薄膜化固体超强酸SO4^2-／TiO2-WO3光催化降解甲基橙

采用硫酸溶液漫渍处理TiO2—WO3制得SO4^2-／TiO2-WO3薄膜光催化剂,考察了光催化荆对甲基橙溶液的光催化降解行为。结果表明,在硫酸浓度为0．2mol·L-1、焙烧温度为550℃、WO3掺杂量为2％的最佳条件下制备的光催化剂活性最高,甲基橙降解90min的降解率达到72％。     

日光下活性纳米TiO2溶胶光降解性能的研究

于低温条件下(70 ℃)制备了纳米TiO2溶胶,研究了在日光照射下,纳米TiO2溶胶对甲基橙降解率的影响条件.实验结果表明,纳米TiO2溶胶可以在日光下很好地催化降解甲基橙,当甲基橙的浓度为2.5×10-5 mol·L-1,TiO2的浓度为7.00×10-4 mol·L-1,加入H2O2的浓度为6.3×10-4 mol·L-1时,降解率可达92%.在溶液中加入Fe3 ,亦可使降解率得到一定的提高.     

二氧化钛紫外光催化降解甲基橙废水的动力学研究

以甲基橙为研究对象,探讨了在253.7 nm UV的照射下TiO2光催化降解甲基橙的影响因素以及光催化反应的动力学模型。结果表明,当TiO2投加量为30 mg.L-1、反应时间为120 min、甲基橙初始浓度为10 mg.L-1、pH值为5时,甲基橙降解率达到99.57%。TiO2投加量、甲基橙浓度、pH值对光催化降解的表观一级速率常数有很大影响。光催化降解甲基橙反应动力学符合准一级Langmuir-Hinshel wood方程。     

薄膜化固体超强酸SO2-4/TiO2-WO3光催化降解甲基橙

采用硫酸溶液浸渍处理TiO2-WO3制得SO42-/TiO2-WO3薄膜光催化剂,考察了光催化剂对甲基橙溶液的光催化降解行为.结果表明,在硫酸浓度为0.2 mol·L-1、焙烧温度为550℃、WO3掺杂量为2％的最佳条件下制备的光催化剂活性最高,甲基橙降解90 min的降解率达到72％.     

S，N耦合掺杂TiO2柱撑蒙脱石催化剂制备

以Na基蒙脱石为吸附剂,二氧化钛（TiO2）水解溶胶、L-半胱氨酸为双组分吸附质,采用双组分竞争吸附的方法,制备了S,N耦合掺杂TiO2柱撑蒙脱石光催化剂。探讨了蒙脱石的吸附特点,修正了Langmuir双组分竞争吸附公式,利用二元回归方法,求出了修正因子Y1=1．00011,Y2=0．99938。吸附实验表明,双组分吸附体系中,吸附质之间的相互作用不容忽视;XRD分析：表明,催化剂中TiO2全部为锐钛矿相晶体;XPS光电子能谱分析表明,S^4＋替换Ti^4＋进入TiO2晶格,S^2-、N^2-替换晶格氧而进入TiO2晶格;光催化降解实验表明,可见光照射下,催化剂有较高的光催化活性,3h内亚甲基蓝脱色率达65％左右。     

高度有序TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

室温下在NH4F、乙二醇的混合溶液中采用阳极氧化法在纯Ti片表面得到一层结构高度有序、分布均匀、垂直取向TiO2纳米管阵列,通过调整阳极氧化工艺条件可实现对其结构参数(如管径、管壁厚度、管长等)的有效控制;对TiO2纳米管阵列进行扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)检测;测试了TiO2纳米管降解甲基橙的光催化性能。结果表明:在优化条件下制备得到了高密度排列的TiO2纳米管阵列;在500 W高压汞灯照射40 min后,初始摩尔浓度为20 mg·L-1的甲基橙在pH=2.0时,降解率达到99.4%,溶液中加入H2O2可以提高TiO2纳米管光降解催化活性。     

SO4^2-／TiO2-SnO2固体超强酸的制备与光催化性能研究

为了提高TiO2的光催化性能,本文制备了SO4^2-／TiO2-SnO2固体超强酸（STS）,采用1R对STS的结构进行了表征,采用UV—Vis对光催化产物进行了分析,研究了STS光催化甲基橙降解的性能,结果表明适宜的制备条件为：n（TiO2）：n（SnO2）=12,焙烧温度为450℃,焙烧时间为4h,硫酸浓度为0．5mol／L,催化剂用量为0．3g／200mL,甲基橙降解率可达93％。IR分析表明在STS中形成了超强酸活性中心,UV-Vis分析表明甲基橙降解较为完全。     

S,N耦合掺杂TiO_2柱撑蒙脱石催化剂制备

以Na基蒙脱石为吸附剂,二氧化钛(TiO2)水解溶胶、L-半胱氨酸为双组分吸附质,采用双组分竞争吸附的方法,制备了S,N耦合掺杂TiO2柱撑蒙脱石光催化剂。探讨了蒙脱石的吸附特点,修正了Langmuir双组分竞争吸附公式,利用二元回归方法,求出了修正因子Y1=1.000 11,Y2=0.999 38。吸附实验表明,双组分吸附体系中,吸附质之间的相互作用不容忽视;XRD分析表明,催化剂中TiO2全部为锐钛矿相晶体;XPS光电子能谱分析表明,S4+替换Ti4+进入TiO2晶格,S2-、N2-替换晶格氧而进入TiO2晶格;光催化降解实验表明,可见光照射下,催化剂有较高的光催化活性3,h内亚甲基蓝脱色率达65%左右。     

陶粒载体TiO2的制备及其光催化性能的研究

采用改进的溶胶-凝胶法制备了以陶粒为栽体的纳米TiO2光催化剂.使用XRD、TG-DTA、FT-IR进行表征;以甲基橙为目标降解物,研究了其光催化性能,对比了陶粒、TiO2粉末及陶粒栽体TiO2不同体系对甲基橙的处理效果和重复使用性能,并对不同温度条件下烧结的催化剂光催化降解有机物能力进行了比较.结果表明在700℃下烧结的催化剂对甲基橙的降解具有最大光催化活性;催化剂经重复使用3次后,仍具有较高的光催化性能.对甲基橙的降解率达94.27%.     

微波辅助离子液体中铜掺杂TiO2光催化剂的制备及微波强化光催化活性

在[Bmim] PF6离子液体中,用微波辐射干燥的方法制备了铜掺杂纳米二氧化钛光催化剂TiO2-Cu,测试催化剂对甲基橙溶液的微波（MW）、紫外（UV）、微波-紫外（MW-UV）条件下的降解率,考察了离子液体用量、铜掺杂量、微波干燥功率、微波干燥时间、煅烧温度、煅烧时间、微波降解功率等因素对TiO2-Cu催化剂活性的影响.结果表明,掺杂物质硝酸铜与钛酸丁酯的物质的量比为n（Cu）/n（Ti）=0.025,在功率为210 W的微波条件下干燥20 min,再在高温箱式电阻炉中于500℃下煅烧2h,所制得的TiO2-Cu催化剂具有较高的光催化活性;在MW、UV和MW-UV 3种降解条件下,对甲基橙的降解率分别为3.78％,92.98％,98.39％;并且在3种降解条件下,甲基橙降解率始终是：MW-UV＞ UV＞ MW.表明在紫外光照条件下,微波辅射具有强化TiO2-Cu催化剂降解甲基橙的作用.催化剂结构分析表明,TiO2中掺入铜后制得的催化剂,具有粒径均匀,比表面积、孔容、平均孔径和半孔宽均较大等特点,这也是TiO2-Cu催化剂具有较高的光催化活性的主要原因.     

低温下制备纳米Ti02溶胶及其光催化性能研究

以TiCl4为钛源。以异丙醇和去离子水为溶剂,采用水解法在低温下制备了纳米TiO2溶胶。利用紫外可见吸收光谱（UV-Vis）表征了溶胶的光学性质;利用透射电子显微镜（TEM）及X-射线衍射仪（XRD）对溶胶中TiO2的形貌和结构进行了表征;以甲基橙为模拟污染物,考察了紫外光下溶胶的光催化性能。结果表明,溶胶中TiO2为锐钛矿型,晶粒为球形,粒径为20nm左右;溶胶中TiO2的UV-Vis吸收光谱发生明显蓝移,表现出量子尺寸效应;制备的Ti02溶胶在紫外光下具有很高的光催化活性,光照150min,10mg·L-1甲基橙溶液的降解率达到95％。     

亚甲基蓝溶液的光催化降解

采用三种不同方法对TiO2粉末进行改性,制得蒙脱土/TiO2、Ag/TiO2和SO42-/TiO2催化剂。以亚甲基水蓝溶液的脱色率为指标,采用XRD、SEM和XPS等手段分析考察了3种改性催化剂的活性及抗无机离子的干扰能力。结果显示,三种改性光催化剂在溶液中的活性顺序为：蒙脱土/TiO₂>SO₄^2-/TiO₂>Ag/TiO₂>TiO₂。其中,蒙脱土/TiO2活性提高最大,在温度30 ℃和催化剂用量1.0 g·L^-1条件下,1 h内使 5.0 mg·L^-1的亚甲基蓝溶液的脱色率达90%以上,Ag/TiO₂的抗无机离子干扰能力最强。     

TiO2纳米管阵列电极电催化降解甲基橙的研究

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列电极.采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）和X-射线衍射仪（XRD）表征了电极的表面形貌和晶体结构,应用电化学阻抗谱（EIS）技术研究了不同阳极极化电位下电板的导电性能,应用荧光光谱法研究了电极产生羟基自由基（·OH）的活性,考察了3种支持电解质（Na2SO4、NaNO3和NaCl）对甲基橙（MO）电催化降解效率的影响,通过加入捕获剂探讨了MO分子的降解机理.结果表明,TiO2纳米管阵列电极电极的导电性随阳极极化电位的升高而增强;在电场作用下,TiO2纳米管阵列电极表面生成大量·OH;Na2SO4和NaNO3不参与MO分子的氧化反应,MO的降解符合一级反应动力学模型,而NaCl参与了TiO2纳米管阵列电极电催化降解MO的过程,呈现出复杂的动力学行为;在捕获剂存在的情况下,MO分子仍能发生降解,显示MO分子可在TiO2纳米管阵列电极表面直接氧化.     

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％。     

活性炭负载TiO2的制备与表征

在固定床中以玉米秸秆为原料采用二氧化碳活化制备活性炭,并以活性炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2／AC复合催化剂,通过光催化降解甲基橙对其光催化活性进行研究。正交实验表明：当二氧化碳流量500mL·min^-1、活化温度800℃、活化时间40min时,制备的活性炭负载TiO2光催化性能最好,甲基橙降解率高达98．4％;采用XRD和SEM表征最佳工艺制得的TiO2／AC,发现TiO2／AC为锐钛矿型,粒径约为12nm。     

TiO_2纳米管在不同条件光催化降解的活性研究

本文利用阳极氧化法在纯钛片表面制备了TiO2纳米管阵列膜,解决TiO2光催化剂的涂敷固定问题。采用场发射扫描电镜(FESEM)和XRD对制备TiO2纳米管阵列膜的形貌和晶体结构进行表征。结果发现,所制得的纳米管管径70～80nm,壁厚5～10nm,XRD显示经420℃热处理的TiO2纳米管为锐钛矿晶型,经500℃热处理的TiO2纳米管出现金红石晶型。以10mg·L-1的甲基橙溶液为降解物进行光催化试验,分别研究了溶液的初始pH值、TiO2纳米管阵列膜的晶型、TiO2膜的使用次数对降解率的影响。试验结果表明,当溶液初始pH值为1时,TiO2纳米管阵列的光催化性能最好,同时随着TiO2膜使用次数的增加,其光催化效果有所下降。     

阳极氧化法制备具有可见光光催化活性的二氧化钛

以钛片为底板通过阳极氧化法在3种不同电解质溶液[1 mol·L-1硝酸铵乙二醇溶液（1-M ANEG）、0.1mol·L-1硝酸铵乙二醇溶液（0.1-M ANEG）、0.1 mol·L-1硝酸铵水溶液（0.1-M ANA）]中制备二氧化钛,并对其光催化性能进行了比较.结果表明,在0.1 mol·L-1硝酸铵乙二醇溶液中制得的二氧化钛在可见光下具有较好的光催化活性且表面光滑平整.     

TiO2@酵母炭复合光催化剂的静电自组装制备及其光催化性能研究

以酵母炭为载体,通过静电自组装法制备负载型TiO2@酵母炭复合光催化剂,利用FE-SEM、EDS、XRD对TiO2@酵母炭的形貌、组成、尺寸和晶型进行分析和表征,并探讨了TiO2@酵母炭光催化性能的影响因素。FE-SEM分析表明,TiO2@酵母炭呈椭球状,长（3.6±0.3）μm、宽（2.5±0.5）μm,粒径分布均匀。X-射线粉末衍射分析表明,TiO2粒子为锐钛矿和金红石晶型。对于甲酚红的光催化降解研究表明,当甲酚红初始浓度为10mg·L-1、催化剂投加量为5g·L-1、溶液初始pH值为5时光催化效果最好,甲酚红的降解率为89.6%。H2PO-4、NO-3、Cu2＋的存在对甲酚红的降解具有抑制作用,而Mg2＋的存在无明显影响。     

磁性纳米TiO2/SiO2/Fe3O4光催化剂的制备及光催化性能研究

以化学共沉淀法制备的纳米铁氧体Fe₃O₄ 为磁载体,采用溶胶-凝胶法制备易于固液分离回收的新型磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂。采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、傅立叶红外变换光谱和紫外可见漫反射光谱等对催化剂进行表征。以酸性大红3R为目标降解物,对催化剂的光催化性能进行了研究。结果表明,磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂样品混晶中,锐钛矿相TiO₂ 占90%以上,制备的催化剂样品为层状结构,平均颗粒粒径约为(50~80) nm,呈现顺磁性,在外加磁场的作用下,催化剂可与液相迅速分离。同时,磁性纳米TiO₂/SiO₂/Fe₃O₄ 光催化剂具有较强的光催化活性,在光催化剂用量0.5 g·L^-1 、溶液初始浓度100 mg·L^-1 和光催化反应120 min条件下,酸性大红3R降解率达95%。