C,S共掺杂介孔纳米TiO2的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为前体、表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)为C源和S源,采用溶胶-凝胶结合蒸发诱导自组装法合成了C,S共掺杂的介孔纳米TiO₂(C,S-TiO₂),利用XRD,SEM,TEM,EDX,N2吸附-脱附,XPS,UV-Vis漫反散和光致发光光谱等分析方法对所合成C,S-TiO₂进行表征,并通过光催化降解罗丹明B(RhB)考察了C,S-TiO₂的光催化活性和稳定性。实验结果表明,所制备的C,S-TiO₂材料具有较大的比表面积和均匀的孔径,C和S的共掺杂拓宽了TiO₂的光吸收范围,促进了光生载流子的分离,提高了TiO₂的光催化性能。当SDS添加量为2 g时,C,S-TiO₂的光催化性能最优,对RhB的光降解率达94.75%,催化剂经5次循环使用后,RhB的降解率仍保持在90%左右,具有优异的稳定性和可回收性。     

导电石墨掺杂介孔二氧化钛复合体的制备及光催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为造孔模板,四氯化钛为钛源,无水乙醇为溶剂,采用水热合成法制备出导电石墨掺杂介孔二氧化钛纳米复合材料。利用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等分析手段表征了复合体的结构和形貌。并以紫外灯为光源,甲基橙为目标降解物,对复合体的光催化性能进行了评价。结果表明:CTAB与导电石墨的掺杂比显著影响复合体的性能;当二者的摩尔比为3∶1时,复合体的孔径最为规整、光催化性能最好;利用2.2 g/L该试样催化降解10 mg/L甲基橙溶液的效果最佳,降解率达到88.5%。     

Pr3+/TiO2催化剂制备及其光催化性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法和微波加热法制备了Pr3+掺杂的TiO2光催化剂,运用DRS光谱技术对催化剂进行了表征,并以罗丹明B的光催化降解为模型反应,考察了TiO2和Pr/TiO2试样的光催化性能.实验结果表明,Pr3+的掺杂明显改善了TiO2的光催化性能和吸光性能,与TiO2相比,Pr/TiO2试样的UV-Vis光谱吸收边红移,吸光度增强,光催化降解罗丹明B的速率提高了约一个数量级.     

纳米材料Al-ZnO/TiO2的制备及其光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法分别制备二氧化钛(TiO_2)和铝元素修饰氧化锌(Al-ZnO)纳米粒子,并构建复合型金属氧化物纳米材料Al-ZnO/TiO_2,对其理化性质进行表征。以偶氮染料甲基橙作为有机污染物的模型,评估制备的Al-ZnO/TiO_2粒子的光催化降解性能。研究结果表明,制备的金属氧化物纳米粒子粒径均匀,呈现颗粒状。TiO_2或分别掺入1%和5%Al-ZnO的Al-ZnO/TiO_2纳米粒子都具有光催化性能,其中,Al-ZnO(5%)/TiO_2复合金属氧化物光催化剂具有最佳的光降解有机物的性能。     

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％。     

TiO2及其复合氧化物的光催化降解污染物的性能研究

采用溶胶-凝胶结合CO2超临界干燥的方法制备了大比表面积的纳米TiO2及与SiO2复合的光催化剂，利用XRD、TEM、BET等分析方法对催化剂的物性进行了表征。以模型污染物苯酚、催化裂化废水为研究对象，考察了催化剂的特性与污染物降解程度的关系。结果表明，在光催化条件下，苯酚可以完全降解；TiO2催化剂的性质可影响污染物的降解；催化剂较大的比表面积、适宜的晶化温度、与适当量的SiO2复合及良好的分散等均有利于提高其催化性能。     

大孔结构TiO2的氮化及光催化性质研究

笔者以氮化方式对无模板法直接合成的大孔TiO2材料进行改性,以期提高其光催化性能.采用与有机物尿素加热的方法,得到氮化的大孔 TiO2.采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和UV-VIS方法对其进行结构和性能表征,并通过降解甲基橙溶液研究其光催化性能.结果表明,氮化比较成功,氮化后大孔结构没有破坏,晶型单一,在可见光区有较强的吸收;与纯的TiO2相比,氮化后的TiO2降解甲基橙的效率更高.     

TiO2光催化氧化降解苯酚的研究

以TiO2为光催化剂,在紫外光照射下降解处理低浓度苯酚模拟废水,并以紫外一可见分光光度法作为分析手段,考察了TiO2光催化剂浓度对苯酚降解过程的影响。结果表明,当苯酚浓度为40mg／L时,TiO2光催化剂的最佳浓度为1．0g／L,此时苯酚去除率较高,达23．49％。同时对降解动力学的研究表明,苯酚的光催化降解过程符合一级反应动力学模式。     

纳米TiO2光催化处理乙烯工业废水的研究

以纳米二氧化钛作为光催化剂,对乙烯工业废水进行降解实验研究,考察了常温下催化剂的用量、光照时间及pH值等因素对工业废水处理效果的影响,筛选出最佳的光催化处理工艺条件。在最佳处理工艺条件下,COD和氨氮的降解率分别达到94．1％和84．5％。     

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。     

铋掺杂纳米TiO2的制备及其光电催化性能

以钛酸丁酯和硝酸铋为主要原料,采用溶胶一凝胶法制备了掺杂铋的纳米TiO2（Bi—TiO2）。用XRD、TEM等方法对产物进行了表征：晶型为锐钛矿,粒径范围15—25nm。以罗丹明B（RhB）为目标降解物,分别考察制备的Bi—TiO2催化剂的光、电催化活性。结果显示,Bi^3＋掺杂摩尔分数为0．5％、质量浓度为0．2g／L的Bi—TiO2催化剂对RhB的光催化效果最佳;采用三维电极法降解RhB,以负载Bi-TiO2的多孔材料为粒子电极的电催化降解效果最佳。     

介孔氧化锰电容器材料的制备及性能研究

在以Brij56为原料制备的液晶模板中,利用简单氧化还原沉淀法制备的介孔氧化锰表现了较为良好的电容器性能,电容值为200 F·g~(-1)而未加模板制备氧化锰电容值仅为113 F·g~(-1)。说明液晶模板在制备功能材料方面具有一定的应用潜力。     

介孔SiO2固定化溶菌酶在柴油泄漏循环水系统中的缓蚀性能

在我国石油炼化企业中,普遍存在着油品泄漏问题。已有研究表明溶菌酶可用于循环水中起到缓蚀作用,而游离溶菌酶稳定性差,易受环境条件影响而失活,且难以实现重复利用,因此,对溶菌酶进行固定化是实现其工业生产应用的有效途径。采用溶胶-凝胶法合成介孔SiO2微球,并进行表征。利用物理吸附法固定化溶菌酶,确定固定化的最佳条件为：溶菌酶浓度0.8 g/L、固定化时间10 h,pH为6.5,缓冲溶液离子强度为50 mmol/L。选择柴油作为泄漏介质,并通过实验确定投加浓度为80 mg/L,通过缓蚀实验确定固定化溶菌酶的缓蚀率最高可达78.21%,且稳定性较游离溶菌酶有显著提高。     

高水热稳定性介孔氧化铝的制备及其在催化裂化中的应用

以异丙醇铝为铝源,氧乙烯-氧丙烯-氧乙烯三元嵌段共聚物(P 123)为模板剂,采用溶剂蒸发诱导组装法合成了大比表面积、大孔体积的有序介孔氧化铝(OMA);进一步通过环己烷溶剂高温后处理,制备了具有高水热稳定性的有序介孔氧化铝(HS-OMA)。以二者为基础,分别制备了重油催化裂化催化剂。结果表明:经800℃,100%水蒸气处理10 h后,所制备的HS-OMA有序介孔结构未遭破坏;以HS-OMA为基质,所制备的催化剂重油催化裂化性能优于传统催化剂和以OMA为基质者;与传统催化剂相比,采用以HS-OMA为基质的催化剂,产物焦炭、干气、液化气和油浆收率依次降低0.66,0.19,1.65,1.12个百分点,而汽油和总液体收率则分别提高了3.46,2.00个百分点。     

Nb-SBA-15介孔分子筛催化剂的制备及其催化性能

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用浸渍法制备了Nb-SBA-15催化剂,通过X-射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、红外光谱分析(FTIR)等测试手段对催化剂进行了表征,并对其在合成乙基叔丁基醚(ETBE)的醚化反应中的活性及重复使用性进行了评价。结果表明,当负载Nb的质量分数小于30%时,Nb-SBA-15催化剂仍具有SBA-15晶体结构和介孔结构,Nb与SBA-15载体间存在较强的相互作用。Nb-SBA-15催化剂在合成ETBE的醚化反应中具有很高的催化活性,叔丁醇转化率达64.10%,ETBE选择性可达92.70%,重复使用4次后,仍保持良好的催化活性。     

介孔碳负载型蒽醌加氢催化剂的制备及其加氢性能

以经过酸处理的介孔碳(MC)为载体,采用浸渍法制备了Pd/MC催化剂。实验室模式评价表明,Pd/MC催化剂表现出良好的活性和选择性。以粉末状0.3%Pd/MC为催化剂,在工作液质量浓度130g/L、反应温度60℃、反应压力0.4MPa条件下,氢化效率达7g/L以上。     

双介孔TiO2-PTA/BMMS的合成及其光催化氧化脱硫性能研究

为了提高TiO2的光催化氧化脱硫（PODS）活性,利用负载和复合的协同作用,将TiO2与磷钨酸 (PTA)复合,通过两步浸渍法合成制备了TiO2-PTA/BMMS。采用XRD、N2 吸附脱附、XRF、FTIR、UV-vis、SEM、EDS 和 TEM 对催化剂进行了表征;以含二苯并噻吩（DBT）的十二烷溶液为模拟油,评价了催化剂的催化性能。表征结果表明,PTA 的引入为双介孔载体提供更高的表面积和孔体积。在紫外光照射下,TiO2-PTA/BMMS在模拟反应体系中脱硫率可达到 99.6%,脱硫率远高于 TiO2/BMMS 脱硫率。同时对催化剂进行重复使用实验,重复八次后催化活性没有显着下降。     

NH_2-AlKIT-1介孔分子筛的制备、表征及其催化性能

以3-氨丙基三甲氧基硅烷、十六胺为有机碱改性剂,AlKIT-1为载体,通过化学修饰的方法,制备了含—NH2基团的介孔分子筛NH2-AlKIT-1催化剂。用X粉末射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附和固体核磁(MAS NMR)等方法对改性前后的AlKIT-1试样进行了结构表征,并以Knoevenagel缩合反应为探针考察了试样的催化性能。结果表明,有机碱改性后试样仍很好地保持了基体AlKIT-1的介孔结构,碱性有机基团已成功镀饰在分子筛内外表面,在苯甲醛和丙二酸二乙酯的Knoevenagel反应中表现出较好的催化性能,骨架中具有B酸位的杂原子与碱性基团存在明显的协同作用。以3-氨丙基三甲氧基硅烷改性的试样,其催化活性最高,反应12h后,丙二酸二乙酯的转化率达到了80%。     

多酸-TiO2纳米复合材料的制备及其光催化活性研究

首先制备了两类新奇的多金属氧酸盐-二氧化钛光催化剂,即饱和Keggin结构十二钨磷酸-二氧化钛(锐钛矿)和单取代多金属氧酸盐(K5[Ni(H2O)PW11O39])-二氧化钛(锐钛矿)杂化纳米孔材料.详细讨论了H3PW12O40/TiO2在可见光照射下催化降解亚甲基蓝等5种染料,TiO2-APS-PW11.Ni在紫外光下降解刚果红等4种染料的反应过程和机理.