Fe、N共掺杂改性TiO_2/AC复合光催化剂的制备及气相污染物降解性能

采用Sol-gel法制备了Fe、N离子共掺杂改性Ti02／AC复合光催化剂,利用SEM、XRD、UV-Vis分光光度计对其结构及性能进行了表征。通过对气相甲苯、丙酮和甲醛的光催化降解实验,系统评价了离子掺杂量、抑制剂种类、Ti02负载量、污染物起始浓度、污染物种类和催化剂循环使用次数对其性能的影响。结果表明,TiO2以...     

铟掺杂TiO2/MWCNTs复合光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法结合超临界流体干燥技术(SCFD)制备In-TiO2/MWCNTs催化剂,以甲基橙(MO)为目标降解物考察其光催化活性,并采用XRD、TEM、SEM和UV-Vis等手段对催化剂的晶型结构和光学性质进行分析表征。结果表明,经超临界干燥技术制得的二氧化钛晶型为锐钛矿型,晶粒尺寸约为13nm,晶粒为四方形,In的掺杂使TiO2带隙能减小,在一定程度上提高了复合材料对可见光的吸收。当碳纳米管含量为3.0%,In含量为2.0%(质量分数)时,催化剂光催化活性最高,降解3h后甲基橙降解率达100%,TOC去除率为72.5%。     

稀土离子掺杂改性TiO2光催化剂

TiO2较宽的禁带宽度和低的量子转换效率限制了其实际的应用,对TiO2进行改性以克服上述两方面问题一直是光催化领域研究的重点。稀土元素因其独有的电子结构和光学性质,在离子掺杂改性TiO2研究中受到重点关注。主要介绍了稀土离子掺杂改性TiO2所形成杂质能级的位置对改善其光催化性能的作用机理;综述了稀土离子掺杂对TiO2的晶型、晶粒尺寸和光谱吸收的影响;最后提出了目前研究存在的问题及发展趋势。     

漂浮型Fe、Ce共掺杂TiO2复合光催化剂的制备及性能研究

以膨胀珍珠岩为载体,采用溶胶-凝胶法制备铁离子和铈离子共掺杂的可漂浮于水面的Fe-Ce-TiO2/EP复合光催化剂,采用XRD和SEM等分析方法对其结构进行表征,以甲基橙溶液为目标物,对所制备样品的光催化活性进行了研究.结果表明,Fe、Ce共掺杂能够抑制晶粒的增长,提高TiO2的分散性进而提高催化活性,当Fe和Ce掺杂的质量分数均为0.5wt％时,焙烧温度为550℃,催化剂用量5g/L时,甲基橙降解率可达88.6％.     

La、Fe共掺杂TiO2/膨润土的制备及其光催化性能

采用超声辅助溶胶-凝胶法制备了La、Fe共掺杂TiO2/膨润土复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)等测试技术对其进行了表征分析。在紫外光照射下,通过对TNT废水的光催化降解,考察其光催化活性。结果表明,La、Fe的共掺杂抑制了TiO2的晶型转变和晶粒生长,增强了复合材料的吸光性能;适量的La、Fe共掺杂能提高复合材料的光催化性能,当La与Fe的掺杂量分别为0.5%和0.05%(摩尔分数),煅烧温度为400℃时,其光催化活性达到最佳效果。     

镍掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备镍掺杂纳米TiO2光催化剂。通过XRD、XPS、FT-IR、UV-Vis、PL等对Ni-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察经不同热处理温度及不同掺镍量Ni-TiO2样品对MB的降解效果。结果表明所制备的Ni-TiO2样品的晶型为锐钛矿相与金红石相的混晶相,镍掺杂抑制了晶粒的生长和晶型的转变,样品的吸收阈值波长向可见光红移约55nm,提高了TiO2的光催化活性。在普通日光灯下,经500℃热处理、掺镍量与TiO2摩尔比为1∶100条件下制备的催化剂其光催化活性明显高于Degussa P25。     

TiO2复合膜的制备及改性研究进展

随着工业的发展，废水排放量的不断增加，对环境造成了极大的污染。因此，需要一种高效的废水处理方法。膜分离技术是去除水中污染物的一种可持续、高效的现代分离技术，已被广泛应用于废水处理方面。TiO₂作为一种常用的去除污染物的催化剂，具有化学稳定性好、无毒无害、催化活性高等特点。而将TiO₂纳米颗粒添加至聚合物基质中制备的TiO₂复合膜，不仅可以避免TiO₂在水溶液中易团聚的问题，而且能提高聚合物膜在高温下的渗透选择性和稳定性。重点介绍了TiO₂复合膜的制备方法，探讨了复合膜的改性技术及降解废水中污染物的机理。并针对TiO₂复合膜材料在污染物降解应用中存在的问题，提出了相关研究趋势，旨在为TiO₂复合膜材料的理论研究和工业推广应用提供参考依据。     

稀土元素与N共掺杂TiO2光催化剂的研究进展

TiO2作为一种重要的光催化剂,对其进行掺杂改性可有效扩展其光谱响应范围,提高其光催化活性。介绍了稀土元素与N对TiO2进行共掺杂改性的机理及研究现状,分析了共掺杂对TiO2晶体结构、电子结构以及光学性能、氧化还原性能的影响,总结了稀土元素与N共掺杂改性TiO2存在的问题以及今后的研究前景。     

强吸附性负载TiO2光催化剂的制备及性能研究

以粉煤灰微珠为载体,基于溶胶-凝胶法制备了强吸附性TiO2负载膜光催化剂,通过XRD、SEM技术对粉煤灰微珠负载TiO2光催化剂的晶型结构和形貌进行了表征,以偶氮染料甲基橙为降解对象,负载层数以及负载量对TiO2光催化活性的影响.结果表明改良溶胶-凝胶法负载的TiO2薄膜催化剂的催化活性最高,同时负载的薄膜催化剂的催化活性明显高于TiO2粉末催化剂.     

钌掺杂TiO2纳米粉体的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ru掺杂TiO_2纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)等测试手段对其进行了表征,以亚甲基蓝为模拟污染物,评价了不同热处理条件下的粉体在可见光下的光催化活性。结果表明:Ru掺杂对TiO_2纳米粉体的微观形貌没有明显影响,但抑制了TiO_2锐钛矿相向金红石相的转变,也抑制了晶粒的长大;Ru掺杂能轻微促进TiO_2表面活性基团TiOH的生成;Ru掺杂未改变TiO_2的吸收边带,但可大大提高TiO_2对可见光的吸收能力;Ru掺杂降低了TiO_2纳米粉体的可见光催化性能。     

微波加热法制备Ag/TiO_2及光催化降解气相甲苯

以钛酸四丁酯为钛源,分别使用微波加热法和水热法制备Ag改性的TiO2,采用X射线衍射(XRD)、X射线荧光探针(XRF)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)和扫描电镜(SEM)对其进行表征.以气相甲苯为降解对象,分别在紫外和可见光辐照下,对样品进行光催化活性试验.结果表明:与水热法比较,微波加热法更有利于Ag对TiO2微观结构的改性,所制备的Ag改性TiO2包含了锐钛矿、金红石和板钛矿三种晶相,其粒径更小(16.4nm)、孔道结构更丰富、团聚体更小(80~200nm)、带隙能更低(2.87eV),表现出对气相甲苯更有效的紫外光和可见光降解能力.     

TiO_2纳米粒子的结构、表面特性及其光催化活性研究

采用金属醇盐水解法制备了ＴiＯ２纳米粒子,并用ＸＲＤ、ＳＰＳ、ＸＰＳ和ＥＳＲ等测试手段对ＴiＯ２粒子进行结构、性能测试．随焙烧温度的增加,ＴiＯ２粒子长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变．以庚烷的气相光催化氧化为试验反应,考察不同温度处理的醇洗、水洗ＴiＯ２粒子的光催化活性．结果表明,醇洗粒子较水洗粒子显示出高的光催化活性,并且低温处理的粒子其光伏响应带边蓝移明显;阈值增加,Ｔｉ３＋含量较高,光催化活性增加．     

TiO2/ACF复合材料的Sol-Gel法制备及其对苯的去除性能

以钛酸四丁酯为钛源,采用改进溶胶凝胶法合成TiO₂前驱体;采用浸渍提拉法将TiO₂前驱体负载在活性炭纤维(ACF)表面制得TiO₂/ACF复合材料.采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、低温液氮吸附等对TiO₂/ACF复合材料晶相结构、表面结构等进行了表征.在静态自制光催化反应装置中紫外光照射条件下,以高浓度（2926.5mg/m³）气态苯考察TiO₂/ACF对气相有机污染物的去除性能,以气相色谱质谱（GC-MS）检测中间产物种类与分布.结果表明：TiO₂于ACF表面形成完整薄层,随负载次数增加,TiO₂/ACF比表面积下降;TiO₂薄层变厚、开裂,甚至脱落.400 ℃煅烧时TiO2已完全转变为锐钛矿相,随煅烧温度升高,锐钛矿型TiO₂晶粒尺寸变大,至700℃时开始有金红石相生成.负载2次,400 ℃煅烧TiO₂/ACF复合材料TiO₂/ACF-400-2表现出最高活性.TiO₂/ACF对苯的去除过程中未检测到毒性较大的酚、醌类中间产物.     

活性炭负载纳米TiO2光催化降解气相丙酮

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制得Fe、N离子共掺杂的以活性炭(AC)为载体的光催化剂(TiO2/AC),在紫外光照射下进行了气相丙酮的光催化降解研究。探讨了丙酮初始质量浓度、紫外光光强、催化剂用量、反应器内湿度等因素对其降解率的影响。结果表明,活性炭与TiO2的协同作用大大提高了对丙酮的降解效果;紫外光光强的增加对丙酮降解率有一定提高;使用3g光催化剂,丙酮的初始质量浓度为39.40mg/L;反应器内相对湿度为63%时,丙酮的降解效果最好,降解反应155min后丙酮的降解率达92.63%;催化剂循环使用6次后丙酮的降解率为83.91%。     

Ag掺杂APS改性的TiO2颗粒的制备及其光催化降解作用

为提高Ag/TiO2纳米颗粒的光催化降解作用,采用聚合凝胶工艺路线,以钛酸四丁酯为前驱体,硝酸银为银源,通过向反应体系引入鳌合剂醋酸、表面改性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)以及还原剂甲醛等添加剂,制备出TiO2粉体及Ag/TiO2纳米复合粉体。利用FT-IR、XRD、TG-DTA、TEM和UV-Vis-NIR等手段对样品进行表征。结果表明,经γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的TiO2颗粒掺Ag后分散性得到改善,粒径约1 nm的Ag颗粒较均匀地分布在10～15 nm TiO2颗粒上;可见光的利用和锐钛矿热稳定性都得到提高;Ag/TiO2纳米颗粒在光照下对甲基橙具有良好的光催化降解效果。     

活性炭负载N掺杂可见光型TiO2-xNy/AC光催化剂的制备及性能研究

将活性炭负载与N掺杂有效结合,采用酸催化水解法在粉状活性炭(AC)表面合成TiO2前驱体,在NH3/N2气氛中程序升温处理制得N掺杂TiC2-xNy/AC(TON/AC)光催化剂.以苯酚为模型物,考查了TON/AC紫外光区、可见光区及太阳光下催化活性以及分离性能、使用寿命.采用XPS、XRD、DRS、FTIR,SEM、低温氮物理吸附对光催化剂的表面特征,吸光特性、晶相结构等进行表征.结果表明,N以阴离子形式进入TiO2体相并置换晶格中的O,适量N掺杂的TON/AC在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性.N掺杂在TiO2表面生成Ti-O-N键,形成新的能级结构,使催化剂的吸收红移至450～550nm,诱发TiO2可见光催化活性. AC负载可降低TiO2团聚体的尺寸,增加催化剂比表面积,为光催化降解提供高浓度环境,从而提高光催化效率同时还可改善催化剂分离性能,提高催化剂使用寿命.     

铁、铬离子掺杂对TiO_2薄膜光催化活性的影响

采用溶胶－凝胶法在釉面砖表面制备了均匀的ＴｉＯ２薄膜,并研究了铁、铬离子掺杂对ＴｉＯ２光催化性能影响．对罗丹明Ｂ的光降解实验表明,适量的铁、铬离子掺杂均可提高ＴｉＯ２薄膜的光催化活性,铁离子的掺杂效果明显高于铬离子,而铬离子的掺杂方式影响ＴｉＯ２薄膜的光催化活性,这主要基于它们不同的掺杂机理     

TiO2纳米粒子的结构、表面特性及其光催化活性研究

采用金属醇盐水解法制备了TiO2纳米粒子,并用XRD、SPS、XPS和ESR等测试手段对TiO2粒子进行结构、性能测试、随焙烧温度的增加,TiO2粒子长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变。以庚烷的气相光催化氧化为试验反应,考察不同温度处理的醇洗、水洗TiO2粒子的光催化活性。结果表明,醇洗粒子较水洗粒子显示出高的光催化活性,并且低温处理的粒子其光伏响应带边蓝移明显,并值增加,Ti^3＋含量较高,光催化活性增加。     

Pt负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂的制备及其光催化性能

结合强吸附能力与高光催化活性的催化剂有望更有效地除去废水中的污染物. 以Degussa P25二氧化钛为原料, 采用水热法制备了二氧化钛纳米管(简称为TNTs), 将TNTs加入到溶有氯铂酸和柠檬酸(还原剂)的无水乙醇中, 在蒸汽相水解装置中通过一步法制备了Pt负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂. 蒸汽相处理过程中, 部分纳米管转变为锐钛矿相TiO₂, 仍有部分以管的形式存在, 使纳米复合物保留了较高的吸附能力. 利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、比表面及孔隙度分析仪等方法对产物进行了表征. 结果表明, 粒径约为4 nm的金属性Pt较好地分散在TNTs及由纳米管转变而来、晶粒尺寸约为8 nm的锐钛矿相TiO₂晶粒表面, 复合物保留了高于216 m²/g的比表面积. 光催化降解染料酸性红及亚甲基蓝的实验结果表明, 纯管有较好的吸附能力, 但是光催化性能非常低, 经120℃蒸气处理并负载贵金属Pt后光催化活性有了显著的提高.     

聚苯胺/改性活性炭复合电极材料的制备及其电容性能研究

通过改变有机酸与无机酸的配比研究合成高电导率聚苯胺的最佳条件,使用硝酸对活性炭进行改性,测定活性炭的沉降质量和活化指数并筛选出吸附性能最佳的改性活性炭,将最佳工艺条件下合成的聚苯胺与改性活性炭进行复合制备了聚苯胺/改性活性炭复合电极材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和电化学性能测试对复合电极材料的结构和性能进行表征和研究。结果表明:用质量分数3%的硝酸改性的活性炭掺杂聚苯胺,二者的相容性最好,且改性活性炭含量为25.5%(质量分数)时,制备的复合电极材料比电容最大,为282F/g,比纯聚苯胺的比容量(210F/g)增加了34.3%。电化学性能测试表明,聚苯胺/改性活性炭复合电极材料内阻小,阻抗高,电容性能优良。