改性TiO2光催化降解水体中菲的研究

采用水热法制备粉末状N-Cd共掺杂TiO2催化剂,研究了催化剂对水体中菲的光催化降解反应,讨论了菲初始浓度、催化剂的投加量、H2O2的浓度、异丙醇以及呋喃甲醇对菲光降解反应的影响。结果表明:菲的光催化降解符合一级反应动力学,水体中菲初始浓度越高,其光降解率越低;催化剂和H2O2在一定范围内随投入量的增加,菲的光催化降解速率也增加,但当投入量较多时又降低了降解速率;异丙醇以及呋喃甲醇的加入可以推断出菲的光催化降解过程.OH是的主要活性物种,而1O2的作用较小。     

壳聚糖/纳米纤维素/石墨烯改性纳米TiO2复合膜光催化降解性能

以氧化石墨烯改性纳米二氧化钛为光催化活性成分,通过流延成型法制备了壳聚糖/纳米纤维素/石墨烯改性纳米TiO₂光催化复合膜。利用热重分析仪(TG)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的结构进行表征。研究了壳聚糖/纳米纤维素/改性纳米TiO₂复合膜的力学性能,对比了复合膜对亚甲基蓝及甲基橙的光催化降解性能。结果表明,改性纳米TiO₂的添加提高了壳聚糖复合膜的力学性能及耐热性能。改性纳米TiO₂质量分数为4%的复合膜抗拉强度最大,达到43 MPa。改性纳米TiO₂质量分数为2%的复合膜断裂伸长率最大为13.6%。在模拟溶液质量浓度为20 mg/L时,改性纳米TiO₂质量分数为2%的复合膜对亚甲基蓝降解率最大,为51.7%。改性纳米TiO₂质量分数为4%的复合膜对甲基橙降解率最大,为42.2%。模拟溶液初始浓度愈高,则复合膜对亚甲基蓝及甲基橙降解率均降低。     

MoS2/TiO2光催化降解甲基红

利用硫化钠与钼酸钠为原料,通过盐酸酸化,在TiO2上沉积MoS2纳米片。利用甲基红为降解对象,研究合成的片状纳米MoS2/TiO2复合物的光催化性能。结果显示该复合物具有优良的光催化降解甲基红的性能;催化剂用量、甲基红初始浓度与初始pH等条件对甲基红降解存在明显影响。该催化剂在重复使用3次时,甲基红2 h的脱色率接近65%,表明催化剂具有较好的重复使用性能。     

自制纳米TiO2对双酚A的光催化降解实验研究

利用自制的纳米TiO2光催化剂对双酚A水样进行了光催化降解,研究了不同条件对降解率的影响。结果表明:煅烧温度为700℃的TiO2可使降解率最高达到96%;在TiO2中掺入0.8﹪Fe3+在太阳光下照射下降解率可达85%;辅加曝气使降解率提高5%,辅加超声波降解率提高13%。     

O2对铁掺杂玻璃纤维负载TiO2光催化降解苯酚的影响

采用三价铁对TiO2进行掺杂改性,并以玻璃纤维为载体,将改性后的TiO2负载到其表面,形成光催化反应填料,以高压汞灯为光源,进行水中苯酚的光催化降解,反应过程中引入O2,以促进水中HO.的生成,重点考察了O2的引发作用对光催化氧化的影响。结果表明,O2的加入对HO.的产生有显著的引发作用,可明显提高光催化效率。在(UV365)250 W光源照射下,pH值为3～5,O2通入量1.0 L/(min.L),反应器内上升流速为0.7 m/min等实验条件下,初始浓度为30 mg/L的苯酚废水,经120 min光催化反应后,其矿化率可达83%以上。     

改进TiO2光催化降解水体中萘普生的研究

为解决TiO₂光催化降解水体中萘普生时易团聚、低活性的问题,对P25 TiO₂和石墨烯进行表面修饰,直接混合制得改进TiO₂催化剂,随后将其用于光催化降解水体中的萘普生,并研究降解动力学、作用机制以及生物毒性。XRD、FTIR、SEM表征结果表明,TiO₂经过修饰后引入了氨基,与改性石墨烯引入的含氧基团之间存在静电引力和化学键力,在这些力的作用下,TiO₂较好地接枝在石墨烯的表面。暗吸附、生物毒性、催化和猝灭实验结果表明,在500 W氙灯光照条件下,依靠石墨烯的协助,TiO₂在50 min内能将10 mg/L的萘普生接近完全矿化,矿化方式主要为h⁺与·OH协同氧化,生物毒性由母体的25.23%降至11.67%。实验结果表明改进TiO₂的制备方法直接、简单、可靠,可较好地解决P25 TiO₂易团聚、低活性的问题,是一种具有潜在应用前景的光催化材料。     

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。     

TiO2纳米管阵列膜光催化降解苯胺

利用TiO2纳米管阵列光催化降解含苯胺水样,考察了影响苯胺降解率的各种因素。结果表明,在照射光源波长254 nm,反应时间120 min和苯胺水溶液pH=9时,TiO2纳米管阵列光催化氧化苯胺的效果最好,苯胺降解率达到87%;另外在苯胺水样中加入含Fe3+、Cu2+的金属盐和少量的H2O2氧化剂后,对TiO2纳米管阵列的催化活性具有促进作用,其苯胺降解率分别提高了42%、31%和19%。探讨了TiO2纳米管阵列光催化降解苯胺的反应机理。     

H2O2与O2协同引发的TiO2/Fe3+光催化降解苯酚

以玻璃纤维为载体,将TiO2/Fe3+负载到其表面制成了空间玻璃纤维反应器。利用该反应器以高压汞灯为光源进行了光催化降解水中苯酚的试验研究,重点考察了H2O2及O2的协同作用对光催化氧化的影响。试验发现,H2O2的加入对HO.的产生有显著的引发作用,同时向溶液中充入O2可明显提高光催化效率,降低H2O2用量。试验结果表明,以UV365-250 W光源照射,在初始pH为3~5,O2通入量为1.0 L/(min.L),上升流速为0.7 m/min,H2O2浓度为0.1 mmol/L等试验条件下,初始质量浓度为30 mg/L的苯酚废水经120 min光催化反应后,其矿化率可达83%左右。     

棒状C60/TiO2纳米复合材料的制备及其光催化性能

以商业TiO2(P25)为原料,通过水热法制备了棒状锐钛矿型TiO2,再利用化学吸附作用将C60与TiO2复合得到棒状C60/TiO2纳米复合材料。采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、Raman光谱、紫外可见漫反射光谱对样品进行表征,以罗丹明B(RhB)为探针分子在紫外光下考察了C60/TiO2纳米复合材料的光催化活性。结果表明:少量C60的引入可明显提高棒状TiO2的光催化活性,且1.0%C60/TiO2纳米复合材料的光催化活性最高,优于单纯的棒状TiO2和商业P25,其原因是由于C60具有良好的接受和传导电子性能,降低了TiO2光生电子–空穴的复合机率,进而提高了光催化活性。     

Ag@AgCl/TiO2/GO催化剂制备及其光催化性能

以AgNO₃、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、钛酸四正丁酯、石墨烯等为原料,利用溶剂热法合成AgCl/TiO₂/GO复合光催化剂,经紫外光照还原得到Ag@AgCl/TiO₂/GO,并将其应用于罗丹明B的太阳光催化降解反应中。结果表明,该催化剂具有较高的光催化活性和稳定性。在100 mL 3 mg·L^-1罗丹明B溶液中,投加0.5 g·L^-1的Ag@AgCl/TiO₂/GO催化剂,光照75 min后,罗丹明B降解率高达98%以上。     

TiO2/AC复合材料的制备及其对孔雀石绿的光催化降解

以活性炭为载体,用溶胶-凝胶法制备了不同TiO2负载量的TiO2/AC复合光催化剂,运用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱仪(FT-IR)对该催化剂进行表征.探讨了TiO2的负载量、光催化剂质量浓度、溶液的初始质量浓度等因素对孔雀石绿降解效率的影响,并对催化剂进行了回收再生实验.结果表明,TiO2负载量为30％时的复合催化剂为锐钛矿相,对孔雀石绿的降解具有良好的光催化活性,且回收7次重复使用降解效果仍在95％以上.     

TiO2光催化薄膜的制备及其性能

在稀硫酸溶液中的阳极氧化钛箔,采用混合增长模型技术控制氧化膜的生长,制备了TiO2光催化薄膜.TiO2薄膜通过苯酚的光催化降解实验检验,具有较高的催化活性及很好的催化稳定性.实验结果表明阳极氧化法固定TiO2薄膜切实可行,不仅解决了TiO2微粒光催化过程催化剂微粒与水难分离的问题,而且阳极氧化制膜所需时间短(几秒到几分)、工艺简单,十分有利于工业化制备.     

新型TiO2基光催化剂改性降解VOCs的研究进展

实现有机污染物(VOCs)高效清洁降解是生态环保领域亟待解决的问题。光催化技术成为解决VOCs的有效方法之一,TiO₂半导体光催化剂作为最成熟的一种光催化剂,具有催化效率高、绿色、成本低的特点,但由于TiO₂光量子效率低,电子—空穴对易复合,无法产生可见光响应等缺陷,使得TiO₂光化材料无法广泛高效的应用。文章综述了改性TiO₂基光催化材料降解VOCs的研究进展,介绍了TiO₂光催化降解VOCs的作用机理,梳理归纳并总结了近些年TiO₂光催化降解VOCs的改性研究,并对未来开发新型TiO₂基光催化材料降解VOCs提出展望。     

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。     

TiO2光催化降解气态污染物的影响因素研究进展

TiO2光催化技术作为处理气态污染物的一种手段,具有高效、稳定、无二次污染等优点。光催化反应效率的高低受到TiO2自身性质、光催化反应工艺条件等因素的影响。本文分别从TiO2晶型、晶粒尺寸、TiO2的存在形态、TiO2的负载、掺杂改性、贵金属沉积等与TiO2材料性质相关的因素以及废气初始浓度与流速、废气中的含氧量、湿度、光源和光照强度、反应温度等光催化反应的工艺条件两方面,概述了目前关于TiO2光催化净化废气影响因素的研究进展,介绍了TiO2在气相光催化过程中的失活与再生,并从可见光催化剂的制备应用、多组分污染物气相光催化降解机理及影响因素等方面对未来TiO2光催化研究方向提出建议。     

新型光催化复合膜TiO2/GR/PDA的制备及性能研究

采用绿色工艺制备石墨烯（GR）,以聚多巴胺（PDA）为黏合剂、混合纤维素滤膜（MCE）为基体,借助真空辅助抽滤法制备二氧化钛/石墨烯/多巴胺复合膜（TP-G/MCE）。研究了不同质量分数GR的TP-G的性能,考察了丙酮熏蒸透明化膜的柔韧性及对负载牢固度的影响等。结果表明,经丙酮蒸气渗透后,白色多孔的MCE膜变成透明TP-G膜,具有优异的柔韧性与负载牢固性。与TiO₂相比,TP-G发生了明显红移,TP-8.0%G膜的光催化降解甲基橙的降解率为81.84%,经过3次光催化降解循环后降解率为80%。     

纳米TiO2光催化降解乐果影响因素的研究

以悬浮态TiO2为光催化剂,在紫外光的照射下催化降解乐果,研究了乐果初始浓度、纳米TiO2添加量、反应体系温度、初始pH及通入空气等因素对乐果降解率的影响。结果表明,与反应体系温度和体系初始pH相比,纳米TiO2添加量和乐果初始浓度对乐果降解效果影响较大;不同流速空气通入均能使乐果降解率在0～20 min反应阶段有较大幅度的提高;当纳米TiO2添加量为0.1 g/L,乐果初始浓度为20 mg/L,反应体系温度为30℃,初始pH为6.5的条件下,再辅以空气(2.5 L/min)通入,反应60 min后,乐果降解率可达97.15%。     

CuS/GO纳米复合材料的制备及光催化降解性能

以Cu(OAc)2、Na2S以及氧化石墨烯(GO)为原料,去离子水作溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为表面活性剂,在水热条件下合成了Cu S/GO纳米复合材料。并对其进行了XRD、FTIR、XPS、SEM和TEM表征。结果发现:粒径为10～20 nm的CuS纳米粒子均匀地负载在氧化石墨烯上。CuS/GO纳米复合材料在可见光照射下对有机物四环素(TC)和罗丹明B(Rh-B)表现出优异的光催化活性,在可见光照射120min后分别对TC和Rh-B降解率达到68%和95%。通过-ln(C/C0)对反应时间呈现线性关系,说明样品在降解TC和Rh-B过程遵循一级动力学原理。     

纳米二氧化钛光催化降解甲醛、氨气的研究

以自制纳米二氧化钛为主体,高铝酸盐为载体制备了复合光催化材料。以甲醛、氨气模拟实验样品,考察了材料的组成比例、吸附作用、光照条件对甲醛、氨气降解效率的影响。结果表明:高铝酸盐与自制纳米二氧化钛按8∶2成膜制备的复合材料,在光催化降解甲醛、氨气的实验中,效果明显;且光催化降解作用优于吸附的降解作用;当催化材料距光源较远时,引入导光光纤可明显提高光催化材料的催化效率。