸催化松节油合成龙脑的研究

研究了MoO₃/TiO₂固体超强酸催化剂催化松节油与草酸、氯乙酸、三氯乙酸反应的规律。实验结果表明,氯乙酸是最佳酯化剂,催化剂具有较强的活性及选择性。酯化反应采用程序升温,时间 315 min,皂化时间 1 h。催化剂用量为松节油质量的 5 %,松节油:氯乙酸为100:25(质量比)时,龙脑得率为 52.93%,正龙脑的选择性为 60.46%。     

纳米制冷剂TiO2/HFC134a水平管内流动沸腾换热实验研究

对纳米制冷剂TiO₂/HFC134a在水平管内的流动沸腾换热性能进行了实验研究,纳米颗粒的浓度为0.01、0.025和0.05 g•L^-1,并与纯质HFC134a的结果相比较。结果发现：TiO₂/HFC134a工质的流动沸腾传热系数得到一定的强化,强化程度与颗粒浓度有关,实验过程中发现的纳米颗粒在换热表面的沉积可能是主要的影响因素。     

纳米钙基CO2吸附剂反应吸附与分解动力学

采用TGA测定纳米钙基CO₂吸附剂在500～650℃温度范围内,CO₂分压0.015～0.025 MPa氮气气氛中的吸附反应动力学。针对纳米钙基CO₂吸附剂吸附CO₂反应特征,提出以两倍最大吸附速率对应的时间点前后分别为快速反应段与慢速反应段。分别采用Boltzmann方程与Avrami-Erofeev方程拟合快速反应段与慢速反应段吸附反应动力学方程,得到纳米钙基CO₂吸附剂在快速反应段与慢速反应段的活化能分别为27.52、70.25 kJ·mol^-1。吸附率拟合与实验值平均相对误差分别为10.29％、4. 17%。研究测试了纳米钙基CO₂吸附剂在650～800℃温度范围内,N₂,0.02、0.04 MPa CO₂分压氮气气氛中的分解反应动力学。忽略反应过程中传热、传质影响,采用收缩核模型,分别求得吸附剂在N₂,0.02、0.04 MPa CO₂分压氮气气氛中的活化能为141.9、34.7、113.2 kJ·mol^-1。碳酸钙分解率与实验值比较平均相对误差分别小于5.66% 、7.82%、5.01%。     

/改性丙烯酸松香杂化涂料的研究

通过共混法制得了紫外光固化纳米SiO₂/改性丙烯酸松香杂化涂料。采用傅立叶红外光谱对其进行表征,并对涂膜的力学性能及耐热性能做了研究。研究结果表明:纳米SiO₂的加入使体系的固化速率减慢,固化时间延长,涂膜交联度下降;同一纳米SiO₂含量下,随着引发剂量的增加和固化时间的延长,涂膜交联度逐步增加;另外,添加纳米SiO₂粒子后,可显著提高涂膜的力学性能,当纳米SiO₂加入量为 10% 时,涂膜硬度达到4H,附着力达到1级;纳米SiO₂的加入对涂膜的外观有一定影响,随着纳米SiO₂加入量的增加,涂膜由无色透明变成淡白色略透明,因此为保证外观质量及涂膜力学性能,纳米SiO₂加入量以在 10% 以内最好;热失重分析证明纳米SiO₂粒子的添加对材料的耐热性能没有明显影响。     

丝光沸石负载固体酸催化降解碱木质素的研究

利用正交实验,研究了丝光沸石负载H3PW12O40的最佳条件。用此固体酸对碱木质素进行催化降解,最佳条件为:木质素与催化剂质量比为3∶4、温度80℃、时间6 h、溶剂体系中醇/水为1∶1。采用差示紫外光谱法测定降解前、后产品的酚羟基含量,负载后降解的产物酚羟基含量有所增加,提高了木质素的化学活性,为更有效利用木质素提供了依据     

PS/TiO2核壳型微球和空心TiO2微球有序排列的制备

利用纳米级二氧化钛（TiO₂）溶胶微粒与聚苯乙烯（PS）胶体颗粒的混合悬浮液,以垂直共沉积的方法制备了核壳型PS/TiO₂微球的有序排列。当利用煅烧的方法去除PS胶粒晶体模板后,可以形成空心TiO₂微球的三维有序排列。考察了混合悬浮液中两种胶体颗粒的体积比（PS∶TiO₂=R）对空心TiO₂微球有序排列形成的影响。实验结果表明,合适的R值（6∶1）对于空心微球有序排列的形成至关重要。与此同时,浸渍填充法对照实验的结果表明,煅烧过程中TiO₂纳米颗粒晶型转化引起的收缩是造成TiO₂空心球产生的主要原因。     

纳米TiO_2去除水中铜离子

对纳米TiO2光催化还原Cu2+的工艺过程进行了系统的研究。结果表明,纳米TiO2的最佳用量为1g/L,pH=3时为宜;含0.5mmol/L甲醇的体系对其光催化反应的促进作用最为有效,在此条件下,Cu2+的脱除率可达到83.28%。     

Al2O3纳米颗粒对氨水鼓泡吸收过程的强化影响

在试制出了性能稳定的Al₂O₃纳米流体的基础上,通过定氨气流量和定入口压力两种实验方案,验证了Al₂O₃纳米颗粒对氨水吸收过程的强化影响,同时找出了引起强化吸收的两个主要影响因素：纳米流体性能的稳定性和吸收器入口与吸收器内气相界面的压力差。在添加十二烷基苯磺酸钠（SDBS）的情况下,可以获得性能稳定而具有强化吸收效果的Al₂O₃纳米流体,尽管SDBS本身对Al₂O₃纳米流体强化吸收具有抑制作用。较大的压力差下Al₂O₃纳米流体在吸收开始阶段就表现出强化吸收效果。随着氨水浓度的增加,氨水对氨气的吸收潜力减小,而Al₂O₃纳米流体对氨水溶液强化吸收的效果更加明显。对强化现象的可能机理给出了合理解释,为纳米流体对传热传质强化研究提供参考。     

木素类模型物紫丁香醇TiO2光催化降解

在光催化反应器中,以紫外光 (功率11 W,波长253.7 nm)作光源,在TiO2悬浮体系中,对含有木素类模型物紫丁香醇的有机废水进行了光催化降解实验,并研究了其反应特性.实验结果表明,暗反应60 min后,紫丁香醇在TiO2催化剂表面达到吸附解吸平衡,吸附总量百分比基本相同,TiO2表面饱和吸附量是初始溶液中紫丁香醇质量的16.3%;当TiO2用量为0.4 g/L,溶液pH值为3以及连续曝气和搅拌条件下,由降解吸光度曲线可知,经该紫外光照射12 h,初始浓度40.5 mg/L的溶液去除率达52%,继续照射4 h,最终可达到完全降解.由降解吸光度曲线和化学特征功能团显色实验可初步推断,在一定的紫外光照射下,紫丁香醇支链上的一个甲氧基先与苯环发生断裂,生成了具有单甲氧基结构的中间体-愈创木酚.通过联立方程定量分析了降解过程中紫丁香醇和愈创木酚的浓度.     

负载型TiO_2光催化去除氨氮的研究

研究负载型TiO2光催化法去除氨氮的规律。采用溶胶-凝胶（sol-gel）法制备TiO2/天然沸石光催化剂。讨论温度、pH值、曝气量、催化剂投加量等因素对氨氮去除率的影响。结果表明,反应时间为3 h,pH值为10,光催化剂投加量为7 g/L、曝气量为0.2 m3/h、温度为32℃时,具有最佳氨氮去除效果,最大去除率为58.32%。     

甲醇降解碱木质素

采用超临界甲醇法将碱木质素降解为小分子芳香族化合物,考察了反应温度、反应时间和溶剂中水含量对降解反应的影响。碱木质素被降解为约21种单环芳香族化合物,其中7～11种为主要组分,多为以愈创木基结构为主的芳香族衍生物。产物中非酚型组分较稳定,不易发生进一步反应,且随着反应时间的延长,其所占比例不断增大,而酚型组分稳定性较差,易发生进一步反应。碱木质素降解反应速率的突变发生在250～280℃,温度越高,反应速率越大。水的存在有利于醚键的断裂和酚型组分的生成。在水体积分数为50%的甲醇-水共溶剂体系中,2-甲氧基-4-乙基苯酚的选择性最好,其在产物中的质量分数达48.6%。碱木质素的醚键在反应中全部断裂,四氢呋喃不溶物中主要是以缩合结构为主的木质素残片和再聚合产物。     

秸秆模板法制备多孔纳米二氧化钛及降解甲基橙研究

以五节芒杆芯、玉米杆外皮、玉米杆芯、水稻秸秆5种农用废料秸秆为模板,通过溶胶—凝胶法制备了4类多孔纳米二氧化钛材料,XRD表征证明,煅烧温度为500℃时,纳米二氧化钛材料主要为锐钛矿型材料。二氧化钛材料对甲基橙降解实验研究表明:在甲基橙溶液浓度为20 mg/L,体积为10 mL时以五节芒杆芯为秸秆且秸秆加入量为2 g制备得到的多孔锐钛矿二氧化钛材料,用量为0.1 g时,甲基橙降解率达到97.64%。     

月桂酸有机化改性纳米二氧化钛工艺研究

文章采用月桂酸作为改性剂对纳米二氧化钛粉体进行了有机表面改性。研究了在改性过程中,改性剂用量、改性时间、改性温度、溶液的pH对二氧化钛粉体表面改性的影响,通过对比试验,并对每组实验做了亲油化度的测定。实验结果表明,工艺条件为:改性剂用量5%、改性时间1.5小时、改性温度80℃、溶液的pH=5时,可以获得较好的改性效果。最后对改性前后的纳米二氧化钛作了红外光谱(IR)和热重分析(TGA)测试,证明了月桂酸有机化改性纳米二氧化钛的可行性。     

纳米二氧化钛在硅酸盐行业中的应用研究进展

由于二氧化钛具有优异的光催化性能,其广泛应用于净化空气、污水处理、自清洁等领域。文章对近年来纳米二氧化钛在陶瓷、玻璃、水泥、混凝土等硅酸盐系列材料中的应用进行了综述,介绍了掺加TiO2复合材料在抗菌、自清洁、降解氮氧化物等环境保护领域方面的应用。     

在活性炭负载TiO2催化剂上甲基橙的光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备活性炭（AC）负载型TiO2光催化剂,用XRD分析了其物相结构,以紫外灯为实验光源对活性炭负载TiO2光催化剂进行了光降解性能的研究。以甲基橙溶液为目标降解物,考察了TiO2负载量、催化剂用量、热处理温度等不同条件下催化剂的光催化活性。结果表明,当TiO2负载量为33．3％,用量为2—3g／L,紫外光连续照射5h时,甲基橙溶液的降解率可达96．1％。     

TiO2光催化剂及其在生态陶瓷中的应用

本文介绍TiO2光催化剂的催化原理与制备方法.着重介绍了其在生态陶瓷中的应用,并对目前存在问题和研究方向进行了探讨。