介孔二氧化钛的制备及其光催化性能

以异丙醇钛为前躯体,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,采用溶胶一凝胶法合成介孔二氧化钛．通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积测定仪对样品进行表征．以亚甲基蓝溶液为光催化降解对象,研究二氧化钛用量及不同模板剂对光催化性能的影响．实验结果表明：当催化剂用量在0．50g／L时,反应4h后亚甲基蓝的降解率可达到99．1％;在3种模板剂中,以十六烷三甲基溴化铵为模板剂合成的介孔二氧化钛光催化效果最好     

负载二氧化钛的棉织物光催化降解亚甲基蓝的研究

研究了钛酸丁酯、乙醇用量、解胶时间以及解胶温度对复合光催化材料性能的影响。以主波长为254nm的紫外灯为光源,以亚甲基蓝为目标降解物进行测试。结果表明:通过溶胶-凝胶法和二浸二轧法成功制备了棉织物负载二氧化钛光催化剂。随着钛酸丁酯体积分数的减小,催化材料的对亚甲基蓝的降解能力先增大再减小,当钛酸丁酯的浓度为50%时,由于反应物水的用量太小,制得的产物分层,无法形成二氧化钛溶胶。其它三组均形成了稳定均一的透明二氧化钛溶胶。当钛酸丁酯体积分数为9.1%时制得的催化材料性能最好。随着乙醇用量增多,二氧化钛的光催化性能逐渐变差,说明乙醇的用量不宜过大,乙醇与钛酸丁酯的最优比例(体积比)为0.5。随着解胶时间增加,光催化材料的净化能力逐渐变好,但是当解胶时间达到120min后,催化性能不再有明显的提高,因此最佳的解胶时间为120min。随着解胶温度增加,催化材料的性能有所提升,但是温度超过60℃后催化材料的净化能力反而有所下降。     

金属酞菁敏化二氧化钛可见光催化降解染料废水的研究

研究了染料敏化半导体光催化剂-酞菁镁/TiO_2复合粒子在可见光波段的光催化性能.通过溶胶-凝胶的方法制得TiO_2胶体再进行焙烧,得到二氧化钛粉末和薄膜,再用酞菁镁敏化,制得酞菁镁/TiO_2复合粒子.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱和X光电子能谱分析等方法对TiO_2和酞菁镁/TiO_2复合粒子的物理性质进行了表征;并以亚甲基蓝作为目标物研究其光催化性能.结果表明,酞菁镁可以敏化二氧化钛,使其吸收波长红移,并具有较好的光催化性能.     

沸石负载TiO_2光催化降解性能研究

以钛酸正四丁酯为原料、无水乙醇为溶剂、40~60目人造沸石为载体,采用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂.利用40 W(λ=253.7 nm)紫外线杀菌灯为光源的自制反应器进行光催化氧化实验.结果表明,当亚甲基蓝染料的初始浓度为15 mg/L,样品的煅烧温度为400℃,pH=2,催化剂的投加量为2.5 g/L,反应时间2.5 h,脱色率达80%以上.     

氮掺杂的二氧化钛可见光光催化降解亚甲基蓝

采用气相法,以氨气为氮源,制备了氮掺杂的二氧化钛(N/TiO2).紫外可见分光光度仪(DRS)测定结果表明,掺氮前后,TiO2的禁带宽度分别为3.09和2.98 eV,掺氮使TiO2的吸收光谱发生了红移.N/TiO2的可见光光催化降解亚甲基蓝的实验显示,反应的最佳条件为:亚甲基蓝的初始质量浓度为30 mg/L,pH为5.2.在最佳条件下,反应5 h后,亚甲基蓝的脱色率为96.6%.动力学研究证明,该反应符合拟一级反应,动力学常数为0.717 h-1.     

纳米二氧化钛表面包覆改性及光催化性能研究

通过Cr2O2-7的还原反应研究了Fe3+和SiO2包覆对锐钛型纳米二氧化钛光催化性能的影响,以及氢氟酸溶液对SiO2包覆层的刻蚀作用.结果表明:铁包覆可提高纳米二氧化钛的光催化性能;当Fe2O3与TiO2的质量比10%时,Fe3+包覆纳米二氧化钛光催化性能最好;SiO2包覆能很好地屏蔽纳米二氧化钛的光催化功能;采用2.5%的氢氟酸溶液可以除去SiO2包覆层,恢复纳米二氧化钛的光催化功能.     

纳米二氧化钛表面包覆改性及光催化性能研究

通过Cr2O7^2-的还原反应研究了Fe^3 和SiO2包覆对锐钛型纳米二氧化钛光催化性能的影响，以及氢氟酸溶液对SiO2包覆层的刻蚀作用。结果表明：铁包覆可提高纳米二氧化钛的光催化性能；当Fe2O3有与TiO2的质量比10％时，Fe^3 包覆纳米二氧化钛光催化性能最好；SiO2包覆能很好地屏蔽纳米二氧化钛的光催化功能；采用2.5%的氢氟酸溶液可以除去SiO2包覆层，恢复纳米二氧化钛的光催化功能。     

氮掺杂的二氧化钛可见光光催化降解亚甲基蓝

采用气相法,以氨气为氮源,制备了氮掺杂的二氧化钛(N/TiO2)。紫外可见分光光度仪(DRS)测定结果表明,掺氮前后,TiO2的禁带宽度分别为3.09和2.98 eV,掺氮使TiO2的吸收光谱发生了红移。N/TiO2的可见光光催化降解亚甲基蓝的实验显示,反应的最佳条件为:亚甲基蓝的初始质量浓度为30 mg/L,pH为5.2。在最佳条件下,反应5 h后,亚甲基蓝的脱色率为96.6%。动力学研究证明,该反应符合拟一级反应,动力学常数为0.717 h-1。     

硼掺杂对二氧化钛光催化性能影响的研究

通过研究非金属掺杂对TiO2光催化活性的影响,采用硼掺杂TiO2的一步合成的新工艺,以廉价的硫酸钛和硼酸为前驱,120℃的条件下,在反应釜中反应6 h,通过一步水热法制备了具有高可见光催化活性的硼掺杂TiO2.通过降解甲基橙溶液,采用相同降解条件,对不同掺杂量的TiO2粉体催化活性进行了对比研究,得出最优的硼掺杂的配比量.     

纳米二氧化钛在膜反应器中循环光催化降解亚甲基蓝

以低压汞灯为光源,纳米二氧化钛为催化剂,对纳米二氧化钛在膜反应器中循环光催化降解亚甲基蓝进行了研究,探讨了催化剂加入量、进料速度对降解率和降解速率的影响。结果显示,当纳米二氧化钛加入量和亚甲基蓝进料速度一定时,在一定时间内亚甲基蓝的光催化降解可达到平衡,降解曲线出现拐点。随着催化剂加入量的增加或进料速度变慢,降解拐点前移,降解率提高。纳米TiO2加入量为2.0 g.L-1,进料速度为15 mL.h-1时,降解拐点时间为150 min,降解率高达到88%。对膜反应器截留效果及膜污染情况进行的分析表明,膜反应器对纳米TiO2有很好的截留作用,在连续补充料液的循环反应中,透过液中TiO2的浓度为2.836 mg.L-1时,TiO2损失率仅0.142%。     

g-C_3N_4/LSACF复合材料制备及其可见光催化性能研究

在将生物质海绵-丝瓜络纤维通过高温碳化烧制成丝瓜络基活性炭纤维(LSACF)的基础上,以尿素包裹并煅烧制得g-C_3N_4/LSACF复合材料。通过SEM、XRD、EDS、BET等手段对样品微观结构和组成进行表征,通过UV-Vis分析其可见光响应性。结果表明:复合材料对罗丹明B(RhB)有着良好的吸附和可见光催化降解性能,优良的吸附性能源于LSACF的网状多孔结构及负载后复合材料比表面积的有效提高;g-C_3N_4/LSACF在5次循环降解测试中仍维持较好的催化性能,显示了其良好的循环利用价值。该研究为g-C_3N_4负载材料的选择及高效循环利用提供了思路。     

曙红敏化TiO2光催化分解水制氢的研究

分别以三乙醇胺、三乙胺、EDTA和乙腈为电子给体,在可见光条件下(λ＞420 nm)考察了曙红和罗丹明B敏化的CuO/TiO2光催化析氢性能.实验结果表明,CuO担载对染料敏化的TiO2光催化析氢性能有明显提高,而且随着电子给体的不同有所不同;曙红的的敏化效果明显比罗丹明B好;相较而言,三乙醇胺作为电子给体的析氢性能较好.     

La掺杂Bi2O3的制备及其可见光催化降解4-氯酚的研究

采用醇介导法制备了La离子掺杂改性的氧化铋,并通过SEM、IR、PL、BET、XRD等对其结构和性能进行表征.结果表明:L a离子掺杂导致氧化铋的禁带宽度由2.984 eV降低为2.940 eV,加大了氧化铋的光吸收范围并降低了光生电子-空穴的复合几率.掺杂La提高了Bi2 O3的可见光催化活性,在25℃可见光下4-氯苯酚光照8h的降解率可达92.24％.此外,控制实验表明空穴是La-Bi2 O3可见光催化降解4-氯苯酚的主要活性物种.     

掺杂TiO2纳米线及其可见光催化性能

采用二次阳极氧化工艺制备了高度有序的多孔氧化铝模板,通过模板法与溶胶-电泳沉积法结合的组装技术,合成了具有高比表面积的糖葫芦状M/TiO2(M=Fe3 ,Zn2 ,Cu2 ,Cr3 )纳米线数组体系。采用SEM对样品进行了表征,SEM测试结果表明M/TiO2纳米线数组保持了模板的有序性,直径分布均匀一致,为70 nm左右,长为15μm左右,取向性很好。以甲基橙为目标降解物,在可见光下考察该金属离子掺杂纳米线的催化活性,确定了每种离子的最佳掺杂量。结果显示此掺杂纳米线数组体系具有非常优良的可见光催化性能,这也使得在可见光下纳米线具有更大的应用前景和优势。M/TiO2薄膜的紫外-可见吸收光谱测试结果显示氧化钛的吸收带边红移至了可见光区,并通过相关公式进行了禁带宽度的估算。结合对不同离子掺杂纳米线的可见光催化活性的比较,从不同角度对于过渡金属离子掺杂改性的机理进行了初步探讨。     

银负载二氧化钛纳米管阵列的制备及光催化性能

采用电化学阳极氧化法在金属钛表面制得了二氧化钛纳米管阵列(TNTA),通过甲醛还原Ag+的方法,使二氧化钛纳米管表面负载了Ag纳米粒子(Ag/TNTA)。利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)对样品微观结构进行了表征,并利用双光束紫外-可见分光光度计检测了样品对臧红T降解的催化性能。结果表明:得到的TNTA管壁平整,管径为85~120nm,管状结构的排列高度有序,Ag在TNTA上的负载量随着在银氨溶液和甲醛溶液中的浸泡次数而增加,其中交替浸泡3次的Ag/TNTA对臧红T的降解效果最佳,交替浸泡5次和7次时,由于负载过多的Ag纳米粒子不利于光生电子-空穴对的分离,催化作用反而下降。与TNTA对臧红T的降解作用相比,Ag/TNTA复合结构的降解作用明显增强,说明Ag/TNTA复合结构的光催化性能较好。     

BiPO_4/g-C_3N_4可见光催化氧化RhB

通过简单的水热和煅烧方法,把BiPO4纳米颗粒植入g-C3N4层间或表面,成功地制备了BiPO4/gC3N4复合光催化剂.通过XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附等温线和UV-VisDRS分析表明,g-C3N4具有明显的层状结构且与BiPO4纳米颗粒形成了复合物,BiPO4/g-C3N4复合光催化剂具有较大的比表面积(172.9m2·g-1),与纯g-C3N4相比扩展了可见光的响应范围.光降解实验结果表明,负载量为2wt%的BiPO4/g-C3N4复合光催化剂具有最高的可见光催化活性,在降解1h后,罗丹明B的降解率可以达到87.5%,催化活性与纯g-C3N4提高了近3倍.     

磷酸银光催化降解嗪草酮的动力学研究

采用沉淀法和光照还原沉淀法分别制备了Ag_3PO_4和Ag/AgCl/Ag_3PO_4两种可见光光催化剂,在可见光照射条件下,分别考察了其对水溶液中嗪草酮的降解动力学过程,并比较了二者的光催化活性差异以及稳定性.研究表明:嗪草酮的光催化降解过程均符合表观一级反应动力学,Ag/AgCl/Ag_3PO_4的催化活性和稳定性明显优于Ag_3PO_4,剂量为200 mg/L时,20 min内对嗪草酮的降解率达99%以上,循环使用4次后,降解率仍维持在88%以上.     

Two Dimension C_3N_4/MoS_2 Nanocomposites with Enhanced Photocatalytic Hydrogen Evolution under Visible Light Irradiation

MoS_2-decorated C_3N_4(C_3N_4/MoS_2) nanosheets hybrid photocatalysts were prepared by a simple sonication-impregnation method. Face-to-face lamellar heterojunctions were well established between two dimension(2D) C_3N_4 and MoS_2 nanosheets. The effects of MoS_2 content on the light absorption, charge transfer and photocatalytic activity of the hybrid samples were investigated. Characterization results show that MoS_2 nanosheets are well anchored on the face of C_3N_4 nanosheets and the composites have well dispersed layered morphology. After loading with MoS_2, the light absorption of composites was much improved, especially in visible-light region. The photocatalytic activities of C_3N_4/MoS_2 samples were evaluated based on the H_2 evolution under visible light irradiation(λ 400 nm). When the loading amount of MoS_2 was increased to 5 wt%, the highest H_2 evolution rate(274 μmol·g~(-1)·h~(-1)) was obtained. Compared with samples obtained from direct impregnation method, sonication pretreatment is favorable for the formation of 2D layered heterojuctions and thus improve the photocatalytic activity. Slightly deactivation of C_3N_4/MoS_2 composites could be observed when recycled due to the mild photocorrosion of MoS_2. Based on the band alignments of C_3N_4 and MoS_2, a possible photocatalytic mechanism was discussed, where MoS_2 could efficiently promote the separation of the photogenerated carriers of C_3N_4.     

可见光催化剂Bi2WO6的制备及其光催化性能的研究

采用水热合成法在不同温度、不同pH条件下合成了可见光响应的Bi2WO6催化剂,利用XRD、DRS、SEM和UV-vis等技术对其晶型结构、光吸收性能和形貌等进行了表征.以罗丹明B为目标降解物,以氙灯为光源,探讨了不同条件下制备的Bi2WO6的光催化活性.结果表明,在160℃、pH=1条件下制备的催化剂的活性最佳,这与其具有小的粒径、大的比表面积等因素有关.