纳米TiO2光催化降解有机污染物的研究与应用

以光催化剂TiO2为例,讨论了光催化降解有机污染物的机理,总结了TiO2光催化剂在降解有机污染物(氯代物与芳香族化合物、含氮化合物、表面活性剂、染料、农药等)方面的应用,并对TiO2光催化氧化法的发展与应用前景进行了展望。     

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.     

石墨烯/TiO2复合材料光催化降解有机污染物的研究进展

石墨烯是一种新型的碳纳米材料,具有超大的比表面积和优良的导电性能,将石墨烯与TiO₂复合可显著提高复合材料的光催化性能,在光催化领域具有广泛的应用前景。主要介绍了石墨烯/TiO₂复合纳米材料的制备方法以及在光催化降解有机污染物方面的应用,并分析了石墨烯/TiO₂复合材料促进光催化机理,最后对石墨烯/TiO₂复合光催化剂未来的发展趋势提出了展望。     

TiO_2光催化降解有机污染物研究进展

近年来人们对光催化降解有机物进行了广泛的研究。使得非均相光催化以各种各样的形式出现。目前,在光催化领域里,TiO2起着非常重要的作用,与其它半导体相比,它具有成本低、惰性以及光稳定性。综述了有关TiO2在光照射下对有机污染物催化降解情况的研究进展,以及TiO2在紫外光和可见光下的光化机理,并对TiO2光催化降解有机物的研究前景进行了展望。     

二氧化钛基光催化剂光催化降解有机污染物

不同行业产生的有机化合物会产生一系列有问题的废水污染物。由于其优异的特性,包括无毒、高光催化降解能力以及优异的热和化学稳定性,TiO₂基光催化剂是具有优异吸收性能的新型材料。然而,TiO₂在有机废水处理中的应用仍然存在挑战,例如颗粒聚集、质量转移受限、亲和力差、能带宽和回收困难。因此,需要对 TiO₂基光催化剂进行更多的设计和优化,从而以更低的成本达到更高的去除效率。本文主要对影响 TiO₂基光催化剂活性的各种参数如 TiO₂的结构、pH 值、颗粒大小、掺杂剂和添加剂的引入进行了深入的研究使其得到进一步的研究和发展。     

纳米二氧化钛的光催化性能及其在有机污染物降解中的应用

纳米TiO2 具有光催化性能 ,利用太阳光能将有机污染物矿化为CO2 和H2 O。从TiO2 的光催化降解机理入手 ,讨论了影响纳米TiO2 光催化性能的因素及提高光催化性能的方法 ,列举了纳米TiO2 光催化降解处理染料废水、农药废水、含有表面活性剂的废水以及含油废水的应用。最后提出目前存在的一些问题及其解决途径     

二氧化钛基光催化剂光催化降解有机污染物

不同行业产生的有机化合物会产生一系列有问题的废水污染物。由于其优异的特性,包括无毒、高光催化降解能力以及优异的热和化学稳定性,TiO₂基光催化剂是具有优异吸收性能的新型材料。然而,TiO₂在有机废水处理中的应用仍然存在挑战,例如颗粒聚集、质量转移受限、亲和力差、能带宽和回收困难。因此,需要对TiO₂基光催化剂进行更多的设计和优化,从而以更低的成本达到更高的去除效率。本文主要对影响TiO₂基光催化剂活性的各种参数如TiO₂的结构、pH值、颗粒大小、掺杂剂和添加剂的引入进行了深入的研究使其得到进一步的研究和发展。     

纳米管TiO2光催化降解丙烯的研究

制备了纳米管TiO2并研究了不同pH和不同处理温度对纳米管TiO2光催化氧化丙烯的影响，采用能量色散分析、荧光光谱和X射线衍射谱等方法对影响因素进行了初步探讨。     

TiO2光催化氧化水中有机污染物进展

TiO2-水体系在紫外光照射下,在TiO2表面产生氧化能力很强的OH.自由基和超氧离子O2-,利用这一特性处理水中有机污染物得到很多环境工作者的密切关注.作者对TiO2光催化的影响因素、光电催化和太阳能利用等方面的研究与应用进展作了综合评述.     

Pt/TiO2上的污染物降解耦合光解水制氢研究

以三乙胺和乙醚为目标污染物,研究了Pt/TiO₂上光催化分解水产氢和污染物同时降解的光催化反应。研究了作为电子给体的污染物浓度对光解水制氢反应的影响,污染物本身的降解规律符合Langmuir-Hinshelwood准一级动力学方程。使用拉曼光谱仪和紫外-可见光分光光度计对降解产物浓度进行了表征,讨论了可能的降解反应机理。     

TiO2及TiO2-SiO2复合氧化物特性及其降解水中有机污染物的光催化活性

TiO2 and TiO2-SiO2 photocatalysts were prepared by sol-gel and supercritical CO2 fluid drying method and characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM), etc. Their catalytic properties were tested through the photocatalytic degradation of phenol and aniline in wastewater. The results show that the developed fluidized photocatalytic reactor (FPR) and TiO2 catalyst had better performance in degrading pollutants as compared with slurry photocatalytic reactor (SPR) and commercial TiO2 catalyst. The composition and crystal form of TiO2-SiO2 composite oxide had obvious influence on catalytic effect and TiO2-SiO2 photocatalysts showed better catalytic activity and stability.     

高岭土复合纳米二氧化钛光催化降解甲基橙研究

制备了纳米TiO2/粘土复合光催化剂,其降解甲基橙效果比较显著,研究表明:在pH=2,甲基橙浓度为20mg/L,催化剂使用量为5g/L时对甲基橙有最好的降解效果,其平均回收率达到92%,有助于进一步探索提高光催化氧化反应效率的方法与途径,对实际的废水处理也有很好的指导意义。     

Photocatalytic behavior of TiO2 and ZnO prepared with different methods

In recent years photocatalytic oxidation has received considerable attention as an alternative remediation technology since the method offers a number of advantages over conventionaltechnologies. Elimination of organic pollutants in water by oxidation with molecular oxygen and sunlight is the most environmentally friendly pollution-treatment method. Of the materials being developed for photocatalytic applications,titanium dioxide (TiO2） remains the most promising because of its high efficiency, low cost,chemical inertness, and photostability. However,     

改性TiO2光催化降解水体中菲的研究

采用水热法制备粉末状N-Cd共掺杂TiO2催化剂,研究了催化剂对水体中菲的光催化降解反应,讨论了菲初始浓度、催化剂的投加量、H2O2的浓度、异丙醇以及呋喃甲醇对菲光降解反应的影响。结果表明:菲的光催化降解符合一级反应动力学,水体中菲初始浓度越高,其光降解率越低;催化剂和H2O2在一定范围内随投入量的增加,菲的光催化降解速率也增加,但当投入量较多时又降低了降解速率;异丙醇以及呋喃甲醇的加入可以推断出菲的光催化降解过程.OH是的主要活性物种,而1O2的作用较小。     

TiO2-SiO2复合氧化物的理化性质及其对柴油加氢精制性能的影响

采用溶胶-凝胶法结合CO₂超临界流体干燥技术制备了不同Ti/Si原子比的TiO₂-SiO₂复合氧化物（TS-n）,考察了Ti/Si原子比、焙烧温度对复合氧化物比表面积、孔结构、酸性及原子结合状态的影响,通过重油催化裂化柴油加氢精制反应考察了以TS-1、TS-4为载体的催化剂脱硫性能的差异.结果表明,TiO2经SiO2复合改性后,热稳定性和晶态稳定性大幅度提高;TiO₂-SiO₂复合氧化物的酸性及原子间的相互作用与Ti/Si原子比有直接的关系;载体的晶态组成及酸性和催化剂的酸性对催化剂的加氢脱硫性能有显著影响,复合氧化物中锐态型TiO₂的存在强化了载体与金属组分之间的相互作用,提高了催化剂的加氢脱硫活性,不同类型的酸性中心对柴油中不同类型的硫化物具有不同的脱除能力,Bronsted 酸中心较多的催化剂对结构简单的硫化物脱除能力强,Lewis酸中心较多的催化剂对结构复杂的硫化物有较好的脱除效果.     

MWCNT/TiO_2复合材料的制备、表征及光催化降解植物多酚的研究

以钛酸丁酯为前驱体,以表面改性后的多壁碳纳米管(MWCNT)为载体,采用溶胶-凝胶法制备出TiO2粒子负载在碳纳米管表面的复合光催化剂,通过XRD、TEM、IR、UV-vis等手段对复合材料进行了表征。结果表明,TiO2均匀包覆在碳纳米管的表面,经500℃煅烧2 h后,纳米TiO2以锐钛型为主,粒径约15 nm,复合材料在紫外区及可见光区对光都有优良的吸收性能。并研究了MWCNT/TiO2光催化剂在紫外灯照射下对单宁酸(模拟栲胶)光催化降解情况,以CODcr的变化评价溶液中栲胶的降解情况。结果表明,在光照6 h后,溶液CODcr值从初始的3 024降到2 000,而用纯TiO2要达到相同的效果需要20 h以上。说明复合材料对单宁酸有很好的光催化降解效果,对研究制革植鞣废水的处理提供了参考。     

纳米TiO2光催化降解溴虫腈

用溶胶-凝胶法制备了纳米级TiO2和不同掺铁量的TiO2纳米粒子,用XRD、TEM、FTIR等手段对其进行了表征。将制备的TiO2和掺铁TiO2纳米粒与溴虫腈农药配制成悬浮液,分别作光降解实验。结果表明,掺铁TiO2对溴虫腈的光催化降解速率较TiO2高,随着铁离子浓度的增大,溴虫腈的降解率先上升后下降,最大催化活性的掺铁量为n(Fe3+)/n(TiO2)=0.08,TiO2在酸性或碱性条件下对溴虫腈的光催化活性较中性高,而掺铁TiO2随着溴虫腈悬浮液pH升高催化活性下降。该研究为农药纳米功能化制剂的制备,及利用光催化降解农药减少环境污染提供了实验依据。     

纳米二氧化钛光催化降解苯酚水溶液

以P 25纳米TiO2 作为光催化剂,在环状光催化反应器中进行了苯酚水溶液的光催化降解性能研究。系统考察了溶液的pH、P 25用量、银掺杂量、苯酚的初始质量浓度等因子对苯酚溶液光催化降解过程的影响。结果表明,在pH=7时,苯酚水溶液降解率达97 4%,强酸和强碱条件均不利于苯酚的降解;质量浓度50mg/L的苯酚水溶液,P 25用量为50mg,UV辐照30min时降解率为95 6%;质量浓度100mg/L的苯酚水溶液,P 25用量为150mg,UV辐照60min时降解率为95 4%;银掺杂P 25增加了其光催化活性,用质量分数为10%的硝酸银水溶液掺杂制备的复合光催化剂,苯酚的降解率比未掺杂时增加16 5%。     

Mo掺杂TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO_2与Mo掺杂TiO_2纳米粒子,并利用XRD、UV-VIS、XPS等测试手段对制备的TiO_2纳米粒子进行表征;以亚甲基蓝为光催化反应模型,考察了煅烧温度、钼掺杂量等对TiO_2晶格畸变,晶粒大小,晶型,光学性能及光催化活性的影响.结果表明:大部分Mo~(6+)取代晶格中Ti~(4+)的位置,引起晶格畸变,抑制晶粒长大与TiO_2由锐钛矿相向金红石相转变;样品经450 ℃煅烧, 随Mo掺杂量增加,激发波长红移增加,当煅烧温度升至600 ℃,1.8%Mo-TiO_2样品中锐钛矿相含量增加,致光激发波长蓝移;适量的Mo掺杂有利于提高TiO_2光催化效果,Mo掺杂物质的量分数为1.8%, 经600 ℃煅烧后样品的光催化性能最佳.