多级孔ZrO2/TiO2/ZSM-5分子筛的合成及吸附-光催化协同性能

以碱酸改后的凹凸棒土为硅源,利用溶胶-凝胶法将 TiO₂和 ZrO₂负载于一步水热合成的多级孔 ZSM-5 分子筛表面,形成多级孔 ZrO₂/TiO₂/ZSM-5 分子筛。通过 XRD、SEM 和 N₂吸附-脱附仪等手段对样品进行表征,研究 TiO₂和 ZrO₂掺杂对多级孔 ZSM-5骨架结构、形貌及孔道的影响,并对亚甲基蓝溶液进行实验,探究其吸附-光催化协同性能。结果表明：ZrO₂负载促进了锐钛矿 TiO₂的形成,同时利用分子筛的多级孔道和比表面积提高了底物富集能力。当反应进行 20 min时,TiO₂掺杂量为 10% 的 TiO₂/ZSM-5 分子筛光催化降解效率达 73%;进一步掺杂 ZrO₂,ZrO₂/TiO₂/ZSM-5 分子筛光催化反应效率提高至 96.2%,说明 ZrO...     

稀土掺杂TiO2光催化还原CO2

采用溶胶-凝胶法制备了稀土掺杂TiO₂纳米光催化剂,并应用于光催化还原CO₂/H₂O体系中。通过XRD对光催化性能进行表征,研究稀土离子掺杂和焙烧温度对光催化性能的影响。结果表明,稀土La和Ce的加入可以抑制TiO2的晶相转变,提高光催化性能。催化剂800 ℃焙烧可达到最好的光催化活性,在反应时间7 h、CO₂流量200 mL·min^-1和反应液中NaOH与Na₂SO₃浓度均为0.10 mol·L^-1条件下,甲醇产率高达315.49 μmol·g^-1。并对稀土掺杂TiO₂催化剂光催化还原CO₂的机理进行了探究。     

仿生制备TiO2/ZnO复合材料及其光催化性能研究

利用结构仿生学的思想，以新鲜番薯叶为模板，利用浸渍-煅烧两步法成功制备出一系列叶片状的TiO₂/ZnO复合材料。利用SEM、XPS、XRD、BET等对复合材料进行表征。结果表明，复合材料由锐钛矿相TiO₂和纤锌矿相ZnO组成，保持了番薯叶片的多级复杂结构，具有介孔结构。光催化实验表明，TiO₂·6 h ZnO表现出最优的光催化性能。在室温下光照90 min, TiO₂·6 h ZnO对胭脂红水溶液的降解率可达到92.65%;动力学分析表明，TiO₂·x h ZnO复合材料对胭脂红溶液的降解反应均符合一级动力学模型。     

中空TiO2微球的可控制备及在隔热涂料中的应用

为满足隔热涂料拥有高近红外反射率的同时还具备较低的导热性能的需求,研发了一种优秀的隔热填料：中空TiO₂微球。中空TiO₂微球空腔结构可储存大量空气,使得导热系数较低,同时壳层结构对红外线具有较强反射能力,是理想材料之一。以自制粒径约340 nm单分散Si O₂微球为硬模板,采用牺牲模板法在最优条件下成功制备粒径约510 nm,壳厚120 nm,空腔尺寸260 nm左右,分散较均匀的中空TiO₂微球。探究氨水浓度、反应时间对Si O₂微球粒径影响,得出适宜反应时间为2 h,且氨水浓度在一定范围内增大,Si O₂粒径随之增大。研究了水热时间、温度、蚀刻液种类对中空TiO₂微球形貌的影响,其中50～60℃Na OH溶液蚀刻1 h最适宜。测试了中空TiO₂微球在300～2 500 nm的反射率,400～1 350 nm内反射率维持在90%。用中空TiO₂微球制备隔热涂料,隔热性能比用钛白粉、空心玻...     

豆芽模板合成TiO2材料及其光催化还原Cr(Ⅵ)的性能研究

以廉价易得的豆芽为模板，通过将豆芽简单浸泡在钛前驱液中制备得到了保留豆芽形貌的多孔TiO₂材料，通过XRD、N₂吸附-脱附、SEM、TEM、XPS、UV-vis和荧光光谱进行表征，并对其紫外光下光催化还原Cr(Ⅵ)的性能进行探究。结果表明，在以甲酸为空穴牺牲剂的条件下，以豆芽茎为模板的TiO₂(BSS-TiO₂)效果最佳，光催化还原率为60 min达到100%,比无模板TiO₂的光催化活性提高了22%,且该材料表现出较好的稳定性。     

V2O5-MoO3/TiO2 催化剂的NOx选择性催化还原及SO2氧化活性

采用浸渍法以TiO₂为载体制备V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 选择性催化还原催化剂,研究V₂O₅和MoO₃负载量对于催化剂选择性催化还原反应及SO₂氧化活性的影响,并考察氧含量、氨氮物质的量比和反应空速对3%V₂O₅-6%MoO₃/TiO₂催化剂选择性催化还原脱硝活性的影响。结果表明,随着催化剂中V₂O₅负载质量分数增加,V₂O₅-MoO₃/TiO₂ 催化剂的选择性催化还原活性和SO₂氧化活性均呈上升趋势。MoO₃的负载对催化剂的SO₂氧化活性有明显抑制作用。MoO₃负载质量分数超过9%,制备的催化剂既保持较高的低温选择性催化还原活性,又使选择性催化还原反应中的SO₂转化率小于1%。     

SiO2/TiO2核壳结构微球的制备及其光散射特性研究

采用液相沉积法成功制备了SiO₂/TiO₂核壳结构微球,研究反应温度、（NH₄）₂TiF₆溶液浓度对微球形貌、晶型以及壳层厚度的影响,并测试其光散射特性。研究发现:随着反应温度的升高,SiO₂/TiO₂核壳结构微球的表面包覆程度、壳层TiO₂结晶程度逐渐提高;改变（NH₄）₂TiF₆溶液浓度,可制备出不同壳层厚度的核壳结构微球;SiO₂/TiO₂核壳结构微球和SiO₂微球相比,其光散射能力显著增强,且光散射能力随着壳层厚度的增加而逐渐加强。     

TiO2/Pt/玉米秸秆碳微球复合材料对光催化分解水制氢性能的影响

以玉米秸秆为原料，通过热熔法制备出TiO₂/Pt/玉米秸秆碳微球复合光催化剂。利用SEM、TEM、XRD、FT-IR、XPS、UV等方法对TiO₂/Pt/玉米秸秆碳微球进行表征。结果表明，TiO₂/Pt/玉米秸秆碳微球复合材料具有更高的光催化性能和光稳定性。在可见光照射、TiO₂/Pt与玉米秸秆碳微球质量比为1∶0.3时，光催化分解水制氢效率最高，达到1 120μmol/(h·g),是TiO₂/Pt制氢量的56倍。修饰在TiO₂上的玉米秸秆碳微球具有良好的导电性，可促进TiO₂光生电子的转移。同时，碳微球的加入增大了复合光催化剂的比表面积，提高了光催化制氢效率，为新型生物质光催化体系提供新思路。     

介孔-大孔HPW/TiO2催化剂的制备及其催化氧化脱硫性能的研究

为了有效降低SO_x在环境中的排放,以嵌段共聚物F127和新合成的PMMA微球为双模板,采用溶胶-凝胶法制备了三维有序介孔-大孔x-HPW/TiO₂催化剂。利用扫描电镜、透射电镜、氮气吸附-脱附、X射线衍射和红外光谱研究了其结构,并考察了其催化氧化燃油中有机硫的性能。结果表明,x-HPW/TiO₂催化剂中存在高度有序的介孔-大孔结构,Keggin结构的HPW均匀分散在TiO₂孔道骨架中。该催化剂在常压、60℃下可使燃油中的二苯并噻吩（DBT）催化氧化完全,循环使用6次后对DBT的去除率仍可达到96%。     

Ag@AgCl/TiO2/GO催化剂制备及其光催化性能

以AgNO₃、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、钛酸四正丁酯、石墨烯等为原料，利用溶剂热法合成AgCl/TiO₂/GO复合光催化剂，经紫外光照还原得到Ag@AgCl/TiO₂/GO,并将其应用于罗丹明B的太阳光催化降解反应中。结果表明，该催化剂具有较高的光催化活性和稳定性。在100 mL 3 mg·L^-1罗丹明B溶液中，投加0.5 g·L^-1的Ag@AgCl/TiO₂/GO催化剂，光照75 min后，罗丹明B降解率高达98%以上。     

Fe/γ-Al2O3催化剂上CO同时还原NO和SO2研究

研究了不同载体(γ-Al₂O₃、HZSM-5、TiO₂、SiO₂和MgO)负载Fe催化剂上CO还原NO反应及CO同时还原NO和SO₂反应。结果表明,Fe/γ-Al₂O₃催化剂对CO与NO反应具有良好的催化活性,但随着反应时间的延长,催化剂很快失活;在CO和NO反应中加入SO₂,可以明显改善Fe/γ-Al₂O₃催化剂对CO还原NO反应的活性稳定性;O₂和H₂O对催化剂活性的影响较大,CO₂对催化剂的影响较小。XRD结果表明,FeS₂是催化剂的活性中心,在CO与NO反应后,FeS₂转变为催化惰性的Fe₇S₈而导致催化剂活性下降;在CO与NO及SO₂反应体系中引入O₂后,Fe/γ-Al₂O₃催化剂上的活性组分FeS2被氧化为Fe₂O₃,导致催化剂失活。     

纳米TiO2光催化材料的合成及应用研究进展

本文扼要介绍了纳米TiO₂的光催化反应机理,讨论了掺杂纳米TiO₂光催化剂的几种方法以及TiO₂光催化技术在废水处理中的应用,并对纳米TiO₂催化剂的发展做出了展望。     

TiO2对重整预加氢催化剂性能的影响

采用纳米TiO₂对氧化铝进行改性,并以改性氧化铝为载体制备系列催化剂,通过N₂物理吸附、XRD、H₂-TPR和NH₃-TPD等方法研究TiO₂对催化剂的孔结构、物相和酸性的影响,并考察TiO₂对重整预加氢反应性能的影响。结果表明,添加TiO₂降低催化剂的比表面积和孔容,促进氧化钼的还原,增强催化剂的中强酸,催化剂性能得到较大改善,在入口温度低10 ℃的条件下,催化剂仍具有较好的脱硫和脱氮性能。     

Ge改性TiO2对V-Mo-O/TiO2催化剂低温脱硝活性的影响

采用共沉淀法制备Ge改性TiO₂载体，考察了V-Mo-O/xGe-TiO₂催化剂低温氨选择性催化还原(NH₃-SCR)活性和抗硫稳定性。与传统V-Mo-O/TiO₂催化剂相比，Ge的加入可以显著提高催化剂在低温窗口下的脱硝活性，同时使催化剂具有较高的N₂选择性以及稳定的抗硫性。当Ge/Ti原子摩尔比为0.004时，催化剂在180℃时脱硝活性可达92%。N₂吸附-脱附、XRD分析结果表明，Ge的加入增加了催化剂的比表面积和介孔孔容，并稳定了TiO₂的锐钛矿晶型。NH₃-TPD、H₂-TPR以及XPS分析结果表明，Ge改性促进了V、Mo之间的相互作用，增加了V⁴⁺的含量，同时催化剂表面的Br?nsted酸含量进一步增加，并产生额外的Lewis酸，增强表面对氨的吸附活化作用，从而使催化剂表现出低温高活性和高稳定性。     

原卟啉碳点的合成及其在光催化还原CO2/H2O制甲醇中的应用

CO₂资源化利用是当前能源与环境领域的研究热点,光催化还原CO₂作为一种绿色、温和的转化技术备受关注,其中提高光催化转化过程中光利用效率和降低载流子复合速率是促进CO₂光催化还原过程的关键。利用柠檬酸、乙二胺和原卟啉为原料,通过一步水热法制备原卟啉碳点,并考察了其光催化还原CO₂性能。研究表明,碳点为3.3 nm左右的球形颗粒,原卟啉以共价键的形式成功引入碳点中,并且碳点中保留了原卟啉结构中的共轭大π键的骨架,增强了碳点催化剂对400～500 nm的光的吸收,降低了光催化还原CO₂过程中的载流子复合速率。光催化还原CO₂性能测试表明,以含有质量分数为1%原卟啉的碳点作为光催化剂转化CO₂为CH₃OH的产率达到285.5μmol·g^-1·h^-1,是未添加原卟啉催化剂产率的2.16倍。     

NiMo/TiO2-Al2O3催化剂活性相表征及加氢脱硫反应性能研究

采用共沉淀法制备TiO₂含量不同的TiO₂-Al₂O₃复合载体,以传统的浸渍法制备活性金属负载量相同的NiMo/TiO₂-Al₂O₃催化剂。运用N₂低温吸附法、X射线衍射、H₂程序升温还原和激光拉曼光谱等方法对催化剂进行表征,在10 mL微型反应装置上进行催化剂活性评价。结果表明,当复合载体中TiO₂含量达到一定值后,TiO₂在整个TiO₂- Al₂O₃体系中的存在状态由高度分散转变为表面富集,XRD能够检测出锐钛矿型TiO₂的特征峰;TiO₂的添加对于催化剂的酸性能没有明显改变;激光拉曼光谱分析结果表明,TiO₂的存在有利于生成八面体结构的钼物种,并在TiO₂质量分数为8%时加氢脱硫活性达到较高水平。     

H3PW12O40/TiO2-SiO2光催化降解甲基红

采用溶胶-凝胶法制备TiO₂-SiO₂,用浸渍法将H₂PW₁₂O₄₀负载在TiO₂-SiO₂上,制得H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂-SiO₂光催化剂。探究在模拟自然光条件下,光照时间、甲基红溶液初始浓度、催化剂用量和溶液pH对甲基红可见光催化降解的的影响。实验结果显示,在光照时间为15min.甲基红溶液初始浓度为15mg/L.催化剂用量为1.8g/L以及pH为2的优化条件下,甲基红的光降解率高达99.7%。光催化降解甲基红溶液为一级动力学反应。     

SO2和H2O对Y掺杂Mn/TiO2选择性脱除NO的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Y掺杂的TiO₂载体,负载硝酸锰构成了Y掺杂的Mn-Y/TiO₂催化剂。考察了焙烧温度、空速对其催化还原NO性能的影响,并对催化剂的抗SO₂、H₂O毒化性能进行了考察。结果表明,催化剂的最佳焙烧温度为500 ℃,催化剂的活性随空速的降低而升高,XRD分析Y掺杂抑制了锐钛矿晶相的转移,有利于催化剂活性组分的分散,从而提高催化剂的活性。Mn-Y/TiO₂的抗毒化性能优于Mn/TiO₂,在反应温度180 ℃、空速14000 h^－1、氧含量为3%、NO浓度600 mL/L及NH₃/NO为1的条件下,同时通入200 mL/L SO₂和4% H₂O,NO转化率从非掺杂的Mn/TiO₂的48.2%上升到57.6%,Y掺杂提高了催化剂的抗毒化能力;FTIR分析表明催化剂中毒是由于生成了铵的硫酸盐或者锰、钇的硫酸盐。     

H2气氛中TiOx的形成及其对Ni/TiO2催化剂顺酐液相加氢性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/TiO₂催化剂,利用N₂物理吸附、H₂-TPR、XRD、H₂-TPD及CO-TPSR等表征手段研究H₂气氛中随着热处理温度升高,Ni/TiO₂催化剂结构和织构变化规律,并考察催化剂的顺酐液相加氢性能。研究表明,随着热处理温度的升高,催化剂C-C键加氢活性逐渐增高,而CO加氢活性先增高后降低。产生这一现象的原因与TiO_x物种随H₂气氛中热处理温度的升高而逐渐增多有关。     

TiO2/生物炭复合材料的制备及应用研究进展

TiO₂是一种半导体材料，具有优异的光催化活性，良好的稳定性和较低的成本，但存在禁带宽度大，生电子-空穴易复合等缺点。生物炭因具有疏松多孔的结构、比表面积大，表面官能团丰富易修饰等特点而成为性能优异的载体材料。两者结合得到的TiO₂/生物炭复合材料表现出了良好的可见光响应性、优异的电子传输能力、吸附能力强、电子-空穴复合少等优势，在水污染处理方面有着广阔的应用前景。本文综述了TiO₂/生物炭复合材料的制备及改性的方法，阐述了复合材料所表现的协同效应及光催化机理，归纳总结了目前TiO₂/生物炭复合材料在处理不同污染物的应用，并展望了TiO₂/生物炭复合材料的发展前景和方向。