溶胶-凝胶法制备TiO2及其光催化性能的研究

以钛酸丁酯为原料、无水乙醇为溶剂、硝酸为抑制剂,运用正交试验法确定了溶胶-凝胶法制备TiO2的初步最优条件,运用X-射线衍射技术对所制备的TiO2粉体样品进行了表征,并以大红染料作为目标降解物,研究了制备TiO2粉体活化温度、活化时间、紫外灯照射高度、催化剂投加量以及废水pH值对光催化性能的影响.结果表明,该方法制备的TiO2为纳米级锐钛矿.制备TiO2的最佳配比条件为:无水乙醇20.0 ml,蒸馏水1.5 ml,pHl.7.当活化温度为450℃、活化时间为180 min、紫外灯照射高度为10 cm、催化剂投加量为2g/L、目标废水pH为4.0时,达到最佳降解效果.     

溶胶凝胶法制备花生状TiO2及光催化性能

二氧化钛(TiO_2)作为环境友好型催化剂,在光催化中发挥着很重要的作用,是一种重要的光催化材料。以钛酸丁酯(TBT)为钛源,采用溶胶凝胶法在非搅拌状态下制得二氧化钛粉体。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及紫外-可见(UV-Vis)光谱对样品的晶体结构、形貌以及吸光度进行分析测定。试验结果表明,随着煅烧温度的升高,样品由锐钛矿相变为金红石相,形貌也发生了变化;在400℃下煅烧后的样品呈类似花生的形貌,500℃出现了不规则的形状,600℃开始出现金红石相,700℃全部为金红石相和不规则的形貌;以甲基橙为模拟污水,考察样品紫外光照射下降解甲基橙的能力,其中400℃煅烧的样品在光照80 min后甲基橙的降解率达到了91%,光催化性能最好。     

Zr、N共掺杂介孔TiO2的制备和可见光催化性能

以St?ber法所制SiO2纳米微球为硬模板,通过溶胶-凝胶法铝箔辅助NaBH4还原制备Zr、N共掺杂介孔黑色TiO2（Zr,N/mes.-TiO2—x）。选择亚甲基蓝(MB)为目标降解物,经XRD、BET和PL等表征手段,探究材料在不同pH、温度、催化剂用量等条件下的光降解性能。结果表明,Zr,N/mes.-TiO2—x具有极佳的光催化性能,其特有的孔结构,在降解污染物的过程具备吸附-光催化协同作用;常温条件下,催化剂可在50 min内对10 mg/L的亚甲基蓝实现99%的降解。     

TiO_2/MCM-41的制备及光催化脱色性能研究

用溶胶-凝胶法制备了不同TiO2含量的TiO2/MCM-41光催化剂,以罗丹明B为模拟有机污染物,对催化剂的光催化脱色性能进行了考察。用XRD、UV-Vis漫反射、N2吸附等方法对光催化剂进行了表征,结果表明:TiO2/MCM-41的比表面积和孔体积随TiO2含量的增加而减小,TiO2/MCM-41负载型催化剂上TiO2平均晶粒尺寸比纯TiO2的小。20%TiO2/MCM-41的光生电子-空穴分离效应最高,且光催化脱色活性最高。光催化反应体系中h+是主要的活性自由基,TiO2/MCM-41的光催化活性由材料的吸附能力和所含TiO2的光催化性能共同决定。     

TiO2纳米管的制备及其光催化降解甲基橙的研究

以TiO2和NaOH为原料,采用水热法制备了TiO2纳米管（titania nanotube,简称TNT）,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对TiO2纳米管的结构与形貌进行了研究,以甲基橙（Methyl Orange）为反应物,考察了TiO2纳米管光催化降解甲基橙的效果。研究结果表明：400℃焙烧时,TiO2纳米管主晶相为钛酸,500℃焙烧时,其组成为锐钛矿相;制备的TiO2纳米管可以有效的降解甲基橙,且在光催化降解中起主要作用的是锐钛矿相。     

Ag^＋掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶凝胶法制备Ag 掺杂TiO2纳米粉体,采用正交实验考察了掺杂量、浓硝酸、冰醋酸、煅烧温度等因素对其制备的影响,从而确定制备工艺最佳条件.通过XRD、TEM、TG-DSC等测试技术对掺杂纳米TiO2粉体进行表征.最佳工艺条件为:掺Ag 量0.5 %(摩尔分数),冰醋酸1mL,浓硝酸0.2mL,煅烧温度450℃,制得颗粒粒径为12.16nm.以甲基橙为降解物,通过自制光催化反应装置,研究了光催化剂的活性,结果表明:Ag 掺杂制备的TiO2纳米粉体具有较高的光催化活性,试验条件下Ag 掺杂TiO2纳米粉体最高降解率为79.38%.     

WO3/TiO2薄膜光催化降解ARB性能研究

采用溶胶-凝胶法,在玻璃珠表面涂覆均匀透明的WO3/TiO2薄膜,并制成光催化反应器对水溶液中酸性红B（ARB）的光催化降解进行了研究。采用XRD对催化剂进行了表征,讨论了催化剂的组成、煅烧温度、酸性红B的起始浓度、pH值、光照时间等因素对光催化反应活性的影响。结果表明：当ω（WO3）=4.0%,煅烧温度为500℃,[ARB]=20 mg.L^-1,pH=7.1,光照时间为8 h时,酸性红B的脱色率可达94.8%。     

复合催化剂TiO2/Fe2O3的制备及其光催化性能

以Fe2O3和TiCl4为原料,通过水解法制备Fe2O3/TiO2包覆型复合光催化剂,并用XRD、SEM进行表征。以甲基橙为模型污染物,比较了Fe2O3、TiO2和TiO2/Fe2O3的光催化活性,确定了Fe2O3和TiO2的最佳配比,同时探讨了反应机理。     

TiO2/C制备及光催化降解性能

以钛酸四丁酯为钛源负载活性炭制备了Ti02/C复合催化剂,从催化剂的用量、循环使用次数以及与P25比较等几个方面分别考察了该复合催化剂的催化降解甲基橙的活性.实验结果表明,Ti02/C复合催化剂提高了催化活性.     

稀土离子(La3+,Eu3+)掺杂纳米TiO2的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Eu^3＋,La^3＋掺杂纳米TiO2粉体,并采用亚甲基蓝为目标降解物考察了稀土掺杂对TiO2光催化活性的影响。实验表明：适量的La^3＋掺杂可以提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂浓度为0.3 mol%;La^3＋掺杂后降解反应符合一级反应动力学,H2O2的加入会使其反应速率大大提高;0.25 mol%Eu^3＋掺杂在日光灯下较紫外灯下显示出更好的光催化活性,这可能由于Eu^3＋掺杂导致了TiO2吸收光谱范围的整体红移;通过XRD图谱分析可以看出La^3＋、Eu^3＋掺杂均可以抑制TiO2的晶型转变,减小光催化剂的平均粒径,掺杂后其平均粒径均约为10 nm,TEM结果与XRD大致吻合。     

机械化学法制备N掺杂纳米TiO2可见光光催化剂及其性能研究

以锐钛矿型TiO2为原料, HMT(六亚甲基四胺)为掺杂N源, 采用机械化学法经过600 r·min-1×2 h高能球磨, 后续以焙烧处理, 合成了N掺杂纳米TiO2粉末. 所制备的粉末为锐钛矿、金红石和板钛矿的混合相, 对波长大于400 nm的可见光具有良好的吸收性能, 其吸收边红移至530 nm;在λ＞400 nm的可见光照射下, HMT加入量为10%的样品对甲基蓝的降解率比原料粉末提高了2.7倍.     

Preparation of TiO2/Hydroxyapatite Composite and Its Photocatalytic Degradation of Methyl Orange

A TiO2/hydroxyapatite composite (Ti-HAP) was prepared by a hydrothermal method with hydroxyapatite and titanium sulfate and tested for photocatalytic degradation of methyl orange with an 8?W ultraviolet (UV) lamp irradiation. The properties of Ti-HAP were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscope, and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) analysis. The effect of the Ti/(Ca+Ti) mole ratio on the photocatalytic degradation efficiency of methyl orange by Ti-HAP and the photocatalytic degradation dynamics were investigated. The results show that the addition of Ti slightly changes the structure of HAP. A higher Ti/(Ca+Ti) mole ratio results in the generation of anatase in Ti-HAP and higher removal efficiency of methyl orange by Ti-HAP under UV irradiation. The removal efficiency decreases with the initial content of methyl orange increasing from 10–200??mg/L. The photocatalytic degradation process of methyl orange by Ti-HAP and HAP follow the Langmuir-Hinshelwood kinetics model.     

溶胶-凝胶法制备TiO2/硅藻土复合材料及其光催化性能

采用焙烧、酸洗等工艺预处理硅藻土,以改性硅藻土和钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备TiO₂/硅藻土复合材料,采用XRD、SEM、FT-IR、TG等手段对其进行分析表征,以甲基橙为降解对象考察其光催化性能。结果表明：硅藻土表面均匀负载着锐钛矿型的二氧化钛,晶粒尺寸为35.76 nm。负载比2∶1、pH为>2～3、焙烧温度500℃制备的TiO₂/硅藻土复合材料的光催化性能最好,热稳定性良好。当TiO₂/硅藻土复合材料投入量为1 g/L,对60 mL(10 mg/L)的甲基橙溶液60 min内的降解率达到92%。     

TiO2纳米晶材料的制备和光催化性能研究

对采用溶胶 凝胶方法制备的TiO2 纳米晶材料进行了光催化分解氨气的测试试验。实验结果表明 ,制备TiO2 纳米晶的方法直接影响TiO2 纳米晶材料的光催化性能。采用碱性水溶液条件形成溶胶 凝胶体系时 ,制备的TiO2 纳米晶材料可长期使用 ,光催化性能不变 ;TiO2 纳米晶的表面处理剂是影响TiO2 纳米晶材料光催化性能的显著因素 ;TiO2 纳米晶在晶粒度小于 10 0nm的条件下 ,其晶粒度大小对光催化性能无显著影响。     

磁性TiO2空心球的制备及其光催化性能

分别制备Fe3O4和ZnFe2O4粉体并以它们作为磁芯,葡萄糖为模板剂,氟钛酸铵为钛源,通过水热法制备出Fe3O4/C/TiO2和ZnFe2O4/C/TiO2前驱体,煅烧后获得磁性Fe3O4/TiO2和ZnFe2O4/TiO2空心球。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪分析了产物的形貌、结构和化学组成,用振动样品磁强计测试了样品的磁化强度。结果表明,以Fe3O4为磁芯得到的Fe3O4/TiO2空心球的比饱和磁化强度是ZnFe2O4为磁芯得到的ZnFe2O4/TiO2空心球的20倍。以亚甲基蓝溶液为降解模型,考察了磁芯Fe3O4添加量对Fe3O4/TiO2空心球在紫外光下的催化降解能力。结果显示,Fe3O4的添加量对Fe3O4/TiO2空心球的光降解性能影响较小,且Fe3O4/TiO2空心球的紫外光降解能力均比纯TiO2空心球略低,但Fe3O4/TiO2空心球具有在外加磁场下易于回收的优势,具有潜在的应用前景。     

铕掺杂纳米TiO2的制备及其光催化甲酸制氢研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯锐钛矿相的纳米Eu/TiO2粉末,少量铕的掺杂可抑制TiO2晶粒的增长,提高其光催化产氢性能.研究结果表明,铕的掺杂量为5%、煅烧温度为500℃、煅烧时间为2h条件下制备的Eu/TiO2光催化产氢性能最好.以甲酸水溶液为牺牲剂,分别考察Eu/TiO2用量、甲酸初始浓度、溶液pH对产氢过程的影响.结果表明,最佳的Eu/TiO2用量为0.08g/L时,最大氢气产量为204mL;甲酸初始浓度为0.08mol/L,此时每摩尔甲酸的氢气转化率约为5930mL;当溶液pH为3时,甲酸的氢气转化率最高.     

微波烧结制备Sm掺杂TiO2光催化材料与催化性能表征

采用溶胶-凝胶法结合旋转涂膜法和微波烧结技术制备了Sm掺杂TiO2光催化材料.以罗丹明B为降解物,高压汞灯为光源,考察了微波功率、烧结时间、烧结温度、涂膜层数、稀土掺杂量等因素对TiO2光催化活性的影响;并用XRD、TG-DSC和SEM等对材料进行了表征.结果表明,采用微波分三阶段加热、升温时间65min、烧结温度520℃、涂膜3层、Sm掺杂量x(Sm)＝0.3%时,制备的光催化材料催化活性最高,5h内罗丹明B的降解率可达90%;与传统高温烧结相比,采用微波烧结缩短了烧结时间,降低了烧结温度,提高了光催化材料的活性.SEM检测结果表明,微波烧结样品的粒度比较均匀,晶粒明显细化.     

高炉渣纤维负载SiO_2和TiO_2光催化材料的制备与性能研究

以高炉渣纤维(BFSF)为载体,采用溶胶凝胶法,在BFSF表面先后负载Si O_2和Ti O_2制备Ti O_2/Si O_2/BFSF光催化材料,考察了Si O_2负载,Ti O_2溶胶浸渍次数、煅烧温度和重复利用次数等对材料光催化活性的影响。利用SEM、XRD等测试方法,对所制备样品的显微形貌和相组成进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为光降解物,评价样品的光催化活性。试验结果表明,BFSF表面负载Si O_2可以抑制Ti O_2晶粒长大,增加Ti O_2负载量和提高样品的光催化活性。Ti O_2溶胶负载3次,煅烧温度为450℃时,Ti O_2/Si O_2/BFSF光催化材料表面形成均匀密实的锐钛矿型Ti O_2层,样品的光催化活性最好,紫外光照180 min时,亚甲基蓝的降解率为96.1%。Ti O_2/Si O_2/BFSF光催化材料重复利用4次,亚甲基蓝的降解率依然能够达到67%。