纳米TiO_2的制备及其光催化降解甲基橙

以TiCl_4、氨水及双氧水为主要原料,通过水解法制备出纳米TiO_2光催化剂。采用SEM分析手段对制备的TiO_2颗粒进行了表征。以甲基橙溶液模拟染料废水,TiO_2为催化剂,在紫外光照条件下考察了TiO_2投加量、甲基橙初始浓度、光照时间、溶液pH值及重复利用次数对甲基橙光催化降解效率的影响。实验结果表明:TiO_2最佳的投加质量浓度为0.20 g/L;光催化反应4 h后,甲基橙的降解率可达95.67%;酸性条件有助于甲基橙的去除;TiO_2光催化剂在重复使用5次之后仍能保持较高的催化活性,甲基橙的降解率为90.35%。     

光催化过程中氧及过氧化氢对氧化钛的效应

由TiO2,TiO2/H2O2,H2O2以及在水溶液中通入空气等光催化条件组成几种不同的光催化体系,在254nm,2.4mw/cm^2紫外条件下,光催化降解甲基橙染料,研究光催化过程中氧与过氧化氢对氧化钛光催化的协同作用,实验结果表明氧化钛光催化降解甲基橙染料时,在0．1％的氧化钛水溶液中添加0．02％的过氧化氢,能够提高甲基橙的光催化降解速率6倍以上,通入5L/min的空气,由氧分子与氧化钛表面电子的作用,减少了光催化过程中的电子与空穴的复合几率,增加了活性羟基自由基的生成,也能够提高光催化速率3倍以上。     

Pb~（2＋）-SiO_2-TiO_2复合催化剂的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯和硝酸铅为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了Pb2＋-SiO2-TiO2复合催化剂,分别用X射线衍射（XRD）、UV-Vis和FT-IR对其进行了表征;以模拟太阳光下甲基橙的光催化降解为模型反应,对Pb2＋改性硅钛复合材料的光催化活性进行了评价。结果表明：Pb2＋最佳掺杂量为1.5%（质量分数）,最佳热处理温度为500℃。用Pb2＋-SiO2-TiO2催化剂光催化降解浓度10 mg/L的甲基橙溶液,反应3 h后甲基橙的降解率达90.0%以上。     

纳米二氧化钛粉体光催化染料脱色的研究

以钛酸四丁酯为原料,采用水解法制备了纳米二氧化钛粉体.经XRD对制得的粉体进行了表征.以水解法制得的二氧化钛粉体,利用紫外光催化反应装置,考察了溶液初始浓度变化、催化剂投加量以及光催化时间对甲基橙降解率的影响.结果表明:随着溶液初始浓度增加,甲基橙的降解率降低;TiO2粉末投加量为0.8 g/L时,其具有良好的光催化脱色性能,经7 h光照,甲基橙染料废水脱色效果好.     

TiO2／沸石微粒的制备及其光降解甲基橙的性能研究

以钛酸丁酯为钛源,180目天然沸石为载体,用溶胶-凝胶-浸渍法制备了不同涂膜层数的TiO2／沸石微粒光催化剂,用X射线衍射和红外光谱对其进行了表征．以甲基橙为目标降解物,在光照强度、甲基橙初始浓度、催化剂投加量与空气通入量一定的光催化反应器中,通过30min光催化降解的吸光度变化,考察了TiO2涂膜层数、催化剂重用性能等不同条件下催化剂的光催化活性．结果表明,涂覆5层、120℃下干燥12h、200℃煅烧2h时的TiO2／沸石微粒对沸石结构没有影响,TiO2与沸石间形成了较强的Ti-O-Si化学键合,光催化活性最高,投加1．0mLH2O2,重复使用4次后再生,其光催化活性由59．35％恢复至82．3％．     

掺铜纳米TiO_2材料的制备及光催化性能

以钛酸丁酯、硝酸铜为原料,采用溶胶-凝胶法制备了掺铜纳米TiO2材料,通过XRD对样品结构进行表征.用卤钨灯作为光源、甲基橙溶液作为光催化反应污染物,考察了Cu掺杂量和焙烧温度对样品光催化性能的影响,并进一步研究了甲基橙溶液pH值、催化剂用量、反应时间等影响光催化降解效果的重要因素.结果表明,TiO2样品中Cu的掺杂量为5%,焙烧温度为500℃,甲基橙溶液pH值为5,催化剂用量为1.0g/L,光催化反应2.5h时,甲基橙的降解率达到63%.     

光催化去除室内污染物HCHO的实验研究

为了模拟光催化净化器去除室内污染物的最佳条件,搭建了光催化污染物HCHO去除循环实验台,利用浸渍涂膜法分别以活性炭颗粒及活性炭网为载体制备纳米TiO_2催化剂膜,通过实验对其光催化性能进行分析.实验结果表明,在HCHO浓度较高时,2种催化剂膜对HCHO的光催化去除随流速的增加表现为从传质控制过程向光催化控制过程过渡,且以活性炭网为载体的催化剂膜对HCHO的去除效率大于以活性炭颗粒为载体的催化剂膜;而在HCHO浓度较低时,由于HCHO驻留时间的影响,2种催化剂膜对HCHO的去除随流速增加而降低.     

撞击流法制备纳米ZnS及其光催化性能

分别以廉价易得的3种锌化合物为锌源,Na_2S为硫源,基于自制的撞击流设备,采用简单、高效的一步撞击流法制备了分散性良好、尺寸分布均匀、颗粒细小且具有优异光催化性能的ZnS纳米颗粒。探究了不同锌源、反应物浓度和反应温度对紫外光照射下纳米ZnS的光催化性能的影响。研究结果表明:在Zn(NO_3)_2·6H_2O为锌源,反应物浓度为0.2 mol·L~(-1),反应温度为80℃的优选条件下,制备的纳米ZnS具有优异的光催化性能和良好的光催化稳定性,以其为催化剂降解甲基橙(MO)溶液12 min,甲基橙的降解率高达99.22%,循环降解3次后甲基橙的降解率仍能保持首次降解率的85.24%。     

光催化-膜分离三相流化床循环反应装置TiO2分布特性的研究

耦合光催化氧化和有机膜分离技术,设计了一种由光催化反应器和膜分离器组成的新型光催化氧化-有机膜分离三相流化床循环反应装置(简称循环反应装置);并对平均粒径0.22μm颗粒状TiO2催化剂在循环反应装置中的分布特性进行了研究。结果表明:膜分离器中TiO2悬浮浓度明显低于光催化反应器中的;一定的曝气量和TiO2加入量下,光催化反应器与膜分离器中TiO2平衡悬浮浓度恒定,且其曝气量和TiO2加入量分别以82.50 g、1.00 m3/h为宜。循环管处水冲洗使循环反应装置中TiO2悬浮浓度恒定,且最佳的水冲洗时间间隔为60 min;连通管直径6.50 mm时膜分离器中TiO2悬浮浓度比连通管直径20.00 mm时的低;膜出水对循环反应装置中TiO2分布特性的影响很小。     

TiO2光催化降解甲基橙性能的研究

用工业级TiO2(110℃干燥的产品)经焙烧后得到晶粒尺寸为15--30 am(锐钛矿为主)的二氧化钛纳米光催化剂.用甲基橙降解脱色为模型反应,结合XRD、BET、UV-Vis等表征手段,考察了TiO2焙烧条件与晶粒尺寸和相结构的关系及相应的光催化活性.实验结果表明,锐钛矿的含量为96.7%,晶粒尺寸为24.4 nm时,TiO2光催化降解甲基橙的活性最好.当催化剂用量为0.6 g·L-1,甲基橙溶液质量浓度为20 mg·L-1,pH为3时;光催化反应20 min后,甲基橙的脱色率达到95.60%,CODMn的降解率为72.33%.     

TiO_2光催化降解甲基橙性能的研究

用工业级TiO2(110℃干燥的产品)经焙烧后得到晶粒尺寸为15-30 nm(锐钛矿为主)的二氧化钛纳米光催化剂。用甲基橙降解脱色为模型反应,结合XRD、BET、UV-Vis等表征手段,考察了TiO2焙烧条件与晶粒尺寸和相结构的关系及相应的光催化活性。实验结果表明,锐钛矿的含量为96.7%,晶粒尺寸为24.4 nm时,TiO2光催化降解甲基橙的活性最好。当催化剂用量为0.6 g.L-1,甲基橙溶液质量浓度为20 mg.L-1,pH为3时;光催化反应20 min后,甲基橙的脱色率达到95.60%,CODMn的降解率为72.33%。     

超声条件下制备氮掺杂TiO2及其光催化活性研究

为拓展二氧化钛对可见光的响应,超声条件下采用溶胶凝胶法以三乙胺为氮源制备出N掺杂的纳米TiO2光催化剂;以甲基橙的光催化降解为探针反应,评价其光催化活性;运用XRD、TEM、XPS和UV-Vis DRS等技术考察了超声及N掺杂对TiO2微晶尺寸、晶体结构、表面组成与光学性能的影响.结果表明,所制备N掺杂TiO2为纯锐钛矿型,超声抑制了光催化剂粒晶的增大,减弱了颗粒间的硬团聚;N掺杂使TiO2光谱响应波长拓宽至可见光区,有效改善了TiO2的可见光活性,对甲基橙溶液的降解速率比纯TiO2提高了69.9%.     

多壁碳纳米管负载ZnO纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶法,以醋酸锌和硝酸处理过的多壁碳纳米管（MWCNTs）为主要原料,制备了MWCNTs-ZnO光催化复合材料。通过X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等手段研究了制得样品的形态结构;通过紫外-可见分光光度计（UV-vis）,在紫外光照射下,分析比较了MWCNTs-ZnO复合材料、MWCNTs和ZnO的混合物以及纯ZnO对甲基橙光催化降解的性能。结果表明：在相同条件下MWCNTs-ZnO复合催化剂对甲基橙光降解有着最高的光催化活性。讨论了复合催化剂用量、重复使用等因素对甲基橙光催化降解效果的影响,并就复合催化剂的抗光腐蚀机制进行了初步的探讨。     

TiO_2/SiO_2的制备及光催化氧化降解甲基橙

采用溶胶凝胶法制备了TiO_2/SiO_2和TiO_2.用XRD,N2吸附-脱附进行了表征.以甲基橙为降解物,汞灯为光源,双氧水为降解氧化剂,考察了样品的光催化活性.研究发现:Si的引入能够抑制TiO_2由锐钛矿向金红石转化,控制TiO_2颗粒的长大,提高TiO_2的比表面积;TiO_2/SiO_2的光催化活性高于TiO_2.以600℃下煅烧3h制得的TiO_2/SiO_2为催化剂,甲基橙初始pH=3,V30%H_2O_2=3mL,催化剂的投加量为0.50g/L时,光照180min,10mg/L甲基橙的降解率达到98.03%.此外还发现在降解过程中光源、催化剂、H_2O_2三者协同作用.     

超声协同光催化处理焦化废水研究

利用纳米TiO2进行超声协同光催化处理焦化废水实验,探讨了其协同作用机理,考察了TiO2加入量、超声功率、pH值对CODCr和NH4+-N去除效果的影响。分析了曝气、H2O2或Fenton试剂与超声和光催化的协同作用机理,研究了对CODCr和NH4+-N去除效果的影响。结果表明利用超声协同光催化处理焦化废水,CODCr和NH4+-N的去除率显著提高,许多难生物降解有机物被降解去除。     

复合光催化材料对食品色素废水的降解研究

以自制纳米TiO2为主体,以高铝酸盐为载体制备复合光催化材料,以甲基橙色素溶液为试验底物,优化材料的组成比例、光照条件、污染物初始浓度、溶液pH值等条件,在最优条件下考察对常用食品色素胭脂红、日落黄、柠檬黄的降解效果.结果表明:高铝酸盐与纳米TiO2按8∶2成膜制备的复合材料光催化降解甲基橙效果最好;初始浓度越低,光催化效果越好;吸附作用促进了光催化降解,光催化120 min时甲基橙的最大吸收波长464 nm处吸收峰消失,在270 nm处的特征峰也消失,这表明甲基橙已发生完全降解;溶液pH为6⁸时降解效率较高;胭脂红、日落黄、柠檬黄在120 min时的降解效率分别达到88.1%、95.6%、97.1%,光催化处理食品色素废水的效果显著.     

超声联合PW11O7-39/TiO2光催化降解亚甲基蓝

探讨了在超声波作用下,PW11O7-39/TiO2光催化降解模拟亚甲基蓝染料废水的效果,研究了超声功率、初始pH和催化剂投加量等因素对降解亚甲基蓝废水的影响.亚甲基蓝在碱性条件下更容易被降解,PW11O7-39/TiO2投加量在0.2～0.4 g/L、超声功率在250～350 W降解效果较好.在超声功率为250 W、pH为7.5、PW11O7-39/TiO2投加量为0.2 g/L的条件下,初始质量浓度为5 mg/L的亚甲基蓝模拟废水在超声催化90 min后色度去除率达99%以上,180 min后TOC去除率可达62%.超声联合PW11O7-39/TiO2光催化降解亚甲基蓝的效果明显优于单纯超声和PW11O7-39/TiO2光催化的降解效果.     

TiO_2中空纤维光催化研究及设备设计

利用生物模板法-脱脂棉为模板,于不同温度烧结得二氧化钛(TiO2)中空纤维,利用X射线衍射、扫描电镜等进行表征,研究得出550℃高温下烧结的TiO2中空纤维光催化性能最佳,以浓度为10mg/L甲基橙为目标降解物,在pH值为2,TiO2中空纤维浓度为2.5g/L,紫外灯照射180min后降解率可达90%以上,二次降解率可达77%以上。在此最优实验条件的基础上,设计了一套新型光催化降解有机废水二级处理装置,第一级装置采用TiO2中空纤维作为催化剂,第二级装置采用活性炭和TiO2混合物作为催化剂,实验测试结果较好,极具实际应用与推广价值。     

TiO2中空纤维光催化研究及设备设计

利用生物模板法-脱脂棉为模板,于不同温度烧结得二氧化钛（TiO2）中空纤维,利用X射线衍射、扫描电镜等进行表征,研究得出550℃高温下烧结的TiO2中空纤维光催化性能最佳,以浓度为10mg/L甲基橙为目标降解物,在pH值为2,TiO2中空纤维浓度为2.5g/L,紫外灯照射180min后降解率可达90%以上,二次降解率可达77%以上。在此最优实验条件的基础上,设计了一套新型光催化降解有机废水二级处理装置,第一级装置采用TiO2中空纤维作为催化剂,第二级装置采用活性炭和TiO2混合物作为催化剂,实验测试结果较好,极具实际应用与推广价值。     

微波辐射制备TiO2薄膜光催化性能研究

采用微波辐射法由溶胶制备出TiO2薄膜,用XRD和TEM对催化剂进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,考察了微波功率和膜层厚度对TiO2光催化活性的影响,并实际考察了TiO2薄膜对啤酒废水的降解效果。结果表明：制备的TiO2薄膜具有较高光催化活性,微波功率300W时光催化活性最大,对啤酒废水具有良好的处理效果。