（浙江工业大学生物与环境工程学院，浙江杭州310014）

TiO2光催化能有效的降解水体中的有机和无机污染物，在水处理领域中应用相当广泛。根据TiO2的存在形式，光催化反应体系可以分为悬浮型和负载型。阐述了悬浮型和负载型体系各自的优缺点，并对未来光催化技术的应用研究进行了展望。     

多酸基金属-有机框架负载棉织物的制备及其光催化性能

为制备具有光催化性能的棉织物,通过引入金属有机框架材料,将尺寸适合的多金属氧酸盐装入其中,从而实现多金属氧酸盐在棉织物上的原位生长。研究了金属离子反应时间、多金属氧酸盐用量、有机配体和多金属氧酸盐的反应时间对制备的负载有多酸基金属-有机框架(POMOF)棉织物光催化性能的影响,借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪等对POMOF负载棉织物的形貌与结构进行表征。结果表明:对棉织物进行羧基化改性,可在其表面形成多的活性位点;当改性棉织物在硝酸铜溶液中反应12 h,均苯三甲酸与多钨酸盐的量比为 1∶14, 有机配体和多酸的反应时间为10 h时,POMOF负载棉织物在135 min内对罗丹明B溶液(10 mg/L)的降解率达92.23%;该POMOF负载棉织物具有良好的光催化性能,在印染废水降解方面有较大潜力。     

TiO_2对乌龙茶中三唑磷光催化降解作用

为了解负载型TiO_2对乌龙茶中三唑磷紫外光催化降解的影响,在自制的光催化反应器中,采用负载型TiO_2对三唑磷进行光催化降解。考察了煅烧温度、TiO_2浓度和TiO_2与聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)的含量比对三唑磷降解效果的影响,探究了三唑磷的降解途径,并通过X射线衍射和X射线光电子能谱对TiO_2进行表征。结果表明,光催化降解三唑磷符合一级动力学方程,最佳制备参数为煅烧温度500℃,TiO_2浓度0.15%,TiO_2与PVPK30的含量比1∶1 (m/m),反应时间10 min,在此条件下,三唑磷降解率可达98%。经气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析可知光催化降解反应打断了三唑磷P-O酯键。XRD和XPS分析表明煅烧可影响纳米二氧化钛的粒径和晶型,温度越高,锐钛矿质量分数越小;500℃时,TiO_2羟基氧和Ti~(3+)的含量均较高。     

负载型二氧化钛光催化剂对染色废水光催化降解性能的研究

文章为了解决二氧化钛光催化剂分离困难的问题,使用负载型二氧化钛光催化剂与紫外光灯组成非均相光催化体系,并讨论其对酸性红18和活性紫145染料溶液的光催化氧化降解情况。经过实验分析和讨论得知:在紫外光灯照射的条件下,负载型二氧化钛光催化剂实现了对酸性红18和活性紫145两种染料溶液的光催化氧化降解,两种染料的去除百分率分别为99.1%和78.2%;通过反应动力学分析,酸性红18染料溶液的光催化氧化降解速率更高,约为活性紫145染料溶液的2.5倍,经过130min的反应后,酸性红18染料溶液基本呈现无色透明的状态。     

负载型纳米光触媒处理染料废水的研究

研究了负载型纳米光触媒处理染料废水.结果表明:用活性炭作载体,煅烧温度350℃的光触媒处理效果较好,能有效降解染料废水(降解效果比氧化铝负载型光触媒好),无二次污染,同时解决了分离回收和重复使用的难题.活性炭负载型光触媒[w(纳米TiO2)=8.6%(对活性炭负载型光触媒质量)]用量20 g/L,光催化染液(50 mg/L)30 min,脱色率可达86%左右.     

负载酞菁纤维素纤维的消臭性能及机理

模拟血红素C结构，合成金属酞菁化合物，并将其负载到粘胶纤维上，研究金属酞菁化合物对甲硫醇、氨气、三甲胺的消臭性能及消臭机理。     

催化氧化型消臭蚕丝纤维的研究

合成一种水溶性平面双核金属酞菁衍生物 ,用元素分析和红外光谱对其结构进行了表征。负载双核金属酞菁的改性蚕丝纤维能有效地对甲硫醇和硫化氢进行催化氧化消除 ,而对氨气和三甲胺具有良好的中和反应消除效果。     

TiO2/ACF光催化材料的制备与特性

 本文采用溶胶-凝胶法制得TiO_2溶胶,并将TiO_2溶胶和粘胶基非织造布通过浸渍-干燥、磷酸活化和煅烧工艺一步法制备得到TiO_2/ACF光催化材料。采用EDAX、XRD、SEM对样品进行表征,同时测试了样品对亚甲基蓝溶液的催化降解性能。结果表明：样品负载上了锐钛矿型和金红石型的混晶的TiO_2;而且在样品的纤维上出现了孔洞,形成活性碳纤维;同时在20w紫外灯照射下,TiO_2/ACF光催化材料表现出了优异的光催化降解性能,500℃碳化条件得到的TiO_2/ACF光催化材料光催化降解亚甲基蓝溶液的脱色率达到98.83%。     

负载TiO2织物的制备及其太阳光催化活性研究

用涂层法制备了具有光催化性能的负载TiO2织物。利用太阳光为光源,以甲基橙为研究对象,考察了负载TiO2织物的光催化特性,研究了光照时间、光催化剂投放量对甲基橙降解的影响,讨论了该功能型织物的持久效力问题。研究结果表明:制备的负载TiO2织物有较高的光催化降解能力,且性能持久。     

钒酸铋负载功能织物的制备及其光催化性能

采用低温原位生长法制备了负载钒酸铋(BiVO4)的可见光光催化功能织物,并用扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子谱和紫外-可见光漫反射光谱表征光催化功能织物的界面形态、光催化剂的晶型、颗粒大小及光学特性。通过测试光催化功能织物对C.I.活性蓝19的氧化降解效率,研究其光催化活性及循环使用的稳定性。结果表明,BiVO4负载光催化功能织物在可见光照射条件下,对25 mg/L的活性蓝19溶液进行降解,180 min内降解率达到70%左右;重复使用3次后,降解率基本保持在53%以上。     

FePc/TiO2负载纳米纤维膜制备及光催化性能

使用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,通过对其化学改性引入偕胺肟基团,然后借助配位作用同时负载酞菁铁(FePc)和二氧化钛(TiO₂)制备了光催化剂,在对其形态结构和光吸收特性进行表征的基础上,考察其在有机染料氧化降解中的光催化性能。结果表明,FePc和TiO₂能够有效负载于改性PAN纳米纤维表面,并使其形貌发生明显变化。FePc能够作为光敏剂拓宽TiO₂催化剂的光谱响应范围,使其在可见光区显示出较强吸收,从而能够在可见光辐射下对染料的氧化降解反应显示出较高的光催化活性。此外,当改性PAN纳米纤维增重率为30.4%时,制备的光催化剂显示出最佳活性,而且其催化活性与可见光强度呈正相关性。     

二氧化钛负载聚酯织物的制备及其光催化性能

为解决印染废水的降解问题,采用同质涂层法将氮掺杂二氧化钛粉末负载于聚酯（PET）织物上。研究了氮掺杂二氧化钛负载PET织物在太阳光照射下对亚甲基蓝水溶液的光催化降解效率及重复利用性。结果表明：氮掺杂二氧化钛负载PET织物具有良好的光催化性能,经过150 min的太阳光照射后,放有原PET 织物的亚甲基蓝溶液的降解率仅为8.2%,而放有光催化PET织物的亚甲基蓝溶液的降解率提高至94.8%;且织物在重复洗涤5 次后对亚甲基蓝的降解率仍在88%以上,表明同质涂层法制备的光催化功能层具有较好的耐久性;光催化PET 织物在pH值为9.0 的碱性溶液和晴天条件下的催化活性更高,而NaCl溶液和亚甲基蓝溶液浓度的提高会抑制光催化反应的进行。     

MCM-41负载酞菁铜光催化降解亚甲基蓝

利用浸渍法将金属酞菁1,4,8,11,15,18,22,25-八环戊氧基酞菁铜(α-CyOPcCu)负载到介孔分子筛MCM-41上,得到新型催化剂α-CyOPcCu/MCM-41,利用氮气吸附、红外光谱对催化剂的结构进行表征。研究催化剂用量和H_2O_2浓度对4 mg/L亚甲基蓝溶液降解效果的影响。当催化剂用量为0.6 g/L、H_2O_2浓度为0.6 mmol/L时,90 min后亚甲基蓝的降解率均可达99.6%。降解过程符合一级动力学特征,速率常数k=0.102 9 min~(-1)。该催化剂具有实用价值,循环使用3次降解率仍保持在95%以上。     

多孔TiO2薄膜在PET纤维上的负载及其光催化性能

采用浸渍法将低温制备的TiO2溶胶在普通和碱减量PET纤维上负载成膜,并以聚苯乙烯（PS）微球为模板剂使TiO2膜多孔化,制备了一系列TiO2/PET光催化纤维。采用XRD、SEM对TiO2和纤维进行了表征,并通过对甲基橙的降解来考察其光催化性能。结果表明：溶胶经室温陈化后可得到具有较高光催化活性的纳米锐钛矿型TiO2。PET纤维上TiO2的负载率随着溶胶在浸渍液中的含量增加而增大。PET纤维的碱减量有利于TiO2的负载和光催化活性的提高,且随着TiO2负载率的增加,甲基橙降解率具有先增加后缓慢减小的趋势。当碱减量纤维的TiO2负载率为4.2%时,光催化活性最好。利用PS为模板剂使TiO2薄膜多孔化可以进一步提高光催化纤维的比表面积和吸附能力,从而提高光催化活性。     

不同TiO_2前驱体水热改性聚酯纤维结构与光催化性能研究

采用水热合成技术,分别使用钛酸四丁酯、硫酸钛和四氯化钛在聚酯纤维表面负载纳米TiO_2颗粒,比较了不同TiO_2前驱体改性聚酯纤维紫外线辐照光催化降解亚甲基蓝染料的能力,并使用捕获剂探索硫酸钛合成的TiO_2颗粒光催化降解染料过程中产生的活性物种。结果表明,不同TiO_2前驱体水热改性的聚酯纤维光催化性能差异较大,硫酸钛得到的TiO_2改性聚酯纤维光催化性能最优,主要是因为硫酸钛水热生成并负载到聚酯纤维表面的锐钛矿型TiO_2颗粒尺寸小,分布均匀且负载量大,在光催化降解亚甲基蓝过程中产生的活性物种以羟基自由基为主导并伴有空穴和超氧自由基。     

织物负载S-N共掺杂TiO2薄膜的光催化降解活性染料研究

采用溶胶-凝胶法制备S-N共掺杂改性纳米TiO2溶胶,通过浸溃工艺对棉织物进行整理,制备出织物负载S-N共掺杂TiO2薄膜.探讨了在日光灯照射下,其对活性红MS模拟活性染料废水的光催化活性.结果表明,在日光灯照射下,织物负载S-N共掺杂TiO2薄膜的光催化降解率大大高于织物负载TiO2薄膜的降解率;对活性红MS的光催化降解效果随染液中氯化钠浓度的升高而降低,随碳酸钠浓度的升高而提高.     

负载纳米TiO2薄膜光催化降解活性红MS

采用溶胶·凝胶法制备纳米TiO2,通过二浸二轧(70%～80%)→烘干(80℃×3 min)→焙烘(80℃×2 min)制备织物负载纳米TiO2薄膜.在紫外灯照射下,用织物负载纳米TiO2薄膜对活性红MS进行光催化降解试验,考察了无机盐(氯化钠和碳酸钠)对织物负载纳米TiO2薄膜光催化降解性能的影响.结果表明,织物负载纳米TiO2薄膜光催化降解活性红MS的降解率可达93.7%,且随氯化钠浓度的升高而降低,随碳酸钠浓度的升高而提高,在碳酸钠浓度为0.094 mol/L时达到最佳.     

碳纤维负载铁酞菁催化氧化有机污染物的性能

利用4-氨基吡啶对碳纤维(CF)进行表面改性,然后通过轴向配位将铁酞菁(FePc)负载到改性碳纤维上,得到碳纤维负载铁酞菁催化材料(CF-py-FePc),并利用电感耦合等离子光谱发生仪测定铁酞菁负载量。分别以酸性红1和甲醛为底物研究其催化和电催化性能,结果表明:CF-py-FePc能有效催化活化双氧水氧化酸性红1,并能高效电催化降解甲醛,且具有良好的循环使用性能。     

织物负载TiO2光催化剂的制备及其性能

常温条件下采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2溶胶,并采用浸轧→烘干→焙烘工艺施于棉织物上;X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)等方法对样品结构和形貌进行的分析和表征证明,形成了织物表面负载TiO2薄膜,常温制备的TiO2主要为锐钛矿型,薄膜较均匀地负载在纤维表面.以酸性橙Ⅱ为降解物,模拟废水进行光催化降解,考察了催化剂浓度和溶液pH值对酸性橙Ⅱ的降解效果,结果表明,TiO2浓度为0.441 mol/L,初始染液pH值为3的条件下,酸性橙Ⅱ的降解率最大,可达97.7％,且该光催化材料可循环使用.     

Fe3+/TiO2负载型活性炭的制备及其光催化活性的研究

以TiCl4为原料，采用沉淀法制备了Fe^3＋掺杂的TiO2溶胶。研究了溶胶浓度与负载方式对活性炭负载Fe^3＋／TiO2溶胶光催化降解亚甲基蓝的影响。对Fe^3＋／TiO2溶胶进行XRD、UV-Vis的表征显示，该溶胶为纯锐钛矿型TiO2，粒径约为12．6nm。紫外光照射300min，活性炭负载型Fe^3＋／TiO2可降解溶液中80％的亚甲基蓝，且该溶胶可多次回收利用，具有较高的重复利用率和催化降解效率。