掺杂型纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝

印染废水的治理是水系环境治理的重点,而亚甲基蓝是印染废水中典型的有机污染物。本论文选用掺杂铁、钒、硅和锌等离子的纳米TiO2作为光催化剂对亚甲基蓝进行降解研究。焙烧温度与光催化剂掺杂量对样品光催化降解亚甲基蓝的活性具有很大影响,焙烧温度为500℃,Si4+掺入量为5%时光催化剂对亚甲基蓝的降解效果最好。     

铁掺杂高岭石基纳米TiO2光催化材料及应用研究

以片状高岭石为基材,采用Fe^3＋化合和Fe2O3直接热合两种掺杂方法制备铁掺杂高岭石基纳米TiO2光催化材料。应用结果表明,两种掺杂方式均不同程度地提高了材料的光催化活性,且在自然光下的催化效果也有明显提高。该研究对矿物负载型光催化材料在自然光下降解有机物、抗菌、净化空气的工业应用具有重要意义。     

TiO2光催化降解黄药试验研究

研究了正丁基黄药和异丁基黄药在二氧化钛悬浮液体系下的光催化降解行为。研究结果表明,异丁基黄药比正丁基黄药更容易降解。TiO2用量、溶液pH值、光催化时间、黄药浓度等因素影响黄药光催化降解效果。动力学研究表明正丁基黄药和异丁基黄药的光催化降解行为服从一级动力学模型。采用UV波长扫描技术在200～800nm范围内对光催化过程进行了扫描,结果表明,在异丁基黄药光催化降解过程中产生了过黄药(ROCS2O^-)的中间产物,而在正丁基黄药的光催化降解过程中则没有产生中间产物。     

掺杂铁的TiO2薄膜光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2薄膜。在掺杂钬元素后,研究了其在紫外光光照下对甲基橙及黄药的光催化降解效果。研究结果表明：掺杂一定量铁元素的TiO2薄膜对甲基橙及黄药有较好的光催化降解效果。     

TiO2/SiO2复合膜光催化降解DDNP废水试验研究

采用液相沉积法在煤矸石烧结滤料表面制备了TiO₂/SiO₂ 复合膜,研究了TiO₂/SiO₂ 复合膜对淮南某化工厂DDNP废水的光催化降解效果。试验结果表明：在将废水稀释20倍（COD_Cr为318 mg/L,色度为3 750倍）,使废水初始pH为3,投加占废水体积0.9%的双氧水,以及光照的同时辅之以曝气条件下,用TiO₂/SiO₂复合膜对废水光催化降解1 h,废水脱色率和COD_Cr下降率分别达到75.54%和61.51%,效果比较理想。     

TiO2/高岭石光催化剂降解偶氮染料废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/高岭石复合光催化剂,分别在紫外光和可见光下利用其对偶氮染料云母珠光颜料工业废水进行不同时间的降解,并对降解后的废水样品进行紫外可见光扫描分析.结果表明:在紫外光和太阳光下,TiO2/高岭石光催化剂对偶氮染料废水的降解过程为:偶氮染料分子共轭系统中的偶氮键断裂,萘环结构被氧化生成一些含取代...     

银掺杂的TiO2光催化纳米薄膜制备及农药降解性能

采用喷雾热分解法制备银掺杂的TiO2纳米薄膜,考察微量银对纳米薄膜光降解农药敌敌畏能力的影响.结果表明,可获得连续致密、晶粒尺寸为20～50nm的TiO2多晶锐钛矿型纳米薄膜.当溶胶中无银盐时,薄膜对敌敌畏的光降解率为48.6%,当溶胶中银盐含量为0.267mol/L时,敌敌畏的光降解率高达99.95%.添加银盐改变了有机物吸附平衡常数,加快了有机物的光降解速率.     

非金属(C、N、S、P)掺杂对锐钛矿TiO2性质影响的第一性原理研究

利用 Materials studio软件建立了锐钛矿原胞模型,采用非金属C、N、S、P置换TiO₂中O的方式进行掺杂,建立TiO1.X 0.125 (2×1×1)(X 为 C、N、S、P)超晶胞,采用基于密度泛函理论(Density Functional Theory,DFT)的Castep 软件包对锐钛矿TiO₂和TiO 1.875 X 0.125 的能带结构、态密度和光学性质进行分析。结果表明:非金属掺杂锐钛矿TiO₂的带隙值较锐钛矿TiO₂均减小,分别为0. 57eV (TiO 1.875 C 0.125 )、1. 93 eV ( TiO 1.875 N 0.125 )、1. 30 eV ( TiO1.875 S 0.125 ) 和 0. 21 eV(TiO 1.875 P 0.125 ),并且光吸收边界均出现了不同程度的红移( TiO1.875 P 0.125 > TiO 1.875 C 0.125 >TiO 1.875 S 0. 125 > TiO1.875 N0.125 )。 非金属(C、N、S、P)掺杂均会窄化锐钛矿 TiO 2 的禁带宽度且使能带变得致密,C、P 掺杂材料的价带和导带均向低能量区偏移,而N、S 掺杂材料的导带出现负移,价带偏移不明显。由于C-2p、N-2p、S-2p、P-3p 轨道与 O-2p 和Ti-3d 轨道的不同程度杂化耦合,禁带中不同位置出现了不同数量的杂质能级,进而形成新的可见光吸收区,并且可捕获价带电子,延长光生电子和空穴的复合时间,有利于提高光催化效率。其中,C和P掺杂锐钛矿TiO 2的带宽较窄、带隙值较小、红移程度高,在可见光区光催化活性较高。     

电化学还原TiO2反应机理及电极电势的研究

采用循环伏安法和记时电流法研究800～860℃下TiO2电极在CaCl2熔盐中还原过程的反应机理及还原电极电势与温度的关系。TiO2电极在CaCl2熔盐中的循环伏安曲线、SEM和微区元素成分分析结果表明，可以通过电化学方法由TiO2制取金属钛。对TiO2电极在CaCl2熔盐中的时间-电流曲线的计算表明，TiO2的还原是逐级进行的，TiO2先还原为TiO，TiO再还原为Ti。温度升高。两个还原步骤的还原电极电势都降低。     

TiO2/蒙脱土复合材料光催化降解丁基黄药性能研究

双马瑞雪蒋潇宇李国栋赵思凯沈岩柏(东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819) 摘要浮选废液中残余的黄药会严重危害自然生态及环境,为实现对黄药的高效降解,依据固相扩散原理,采用固相研磨—粉末烧结法成功制备出了TiO2/蒙脱土(MMT)复合材料,通过XRD、FTIR、SEM、紫外-可见光吸收光谱和光致发光光谱等检测手段对材料的结构、形貌和光化学特性进行表征,并在紫外光条件下考察了TiO2负载量、光催化剂用量、丁基黄药初始浓度和黄药种类等因素对其光催化降解性能的影响,根据活性基猝灭试验和模拟废液的实时吸光光谱结果探讨了对丁基黄药的光催化降解机理。结果表明,80%TiO2/MMT具有更高的紫外光吸收性能和较低的光生载流子复合效率,0.2 g/L的光催化剂在光照30 min后对初始浓度为20 mg/L丁基黄药的光催化降解率达到99.52%,且催化剂的重复利用性高,可以有效降解多种黄药。超氧自由基（·O2-）和空穴（h+）是光催化降解丁基黄药的主要活性物质,且光催化降解过程中产生了过黄药这一中间产物。     

铜铁双金属掺杂TiO2/膨润土光催化降解直接天蓝染料性能研究

以溶胶-凝胶法制备了Cu-Fe双金属掺杂TiO2/膨润土负载型复合光催化剂,以直接天蓝溶液为模拟染料废水,考察了光照条件、催化剂用量、溶液pH值、反应时间、催化剂再生等条件对催化剂光催化性能的影响.结果表明,该光催化剂对质量浓度为50 mg/L的直接天蓝溶液,在催化剂用量为3g/L、溶液pH值为3、光照时间为1.5h的反应条件下,在紫外光和可见光下的脱色率分别高达98.6％和97.3％,且该催化剂具有良好的再生性能,表现出较好的应用前景.     

Y-N-TiO_2/凹凸棒土光催化剂制备及性能研究

以钛酸丁酯为钛源、硝酸钇和二乙醇胺为改性剂原料,凹凸棒土为载体,采用溶胶-凝胶法制备了凹凸棒土负载的Y-N-TiO_2/凹凸棒土光催化剂,通过IR和XRD对其结构进行表征。考察了焙烧温度、催化剂用量、溶液pH值、光照条件等因素对光催化剂降解诺氟沙星性能的影响。结果表明,Y、N掺入了TiO_2晶格,其中部分TiO_2进入了催化剂载体凹凸棒土的层间并通过化学键与其成功复合。500℃焙烧的催化剂中锐钛矿型TiO_2比例相对较高,表现出最优的光催化活性,当催化剂用量为2g/L,溶液pH值为6,在可见光或太阳光下反应2h后,该催化剂对25mg/L的诺氟沙星降解率分别达89.6%和91.3%。此外,该催化剂易于回收,再生性良好。     

TiO2/MMT复合材料降解盐酸四环素的研究

为解决抗生素废水排放带来的环境污染问题,以蒙脱土(MMT)为原料,采用水解法制备TiO₂/MMT复合材料,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)对TiO₂/MMT进行物相表征。以盐酸四环素(TC)为目标降解分子,考察了所制备的复合材料对TC的降解性能,并采用紫外-可见分光光谱(UV-vis)跟踪检测TC降解过程。物相表征表明,TiO₂均匀分散在MMT的表面;TiO₂/MMT中TiO₂为锐钛矿相。TiO₂/MMT回收样检测到N元素存在。活性数据表明,30%TiO₂/MMT (400℃,2 h)复合材料具有最优光催化降解TC性能,在紫外光下对100 mg/L TC的降解率达87.64%,优于纯TiO₂(68.74%)和纯MMT(72.22%)。循环试验6次后,催化剂对TC降解率仍达到75%,表明TiO₂/MMT对TC具有较高的降解活...     

TiO_2光催化氧化降解二甲酚橙的研究

在可见光(40W白炽灯)照射下,以自制的掺Fe(Ⅲ)锐钛型TiO2即A-TiO2对二甲酚橙进行催化降解,分析了二甲酚橙初始浓度、掺Fe(Ⅲ)A-TiO2量、掺Fe(Ⅲ)量、光照时间和溶液初始pH值等因素的影响。结果表明:在15mg/L的二甲酚橙溶液(pH=6)中,加入掺Fe(Ⅲ)8%的自制A-TiO2粉末,使其用量为1.0g/L,室温下可见光照反应4h,二甲酚橙降解率达到82.38%。     

纳米TiO_2三维电极光电协同降解苯酚溶液研究

在0.25%的氢氟酸溶液中,采用阳极氧化法在纯钛板表面制备出高度均匀、排列整齐的二氧化钛纳米管。将含有二氧化钛纳米管的钛板、石墨电极和活性炭颗粒组成三维电极,并应用在降解苯酚的电催化和光电协同催化反应中。对光催化、电催化和光电协同催化降解苯酚实验进行了对比,并考察了在光电协同体系下,外加电压、降解时间、电解质浓度和粒子电极添加量等对溶液中苯酚降解率的影响。结果表明,制备出的锐钛矿型纳米二氧化钛管管径范围为80～100nm。在苯酚降解实验中,紫外光协同三维电极的光电催化表现出较好的协同效应。同时,在紫外光强度为28mW/cm~2的前提条件下,当Na_2SO_4电解质浓度为0.15mol/L、活性炭粒子电极添加量8g、外加电压16V、降解时间3h时,光电协同体系下的苯酚降解率最高可达93.83%。     

膨润土负载氮掺杂TiO2光催化剂制备及性能研究

以钛酸四丁酯和氨水为原料,膨润土为载体,采用溶胶-凝胶法制备了膨润土负载掺氮TiO2光催化剂.并利用IR对光催化剂组织结构进行袁征.在可见光下考察了焙烧温度、光催化时间、光催化剂用量、酸度等因素对光催化剂降解亚甲基蓝废水性能的影响.实验结果表明:450℃下焙烧所得的催化剂,用量为1.2 g/L,在碱性条件下常温光照20...     

紫外光照下改性A-TiO2降解番红花红T

用水热法制备了掺Fe³⁺改性TiO₂粉末,通过XRD对其结构进行了表征,并研究了在紫外光照下该掺Fe³⁺改性TiO₂对番红花红T的催化降解效果。结果表明:TiO₂晶体属于纯锐钛矿型(A-TiO₂);优化降解条件为:番红花红T溶液初始浓度15 mg/L,pH=5,5%掺Fe³⁺量的A-TiO₂用量4 g/L,16℃下经254 nm照射反应55 min,该条件下番红花红T降解率59.5%;相同优化条件下进行暗吸附,30 min达到吸附平衡,A-TiO₂对番红花红T平衡吸附量2.02 mg/g。番红花红T降解率与吸附率基本正相关。     

固体超强酸SO42-/TiO2光催化降解喹啉研究

难降解有机污染物的处理是目前环保技术研究的一大热点。此类污染物可生化性差,常规的处理技术难以去除。本文用硫酸浸渍的方法对TiO2进行改性,形成固体超强酸SO42-/TiO2,以喹啉为研究对象,采用正交设计安排实验,考察此类催化剂对杂环类有机化合物的降解效果。实验结果表明,采用固体超强酸光催化降解喹啉的最佳条件为:硫酸浓度为0.25mol/L、焙烧温度为500℃、催化剂浓度为0.2g/L、喹啉初始浓度50mg/L,此时喹啉的降解效果最好,降解率为79.8%。     

BiOCl/TiO2/蒙脱石复合材料对模拟刚果红废水的光催化降解研究

为了解决TiO₂易团聚、带隙宽的问题,提高其对刚果红（CR）的光催化降解率,采用水解法和溶胶-凝胶法制备出BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料（BCTM）,以刚果红染料为目标降解物,进行了光催化试验,研究了溶胶pH、蒙脱石悬浮液质量浓度、焙烧温度、焙烧时间和Bi/Ti摩尔比对复合材料光催化活性的影响,并利用X射线衍射仪（XRD）和紫外可见漫反射仪（UV-Vis DRS）对其进行了表征。结果表明,在溶胶pH为4、蒙脱石悬浮液质量浓度为1%、焙烧温度为600℃、焙烧时间为2 h、Bi/Ti摩尔比为20%的条件下,制备的BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料具有较高的光催化活性,刚果红的去除率达到了94.04%。复合材料TiO₂以锐钛矿晶相形式存在。添加蒙脱石和BiOCl都会抑制TiO₂晶体的生长。BiOCl/TiO₂之间形成异质结使得禁带宽度从2.89 eV降低至2.61 eV,增强了复合材料对光的吸收能力。      

Nb2O5纳米线/碳纤维制备及Cr(Ⅵ)吸附降解研究

以铌酸前驱体为铌源,十二烷基硫酸钠为模板剂,草酸铵为沉积剂,采用水热法制备了Nb2O5纳米线/碳纤维复合材料.采用SEM、TEM、XRD、BET、ICP等对样品性能进行了表征,Nb2O5纳米线长度为2~3 mm,直径为15~30 nm,呈单晶形态.研究了样品对Cr(Ⅵ)吸附与光还原降解能力,对Cr(Ⅵ)最大吸附量为115.6 mg/g;在紫外光照射条件下,反应50 min对Cr(Ⅵ)毒性降解率可达94.5%.