氮掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解酸性红B的研究

以钛酸丁酯和氨水为原料,无水乙醇为溶剂,硝酸为抑制剂,采用湿法水解制备氮掺杂TiO2纳米微粒,并用XRD、TEM对其进行了表征。在紫外光照射下,考察了氮掺杂催化剂光催化降解酸性红B的催化性能。以高压汞灯为光源对有机染料酸性红B进行了光催化降解实验,并研究了催化剂的类型、催化剂的用量、溶液初始浓度对酸性红B降解的影响。研究结果表明：氮掺杂纳米TiO2的光催化性能明显优于纯纳米TiO2的光催化性能。     

β-环糊精促进双酚A光催化降解

研究了双酚A在β-环糊精存在的TiO2光催化体系中的光降解行为，结果表明：β-环糊精能促进双酚A的光催化降解，经过250W的金属卤化物灯（λ≥365nm）光照40min，β-环糊精能提高双酚A23％的光降解效率，同时研究了双酚A光降解的动力学规律及pH、β-环糊精浓度、双酚A初始浓度对双酚A的光降解的影响。光催化降解的促进作用源于β-环糊精促进双酚A在TiO2表面的吸附。     

环糊精介入与TiO_2光催化应用研究进展

环糊精特有的结构可以对疏水客体分子进行主-客体包合,它介入到TiO2光催化过程中,可以增加TiO2光催化材料对疏水客体的吸附,加快被包合客体底物分子的传质效率,增大化学反应动力学常数,提高TiO2的光催化降解活性。其对有机疏水底物分子的选择性识别包合作用,有望解决TiO2对高毒性不可生物降解污染物催化选择性低及催化活性不高的难题。根据近年来公开发表的国内外相关文献,对环糊精介入的TiO2光催化应用研究进行简要评述。     

纳米二氧化钛光催化降解染料酸性红B的实验研究

利用溶胶-凝胶法自制TiO2光催化剂,采用悬浮体系,研究偶氮染料酸性红B的光催化降解过程,考察了活化温度、活化时间、溶液初始pH值、催化剂投加量、染料浓度等因素对光催化降解效率的影响。实验表明:自制的二氧化钛具有良好的光催化性。当催化剂用量为1.0g/L、pH值为3、酸性红B染料初始浓度20mg/L时,120分钟降解率可达85%,180分钟基本降解完全。     

二氧化钛合成与表征及其在光催化降解酸性红B中的应用

采用溶胶-凝胶法制备纳米粉末TiO2,并用XRD等技术对样品进行了表征.讨论了影响酸性红B光催化降解率的主要因素,实验结果表明,以600℃煅烧的TiO2为光催化剂,当催化剂用量为2.00 g,通入空气的流量为10.0 L/min,试液的起始浓度80 mg/L(试液体积600 mL),pH=6.5时,光照140 min,酸性红B的降解率达到99.2%.     

TiO2体系对酸性红B的催化超声降解过程的影响

采用处理过的市售的锐钛型和金红石型纳米TiO2作为声催化剂,低功率的超声波作为激发源,研究了纳米TiO2对酸性红B催化超声降解过程的影响.结果表明:锐钛矿纳米TiO2和金红石型纳米TiO2对酸性红B有着不同的超声降解过程.锐钛型纳米TiO2以空穴氧化为主,使酸性红B脱色和降解过程同时进行,而金红石型纳米TiO2则以自由基氧化为主,是先脱色后降解.锐钛型纳米TiO2降解效果明显优于金红石型纳米TiO2.单纯超声照射下酸性红B没有明显的脱色和降解过程发生.因此,锐钛型纳米TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景.     

普通金红石型TiO2的转晶及声催化降解酸性红B的研究

利用过氧化氢结合超声波制备出普通金红石转晶的TiO2(含锐钛相4%),用该方法得到的TiO2为催化剂,进行声催化降解酸性红B的研究。结果表明,在转晶TiO2的作用下,酸性红B的超声降解效果明显优于单独使用普通金红石型TiO2和普通锐钛型TiO2。除此之外,还考察了各种因素对转晶TiO2催化超声降解酸性红B反应的影响。实验证明在超声波频率40kHz、输出功率50W、催化剂用量1000mg/L、pH为3.00、温度为60°C、酸性红B水溶液初始浓度30mg/L的条件下,100分钟时的降解率即可达到90%以上。而相同条件下,普通金红石型TiO2和普通锐钛型TiO2降解率分别只有64.18%和54.11%。     

载铂二氧化钛对3B艳红染料溶液光催化降解性能的研究

本文以载铂TiO2为催化剂,光催化降解可溶性染料;对引起染料3B艳 红脱色的作用机理进行了分析并探讨了铂的担载量、催化剂的重复使用性、染料水溶液的pH值、光源波长、H2O2的添加等因素对催化降解效果的影响。结果表明,TiO2表面担载适宜量的金属铂后,对染料降解的催化活性有了明显提高;酸性溶液和添加适量的H2O2均有利于催化降解。     

负载型TiO2光催化剂降解酸性玫瑰红B的研究

采用溶胶-凝胶方法,经过数次浸渍制备成负载型纳米TiO2光催化剂,研究光催化氧化降解酸性玫瑰红B(简写为AR)。考察了浸渍次数和煅烧温度对光催化活性的影响,表明浸渍3次和煅烧温度为550℃时催化剂的活性最好。研究了掺杂镧的催化剂活性并与P25作了比较,掺杂镧后,催化剂活性明显提高,光催化活性比P25高出13．5％。同时进行了负载型TiO2/硅胶的动力学研究,表明光催化降解AR过程符合伪一级反应动力学模型。     

负载型光催化剂TiO_2/Al_2O_3的制备与研究

以γ Al2O3小球为载体,以钛酸正丁酯的正丁醇溶液为浸涂液,采用浸渍涂覆法制备了TiO2/Al2O3光催化剂,用XRD对催化剂的物相进行了表征,并通过可溶性偶氮染料酸性媒介红B考察其光催化活性。实验表明,当TiO2的负载量为8.79%时,TiO2/Al2O3对酸性媒介红B的脱色率可达到95%以上;酸性媒介红B的光催化氧化符合一级反应动力学。     

Photodegradation of Methylene Blue in a Batch Fixed Bed Photoreactor Using Activated Carbon Fibers Supported TiO2 Photocatalyst

A batch fixed bed photoreactor, using felt-form activated carbon fibers (ACF) supported TiO2 photocatalyst (TiO2/ACF), was developed to carry out photocatalytic degradation of methylene blue (MB) solution. The effects of TiO2 particle size, loaded TiO2 amount, initial MB concentration, airflow rate and successive run on the decomposition rate were investigated. The results showed that photodegradation process followed a pseudo-first-order reaction kinetic law. The apparent first-order reaction constant kapp was larger than 0.047 min-1 with half reaction time t1/2 shorter than 15 min, which was comparable to reported data using suspended Degussa P-25 TiO2 particles. The high degradation rate was mainly attributed to adsorption of MB molecules onto the surface of TiO2/ACF. The photocatalytic efficiency still remained nearly 90% after 12 successive runs, showing that successive usage of the designed photoreactor was possible. The synergic enhancement effect in combination of adsorption with ACF and photodegradation with TiO2 was proved by comparing MB removal rates in the successive degradation and adsorption runs, respectively.     

不同有机化合物在TiO2负载活性炭纤维上的

以环氧树脂为炭质前驱体将TiO₂粉体粘附于ACF表面，然后在N2气氛460 ℃焙烧，树脂热解、逸失使剩余残炭成为二者之间的连接体，获得TiO₂/ACF复合产品。ACF负载TiO₂后，其比表面积降低，但仍很好地维持了ACF的孔隙结构。由SEM可知，纳米级单体TiO₂颗粒以微小团簇结构分布于ACF表面。以对氨基苯酚、亚甲基兰和β-环状糊精三种不同分子尺寸的有机化合物为探针，通过TiO₂/ACF对它们的光催化降解研究发现，化合物自身分子尺寸对其降解程度有重要影响。具有适宜分子尺寸亚甲基兰的去除程度最高，TiO₂/ACF的降解速率高于悬浮态P25，在重复利用过程中未见降低。通过对比三种有机分子在有、无紫外光照下的去除程度，可确认有机分子是被降解而非吸附于TiO₂/ACF上。     

纳米二氧化钛悬乳体系光催化降解愈创木酚机理的研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备的纳米TiO2作为催化剂,以造纸废水中木质素的模型物愈创木酚(G-M)为对象,在一定的降解条件下对G-M光催化降解动力学和机理进行了研究。结果表明,G-M的光催化降解过程包含吸附和降解两个过程,通过对G-M在TiO2表面吸附性能的研究,得到其吸附平衡常数;运用L-H方程,对G-M光催化降解动力学方程进行讨论,得到降解动力学方程:1/r=1.774/C+0.1034。同时,对TiO2光催化降解机理进行了探讨。     

A facile one-step solvothermal synthesis of graphene/rod-shaped TiO₂ nanocomposite and its improved photocatalytic activity

Graphene sheets were obtained through solvothermal reduction of colloidal dispersion of graphene oxide in benzyl alcohol. The graphene/rod-shaped TiO(2) nanocomposite was synthesized by this novel and facile solvothermal method. During the solvothermal reaction, both the reduction of graphene oxide and the growth of rod-shaped TiO(2) nanocrystals as well as its deposition on graphene occur simultaneously. The photocatalytic activity of graphene/rod-shaped TiO(2) and graphene/spherical TiO(2) nanocomposites was compared. In the photocatalytic degradation of methyl orange (MO), the graphene/rod-shaped TiO(2) nanocomposite with the optimized graphene content of 0.48 wt% shows good stability and exhibits a significant enhancement of photocatalytic activity compared to the bare commercial TiO(2) (P25) and graphene/spherical TiO(2) nanocomposite with the same graphene content. Photocurrent experiments were performed, which demonstrate that the photocurrent of the graphene/rod-shaped TiO(2) nanocomposite electrode is about 1.2 times as high as that of the graphene/spherical TiO(2) nanocomposite electrode. The photocatalytic mechanism of graphene/rod-shaped TiO(2) nanocomposite was also discussed on the basis of the experimental results. This work is anticipated to open a possibility in the integration of graphene and TiO(2) with various morphologies for obtaining high-performance photocatalysts in addressing environmental protection issues.     

二氧化钛光催化降解水溶性分散染料的研究

以太阳光，氙灯为光源，研究了二氧化钛的晶型对可溶性分散染料光催化降解及吸附性能的影响，发现无定型TiO2对分散染料有很强的吸附净化能力，锐钛型TiO2在250nm-400nm的波长范围内有明显的吸收峰，从而提高了光催化效率，TiO2对分散大红、分散棕黄，分散黑等染料的脱色率、COD去除率均在80%以上。     

LDO负载纳米二氧化钛复合物的制备及其光催化性能研究

以碳酸根型镁铝层状双氢氧化物(LDH)为载体,采用溶胶-凝胶法利用酞酸丁酯水解负载纳米TiO2于LDH片层获得TiO2/LDH前驱体,通过低温焙烧前驱体获得纳米二氧化钛/层状双金属氧化物复合物(TiO2/LDO).以亚甲基蓝溶液模拟染料污染物,在波长291 nm紫外光条件下测定吸光度,评价了光催化剂不同投加量,体系pH值以及光照时间条件下对亚甲基蓝降解率的影响,研究了TiO2/LDO的光催化性能.结果表明:通过溶胶-凝胶法可以获得高分散纳米级(<10 nm)TiO2负载型TiO2/LDH复合物,TiO2/LDH中TiO2负载率达8.01wt%(质量分数);TiO2/LDO的光催化性能较纯LDO高,TiO2负载于LDO层板对亚甲基蓝具有协同催化作用;在pH值为9的80 mL亚甲基蓝溶液(浓度为5 mg/L)中投入0.20 g TiO2/LDO,催化反应8 h后降解率高达81.7%,TiO2/LDO对亚甲基蓝溶液的光催化反应符合一级动力学方程.     

聚乙二醇对非水解溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜结构及性能的影响

采用非水解溶胶-凝胶法制备了多孔TiO2光催化薄膜.用紫外光照甲基橙的降解实验研究了聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)分子量和添加量对TiO2薄膜光催化活性的影响.应用场发射扫描电镜分析了薄膜的显微结构与其光催化性能的关系.结果表明:当PEG的相对分子量为1 000,PEG与TiCl4的摩尔比为0.1时,薄膜的比表面积大,薄膜颗粒细小,薄膜中存在均匀分布的大量微小孔隙,其光催化性能最佳.PEG的分子量和加入量过高或过低均会降低薄膜的光催化性能.当PEG的分子量过小或其加入量过少时,TiO2薄膜显微结构的特点是晶粒粗、孔隙数量多和孔径大.PEG的分子量过大或加入量过多,薄膜的颗粒细小,但前者导致薄膜致密而后者又促使薄膜多孔.     

改性膨润土制备二氧化钛复合材料的光催化性能

以改性膨润土和四氯化钛为原料,采用水热法制备TiO2/膨润土柱撑复合材料,以甲基橙的光降解为研究重点,探讨了催化剂光降解过程,对催化反应机理进行了研究。结果显示,用各种改性膨润土合成的TiO2/膨润土柱撑复合材料层间距都有不同程度的增大;各TiO2/膨润土柱撑复合材料对甲基橙的光催化遵循一级动力学方程机理;催化剂经H2SO4和H2O2处理,可重复使用。     

光催化还原十溴联苯醚

以模拟太阳光为光源,首次研究了TiO2悬浮体系中十溴联苯醚（BDE-209）的光催化还原反应,讨论了TiO2投加量、BDE-209初始浓度、空穴清除剂对反应的影响。结果表明TiO2悬浮体系对BDE-209的光降解效果明显。当TiO2为1 g/L,甲醇作为空穴清除剂时,2.5 h后的降解效果最好,降解率达到78.6%,降解过程符合一级反应动力学方程,反应动力学常数为0.0103 min-1。利用光催化还原法制备了Ag/TiO2催化剂,采用TEM、EDS对催化剂进行表征,并进一步研究了Ag/TiO2光催化还原BDE-209,发现30 min内降解率即可到达96%。     

Anatase TiO2 nanocrystals with exposed {001} facets on graphene sheets via molecular grafting for enhanced photocatalytic activity

Owing to their extensive practical applications and fundamental importance, the controllable synthesis of well-faceted anatase TiO(2) crystal with high percentage of reactive facets has attracted increasing attention. Here, nano-sized anatase TiO(2) sheets mainly dominated by {001} facets had been prepared on graphene sheets by using a facile solvothermal synthetic route. The percentage of {001} facets in TiO(2) nanosheets was calculated to be ca. 64%. The morphologies, structural properties, growth procedures and photocatalytic activities of the resultant TiO(2)/graphene nanocomposites were investigated. In comparison with commercial P25 and pure TiO(2) nanosheets, the composite exhibited significant improvement in photocatalytic degradation of the azo dye Rhodamine B under visible light irradiation. The enhancement of photocatalytic activity and stability was attributed to the effective charge anti-recombination of graphene and the high catalytic activity of {001} facets.