ZnO/C/TiO2复合纳米材料制备及其光催化性能

以金属有机骨架MOF-5为前驱体,在氮气气氛下高温处理得ZnO/C,通过水热法将ZnO/C负载到TiO2中获得ZnO/C/TiO2纳米复合光催化剂,对其晶体结构、形貌特征、成分等进行了表征,采用正交实验法考察了MOF-5处理温度、ZnO/C负载量、钛酸丁酯加入量对复合光催化剂催化降解甲基橙性能的影响. 结果表明,TiO2的比表面积为87.5 m2/g, ZnO/C/TiO2的比表面积为109.0 m2/g. 制备ZnO/C/TiO2的最佳条件为MOF-5处理温度600℃,ZnO/C负载量0.07 g,钛酸丁酯加入量1.5 mL. 甲基橙用紫外灯照射90 min,以TiO2为催化剂时降解率为62.1%,以ZnO/C/TiO2为催化剂时降解率达99.5%,光催化活性大大提高.     

Pd-TiO_2/C催化剂对甲酸的电催化氧化

用液相还原法制备Pd-TiO2/C催化剂。用循环伏安法(CV)和线性扫描法(LSV)考察了催化剂对甲酸的电催化氧化活性。通过计时电流曲线检测催化剂对甲酸的稳定性。结果表明Pd/TiO2/C催化剂中Pd粒子电化学比表面积增大,Pd-TiO2/C催化剂稳定,催化活性比Pd/C催化剂有较大幅度的提高。     

TiO2光催化降解亚硝酸钠的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2光催化剂,以紫外光照射下的光催化降解亚硝酸钠为模型反应,以盐酸萘乙二胺显色法测定样品的吸光度,进而得出亚硝酸钠的转化率,并采用BET、XRD和IR对催化剂进行了表征。结果表明,500℃焙烧的TiO2催化剂比表面积为42.5 m2/g,平均孔径为5.8 nm,热稳定性好。400℃焙烧2 h的TiO2尚存在一定量的无定形相TiO2,500℃焙烧的TiO2完全转变为锐钛矿型TiO2,700℃时完全转化为金红石相。本实验最佳的反应条件为:TiO2(500℃,2 h)催化剂0.2 g,100 mL 0.125μg/mL亚硝酸钠溶液中,紫外光降解150 min,亚硝酸钠的降解率为100%;添加适量浓度的H2O2溶液,可促进亚硝酸钠溶液的转化。     

TiO_2光催化降解亚硝酸钠的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2光催化剂,以紫外光照射下的光催化降解亚硝酸钠为模型反应,以盐酸萘乙二胺显色法测定样品的吸光度,进而得出亚硝酸钠的转化率,并采用BET、XRD和IR对催化剂进行了表征。结果表明,500℃焙烧的TiO2催化剂比表面积为42.5 m2/g,平均孔径为5.8 nm,热稳定性好。400℃焙烧2 h的TiO2尚存在一定量的无定形相TiO2,500℃焙烧的TiO2完全转变为锐钛矿型TiO2,700℃时完全转化为金红石相。本实验最佳的反应条件为：TiO2（500℃,2 h）催化剂0.2 g,100 mL 0.125μg/mL亚硝酸钠溶液中,紫外光降解150 min,亚硝酸钠的降解率为100%;添加适量浓度的H2O2溶液,可促进亚硝酸钠溶液的转化。     

镱掺杂TiO_2光催化剂的制备工艺研究

采用溶胶凝胶法制备了镱掺杂TiO2纳米光催化剂,并通过XRD、IR和BET对样品进行表征。在紫外光照射下,以罗丹明B为光催化目标降解物,考察了催化剂的光催化性能。结果表明:Yb/TiO2比纯TiO2具有更好的光催化活性。制备Yb/TiO2光催化剂的最佳条件是:n(Yb)/n(Ti)为1.0%,HAc为3mL,溶液pH值为1.4,PEG为0.5g,湿凝胶陈化时间为2d,干燥时间为12h,干凝胶煅烧温度为600℃,煅烧时间为3h,此条件下制备出的Yb/TiO2能使罗丹明B的降解率达到88.9%。结构表征说明掺镱二氧化钛粉体降低了TiO2的颗粒粒径,增加了比表面积,提高了光催化活性。     

制备方法对低温NH_3-SCR脱硝催化剂MnO_x/TiO_2结构与性能的影响

采用浸渍法、沉积法以及共沉淀法制备了MnOx/TiO2催化剂。运用XRD、BET、FTIR、H2-TPR和总酸量等技术对催化剂进行了表征,发现以共沉淀法制备的MnOx/TiO2催化剂具有最大的比表面积、孔体积和总酸量,孔径分布最集中,MnOx可以在TiO2表面高度分散。NH3-SCR脱硝活性表明,共沉淀法制备的MnOx/TiO2催化剂脱硝活性最好,当Mn负载量为20%时,高空速(60000 h-1)下,催化剂于140℃时对NO去除率可达92.9%。     

碳掺杂TiO2光催化降解苯酚的研究

用蔗糖溶液浸渍法制备碳掺杂改性二氧化钛(C/TiO2)光催化剂,考察催化剂在苯酚氧化降解反应中的活性,研究了焙烧温度、碳负载量等因素对活性的影响,以XRD、BET、UV/Vis漫反射光谱等方法对催化剂进行表征。结果表明,焙烧温度、炭的含量和粒径大小影响C/TiO2催化剂对苯酚的降解活性。其中当负载量为5%(mC/mTiO2),焙烧温度为500℃时,催化剂活性最高,150 min后苯酚的降解率达90%,高于商品化的催化剂P25。     

H4SiW12O40改性TiO2的制备及光催化性能研究

通过超声分散法制备了H4SiW12O40掺杂TiO2光催化剂,采用XRD、红外光谱进行表征。考察了H4SiW12O40的掺杂比例、催化剂的煅烧温度、催化剂的投加量、反应物的初始浓度对光催化降解碱性品红溶液的影响,并利用TOC测定和紫外-可见吸收光谱进一步研究了光催化降解过程。研究结果表明：H4SiW12O40掺杂后,TiO2的粒径减小,比表面积增大,光谱响应范围发生红移;硅钨酸掺杂TiO2的最佳比例为3.20%wt.;催化剂的最佳煅烧温度为400℃;催化剂的最佳用量为0.4g/L;当碱性品红溶液的初始浓度为14mg/L时,光催化效果较好;此外,光催化降解碱性品红溶液的过程可能是分步进行的。     

Ni/SiO_2催化剂制备条件对C5树脂催化加氢反应性能的影响

采用共沉淀法制备Ni/SiO2催化剂,采用BET、XRD、TEM、CO脉冲吸附等方法对催化剂进行表征。考察了制备过程中不同聚合度PEG对Ni/SiO2催化剂C5树脂催化加氢反应性能的影响。结果表明:聚乙二醇分散剂的加入抑制了SiO2粒子间团聚,促进了Ni的分散,提高了Ni/SiO2催化剂比表面积。聚乙二醇分子量增加,催化剂比表面积先增加后减小。选择PEG-800作分散剂时,Ni/SiO2催化剂比表面积最大,Ni的分散度最高,并表现出最优的C5树脂加氢活性。     

TiO2载体制备条件及结构对MnOx/TiO2催化剂性能的影响

采用水热法一步反应制备锐钛矿结构TiO2晶体,通过浸渍法负载活性组分MnOx得到MnOx/TiO2低温脱硝催化剂.利用X射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段,研究制备过程中水热温度、水热时间以及硫酸钠用量对TiO2载体和MnOx/TiO2催化剂性能的影响.结果表明,水热温度为120℃,水热时间为22 h以及硫酸钠与尿素摩尔比为0.12的条件下,得到的TiO2结晶度高,分散性好,最大比表面积为234.54 m2·g-1.由其制备的MnOx/TiO2低温脱硝催化剂具有最佳的低温脱硝活性,在空速为20000 h-1,反应温度为200℃时,催化剂脱硝率可达90％以上.     

活性炭负载TiO2的制备及其光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2/活性炭(AC)光催化剂,采用XRD分析了纳米TiO2晶型,SEM观察了活性炭负载前后表面形貌.正交试验分析了各因素对光催化降解甲基橙的影响.结果表明:制备的纳米TiO2为纯锐钛矿型,催化剂以不规则碎片包覆在活性炭表面.复合材料在TiO2浓度0.441 mol/L,50℃烘干后,pH=3的环境下降解甲基橙,脱色率达到95.5％.溶液pH值是催化降解的主要影响因素.     

H_4SiW_（12）O_（40）/TiO_2-ZrO_2的制备及光催化降解甲基橙的研究

采用浸渍法制备了H4SiW12O40/TiO2-ZrO2光催化剂,以光催化降解染料废水甲基橙为探针反应,探讨了催化剂投加量、溶液pH值对光催化降解效果的影响以及催化剂的重复使用性。结果表明,H4SiW12O40/TiO2-ZrO2催化剂具有更优越的光催化性能,当催化剂的用量为1.8 g/L,甲基橙溶液初始浓度为10 mg/L,pH=4时,反应4 h后甲基橙的降解率可达90%以上。     

微波辅助离子液体中铜掺杂TiO2光催化剂的制备及微波强化光催化活性

在[Bmim] PF6离子液体中,用微波辐射干燥的方法制备了铜掺杂纳米二氧化钛光催化剂TiO2-Cu,测试催化剂对甲基橙溶液的微波（MW）、紫外（UV）、微波-紫外（MW-UV）条件下的降解率,考察了离子液体用量、铜掺杂量、微波干燥功率、微波干燥时间、煅烧温度、煅烧时间、微波降解功率等因素对TiO2-Cu催化剂活性的影响.结果表明,掺杂物质硝酸铜与钛酸丁酯的物质的量比为n（Cu）/n（Ti）=0.025,在功率为210 W的微波条件下干燥20 min,再在高温箱式电阻炉中于500℃下煅烧2h,所制得的TiO2-Cu催化剂具有较高的光催化活性;在MW、UV和MW-UV 3种降解条件下,对甲基橙的降解率分别为3.78％,92.98％,98.39％;并且在3种降解条件下,甲基橙降解率始终是：MW-UV＞ UV＞ MW.表明在紫外光照条件下,微波辅射具有强化TiO2-Cu催化剂降解甲基橙的作用.催化剂结构分析表明,TiO2中掺入铜后制得的催化剂,具有粒径均匀,比表面积、孔容、平均孔径和半孔宽均较大等特点,这也是TiO2-Cu催化剂具有较高的光催化活性的主要原因.     

TiO_2/AC负载型光催化剂的制备及性能研究

以活性炭为载体,用溶胶凝胶法制备TiO2/AC负载型催化剂,用XRD对其进行了表征。以甲基橙为目标降解物,以紫外灯为光源对催化剂进行了光降解研究。考察了催化剂煅烧温度、催化剂用量、光催化反应时间、催化剂重复使用次数等对催化剂活性的影响。结果表明：催化剂煅烧温度500℃,催化剂用量为0.8 g/L,光催化反应时间为2 h,甲基橙降解率最高,可达到97.26%。催化剂再重复使用5次后,对甲基橙的降解率仍然可达到91.48%。     

Zn掺杂TiO2的制备及其光催化降解甲基橙性能

采用沉淀法制备了不同掺杂量的Zn/TiO₂催化剂,以光催化降解甲基橙为探针反应,考察其光催化活性,并采用紫外漫反射和X射线衍射对其进行结构表征。研究结果表明,Zn的掺杂量对催化剂活性影响较大,最佳掺杂物质的量分数为1.5%;催化剂的紫外漫反射微分曲线的峰值变化与其活性变化一致,1.5%(物质的量分数) Zn/TiO2的微分峰值最大。X射线衍射分析表明,少量Zn高度分散在TiO₂晶格中。Zn掺杂物质的量分数1.5%时,添加2 g·L^-1的Zn/TiO₂催化剂,甲基橙降解的最佳条件：pH＝3,浓度15 mg·L^-1,降解率最高达98.6％。     

N-Al/TiO2催化剂的制备及可见光降解染料

采用溶胶-凝胶法分别制备了N、Al单掺杂与N、Al共掺杂的TiO_2复合材料,考察了4种催化剂在可见光下对染料甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的光降解效率。采用XRD、SEM、XPS、UV-Vis DRS、N2吸附-脱附手段对催化剂进行表征和评价。结果表明:N、Al共掺杂后的Ti O2骨架晶型仍保持为锐钛矿型,比表面积增加,团聚现象略有减少,且N、Al共掺杂TiO_2催化剂在可见光下对甲基橙的降解效果最佳,脱色率可达70%左右。     

沸石固载TiO2光催化技术处理甲基橙工艺研究

用溶胶-凝胶法制备的沸石固载型光催化剂来降解废水中甲基橙。研究了TiO2负载量、pH值、氧化剂联用等因素对甲基橙降解的影响。结果表明：固载型催化剂对甲基橙溶液的处理效果好;处理100mg／L的甲基橙溶液,当沸石负载量为1．24％,pH=11,曝气量为25mL／s,反应温度为30℃,反应1h后降解率可达98％;以沸石颗粒为载体制备的催化剂,其光催化活性高,不流失,经过60h使用后降解率为94％,且制作工艺简单,可重复使用。     

银锌共掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能

金属离子掺杂纳米TiO2能加强二氧化钛的光催化降解能力。用溶胶凝胶法制备了银锌共掺杂纳米TiO2,并以甲基橙光催化降解为例考察掺杂离子、掺杂量、催化剂加入量等对光催化性能的影响。     

水溶液中纳米二氧化钛光催化降解甲基橙的影响因素

用沸腾回流直接水解法制备了粒径为25～35 nm纯锐钛矿型纳米二氧化钛(TiO2).用X射线衍射和透射电镜表征材料的结构与形貌.用该催化剂催化降解甲基橙,研究了催化剂用量、甲基橙的起始浓度、溶液pH值、光强度、溶液中添加金属离子的影响.结果表明:在较强紫外光照射下,当甲基橙的起始浓度为0.02 g/L,TiO2用量为1.0g/L,光催化效率最高.酸性条件有利于光催化降解甲基橙.掺加Fe3 或Zn2 的光催化效率显著增加.掺加Mn2 或Ca2对光催化活性没有影响.在紫外光区域(366 nm),样品对催化降解水溶液中甲基橙的活性较高.     

微波水热法制备稀土元素铒掺杂TiO_2光催化剂及光催化活性

采用微波水热法和溶胶-凝胶法制备稀土元素Er掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Er,以甲基橙溶液为模拟污染物,在微波辐射-紫外光照(MW-UV)和太阳光照条件下,考察TiO_2-Er光催化剂的光催化降解活性。分别用N_2吸附-脱附、ICP-AES和PL光谱分析对TiO_2-Er光催化剂进行结构测试和表征。结果表明,Er掺杂能显著提高TiO_2光催化剂光催化活性,微波水热法制备的TiO_2-Er光催化剂具有较高的光催化活性;微波水热法和溶胶-凝胶法制备的TiO_2-Er光催化剂微波辐射-紫外光照50 min,甲基橙降解率分别为100%和98.5%,太阳光照4 h,甲基橙降解率分别为99.0%和97.5%。微波水热法具有晶化时间短和元素掺杂均匀的优点,制备的TiO_2-Er光催化剂具有形貌均匀、孔径较大、孔分布均匀和比表面积较大等特点,且Er掺杂能抑制光生e~-/h~+复合,使光生e~-/h~+的分离效率得到提高,有利于光催化活性的提高。