网固定TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

采用TiO₂胶体合成-不锈钢金属网表面浸渍提拉法镀TiO₂胶体膜-焙烧工艺制备网固定TiO₂薄膜光催化材料,并以偶氮染料废水为降解对象,研究了镀膜次数、焙烧温度以及偶氮染料初始浓度对材料光催化活性的影响。结果表明：镀膜5次后在700 ℃下焙烧2 h,可以得到光催化性能优异的金属网固定TiO₂薄膜。用该制品对浓度为27 mg/L的偶氮染料废水光降解3 h,降解脱色率达到99.07%。TiO₂晶体膜在金属网表面键合牢固,重复使用仍保持良好的光催化活性。     

溶胶-凝胶法制备Ag/TiO2纳米薄膜及其陶瓷表面抗菌性能研究

为提升TiO₂在陶瓷表面的光催化性能和抗菌性能,以钛酸四丁酯、无水乙醇、硝酸银为原料,乙酰丙酮和硝酸作为催化抑制剂,采用溶胶-凝胶法分别制备了TiO₂溶胶和Ag/TiO₂溶胶。以普通陶瓷片为载体,采用浸渍-提拉法制备TiO₂薄膜。以亚甲基蓝为目标降解物进行光催化降解实验,并探讨在不同热处理温度下对Ag/TiO₂薄膜光催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等仪器对样品进行表征。实验结果表明：在紫外灯照射下,TiO₂薄膜和Ag/TiO₂薄膜对有机物都具有降解能力,而Ag/TiO₂的光催化活性更明显,在光照8 h后其光催化降解率达到了70%,热处理最佳温度为500℃;Ag/TiO₂薄膜具有良好的亲水性,并且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用。Ag/TiO₂薄膜有望应用到陶瓷用品上,可有效减少材料表面的有机污染物...     

TiO2/MMT复合材料降解盐酸四环素的研究

为解决抗生素废水排放带来的环境污染问题,以蒙脱土(MMT)为原料,采用水解法制备TiO₂/MMT复合材料,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)对TiO₂/MMT进行物相表征。以盐酸四环素(TC)为目标降解分子,考察了所制备的复合材料对TC的降解性能,并采用紫外-可见分光光谱(UV-vis)跟踪检测TC降解过程。物相表征表明,TiO₂均匀分散在MMT的表面;TiO₂/MMT中TiO₂为锐钛矿相。TiO₂/MMT回收样检测到N元素存在。活性数据表明,30%TiO₂/MMT (400℃,2 h)复合材料具有最优光催化降解TC性能,在紫外光下对100 mg/L TC的降解率达87.64%,优于纯TiO₂(68.74%)和纯MMT(72.22%)。循环试验6次后,催化剂对TC降解率仍达到75%,表明TiO₂/MMT对TC具有较高的降解活...     

改性A-TiO2紫外光催化降解碱性品红

以TiOSO₄为原料, 用水热法制备了掺铁TiO₂晶体粉末, 用XRD测定了样品的晶型, 研究了以自制的催化剂对碱性品红溶液的光催化降解行为。实验结果表明: 自制的掺铁TiO₂为锐钛矿型TiO₂(即A-TiO₂); 光催化降解碱性品红溶液的优化条件是: 2 mg/L的碱性品红溶液、掺铁量5%(摩尔分数)、A-TiO₂粉末加入量1.2 g/L, 室温搅拌下紫外(λ=365 nm)光照降解反应3 h, 此条件下碱性品红溶液降解率达到88.59%。     

TiO2/膨润土催化剂降解工业废水研究

以改性的新疆乌兰陵格膨润土、钛酸丁酯和四氯化钛为原料，制备PEG改性TiO₂/膨润土催化剂和TiO₂/柱撑膨润土催化剂。将两种催化剂分别应用于新疆某毛纺厂印染废水、甲基橙模拟印染废水、某石化废水进行降解研究。研究结果：PEG改性TiO₂/膨润土催化剂对甲基橙模拟印染废水的最高降解率2 h达87.67%，TiO₂/柱撑膨润土催化剂对某石化废水的最高降解率2 h达78.12%。而两者对新疆某毛纺厂废水的最高降解率2 h内分别为44.15%,40.53%。还对PEG改性TiO₂/膨润土催化剂的回收利用以及毛纺厂印染废水的二级降解进行了初探。     

海泡石负载TiO2制备工艺及其对甲醛的吸附和降解性能

为提高TiO₂催化性能,利用以四氯化钛作为钛源,改性海泡石为载体,氨水为沉淀剂,采用改进的液相沉淀法,在低温条件下合成负载型纳米TiO₂。试验证明最佳制备条件为混合液pH值6.0、四氯化钛浓度0.08mol/L、海泡石与TiO₂质量比为1.5、水解反应4h、煅烧温度500℃、煅烧时间2h。该条件下制得的样品二氧化钛颗粒分散均匀、负载率高,海泡石负载纳米TiO₂对甲醛24h吸附率达81.48%、光催化降解率达13.28%,对甲醛吸附与光催化降解性能较强。     

O3/H2O2去除选矿废水中丁基黄药的研究

用臭氧类高级氧化剂O₃/H₂O₂对含有丁基黄药的模拟选矿废水进行了处理。考察了O₃和H₂O₂的用量、溶液pH值、丁基黄药初始浓度、常见难免离子对废水COD_Cr去除效果的影响;并通过紫外-可见光谱和添加叔丁醇试验,探讨了O₃/H₂O₂工艺去除丁基黄药的反应机理。结果表明：丁基黄药初始浓度为400 mg/L、pH=6.8的模拟废水1 000 mL,投加100 L/h 的O₃和1 000 mg/L 的H₂O₂,反应2 h后COD_Cr的去除率可达60.25%;CO^2-₃和SO^2-₄有抑制废水中COD_Cr去除的作用,而Cu2+和Zn2+可以提高废水COD_Cr的去除率;O₃/H₂O₂工艺去除废水COD_Cr反应遵循羟基自由基反应机制。     

含钛铁尾矿制纳米级TiO2的结构及性能

以贵州某低品位细粒难选钛铁矿还原焙烧-弱磁选选铁尾矿为原料,采用酸化焙烧-水解工艺制得高品位纳米级TiO2粉末,采用XRD、SEM、TEM和BET等手段对TiO₂粉末进行了结构表征,并以难降解酚类化合物4-硝基酚为对象,评价了TiO₂样品光催化降解4-硝基酚的性能。结果表明：所制备的TiO₂粉末属纳米级锐钛矿精矿,颗粒粒径在几十纳米;TiO2粉末呈介孔结构,平均孔径在5 nm左右;TiO₂粉末对4-硝基酚显示了很好的光催化降解性能,240 min的降解率超过60%。     

BiOCl/TiO2/蒙脱石复合材料对模拟刚果红废水的光催化降解研究

为了解决TiO₂易团聚、带隙宽的问题,提高其对刚果红（CR）的光催化降解率,采用水解法和溶胶-凝胶法制备出BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料（BCTM）,以刚果红染料为目标降解物,进行了光催化试验,研究了溶胶pH、蒙脱石悬浮液质量浓度、焙烧温度、焙烧时间和Bi/Ti摩尔比对复合材料光催化活性的影响,并利用X射线衍射仪（XRD）和紫外可见漫反射仪（UV-Vis DRS）对其进行了表征。结果表明,在溶胶pH为4、蒙脱石悬浮液质量浓度为1%、焙烧温度为600℃、焙烧时间为2 h、Bi/Ti摩尔比为20%的条件下,制备的BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料具有较高的光催化活性,刚果红的去除率达到了94.04%。复合材料TiO₂以锐钛矿晶相形式存在。添加蒙脱石和BiOCl都会抑制TiO₂晶体的生长。BiOCl/TiO₂之间形成异质结使得禁带宽度从2.89 eV降低至2.61 eV,增强了复合材料对光的吸收能力。      

TiO2@芽孢杆菌光催化性能研究

选矿废水中存在的黄药严重危害矿山周围生态环境,对其处理迫在眉睫。以钛酸丁酯为 基底,利用 芽孢杆菌合成 TiO₂@芽孢杆菌,将其应用于黄药废水处理,以黄药降解率为指标,考察了 TiO₂@芽孢杆菌菌液浓度、 钛酸丁酯用量、黄药初始浓度、废水初始 pH 值对黄药降解影响及动力学规律,并通过紫外分 光光度计与离子色谱 探究黄药的降解机理。结果表明：TiO₂@芽孢杆菌矿化合成 TiO₂为无定型;TiO₂@芽孢杆菌光 降解黄药不同菌液浓 度、钛酸丁酯用量、黄药初始浓度的动力学模型均符合伪一级动力学模型;TiO₂@芽孢杆菌在 废水初始 pH=4~9 范围 内适应性较好,在TiO₂@芽孢杆菌菌液浓度为90 mL/L、钛酸丁酯为150 μL/L、废水黄药初始 浓度为10 mg/L、初始 pH= 8、光照强度为 250 W 的最佳试验条件下光照 72 h,黄药降解率达到 96.3%;TiO₂@芽孢杆 菌光降解黄药过程中各种 作用大小为：同化作用＞TiO₂光催化作用＞吸附作用;黄药中硫元素能被 TiO2@芽孢杆菌转化 为 SO₄^2-,最终被降解 为 CO₂、H₂O、SO₄^2-等小分子物质。合成的 TiO₂@芽孢杆菌对黄药废水处理具有实际应用价 值。     

硅藻土基复合光催化剂的制备及其在黄药降解中的应用

为了实现对浮选废水中残留黄药的高效降解,首先采用油浴沉淀法制备了TiO₂/硅藻土二元复合光催化剂,考察了TiO₂负载量和H₂O₂添加量对所获产物在紫外光照射条件下对黄药降解性能的影响。在经优化得到的二元复合光催化剂的基础上,又采用水浴沉淀法制备得到BiOCl/TiO₂/硅藻土三元复合光催化剂,考察了BiOCl负载量对三元复合光催化剂降解黄药性能的影响。研究结果表明,当TiO₂与硅藻土的质量比为1 GA6FA 5、质量分数为30%的H₂O₂添加量为2 mL时,所获二元复合光催化剂的降解性能最佳,在60 min内对黄药的降解率可以达到近60%;当BiOCl与TiO₂及硅藻土的质量比为1 GA6FA 2 GA6FA 10时,三元复合光催化剂表现出最佳的光降解黄药性能,在90 min内对黄药的降解率可以达到90%以上。与二元复合光催化剂相比,BiOCl/TiO₂/硅藻土三元复合光催化剂不仅实现了对黄药的降解从较高能量的紫外光拓宽至可见光,而且表现出更加优异的降解黄药性能,具有潜在的实际应用前景。      

掺Fe3+锐钛型TiO2的制备及其紫外光照下催化降解苯胺

用水热法制备了掺Fe³⁺的TiO₂晶体粉末Fe³⁺/TiO₂,并通过XRD、SEM和TEM等手段对它进行了表征。研究了在紫外光照下Fe³⁺/TiO₂对苯胺的催化降解效果。分析了苯胺初始浓度、掺Fe³⁺量、Fe³⁺/TiO₂用量、光照时间和溶液初始pH值等因素对光催化效率的影响。结果表明: 所制备的TiO₂晶体为锐钛矿型即A-TiO₂;晶体粉末由直径约2.5 μm的TiO₂微米球组成,各微米球则由八面体型的TiO₂纳米晶体(长度1~1.5 μm)通过自组装形成,八面体的三角形边长100~200 nm;在50 mg/L的苯胺溶液中(pH=7),掺杂0.2%(摩尔分数)Fe³⁺的A-TiO₂粉末用量为0.5 g/L时,室温下紫外光照(λ=365 nm)反应45 min,苯胺降解率达到73.84%。     

紫外光照下改性A-TiO2降解番红花红T

用水热法制备了掺Fe³⁺改性TiO₂粉末,通过XRD对其结构进行了表征,并研究了在紫外光照下该掺Fe³⁺改性TiO₂对番红花红T的催化降解效果。结果表明: TiO₂晶体属于纯锐钛矿型(A-TiO₂); 优化降解条件为: 番红花红T溶液初始浓度15 mg/L,pH=5,5%掺Fe³⁺量的A-TiO₂用量4 g/L,16 ℃下经254 nm照射反应55 min,该条件下番红花红T降解率59.5%; 相同优化条件下进行暗吸附,30 min达到吸附平衡,A-TiO₂对番红花红T平衡吸附量2.02 mg/g。番红花红T降解率与吸附率基本正相关。     

TiO2-蒙脱土复合载体在平板式脱硝催化剂中的应用

为提升平板式脱硝催化剂性能,以TiO₂-蒙脱土、TiO₂-酸改性蒙脱土为复合载体进行催化剂的制备。采用XRF、XRD、N₂-吸附脱附、拉曼光谱、H₂-TPR、NH₃-TPD等表征手段对催化剂的物理化学性能进行分析。结果显示:与传统V₂O₅-MoO₃/TiO₂催化剂相比,采用上述复合载体制备的脱硝催化剂具有更高的比表面积和耐磨强度。V₂O₅-MoO₃/TiO₂-蒙脱土催化剂中碱金属元素（Na、K）的存在,降低了催化剂的还原性能和酸性性能,对催化剂的脱硝活性有负面影响。相比蒙脱土,酸改性蒙脱土的比表面积较高,碱金属元素含量降低,所以V₂O₅-MoO₃/TiO₂-酸改性蒙脱土催化剂的脱硝活性较高。此外,该催化剂还具备优良的抗SO₂、H₂O性能。      

低钛高炉渣脱硫能力研究

针对某钢厂低钛高炉渣的实际情况,研究了二元碱度(w(CaO)/w(SiO₂))和MgO等化学成分变化对该渣系脱硫能力的影响规律。结果表明,低钛高炉渣的脱硫能力随着炉渣二元碱度增加而提高;当w(MgO)<10%时,炉渣脱硫能力随MgO含量增加而升高,继续增加MgO含量,其脱硫能力反而降低;随着Al₂O₃和TiO₂含量增加,炉渣脱硫能力降低。建议高炉生产炉渣二元碱度保持在1.05~1.10,炉渣MgO含量应保持在9%~10%,同时应适当降低Al₂O₃和TiO₂含量。     

高炉冶金矿渣特性及其在ZTA陶瓷烧结中的作用

高炉渣是由炼铁高炉产生的一种工业废渣,其中含有CaO、Al₂O₃、SiO₂等硅酸盐成分和少量Fe₂O₃、TiO₂、ZrO₂等析晶形核剂。高炉渣在855℃热处理1 h,可形核析出1 μm左右的Ca₂Al₂SiO₇微晶,这表明高炉渣具有较高的析晶活性。向ZTA中添加质量分数为4%的高炉渣,1 550℃烧结30 min,低温下ZTA陶瓷的力学性能明显提升,抗弯强度和断裂韧性分别为650 MPa和6.03 MPa·m1/2,比相同温度下未添加高炉渣时分别提高了15%和14.2%,烧结温度降低了50℃以上。颗粒细化的高炉渣掺入ZTA陶瓷基体,烧结过程中高炉渣产生的液相促进了Al₂O₃棒晶的生长,受力过程中棒晶的拔出和裂纹的偏转有利于ZTA陶瓷力学性能的提升;高炉渣在高温下的析晶增强了ZTA陶瓷的晶界强度,进一步提高了材料的力学性能。      

溶胶凝胶法合成CoFe2O4/Pb(Zr0.53Ti0.47)O3磁电复合薄膜

用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO₂/Si基片上旋涂制备了CoFe₂O₄/Pb(Zr_0.53Ti_0.47)O₃层状磁电复合薄膜(2-2型)。利用XRD分析了薄膜的相组成, 运用SEM研究了薄膜表面和断面的微观形貌, 并研究了薄膜的铁磁和磁电耦合性能。研究表明, 低浓度的CFO前驱体溶液能显著改善薄膜的微观形貌, 磁电复合薄膜多层纳米结构清晰平整。复合薄膜表现出良好的铁磁性能, 磁场平行和垂直于薄膜表面的饱和磁化强度分别为298 和 272 emu/cm³。随着外磁场(H_Bias)的增加, 复合薄膜的磁电电压系数(α_E)有逐渐减小的趋势; 在H_Bias接近0时, α_E达到最大值。随着复合薄膜磁性层间距的减小, 静磁耦合效应的增加, α_E存在上升趋势。