胰蛋白胨辅助合成TiO_2及其光催化性能

为通过绿色合成途径制备高结晶度且高比表面积的TiO_2光催化剂,以胰蛋白胨为模板,采用溶胶凝胶法制备了具有多孔结构的TiO_2粉体.用X射线衍射仪、激光粒度仪、N_2-吸脱附、透射电镜、紫外可见漫反射、激光共聚焦显微镜和热重等技术对样品进行表征,并通过对活性艳蓝KN-R的紫外光催化降解效果评价样品的光催化性能.结果表明,煅烧法去除胰蛋白胨模板后,得到具有多孔结构的锐钛矿相TiO_2,比表面积为156.338 m~2/g,光照120 min后降解率达到93.22%,样品结晶度及活性艳蓝KN-R的光催化降解效果均得到提高.     

Cu~(2+)/Ce~(4+)-TiO_2可见光催化降解活性艳红X-3B

采用溶胶凝胶法合成了掺杂Cu~(2+)和Ce~(4+)的Ti O2可见光催化剂,用活性艳红X-3B降解脱色为模型反应,结合紫外-可见光谱法、XRD和SEM等表征手段,考察了制备条件与光催化活性的关系.实验结果表明:适量掺杂稀土元素Ce~(4+)较单独掺杂Cu~(2+)能更加有效地提高催化剂在可见光下的催化活性,掺杂后使催化剂的吸收带边位置发生红移,晶型结构为锐钛矿和金红石的混合晶型.掺杂Ce~(4+)量为1.5%时,0.4 g催化剂对30 m L浓度为5 mg/L的活性艳红X-3B模拟印染废水降解率达到61.1%.     

硫氮共掺杂纳米TiO_2光催化降解蒽醌染料研究

以硫脲为硫源、尿素为氮源、钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备硫氮共掺杂纳米TiO_2光催化剂(S-N-TiO_2)。利用X射线衍射仪、紫外-可见漫反射吸收光谱仪、透射电镜和X-射线光电子能谱仪,表征分析所制备的S-N-TiO_2的晶体结构和光谱性质;以蒽醌结构的活性艳蓝L-KN-R染料为目标降解物,研究其可见光催化性能。结果表明,所制备的SN-TiO_2均为锐钛矿相,平均粒径为13.9nm;其吸收边带红移至610nm;在金卤灯照射下,光催化反应180min,对活性艳蓝L-KN-R染料的降解率达89.14%。     

Fe~(3+)-Er~(3+)共掺纳米TiO_2紫外及可见光下催化降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯性能

采用溶胶-凝胶-微波法以无水乙醇为溶剂,制备了Fe~(3+)和Er~(3+)不同摩尔配比共掺的TiO_2纳米粒子,在N2保护下加热至500℃,获得具有稳定锐钛矿型结构的Fe~(3+)和Er~(3+)共掺TiO_2纳米晶体(Fe~(3+)-Er~(3+)-TiO_2)光催化剂.对于Fe~(3+),Er~(3+)不同摩尔配比共掺的纳米TiO_2光催化剂,在掺入量相同时,紫外及可见光下的光催化活性最强.采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对样品的表面结构进行测试,结果显示Fe~(3+)-Er~(3+)-TiO_2纳米光催化剂晶体尺寸为25 nm~30 nm;X衍射仪测试样品,其XRD图谱峰值显示晶型结构为锐钛矿型,荧光光谱(FL)和紫外-可见(UV-Vis)光谱显示材料的吸收波长范围为370 nm~770 nm.利用Fe~(3+)-Er~(3+)-TiO_2纳米光催化剂在紫外及可见光下降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯,反应过程以高效液相色谱(HPLC)对N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯浓度进行检测,结果显示掺入Fe~(3+),Er~(3+)可提高TiO_2的光催化活性,从反应动力学和机理分析掺入Fe~(3+),Er~(3+)可增加光反应孤对电子从而提高反应液中HO·含量.     

离子液体[C_6mim]Br中TiO_2气凝胶的制备

以钛酸四丁酯为前驱体,离子液体[C6mim]Br为催化剂及模板剂,在低温、常压条件下制备了TiO2气凝胶。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及N2吸附/脱附法对结构进行了分析。结果表明,TiO2气凝胶为锐钛矿晶体结构,平均孔径为9.7nm,比表面积为264.3m2/g,孔体积为0.513cm3/g。以活性蓝为模拟污染物,紫外汞灯为光源,研究了TiO2气凝胶的光催化活性。结果表明,TiO2气凝胶具有优于P25的光催化活性。     

金属掺杂Bi_3NbO_7催化剂可见光降解亚甲基蓝

采用共沉淀法分别制备Cr~(3+)、Ce~(3+)、Sr~(2+)掺杂的Bi_3NbO_7光催化剂,并进行XRD、BET表征,考察可见光下降解亚甲基蓝的性能.结果表明:离子半径较小的Cr、Ce能够替代部分Bi~(3+)进入Bi_3NbO_7晶格,而离子半径较大的Sr~(2+)未能完全进入晶格,形成杂相.掺杂金属后Bi_3NbO_7的比表面积和孔径有所降低,但是光催化性能得到提高,光照240 min后Cr~(3+)、Ce~(3+)、Sr~(2+)掺杂的Bi_3NbO_7上亚甲基蓝的降解率分别达96%、100%、89%.     

Eu3+掺杂纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Eu3+掺杂的纳米TiO2粉体。以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能,并讨论了掺杂TiO2粉体的加入量、亚甲基蓝溶液的初始浓度、pH值以及稀土元素掺杂量和烧成温度等对样品光催化性能的影响。结果表明:在样品加入量为0.15 g/50 mL,亚甲基蓝溶液的初始浓度为10 mg/L,pH=7时样品的光催化性能最佳。稀土元素的最佳掺杂量(摩尔比)为n(Eu3+)∶n(TiO2)=0.5%,样品的热处理温度在500～550℃时,样品表现出较好的光催化活性。掺杂TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应4 h降解率达到88.16%,优于同等条件下制备的纯TiO2粉体。     

CNTs/TiO_2复合材料的制备及光催化性能研究

碳纳米管具有大的比表面积、良好的导电性等优点,将其和半导体光催化剂复合,可以有效改善光催化剂活性,提高光催化效率。本文利用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱物,制备碳纳米管/二氧化钛(CNTs/TiO_2)复合光催化剂,研究其光催化活性。采用扫描电镜、XRD、拉曼光谱、吸收光谱等方法对复合材料进行表征,以甲基橙(MO)为目标降解物研究复合材料在紫外光下的光催化活性。结果表明,当煅烧温度为450℃时,TiO_2较好的和CNTs结合,TiO_2主要为锐钛矿型;CNTs/TiO_2复合材料表现出优异的光催化性能(96%);TiO_2和CNTs的质量百分比是影响光催化效果的重要因素。     

老化条件对SiO2-TiO2复合气凝胶光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法,在常压干燥条件下,以离子液体1-己基-3-甲基咪唑溴盐为模板剂和老化液在低温下制备了SiO2-TiO2复合气凝胶,研究了老化温度和老化时间对SiO2-TiO2复合气凝胶制备的影响。采用XRD、TEM及N2吸附/脱附等方法对其结构进行了一系列表征。以活性艳蓝为模拟污染物,考察了样品的光催化性能。实验结果表明,在60℃的老化温度下老化5d,制得的气凝胶样品具备较高的催化活性和最佳的综合性能。     

La3+-Fe3+共掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La3 -Fe3 共掺杂的TiO2纳米粉体,并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能.通过XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征.结果表明,La3 -Fe3 共掺杂制备的TiO2粉体最佳热处理温度为550 ℃,结晶完整、主晶相为锐钛矿型,平均粒径约为20 nm;掺杂使TiO2吸收带发生红移,光催化性能增强;共掺杂体系的最佳量为n(La3 ):n(TiO2)=0.05%,n(Fe3 ):n(TiO2)=0.5%.共掺杂的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应2 h降解率达到98.72%,优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体.复合掺杂光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程.