煅烧温度对Fe/TiO2复合粉体光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备合成Fe/TiO₂纳米复合粉体,用紫外光照射甲基橙溶液的降解实验,通过降解率比较粉体的光催化性能。通过XRD、SEM、UV-Vis等分析手段对粉体的结构和光学性能进行了表征。结果表明,不同的煅烧温度对TiO₂粉体的光催化性能有显著影响,随着煅烧温度的升高,逐渐向金红石相发生转变;450℃的煅烧条件下,甲基橙的降解率最好。     

Yb-La/TiO_2光催化剂的制备工艺研究

采用溶胶-凝胶法制备镱镧共掺杂二氧化钛光催化剂Yb-La/TiO_2,在紫外光照射下,以罗丹明B作为目标降解染料,考察催化剂的光催化性能。结果表明,制备Yb-La/TiO_2光催化剂的最佳条件为:n(La)∶n(Yb)∶n(Ti)=1.2∶1.0∶100,钛酸丁酯用量10 m L,无水乙醇用量50 m L,聚乙二醇用量0.4 g,冰醋酸用量2 m L,pH=2.3,陈化4天,150℃干燥24 h,550℃焙烧2 h。此条件下制备的Yb-La/TiO_2光催化剂对罗丹明B的降解率达93.37%,重复使用3次后,降解率仍高于80%。     

Fe-TiO2纳米微粒的制备及光催化性能试验研究

光催化技术是从20世纪70年代逐步发展起来的一门新兴环保技术，TiO2光催化更是热门的研究课题。介绍了以钛酸四丁酯为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备Fe-TiO2纳米光催化剂的方法，并用纯TiO2和Fe-TiO2做光催化荆，对甲基橙溶液在紫外光下进行光催化降解试验。结果表明：掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性，选用m（Fe／TiO2）为0．05％、500℃下煅烧得到的Fe-TiO2催化剂．在甲募橙溶液pH值为3、催化剂用量为1g／L时．其光催化活性达到最佳效果．     

TiO2薄膜的制备、改性及光催化性能的研究

以铝片为基底,采用阳极氧化法制备氧化铝薄膜作为TiO₂的固定载体。用溶胶-凝胶法制备TiO₂溶胶,通过在氧化铝薄膜载体上浸渍提拉得到TiO₂膜。通过交流电沉积的方法对其掺杂贵金属改性,得到M/TiO₂复合膜。利用紫外-可见光谱法对复合膜进行表征。实验结果表明,利用Al₂O₃可以很好的负载TiO₂溶胶,500 ℃焙烧有利于形成催化能力较好的锐钛矿型TiO₂,掺杂贵金属Ag和Au的TiO₂试样对甲基橙的光催化效果明显优于未掺杂金属的TiO₂试样。     

Zn掺杂TiO2的制备及其光催化降解甲基橙性能

采用沉淀法制备了不同掺杂量的Zn/TiO₂催化剂,以光催化降解甲基橙为探针反应,考察其光催化活性,并采用紫外漫反射和X射线衍射对其进行结构表征。研究结果表明,Zn的掺杂量对催化剂活性影响较大,最佳掺杂物质的量分数为1.5%;催化剂的紫外漫反射微分曲线的峰值变化与其活性变化一致,1.5%(物质的量分数) Zn/TiO2的微分峰值最大。X射线衍射分析表明,少量Zn高度分散在TiO₂晶格中。Zn掺杂物质的量分数1.5%时,添加2 g·L^-1的Zn/TiO₂催化剂,甲基橙降解的最佳条件：pH＝3,浓度15 mg·L^-1,降解率最高达98.6％。     

复合氧化物TiO2/SiO2性质研究

The nanometer particles of TiO2 and TiO2/SiO2 oxides were prepared by sol-gel and supercritical fluid drying method.The properties of TiO2 and TiO2/SiO2 were characterized by means of BET(Brunner-Emmett-Teller method), TEM(transmission electron microscopy), SEM(Scanning electron microscopy), XRD(X-ray differaction) and FTIR(Fourier transform-infrared) techniques.The effects of different preparation route,prehydrolysis and non-prehydrolysis,on the properties of TiO2/SiO2 oxide were also examined.Experimental results show that the termal stability of pure TiO2 is improved greatly when it is mixed with SiO2 in nanometer level.The composite TiO2/SiO2 oxides form Ti-O-Si chemical bonds,which creates new Broensted acidity stes.The acidity character is related to TiO2/SiO2 chemical composition and preparation methods.The acidity of TiO2/SiO2 oxides by prehydrolysis is greater than that of by non-prehydrolysis.Ti atom is rich on the surface of TiO2/SiO2.     

离子液体中微波辅助制备硫掺杂纳米TiO2光催化剂

以钛酸丁酯为前驱物,在离子液体（1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐）、水和无水乙醇所组成的混合溶剂中采用溶胶-凝胶法及微波干燥,制备了硫掺杂纳米TiO₂光催化剂。采用XRD对催化剂的结构进行了表征,以甲基橙为模拟污染物,高压汞灯和卤钨灯为光源,考察了掺杂量、微波干燥等因素对硫掺杂TiO₂光催化剂活性的影响。结果表明,硫掺杂TiO2催化剂活性高于未掺杂TiO₂催化剂;且当硫脲与钛酸丁酯物质的量比为5.0,在家用微波炉于功率210 W干燥25 min,再在马弗炉600 ℃焙烧处理2 h制备的催化剂,具有最佳的光催化降解效果。     

SnO_2/ZnO/铝箔复合薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃片/铝箔上制备SnO2/ZnO复合薄膜,以甲基橙水溶液模拟有机污染物,在可见光及紫外光下研究了SnO2/ZnO薄膜的光催化降解性能。实验结果表明:以铝箔为载体比以玻璃为载体时降解效率要有明显提高;当Sn Cl4在溶胶中的质量浓度为0.05 g/m L时,SnO2/ZnO/铝箔的降解效率最高;光照2 h时,在紫外光照射下降解效率为98.91%,可见光照射下降解效率达到了82.62%。     

TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯、乙醇为原料,通过溶胶—凝胶法制备了TiO2纳米粉体,并采用XRD、TEM等手段对样品进行结构表征。XRD结果表明,TiO2纳米粉体晶相为锐钛矿型,平均粒径大约为6-12nm。样品对甲基橙溶液进行了降解实验,实验结果显示,TiO2纳米粉体对甲基橙的光催化作用明显。最佳制备工艺条件为:钛酸丁酯与乙醇的体积比为1∶11,在pH值为2-3下,搅拌2小时,在500℃下煅烧。     

氮掺杂制备锐钛矿型纳米TiO2及降解甲基橙的研究

采用溶胶凝胶法制备了氮掺杂TiO2光催化剂。考察了氮的掺杂量、热处理温度对TiO2光催化能力的影响。用XRD、 SEM和紫外-可见光分度计对样品的晶型、形貌和光催化性能进行表征。结果表明氮的掺杂有助于改善TiO2的光催化性能,在灯光照射下5％N-TiO2煅烧温度为450℃时表现出较高的光催化活性和降解甲基橙溶液的能力,在80 min内降解甲基橙溶液达到了98％。     

铈和锰掺杂纳米TiO2的溶胶-凝胶法制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂、Mn⁴⁺/TiO₂、Ce⁴⁺/TiO₂和Mn⁴⁺-Ce⁴⁺/TiO₂光催化剂。通过考察掺杂离子的种类和用量对所得催化剂用于紫外光催化降解甲基橙性能的影响，表明Ce⁴⁺/TiO₂中Ce⁴⁺的适宜掺杂量为1.0%，Ce⁴⁺-Mn⁴⁺/TiO₂中，当Mn4+的掺杂量为25.0%时，Ce⁴⁺的适宜掺杂量为0.50%，相应的脱色效率为92.39%和99.41%。当掺杂量适当时，四种催化剂用于紫外光催化降解甲基橙的活性次序为：Mn⁴⁺-Ce⁴⁺/TiO₂ > TiO₂>Ce⁴⁺/TiO₂> Mn⁴⁺/TiO₂。XRD分析结果表明，所得光催化剂均为锐钛矿型纳米粒子。     

磁性负载纳米TiO_2催化剂的制备与光催化性能

采用溶胶-凝胶法在复合磁性载体上负载纳米二氧化钛膜,得到了易于磁性固液分离的复合光催化剂,运用XRD、BET、SEM等方法表征它的物质性质,并以典型的偶氮染料甲基橙为目标污染物,研究了不同工艺条件下制备的催化剂的光催化剂的活性。结果表明:以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法在复合载体上负载4次,500℃保温2 h,得到的磁载催化剂活性最高,处理初始浓度为20 mg/L,pH值为7,2 h降解率达到46%,同时此催化剂能够用磁场回收利用。     

掺杂ZnO光催化剂研究进展

ZnO作为半导体光催化剂,具有无毒性、高效性和低成本等优点得到广泛研究。但是ZnO禁带宽度较宽,为3.37 eV,仅能吸收紫外光,而且光生电子和空穴较容易复合,在太阳光照射下,表现出较低的光催化活性,不能满足工业应用要求。对ZnO进行改性能够提高ZnO对可见光的利用率及光催化活性。其中,对ZnO进行掺杂能够有效改变光催化剂的比表面积、颗粒大小和光催化活性等性质,适当引入一些金属或非金属离子有可能使催化剂对光的吸收范围扩展到可见光区。金属掺杂能使ZnO形成更多的晶格缺陷,降低电子和空穴的复合几率;而非金属掺杂能够在ZnO晶格中引入氧空位以及引起ZnO晶格膨胀,使ZnO禁带变窄,进而能吸收可见光;同时,掺杂两种非金属有可能比掺杂单一非金属更能改善ZnO对可见光的吸收。结合金属掺杂与非金属掺杂的优点,金属与非金属共同掺杂到ZnO中,使ZnO的各种缺点得到全面改善。此外,利用金属氧化物对ZnO进行掺杂,可改变ZnO晶格结构以及表面电子状态,提高ZnO光催化活性。需加强对掺杂理论的研究,掺杂虽能使ZnO能够吸收可见光,但是对可见光吸收不强,对太阳能利用率不高,需要对ZnO改性方法进行更深入研究,同时,光催化要进一步在工业上进行应用,应加强对光催化降解多组分废水及真实废水进行研究,其稳定性、固载化及其回收利用方面也应该得到更多关注。     

光催化剂的研究进展

主要介绍近几年光催化剂的研究进展,根据光催化剂化学组成不同,分类总结一些典型金属氧化物光催化剂、非金属氧化物光催化剂的合成技术发展以及光催化剂在废气、废水处理等环保领域和分解水制氢等新能源领域的应用,对光催化领域未来发展前景进行展望。     

WO_3/BiOBr复合催化剂的制备及可见光催化降解甲基橙

以Bi(NO_3)5·5H_2O、Na Br、H_2WO_4为原料,采用一步水热合成法合成不同n(W)∶n(Br)的WO_3/BiOBr复合催化剂,并通过SEM和TEM对催化剂进行表征分析。以甲基橙为探针污染物,考察前驱液pH、水热温度、水热时间和n(W)∶n(Br)对WO_3/BiOBr复合催化剂活性的影响。结果表明,在pH为10.2、100℃水热时间6 h合成n(W)∶n(Br)为0.02的WO_3/BiOBr复合催化剂活性最好,光照120 min后,对目标污染物的降解率达99.39%,较BiOBr催化剂(合成条件为原始pH值,100℃水热反应6 h)提高了30.85%。采用水热合成法制备的WO_3/BiOBr复合催化剂具有良好的可见光活性。     

掺杂型Bi2WO6光催化剂的制备及其光催化性能研究

复合氧化物Bi2WO6可作为一种高效的光催化材料,但Bi2WO6的光生电子空穴对复合率高,分离困难,导致对光的吸收能力下降,光催化效率降低。金属Cu和Ag是良好的光催化剂助剂,能有效降低光催化剂的光生电子空穴对复合率,改善催化剂的光吸收性能。采用水热法制备金属Cu和Ag掺杂的可见光催化剂Bi2WO6,并进行X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光谱和比表面积表征。结果表明,掺杂的金属离子并未进入Bi2WO6晶格内部,只是负载于Bi2WO6表面。掺杂金属后,Bi2WO6的吸收边带变宽,吸光强度变强,比表面积显著增加。以模拟含酚废水为处理对象,考察掺杂型Bi2WO6对苯酚光催化降解效果的影响。实验结果表明,Cu-Bi2WO6光催化剂在光照作用下对苯酚有降解作用,随着光照时间的延长,苯酚的降解程度不断提高,在空气通入量为25 mL·min-1和400 W金卤灯下光照180 min,Cu-Bi2WO6和Ag-Bi2WO6对10 mg·L-1的模拟含酚废水基本降解完成。