La掺杂纳米TiO2的制备及其节能灯光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了La掺杂的纳米TiO2光催化剂并对其进行了XRD物相分析。以节能灯为光源,考察了催化剂组成、催化剂加入量、反应温度等对其光催化降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明:La的掺杂能明显提高纳米TiO2在节能灯照射下的光催化活性。其中,La0.5/TiO2的催化效果最佳,当反应温度40℃,催化剂加入量0.625g/L,反应液pH值5.33时,4h的降解率可达97.71%。XRD分析结果显示,La的掺杂抑制了锐钛矿向金红石晶型的转变,细化了晶粒。     

La-Co共掺杂纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了La-Co共掺杂的纳米TiO2光催化剂并对其进行了DTA和XRD分析。以9W紫外灯为光源,考察了催化剂组成、光照时间及催化剂加入量等因素对纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝性能的影响。结果表明：与不掺杂及La单掺杂相比,La-Co共掺杂能明显提高纳米TiO2的光催化活性。其中,La0.125Co0.04/TiO2的催化效果最佳。当反应温度40℃,反应液pH值5.33,催化剂加入量0.60g/L时,50min的降解率可达100%。     

V、La共掺杂对纳米TiO2光催化降解甲基橙的研究

采用Sol-gel法制备了V-La共掺杂纳米TiO2光催化剂,XRD结果表明,制备的催化剂为锐钛矿型.以甲基橙水溶液为模拟对象,分别从光照时间、催化剂用量、酸度大小三个方面考察了复合光催化剂的光催化活性,结果表明,V-La共掺杂纳米TiO2光催化剂的光催化活性均高于单掺或不掺杂催化剂.     

纳米TiO2负载多晶硅复合催化剂的制备及性能初步研究

采用溶胶-凝胶法（Sol-Gel法）在多晶硅表面镀上一层纳米TiO2薄膜,用FTIR、XRD、SEM等对其进行表征,并研究了催化剂对水中甲苯的光催化氧化性能。结果表明,焙烧温度、焙烧时间、负载次数对催化剂的晶相结构、粒径大小以及光催化活性均产生显著的影响。焙烧温度为550℃,焙烧时间为2h,TiO2负载2次时,催化剂中纳米TiO2的粒径为25nm左右,锐钛矿相与金红石相的比例为7∶3。采用改性催化剂对水中甲苯的光催化氧化处理的结果表明,甲苯的去除率达到90%以上,纳米TiO2负载多晶硅复合催化剂具有较好的光催化活性。     

SiO2负载TiO2膜光催化降解亚甲基蓝和孔雀石绿

采用溶胶凝胶法制备TiO2溶胶,并将其负载于SiO2的表面,制成负载锐态矿型TiO2薄膜,利用XRD和SEM对膜的形貌及晶型进行了表征.将SiO2负载TiO2膜应用于光催化降解亚甲基蓝、孔雀石绿,结果表明该催化剂具有较高光催化活性,且易回收及重复使用.同时探讨了光催化剂的用量、光照时间、pH值等条件对光催化活性的影响.在光催化剂的用量为10 g·L-1、光照时间为2 h、pH=7时,其脱色率可以达到90%以上.     

铁酸锌掺杂TiO2的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯和自制铁酸锌为原料,用溶胶-凝胶法制备了未掺杂的纳米TiO2和掺杂的ZnFe2O4-TiO2纳米粉体,利用SEM和XRD对产物的晶型、晶貌及晶粒大小进行表征,并通过对甲基橙的光催化降解研究了掺杂铁酸锌对纳米TiO2光催化活性的影响。结果表明:在500℃煅烧得到的纳米粉体光催化活性较高,催化剂的用量为1.0g/L时,其催化效果最好,对甲基橙的降解率分别为95%和96%。     

石墨烯/TiO_2-CeO_2催化剂的制备和光催化氧化法处理染料废水

采用溶胶凝胶和水热法制备的石墨烯/TiO2-CeO2催化剂光催化氧化处理染料废水活性艳红X-3B,结果表明掺杂Ce和石墨烯的TiO2比纯的TiO2光催化效果更高,当石墨烯负载量为2.5%,Ce的掺杂量4%时,催化剂的催化效果最佳,在此条件下考察了催化剂的投加量、染料初始pH以及光照时间对活性艳红X-3B的降解效果的影响,得出催化剂的最佳投加量为0.05g,初始pH为4,光照时间时间为3h,废水脱色率可达99.15%。     

纳米TiO2光催化降解直接冻黄染料的研究

以纳米TiO2作为光催化剂,紫外灯为光源,对印染废水中的直接冻黄G染料进行了光催化降解实验.讨论了COD的初始浓度、光照时间、纳米TiO2投加量、初始pH值和外加催化剂Fe3＋的用量等五个因素对COD和色度去除率的影响.正交实验结果表明：初始pH值和光照时间是影响光催化氧化反应的关键因素;在初始COD为144.67mg/L、Fe3＋投加量为6.72mg/L、纳米TiO2投加量为100mg/mL、pH6的条件下,经6h的照射,COD的去除率达到80%,色度的去除率达到98.5%.     

锌掺杂TiO2超微粉的溶胶-凝胶法制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了锌掺杂纳米TiO2光催化剂,探讨了锌掺杂对TiO2光催化活性的影响.用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征了产品的微观结构和晶相组成,用综合热分析仪对前驱体凝胶进行了差热分析;以亚甲基蓝为降解对象,考察了锌掺杂、掺杂浓度对TiO2光催化活性的影响.结果表明:锌掺杂对TiO2晶由锐钛矿型向金红石型的相转变有抑制作用,并能够提高纳米TiO2的光催化活性;锌掺杂量具有一个相对最佳比例,当掺杂量3%、热处理温度550℃时,用溶胶-凝胶法可得到粒径分布均匀、锐钛矿晶型含量高、具有较高光催化活性的锌掺杂纳米TiO2.     

纳米TiO2/凹凸棒石光催化复合材料的制备及其动力学

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/凹凸棒石光催化复合材料,并对其进行了表征. XRD结果表明,复合材料为锐钛矿相和金红石相的混晶结构,HRTEM和SEM图像显示,在凹凸棒石表面均匀负载了一层纳米TiO2颗粒. 实验考察了煅烧温度、催化剂用量及材料吸附性能对其光催化性能的影响,结果表明,600℃下煅烧制备的复合材料中TiO2晶粒尺寸为16 nm,锐钛矿相含量87%. 复合材料对甲基橙有较强的吸附性,吸附平衡常数Ka=0.00896 L/mg,催化剂添加量为3 g/L时光照2 h对甲基橙的降解率达92%. 光催化动力学方程符合Langmnir-Hinshelwood模型,二级动力学方程可很好地描述其降解规律：lnCt+0.00896Ct=0.418-0.0197t.     

氮掺杂纳米TiO2的制备及其光催化降解酸性红B的研究

以钛酸丁酯和氨水为原料,无水乙醇为溶剂,硝酸为抑制剂,采用湿法水解制备氮掺杂TiO2纳米微粒,并用XRD、TEM对其进行了表征。在紫外光照射下,考察了氮掺杂催化剂光催化降解酸性红B的催化性能。以高压汞灯为光源对有机染料酸性红B进行了光催化降解实验,并研究了催化剂的类型、催化剂的用量、溶液初始浓度对酸性红B降解的影响。研究结果表明：氮掺杂纳米TiO2的光催化性能明显优于纯纳米TiO2的光催化性能。     

处理温度对锐钛型TiO2光催化活性的影响

高温处理锐钛型TiO2可使其转晶改变晶型比例,因此加热温度和加热时间是影响TiO2光催化活性的主要因素。通过该方法得到了可利用可见光的TiO2催化剂,并进行了可见光降解有机染料乙基紫的研究。结果表明,在TiO2和可见光共同作用下,乙基紫的光降解效果明显优于单独使用锐钛型、金红石型和按照转晶的比率混合的锐钛型和金红石型TiO2。     

AlPO4-5担载溴化铝催化酮的Baeyer-Villiger氧化

以异丙醇铝为铝源,正磷酸为磷源,三乙胺作模板剂, 采用水热反应合成了AlPO4-5分子筛。应用不同浓度氢溴酸对AlPO4-5分子筛进行化学剪裁,制备AlPO4-5-AlBr3催化剂。FESEM、XRD、N2吸附-脱附等表征表明,合成的AlPO4-5是规整的微孔六方棱柱,化学剪裁制备的担载型催化剂AlPO4-5-AlBr3依然保持规整的六方棱柱。催化氧化实验表明,30%双氧水作为氧化剂,在乙酸乙酯溶剂中,催化剂AlPO4-5-AlBr3对部分环酮具有较好的催化活性,催化剂能够循环利用多次。     

AlPO_4-5负载溴化铝催化酮的Baeyer-Villiger氧化反应

以异丙醇铝为铝源,正磷酸为磷源,三乙胺作模板剂,采用水热反应合成了AlPO4-5分子筛。应用不同浓度氢溴酸对AlPO4-5分子筛进行化学剪裁,制备AlPO4-5-AlBr3催化剂。FESEM、XRD、N2吸附-脱附等表征结果表明,合成的AlPO4-5是规整的微孔六方棱柱,化学剪裁制备的担载型催化剂AlPO4-5-AlBr3依然保持规整的六方棱柱。催化氧化实验表明,质量分数30%双氧水作为氧化剂,在乙酸乙酯溶剂中,催化剂AlPO4-5-AlBr3对部分环酮具有较好的催化活性。     

Nd~(3+)离子掺杂纳米TiO_2光催化性能的研究

本文采用溶胶-凝胶法制备Nd3+离子掺杂纳米TiO2光催化剂,利用XRD对制备的样品进行表征,以孔雀石绿为降解对象,探讨最佳工艺条件。实验结果表明:Nd3+掺杂改性的催化剂为锐钛矿型的TiO2,Nd3+掺杂量为0.2%,煅烧温度为400℃,煅烧时间为3 h,催化剂用量为100 mg/L,孔雀石绿浓度为6 mg/L时的催化活性最高。     

光催化还原十溴联苯醚

以模拟太阳光为光源,首次研究了TiO2悬浮体系中十溴联苯醚（BDE-209）的光催化还原反应,讨论了TiO2投加量、BDE-209初始浓度、空穴清除剂对反应的影响。结果表明TiO2悬浮体系对BDE-209的光降解效果明显。当TiO2为1 g/L,甲醇作为空穴清除剂时,2.5 h后的降解效果最好,降解率达到78.6%,降解过程符合一级反应动力学方程,反应动力学常数为0.0103 min-1。利用光催化还原法制备了Ag/TiO2催化剂,采用TEM、EDS对催化剂进行表征,并进一步研究了Ag/TiO2光催化还原BDE-209,发现30 min内降解率即可到达96%。     

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％。     

二氧化硫脲为硫源制备硫掺杂二氧化钛及其光催化活性

以钛酸四丁酯为TiO2的前驱物,二氧化硫脲为掺杂硫的源物质,采用溶胶-凝胶法制备了掺硫改性的TiO2光催化剂。采用XRD对制备的掺硫二氧化钛结构进行了表征,探讨了溶胶-凝胶制备工艺、硫掺杂量及催化剂煅烧温度对该催化剂光催化活性的影响。结果表明,掺硫改性的TiO2经600℃煅烧后光催化活性有了明显提高,且硫的掺杂有一个最佳值,即二氧化硫脲的掺杂质量百分数为4%。经掺硫改性后的TiO2在可见光区具备更强的光催化活性,在波长不低于400nm的可见光作用下,对亚甲基蓝的4 h降解率最高可达89.5%。     

S,Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,从而提高催化剂活性;可见光降解甲基橙溶液结果表明,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,S和Fe共掺杂对提高TiO2可见光活性具有协同效应。当Fe3+∶S∶Ti(摩尔比)=0.005∶1∶1,180℃下水热反应3 h时,制得的TiO2-S-Fe可见光催化活性比纯TiO2的活性提高了约10倍。     

负载型光催化剂Al/TiO_2的制备及性能研究

以钛酸正丁酯为前驱物,盐酸为水解抑制剂、无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法进行了铝粉表面包覆二氧化钛薄膜的研究,制备了Al/TiO2光催化剂。以亚甲基蓝为有机污染模拟物,其降解率作为评价手段,考察了不同条件下制备样品的光催化性能。研究表明,当水钛比n[H2O]∶n[Ti(OC4H9)4]为40∶1,水解温度为35℃,pH值为4.5,反应时间为5 h,煅烧温度为500℃时,制备的样品经紫外灯光照3 h,降解率能达到85%。采用粒度分析、XRD等方法对包覆后的样品进行了表征,证明了片状铝粉表面包覆了锐钛矿型二氧化钛。并对样品的光催化性能进行了研究,结果表明,紫外灯光照6 h,样品对亚甲基蓝溶液的降解率能达到97%,优于商用光催化剂P25。