Ce掺杂TiO2光催化剂的制备及降解偶氮废水的研究

采用溶胶—凝胶法制备Ce掺杂TiO2光催化剂,借助XRD、HRTEM对其进行表征,分析了Ce含量、煅烧温度等因素对光催化降解偶氮废水活性的影响。结果表明,铈掺杂在提高了TiO2光催化剂催化活性的同时也抑制了相转变。当Ce的掺杂量为3%时,对偶氮废水的处理率可高达92.3%。     

溶胶-凝胶法制备TiO2·SiO2/beads及其光催化性能的研究

研究以四异丙醇钛 [Ti (iso OC3 H7) 4 ]、硅酸乙酯为原料 ,以空心玻璃微球为载体 ,用溶胶 凝胶法制备可漂浮附载型复合光催化剂TiO2 ·SiO2 /beads的过程 ,利用附载型复合光催化剂降解有机磷农药。结果表明 :附载型复合光催化剂活性显著提高 ,牢固性增强 ,TiO2 ·SiO2 摩尔比存在最佳值。n (TiO2 ) /m (SiO2 ) =30 / 70时 ,光催化剂活性最高 ,其活性是同样降解条件下 ,同样含量DegussaP 2 5TiO2 的 2倍左右     

掺Ag复合纳米TiO2光催化性能

通过溶胶-凝胶法和光还原法制备掺Ag复合纳米TiO2.用XRD表征了TiO2的晶体形态.以典型偶氮结构的甲基橙水溶液为模拟对象,研究掺Ag复合纳米TiO2光催化性能.实验结果表明,TiO2悬浮体系中甲基橙的光催化降解符合Langmuir动力学规律.根据动力学计算,掺Ag复合TiO2和单纯TiO2对甲基橙的降解速率常数分别为27.34mg/(L·h)和14.42mg/(L·H),光催化的活性提高了近2倍.因此有望通过这一技术制备出比单纯TiO2更好的光催化剂.     

Tb3+和Sm3+共掺杂对TiO2降解亚甲基蓝的影响

采用溶胶-凝胶法制备纯TiO2和Tb3+/Sm3+共掺杂TiO2复合粉体,采用XRD、DRS和SEM等技术进行表征,以亚甲基蓝(methylene blue,MB)的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性,探讨Tb3+/Sm3+共掺杂对TiO2光催化性能的影响机制.结果表明,Tb3/Sm3+共掺杂可显著提高TiO2光催化活性,Tb3+/Sm3+共掺杂在TiO2中产生协同作用,可抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相转变,使TiO2粒径减小.Tb3/Sm3+共掺杂增大了TiO2的晶格畸变,使TiO2吸收带边蓝移.当Tb3/Sm3的掺杂量分别为0.1％和0.2％时,TiO2光催化活性最高,降解率达到91.46％.     

室内污染物甲醛的光催化氧化降解研究

采用溶胶-凝胶法制备了负载锐钛矿型TiO2蜂窝陶瓷膜,通过X衍射谱粒径分析及透射电子显微镜的电镜分析,结果表明400℃焙烧条件下得到的纳米TiO2粒径分布在10-20nm之间。以此纳米TiO2陶瓷膜进行室内主要污染物甲醛的光催化降解分析。结果发现,流速和湿度对于甲醛的光催化降解具有较大影响,不同污染物浓度条件下流速对光催化降解的影响是不同的,湿度对甲醛光催化的降解的影响存在一临界值。     

纳米TiO2薄膜光催化降解苯酚和氯代苯酚的研究

采用溶胶凝胶法制备纳米TiO2薄膜,研究了初始浓度、pH和外加H2O2对TiO2薄膜光催化降解苯酚、对氯苯酚和2,4-二氯苯酚影响.结果表明,纳米TiO2薄膜对于苯酚和氯代苯酚均有较高的光催化活性,相同条件下,2,4-二氯苯酚的光催化降解速率＞4-氯苯酚＞苯酚.在本实验条件下,随着反应物初始浓度的升高,相同时间内,苯酚和氯代苯酚的降解效率均逐渐降低.在中性条件下,苯酚和氯代苯酚的光催化反应速率均强于酸性条件下,其中pH对苯酚光催化降解的影响幅度最大.适量的H2O2有助于提高苯酚和氯代苯酚光催化降解速率.     

石英负载TiO2催化材料的制备及降解性能研究

选用石英作为载体,采用溶胶-凝胶法负载TiO2制备石英负载TiO2光催化材料。光电子能谱分析结果表明,石英表面成功负载了TiO2。石英负载TiO2光催化材料对偶氮染料废水处理4h后,脱色率达到了96．28％。     

载体SiO_2上纳米TiO_2膜的制备及光催化性能

以SiO2 为载体 ,在酸性条件下 ,用TiCl4 水解法制备了TiO2 纳米膜催化剂TiO2 /SiO2 。以IR、XRD、SEM和吸光光度法对其进行了表征 ,所制TiO2 膜的平均粒径在 12nm以内 ,并能在很宽的煅烧温度范围内保持锐钛矿晶体结构 ;将TiO2 /SiO2 应用于光催化降解敌敌畏 (DDVP) ,具有高的光催化活性 ,且易回收及反复使用。探讨了不同条件对光催化活性的影响。     

Ag/TiO2光催化膜降解高浓度对氯苯酚溶液的研究

依据光催化还原原理 ,在活性碳负载的TiO2 纳米粒子膜表面上制备出载银光催化剂 ,采用该催化剂对初始COD≥ 6 0 0mg·L-1的高浓度 4 氯苯酚水溶液进行降解研究 ,分别考察了光催化剂的用量、反应液初始浓度和初始 pH值等对降解性能的影响 ,并与DegussaP2 5微粉光催化剂等进行比较 ,得出负载型Ag/TiO2 光催化膜具有光催化活性高、固液易分离的特点。     

可见光响应负载型Er3+∶YAlO3/TiO2-SAC光催化剂的制备及其性能研究

为使TiO2能在可见光下发挥其于紫外激发的高光催化活性,且易于从处理废水中分离,采用溶胶-凝胶法将TiO2与掺杂稀土离子Er3+的上转换发光剂Er3+∶YAlO3结合再负载到球形活性炭(SAC)表面,制备可见光响应的负载型Er3+∶YAlO3/TiO2-SAC光催化剂并对其进行表征。以甲基橙为目标污染物,研究了制备的催化剂在可见光下催化活性,并探讨不同Er3+∶YAlO3/TiO2的负载方式、负载量等制备条件对光催化剂活性的影响。结果表明,结合方式为Er3+∶YAlO3/TiO2烧结后与SAC在乙醇介质中混合并进行30min磁力搅拌、以Er3+∶YAlO3/TiO2与SAC质量比为1∶4时制备的光催化剂活性最高,甲基橙的脱色率在240min可达97%以上。     

Fe_2O_3/SiO_2/TiO_2复合薄膜的制备与表征

采用溶胶.凝胶法制备了Fe2O3/SiO2/TiO2三元复合薄膜.通过XRD表征、紫外.可见透射光谱分析,考察了Fe2 O3/SiO2对TiO2晶型、亲水性、光催化性能的影响.结果表明:加入Fe2O3、SiO2后TiO2仍然保持完整的锐钛型,抑制了TiO2晶粒的增长,且加入Fe2O3后TiO2的吸收波长发生了"红移".Fe2O3/SiO2/TiO2光催化性能、亲水性能优于SiO2/TiO2、Fe2O3/TiO2及单-TiO2膜.     

一维纳米TiO_2的水热法制备及其在DSCs电池中的应用

以商用P25粉末为原料,利用水热法制备了一系列不同形状的一维纳米TiO_2结构,并将该材料以不同配比与溶胶凝胶合成的TiO_2颗粒混合制备了一系列染料敏化太阳电池。通过改变P25的水热处理时间,形象地观测到TiO_2由颗粒逐渐变成一维结构的演变过程。同时,实验采用了XRD、EDS对不同阶段生成物质进行了晶体结构和元素分析,综合分析提炼出TiO_2纳米结构的生成机理。研究结果还表明NaOH反应介质浓度对TiO_2纳米结构形貌的影响非常显著。其次,利用上述条件合成的一维纳米TiO_2粉末与传统的溶胶凝胶法制备类球形纳米TiO_2粉末混合,研究了其掺入比例由0%～100%(wt.)变化时,染料敏化太阳电池效率的变化规律。     

H_2O_2/Nafion-纳米TiO_2复合膜强化日光光解脱色甲基橙染料研究

用流延法在石墨板上成功制备出用于光催化的Nafion-纳米TiO_2复合膜。在H_2O_2存在的条件下,用Nafion-纳米TiO_2复合膜对甲基橙染料进行可见光照射处理。结果表明,H2_O_2/Nafion-纳米TiO_2复合氧化工艺中甲基橙降解脱色速率显著提高,两者之间存在明显的协同效应。在协同体系中,酸性媒介比碱性媒介更有利于甲基橙染料光解脱色。实验所用的NO_3~-、Cl~-和SO_4~(2-)等阴离子,均对降解脱色有抑制作用,其中NO_3~-对脱色作用抑制最显著。可见光辐射处理前后,UV-Vis谱图分析表明在H_2O_2/Nafion-纳米TiO_2复合膜处理中甲基橙溶液脱色是因为染料发生氧化光解作用。     

掺铋纳米TiO_2制备及可见光催化降解有机污染物

采用在酸性条件下超声沉淀的方法低温制备了Bi掺杂TiO_2纳米粉体,采用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对催化剂进行了初步表征,发现其禁带宽度变窄,主要为锐钛矿(82.7%)和金红石(17.3%)混晶,纳米尺寸为25.8nm。以酸性桃红(SRB)和无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)作为探针反应,在可见光照射下(λ420nm)测定了SRB降解过程中总有机碳(1OC)的变化,发现SRB的TOC去除率为61.6%。跟踪测定光催化反应体系中氧化物种,表明光催化涉及羟基自由基(·OH)过程,所制备的催化剂在可见光下具有较高的催化氧化活性。     

An experimental and theoretical study of the effect of Ce doping in ZnO/CNT composite thin film with enhanced visible light photo-catalysis

Ce-doped ZnO/CNT composite thin film was fabricated successfully on soda-lime-silica glass substrate by sol-gel drop coating method. The structure and morphology of nanocrystalline Ce-doped ZnO/CNT thin film were characterized by X-ray Diffraction (XRD), X-ray photo-electron spectroscopy (XPS), Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) and UV–Visible spectroscopy. The photocatalytic activity of Ce-doped ZnO/CNT thin film was evaluated by photocatalytic degradation of methylene blue (MB) in aqueous solution as a model pollutant under visible light irradiation. The synthesized Ce-doped ZnO/CNT composite thin film showed 76.71% photocatalytic efficiency whereas bare ZnO thin film showed that of only 25.30%. It has been reported that improved photocatalytic efficiency of composite is due to the synergistic effect of Ce doping and insertion of CNTs into ZnO matrix. The experimental photodegradation data were well fitted to first-order kinetics. The photocatalytic activity of the prepared thin film can be regenerated, which implies that the photocatalytic degradation process could be operated at a relatively low cost. The results suggest that Ce-doped ZnO/CNT composite thin film prepared by sol-gel drop coating method can be developed as an economically feasible and environmentally friendly method to degrade dye containing wastewater using visible light. Furthermore, atomic models for Ce doping in ZnO cluster was used to investigate the effect of doping on electronic structure of ZnO through density functional theory calculations. The computational study suggested a significant narrowing of the band gap and change of the maximum absorption bands towards higher wavelength. These all support the experimental results.     

Angular selective optical properties of thin films: Measurement of polar and azimuthal transmittance

A new instrument for automatic recordings of angular dependent transmittance through thin film samples is described. The output is a polar plot giving a schematic and convenient overview of the optical performance. The usefulness of the instrument and procedures was documented by measurements on an angular selective Cr film prepared by oblique angle evaporation.     

TiO2用量对聚集太阳光催化降解染料的影响

利用聚集太阳光装置降解了染料污染物甲基橙(MO)、结晶紫(CV)和孔雀绿(MG)，重点研究了TiO2用量对降解速率的影响。对于吸附强的染料(MO)，TiO2用量对降解速率的影响较大，且有较佳TiO2用量值。但对吸附量较小的染料(CV、MG)，TiO2用量可在较宽范围变化而对降解速率的影响不大，只有在TiO2用量很低时(对于MG，0．01g／L以下)，降解速率才明显减慢。     

Determination of optical properties of amorphous Ta2O5 films deposited by spin- and dip-coating methods

The optical properties of amorphous Ta₂O₅ films prepared by the sol-gel dip- and spin-coating deposition technique and dried at 60°C have been investigated. Refractive index, extinction coefficient and optical energy gap have been calculated from optical transmission measurements using the Swanepoel method. The films of similar thickness deposited by the two methods were compared. It is shown that the optical properties are dependent on the deposition methods. The energy band gap of the Ta₂O₅ films is 3.75 ± 0.12 eV and is independent of the coating methods.     

有机污染物的半导体光催化降解研究进展

以半导体催化剂TiO2为例，讨论了光催化降解有机污染物的机理，介绍了其晶型、粒径大小和制备方法等对催化活性的影响。同时讨论了光强、污染物溶液的pH值、温度、O2，O3及H2O2等因素对反应速度的影响。总结了半导体光催化降解在消除重要的水污染物(有色燃料、氯代物和芳香类化合物、农药、表面活性剂)方面的应用。