ZnO微球的制备及表征

以Zn(NO3)2为原料、强酸型阳离子树脂为模板,制备了ZnO微球。采用热重-示差扫描量热、X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、扫描电子显微镜、氮气吸附等方法对试样进行了表征。表征结果表明,ZnO微球由纳米ZnO晶粒组成,球体直径200～600μm。当焙烧温度为580℃时,ZnO微球表面ZnO晶粒结合紧密,比表面积为24.72m2/g;当焙烧温度升至780℃后,ZnO微球则变得较为松散,比表面积下降为7.92m2/g。以300W高压汞灯为光源,以甲基橙溶液为模型考察了ZnO微球的光催化降解性能。实验结果表明,焙烧温度为580℃时,合成的ZnO微球具有很好的光催化性能,当ZnO微球加入量为400mg/L时,反应50min后,对10mg/L甲基橙溶液的降解率达97%。     

C-TiO_2的制备及其对三氯乙酸的光催化降解

通过缓慢氧化T iC合成了C掺杂的锐钛矿型T iO2(C-T iO2)催化剂,并采用BET液氮吸附、X射线衍射、扫描电镜和紫外-可见吸收光谱对C-T iO2催化剂的比表面积、物相、粒径和吸收波长阀值等结构性质进行了表征。以难降解的三氯乙酸为催化降解对象,测定了C-T iO2催化剂在可见光照射下的催化活性。实验结果表明,相对于锐钛矿型T iO2,C-T iO2的吸收边带发生了约36nm的红移,它在可见光照射下有催化活性,主要是因为C取代O后,C的p轨道与O的2p轨道杂化,使其禁带隙变窄;制备条件和反应溶液的pH影响C-TiO2催化剂的活性,在350℃焙烧8h制备的C-TiO2催化剂,当反应溶液的pH为9时,催化活性最高。     

纳米ZnO薄片的制备、表征及其光催化降解性能

以乙酸锌为原料,采用丙三醇常压回流法制备了二维片状纳米结构ZnO(简称ZnO薄片)。用扫描电子显微镜、热重-示差扫描量热分析、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见光谱对ZnO薄片进行了表征,发现ZnO薄片是由30~40nm的均匀小颗粒自组装而成,薄片厚度100~200nm,长和宽为2~3μm。以氙灯模拟可见光为光源,以ZnO薄片为催化剂,对苯酚和甲基橙进行催化降解实验。实验结果表明,在可见光下照射3h,苯酚的降解率可达88.6%,矿化率达63.1%;该方法制备的ZnO薄片在可见光下对甲基橙的催化降解性能优于采用乙二醇常压回流法制得的ZnO粉末;ZnO薄片的最佳焙烧温度为400℃。     

微乳液法制备纳米TiO_2及其负载和催化活性研究

通过相图分析,确定制备纳米TiO2的微乳液组成为:甲苯、正丁醇以及水的质量百分数分别为88.9%,5.0%和6.1%。以硅胶为载体、钛酸丁酯为原料,通过微乳液法制得平均晶粒度为6.3nm的锐钛矿型纳米TiO2负载催化剂。研究了焙烧温度和m(TiO2)∶m(硅胶)比例对紫外光照射下纳米TiO2降解溶液中苯酚的光催化活性的影响。结果表明,焙烧温度从400℃提高到700℃时,TiO2晶粒度从6.3nm增加到的83.2nm,而催化活性先增大后降低,在450℃时催化活性最大,苯酚的去除率45.6%;随着m(TiO2)∶m(硅胶)的减小,催化剂活性先增加后降低,在m(TiO2)∶m(硅胶)为0.05/1000时催化剂活性达到最大。     

TiO_2纳米光催化剂的低温制备及其性能

采用水热法低温制备了大比表面积的纯金红石型(R)和纯锐钛矿型(A)TiO2纳米光催化剂。采用XRD,TEM,HRTEM,UV-Vis DRS,BET等方法对纳米光催化剂进行了表征;考察了纳米光催化剂的可见光活性和紫外光分解水产氢活性。实验结果表明,蒸馏水作为反应介质合成了纯TiO2(R),而无水乙醇作为反应介质合成了纯TiO2(A);纳米TiO2(R)和TiO2(A)颗粒结晶度良好,形貌分别为棒形和六角形;所制得的TiO2(R)在可见光区域比商品纳米TiO2(P25)表现出更强的光吸收性能;在可见光照射下,TiO2(R)对甲基橙溶液的脱色率达到72.7%(光照6.0h),明显高于P25的47.8%;在紫外光照射下,TiO2(A)的光分解水产氢速率为24.2μmol/h,略低于P25的25.8μmol/h。     

La_2O_3／TiO_2／SO_4~(2-)纳米光催化剂的制备和性能

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了La2O3／TiO2／SO42-纳米光催化剂。采用X射线衍射和BET比表面积测试法对纳米光催化剂的晶型和比表面积进行了表征。以甲基橙溶液为光催化降解反应模型化合物,考察了纳米光催化剂的催化活性。实验结果表明,La2O3的掺杂使TiO2的粒径减小,比表面积增大,La2O3的最佳掺杂量(相对于TiO2的摩尔分数)为1．00％,La2O3／ TiO2(x(La2O3)=1．00％)为纳米光催化剂时,甲基橙的脱色率达到75．8％(光照60min);SO42-的负载也使TiO2的粒径减小, 比表面积增大,浸渍液H2SO4的浓度对纳米光催化剂的催化活性有一定的影响,H2SO4的最佳浓度为0．4 mol／L,TiO2／SO42- (c(H2SO4)=0．4 mol／L)为纳米光催化剂时,甲基橙的脱色率达到83．2％(光照60 min);掺杂La2O3和负载SO42-使TiO2纳米光催化剂的催化活性显著提高,La2O3／TiO2／SO42-(x(La2O3)=1．00％,c(H2SO4)=0．4mol／L)为纳米光催化剂时,甲基橙的脱色率达到91．7％(光照60min)。     

改性TiO2对亚甲基蓝的光催化降解

以十八胺为模板剂、钛酸四正丁酯为钛源,利用钛醇盐的水解制备TiO2.分别以不同量的正硅酸乙酯对TiO2进行Si改性,制备Si掺杂的TiO2.以XRD、低温N2吸附、XPS等方法对催化剂的晶体结构、孔结构和活性中心进行表征,发现适量的Si掺杂对TiO2比表面积、孔体积、锐钛矿含量都有所提高.对亚甲基蓝的光催化降解结果表明,掺杂适量的Si可大幅度提高TiO2的催化活性.     

最新专利文摘

具有可见光催化活性的二氧化钛催化剂的制备该发明公开了一种具有可见光催化活性的锐钛矿型二氧化钛催化剂的制备方法,将质量分数5 %～10 %的钛酸酯、1%～2 0 %的水解催化剂、70 %～90 %的稀释剂,在特定波长范围的紫外灯光源的照射下,于反应器中反应10～5 0h ,得到的钛溶胶于(2 5±5 )℃老化3～10d ,(2 5±5 )℃挥发溶剂,钛凝胶在低于15 0℃的温度下焙烧1～5h ,得到目标锐钛矿型二氧化钛粉体。采用该方法得到的目标二氧化钛催化剂能吸收可见光,在可见光照射下具有光催化活性,能有效地催化降解有机污染物,而且具有催化剂颗粒尺寸小、比表面积…     

水热法制备纳米Mn(Ⅱ)/TiO_2粉体及其日光催化活性的研究

采用水热法,在温和的条件下制备了具有较高光催化活性的Mn(Ⅱ)/TiO2光催化剂,采用X射线粉末衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射手段对其进行了表征。在太阳光照射下,以罗丹明B溶液的降解为模型反应,研究了光催化剂的催化活性。研究结果表明,TiO2晶型为单一的锐钛矿相,光响应波长由纯TiO2的380nm拓宽到400nm以上,达到可见光区范围,新型改性的Mn(Ⅱ)/TiO光催化剂的日光催化活性比较高。     

氧化石墨烯/二氧化钛/酸解纤维素复合材料的制备及其在印染废水处理中的应用

为提高光催化剂对印染废水的处理效果,制备了氧化石墨烯(GO)/二氧化钛(TiO2)/酸解纤维素(CE)复合材料并对其结构和性能进行测试.结果表明,GO/TiO2/CE三者交叉分散,分布均匀,具有比TiO2更小的禁带宽度,可见光吸收强度和催化活性明显提高.以氙气灯为光源,考察GO/TiO2/CE对亚甲基蓝(MB)、甲基橙...     

氮和镍掺杂纳米TiO2复合粉体的制备及其光催化性能

以Ti（SO4）2,NiSO4·6H2O,N,N-二甲基甲酰胺等为原料,采用水热合成法制备氮和镍掺杂的纳米TiO2复合粉体,通过XRD对其进行了表征,并以10mg／L的甲基橙溶液为底物,测定了其太阳光催化性能。结果表明,氮和镍掺杂能提高纳米TiO2的光催化性能,当氮和镍掺杂摩尔分数均为2．0％,焙烧温度为600℃,甲基橙溶液的pH值为5时,光催化性能最高,甲基橙溶液太阳光照射5h后降解率达到98．1％。     

碱金属掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂K^＋或Cs^＋的纳米TiO2催化剂。以甲基橙为目标降解物,研究了K^＋或Cs^＋的掺杂量对纳米TiO2光催化活性的影响,讨论了催化剂加入量以及催化降解时间对甲基橙降解效果的影响。结果表明,适量掺杂K^＋能够提高TiO2的光催化活性,最佳掺杂量（摩尔分数）为1％;掺杂Cs^＋只会降低TiO2的光催化活性。对浓度为20mg／L的甲基橙溶液进行催化降解,催化剂K^＋-TiO2（K^＋掺杂量1％）最佳用量为2g／L,降解时间60min,甲基橙的降解率可达98％。     

用微波干燥法制备纳米级TiO_2进行光催化降解甲基橙的研究

利用溶胶-凝胶法制备了TiO_2凝胶,采用微波对凝胶进行干燥,然后煅烧制备出纳米级TiO_2光催化剂,经XRD测定表明其为锐钛矿型TiO_2,平均粒径为12.3nm。以甲基橙为模拟污染物进行光催化降解,表明该方法制备的TiO_2的光催化活性比烘箱法TiO_2略高,并可重复使用。     

PMoV／TiO2光催化降解甲基橙反应条件优化及动力学研究

溶胶-凝胶法制备光催化剂PMoV／TiO2光催化降解甲基橙溶液,考察了催化剂用量、氧化剂用量、光强度和甲基橙染料溶液浓度对降解反应的影响。结果表明,在甲基橙染料溶液初始浓度为6mg／L,催化剂PMoV／TiO2用量0．12g,氧化剂双氧水用量8mL,晴天光照条件下,甲基橙染料溶液脱色率达90．79％。最后,研究了该光催化反应的动力学过程。     

Zr和S共掺杂TiO_2光催化剂的制备及性能

用固相浸渍法制备了Zr和S共掺杂TiO2(Zr-S-TiO2)光催化剂,用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见光漫反射等手段对Zr-S-TiO2光催化剂进行了表征。以可见光光解水制氢为探针反应,考察了Zr-S-TiO2光催化剂的活性。实验结果表明,Zr和S共掺杂提高了TiO2对可见光(波长大于420nm)的吸收,减小了TiO2的平均粒径,使TiO2晶格畸变应力增大,促进了光生电子-空穴对的分离,从而提高了TiO2催化可见光光解水制氢反应的活性。当n(S)∶n(Ti)=6∶1、煅烧温度500℃、Zr掺杂量(质量分数)为0.75%时,Zr-S-TiO2光催化剂制氢的活性最高。     

微球TiO2光催化剂的制备

采用溶胶凝胶-喷雾干燥法制备微球TiO2,其粒径为0．5～3μm,平均沉淀速度为5mm／s,为晶体粒径为8．3nm的锐钛型纳米TiO2的聚合体,比表面积较大。具有与纳米TiO2相似的催化活性,较好地解决了催化剂活性和分离之间的矛盾。     

溶胶-凝胶法制备氮掺杂TiO_2的制备条件优化

以二乙醇胺为氮源,乙酸为抑制剂,乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂TiO_2。以苯酚为污染物,在模拟太阳光(氙灯)下,考察了氮掺杂TiO_2制备过程中水用量、乙酸用量、乙醇用量、二乙醇胺用量、陈化温度、煅烧温度和煅烧时间7个因素对氮掺杂TiO_2光催化活性的影响,并采用正交实验优化了氮掺杂TiO_2的制备条件。实验结果表明,煅烧温度对氮掺杂TiO_2的光催化活性具有非常显著的影响;最优的制备条件为:n(钛酸四丁酯):n(水):n(乙酸):n(乙醇):n(二乙醇胺)=1:462:17 3:3:0.4(n(钛酸四丁酯)=0.015 mol),陈化温度为45℃,煅烧温度为400℃,煅烧时间为4 h。在此条件下制备的氮掺杂TiO_2对苯酚光催化反应3 h,其降解率达到75.13%,是未掺杂氮TiO_2的1.7倍。