钛柱撑蒙脱石制备及其光催化降解有机污染物研究进展

用特定离子或离子团(柱化液)全部或部分替代可膨胀粘土矿物层间可交换阳离子,并以金属氧化物柱形式固定于其层间形成一类二维多孔材料--柱撑粘土矿物.柱撑粘土矿物具有永久性介孔孔道、高比表面积、高热稳定性和高表面酸性等性质,在吸附和催化领域有重要应用价值.用蒙脱石与钛柱化液反应可制得钛柱撑蒙脱石.钛柱撑蒙脱石除具有柱撑粘土矿物的共有性质外,还具有光催化特性.结合作者的研究,介绍了钛柱撑蒙脱石的制备方法和影响材料制备的主要因素.从纳米材料和光催化材料的角度,介绍了钛柱撑蒙脱石的物化性能尤其是光催化降解有机物的性能特点.综述了钛柱撑蒙脱石应用于光催化降解有机污染物的研究进展.     

TiO2/硅柱撑蒙脱石复合材料的制备及其光催化性能

利用溶剂化作用,将十二胺和正硅酸四乙酯同时插层进入十六烷基三甲基有机阳离子改性蒙脱石层间,在十二胺的碱性催化作用下,正硅酸四乙酯在蒙脱石层间原位水解得到硅酸及有机物混合插层蒙脱石,将此混合插层化合物在550℃煅烧后得到具有介孔的硅柱撑蒙脱石载体。用此载体负载TiO2在低温下制备得到了TiO2/硅柱撑蒙脱石纳米复合材料,用XRD、TEM和N2低温吸附-脱附等技术对所制备的载体及复合材料进行了表征。以五氯酚钠的光催化降解为探针反应,考察了复合材料的光催化性能。实验结果表明:复合材料的光催化性能较原始钙钠基蒙脱石负载的催化剂光催化性能有较大提高,柱撑蒙脱石和TiO2在光催化反应中存在较大的协同效应。     

铁柱撑膨润土及染料橙二的光催化降解

通过铁盐与膨润土浆液反应制备铁柱撑膨润土(Fe-Bent)催化剂,结合X射线衍射(XRD)、比表面孔隙分析(BET)和高分辨扫描电镜(TEM)对催化剂晶相、比表面积和粒度进行表征。表征结果证实其具有很高的比表面积,铁以高催化活性的α-Fe2O3存在于复相催化剂中。以橙二为目标污染物,考察了不同类型的催化剂、催化剂用量以及H2O2浓度对其降解的影响,并与均相Fenton反应进行了比较。结果表明：使用铁柱撑催化剂,复相的Fenton反应对橙二的降解性能高于均相Fenton反应,且其具有良好的重复使用性。     

钛柱撑蒙脱石的结构及其催化还原特性

柱撑粘土是当前分子工程学研究最为普遍的一族微孔/介孔材料.Ti柱撑粘土以其热稳定性高、表面酸性强和催化性能高而引人注目.采用水解法制备了Ti柱撑粘土(Ti-PILC),通过X射线衍射分析(XRD)、比表面积和孔径分布(BET)、氢程序升温还原(H2-TPR)等方法研究了TiO2在Na蒙脱石上氧物种的催化反应特性.结果表明,Ti柱撑粘土比表面积急剧增大,但TiCl4水解法产生的高浓度酸对皂土结构有一定影响,Ti柱撑粘土的还原温度要比单纯的TiO2粉体降低500℃,具有更高的氧活性,可望在催化领域得到应用.     

钛柱撑蒙脱石颗粒的制备及其对镉离子的吸附

为脱除废水中镉离子,以钠基蒙脱石作基质材料,钛酸四丁酯为钛源,制备了钛柱撑蒙脱石。然后将聚乙烯醇、海藻酸钠、钛柱撑蒙脱石以一定的质量比制备钛柱撑蒙脱石颗粒,并进行颗粒的散失实验及镉离子的吸附实验,同时进行吸附等温线及吸附动力学研究。结果表明,Ti-MMT具有较大的晶面间距(d_(001)=3.43 nm)。当m(聚乙烯醇)∶m(海藻酸钠)∶m(钛柱撑蒙脱石)=0.6∶1.0∶20.0时,投加0.25 g颗粒于pH值=6的100 mg/L的镉离子废水中,在40℃下,吸附120 min,颗粒对Cd~(2+)的吸附量达到7.89 mg/g,去除率达到98.63%,且颗粒对Cd~(2+)的吸附符合Langmuir等温线模型,吸附动力学符合拟二级动力学方程。     

不同形貌纳米TiO2对甲基橙的光催化活性

分别以钛酸正丁酯和四氯化钛为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备不同形貌的纳米TiO2.利用十二烷基苯磺酸钠(DBS)、十二烷基磺酸钠(SDS)、羟丙基甲基纤维素(HPMCS) 控制纳米TiO2形貌,考察了纳米TiO2对甲基橙的光催化活性.XRD分析表明焙烧温度500℃时所得纳米TiO2为锐钛型晶相.UV-vis分析表明加表面活性剂时所制备纳米TiO2吸收发生红移,带隙能下降.不同形貌纳米TiO2具有不同的光催化活性,加SDS时所得立方形纳米TiO2的光催化活性高于其它样品.焙烧温度600℃时纳米TiO2对甲基橙的光催化活性最强.     

Bi20 TiO32/蒙脱石复合材料光催化降解甲基橙研究

通过溶胶-凝胶法制备了Bi20 TiO32/蒙脱石复合材料(Bi20 TiO32/MMT),采用多种手段对其结构、形貌、化学成分和吸光特性进行了表征,研究了在不同条件下对甲基橙的光催化降解,并通过自由基掩蔽试验提出了相应的光催化机制.结果 表明:Bi20 TiO32/MMT中Bi20 TiO32结晶性良好,禁带宽度为2...     

TiO_2柱撑蒙脱土的制备及其光催化性能的研究

采用TiCl4在 HCl中的水解制备TiO2柱撑蒙脱土(TiO2-PILM)纳米光催化材料,通过X射线衍射和红外光谱对其进行了表征.考察了甲基橙的初始浓度、甲基橙溶液、pH值对光催化降解效果的影响.结果表明,TiO2-PILM具有大的晶面间距,TiO2-PILM 对甲基橙有较好的光催化活性,吸附动力学数据很好地符合Lagergren二级速率方程,在甲基橙初始浓度为10mg/L、投样量为0.02g、在酸性或碱性条件时,TiO2-PILM对甲基橙的降解率较高.     

铝柱撑蒙脱石的制备及其在卷烟产品中的应用

为了解决卷烟烟气有害成分选择性去除的问题,制备氧化铝柱撑蒙脱石及其中间产物羟基铝柱撑蒙脱石材料;采用X射线衍射、扫描电子显微镜、N2物理吸附测试、氨气测试酸性点位分析、微分热重和卷烟添加实验等方法对材料进行表征。结果表明:铝柱撑蒙脱石的(001)晶面的层间距增大,其孔隙以狭缝孔为主;颗粒粒径主要集中在10μm左右;材料表面具有大量的酸性点位;铝柱撑蒙脱石加入卷烟后能不同程度地减小卷烟烟气中苯酚、巴豆醛、氰化氢和氨的质量,羟基铝柱撑蒙脱石的加入还会使烟气中水分的质量分数增大45%,可以作为一种优良的兼具有保水性和吸附性的滤嘴烟气吸附材料。     

碳柱撑粘土的制备与表征

用十六烷基三甲基溴化铵和苄基三甲基氯化铵改性膨润土制备了碳柱撑粘土,并对其性能进行了表征.用Cam-bridge S-360型扫描电镜对样品进行了表面形貌对比表征,采用美国ASAP2020型比表面积及孔径测定仪对材料的多孔性质包括比表面积、孔结构、以及孔径分布进行了全面分析,用日本D/MAX-2200PC自动X射线衍射仪对碳柱撑粘土的片层结构做了研究,最后对碳柱撑粘土的热重曲线(TG curve)和差示扫描量热曲线(DSC curve)进行了分析.结果表明:碳柱撑粘土的微观形貌呈针片状,平均孔径较有机粘土小,比表面积增大,碳柱撑粘土的主要结构是碳化的大粒子柱撑而构成的二维孔道,烧结后的有机粘土的热稳定性大大提高.     

纳米TiO2光催化剂的结构调控及其光催化活性研究

以酞酸丁酯和冰醋酸分别为前驱物和酸催化剂,采用溶胶 凝胶法制备了纳米 TiO2 粉体, 并且通过改变水体溶液中酞酸丁酯,醋酸和水的摩尔比来调控纳米TiO2 粉体的大小以及光催化活性;探讨在溶胶 凝胶法制备过程中在水溶液中添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 ( DBS ) 和共溶剂无水乙醇(CH3CH2OH)来调控TiO2 粉体以及光催化活性。用X射线衍射和透射电子显微镜等手段对不同条件制备的纳米粉体的微观结构进行了表征,并且以甲基橙染料的降解为模型反应,考察了不同制备条件下的催化剂的光催化活性,而且对纳米粉体结构和光催化性能之间的关系进行了讨论。     

纳米二氧化钛的光催化性能研究

采用TiOSO4常温水解法制备纳米二氧化钛，以甲基橙溶液做光催化降解实验，考察各种因素对光催化降解效果的影响。结果表明：加入表面活性剂方式制备的纳米TiO2具有更大的比表面积,光催化降解效果明显；甲基橙溶液的初始浓度越低,光催化降解效果越好；锐钛晶型96．5％、金红石晶型3．5％(质量比)的混晶型纳米TiO2具有更高的光催化活性；进行过多次光催化实验的纳米TiO2经再生后仍然可保持较高的光催化活性。     

TiO2@SiO2微球的制备及其光催化性能研究

采用模板法以钛酸丁酯为钛源,SiO2为模板球,制备出了TiO2包覆SiO2微球。利用SEM、TEM、XRD、EDS对样品形貌、结构和成分进行了表征分析,并测试了样品的光催化性能。结果表明TiO2@SiO2微球的光催化性能优于用相同方法制得的TiO2的光催化性能,当使用TiO2@SiO2微球为光催化剂时,在光照180min后甲基橙的降解率达到82%,而相同方法制得的TiO2为56%,较后者提高了26%,具有良好的光催化活性。     

纳米TiO2微球的制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为前驱体,在油酸和正己烷的混合溶剂中,采用溶剂热技术成功地合成了纳米TiO2微球.以X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等方法对产物进行了表征,并对其光催化降解甲基橙溶液的性能进行了研究.实验结果表明:纳米TiO2微球的平均尺寸约为60nm,其中含有粒径平均约4.5nm的超细粒子.此种结构趋向于高的比表面积,与P-25型光催化剂相比,两者对甲基橙溶液的脱色具有相近的光催化活性.     

纳米TiO2的制备,表征及光催化性能的研究

采用硬脂酸凝胶（SAG）法制备了TiO2纳米材料,用差热分析,热重分析,X射线衍射对合成过程进行了研究。用X射线光电子能谱（XPS）对其表面状态进行了分行。TiO2纳米材料对甲基橙溶液光催化降解结果表明：催化剂浓度、初始溶液pH值和金属离子对降解效率有较大影响。     

Cd/CdS光催化降解甲基橙的研究

采用胶体化学法制备表面富镉的Cd／CdS纳米粒子为催化剂对水溶液中甲基橙的光催化降解进行了研究。探讨了光催化反应机理,讨论了光催化剂用量,双氧水的用量,试液的pH值,光照时间与甲基橙脱色率的关系。实验结果表明,当甲基橙起始浓度为20mg／L,Cd／CdS用量为0．500g,双氧水用量为5．88mmol／L,pH值为7．0时,光照6h,甲基橙的脱色率可达到95．5％。     

纳米CdS/壳聚糖复合粒子的制备及光催化性能研究

用原位生成法成功制备了纳米Cd S/壳聚糖复合粒子,并用于染料废水中甲基橙的可见光催化降解,研究了相关因素对甲基橙光降解率的影响。结果表明,该光催化降解反应为一级反应;酸性媒介更有利于甲基橙光催化降解;适量的复合粒子在第6次重复使用时,反应60 min甲基橙的降解率仍可达81.51%,显示出好的抗光腐蚀能力和重复使用寿命。     

复合电沉积制备SnO2/TiO2薄膜及其光电催化性能

为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明:该薄膜由0.3~1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高.     

Ag掺杂TiO2纳米材料的合成、表征及光催化性能

以钛酸正丁酯、硝酸银为原料,采用溶胶-凝胶和水热协同的方法制备了不同载Ag量的Ag-TiO2光催化材料.采用XRD、红外光谱对其进行结构表征,TG-DSC对其进行热稳定性表征,紫外可见光谱对其进行光吸收表征.为了评估Ag-TiO2光催化材料的催化活性,在中性条件下以Ag-TiO2作为光催化剂,进行了在紫外光下催化降解甲...     

大颗粒纳米晶TiO2的制备与降解硝基苯的研究

采用溶胶-凝胶法制备了大颗粒TiO2为光催化剂,并通过XRD、SEM、BET等方法对制备的催化剂结构进行了表征,研究了硝基苯溶液光催化降解的影响因素,并根据降解机理讨论了降解过程中的中间产物.结果表明:大颗粒TiO2催化剂有比较高的活性,同时硝基苯初始浓度、降解环境、溶液pH值方面对降解过程有影响.