Fe3O4/TiO2-CaSO4核壳材料的制备及光催化性能试验

本实验用反滴法化学共沉淀工艺合成Fe3O4。再以制备的Fe3O4为核心,采用液相沉积法制备Fe3O4/TiO2-CaSO4核壳材料。对样品的形态、结构和光学性质进行了X射线荧光和X射线衍射(XRD)表征。以催化降解活性大红BES来考察其光催化性能,并研究了沉淀时pH、煅烧温度、PEG(4000)加入量对粉体催化性能的影响。结果表明:所制备的粉体无论从节能方面还是从环保方面均是一个优良的催化剂;当粉体用量为4.5 g/L,50 mg/L的活性大红溶液在紫外灯下照射120 min后,降解率可达到99.5%。并且,所制备的粉体还可以回收利用。     

银表面等离子体效应增强TiO2纳米管阵列光解水制氢

采用阳极氧化法制备得到TiO2纳米管阵列(TiO2-NTA),同时借助光化学还原法将纳米Ag颗粒沉积于TiO2-NTA表面(Ag/TiO2-NTA)。利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、扫描电镜(SEM)对样品的晶型、光响应性能、表面形貌等进行了表征。分析结果表明,TiO2-NTA管径约为150nm,壁厚约为20nm,纳米Ag颗粒以单质形态分散于TiO2-NTA表面,其等离子体效应可以有效促进TiO2-NTA对可见光的吸收,共振吸收波长位于420nm。光解水制氢实验结果表明,Ag/TiO2-NTA的光催化活性高于纯的TiO2-NTA,前者约为后者的2.3倍。     

Fe2O3/CoFe2O4复合光催化剂的制备及性能研究

本文以硝酸钴和氯化铁为主要原料制备了Fe₂O₃∕CoFe₂O₄复合光催化材料。利用X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见吸收光谱(UV-VIS)对样品的结构和光吸收性能进行了表征。并在可见光照射下,通过催化降解罗丹明B(RHB)溶液考察各催化材料的催化效果。结果表明,制备的复合催化材料是以CoFe₂O₄为主的面心立方尖晶石结构。在反应时间为8.5 h、反应温度为135℃和煅烧温度为500℃时,制备的Fe₂O₃复合量为3%的复合催化剂性能最好,光催化降解2 h后,罗丹明B降解率可达到96.62%。     

PVDF/TiO2复合膜的性能研究

采用流延成膜的加工工艺,制备了聚偏氟乙烯/二氧化钛(PVDF/TiO2)复合膜,研究了TiO2含量对复合膜的热稳定性、力学性能、结晶形态、热性能以及耐候性的影响。结果表明,TiO2含量为2%时,共混制得的复合膜拉伸强度高达59.5MPa,起始分解温度为340℃;加入TiO2对PVDF结晶度的影响不大,通过紫外照射实验证明加入TiO2改善了PVDF的耐候性。     

磁性氧化石墨烯/TiO_2复合材料的制备及光催化性能的研究

利用水热法以氧化石墨烯为载体制备磁性氧化石墨烯/TiO2光催化复合材料,对不同Fe3O4掺杂比例的复合光催化剂采用SEM、XRD、UV-Vis等测试方法对其进行表征,并在紫外灯照射下研究了对活性艳红溶液光催化性能。结果显示,Fe3O4及氧化石墨烯的引入会提高TiO2的光催化性,这主要是因为提高了TiO2的导电性和吸附性。由此可见Fe3O4、氧化石墨烯与TiO2复合,能够有效提高TiO2的催化性能。     

磁性氧化石墨烯/TiO_2复合材料的制备及光催化性能的研究

利用水热法以氧化石墨烯为载体制备磁性氧化石墨烯/TiO2光催化复合材料,对不同Fe3O4掺杂比例的复合光催化剂采用SEM、XRD、UV-Vis等测试方法对其进行表征,并在紫外灯照射下研究了对活性艳红溶液光催化性能。结果显示,Fe3O4及氧化石墨烯的引入会提高TiO2的光催化性,这主要是因为提高了TiO2的导电性和吸附性。由此可见Fe3O4、氧化石墨烯与TiO2复合,能够有效提高TiO2的催化性能。     

Ag改性PVA/SrTiO3/TiO2光催化材料的制备及性能

采用溶胶-凝胶法和化学沉淀法成功合成具有高光催化性能的可回收聚乙烯醇/钛酸锶/二氧化钛/银(PVA/SrTiO₃/TiO₂/Ag)复合材料。所合成样品通过XRD、SEM、TEM、EDX、XPS、UV-Vis DRS、荧光分光光度计和EPR进行表征。结构表征结果显示其具有均匀的、分层的多孔网络结构。UV-Vis DRS测试结果表明由于Ag原子的掺杂,复合材料在紫外-可见光区域具有强烈的光吸收能力,并且产生表面等离子共振效应。荧光分光光度计测试结果证实该复合材料有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。对样品进行光催化活性测试,结果证明,在紫外光下PVA/SrTiO₃/TiO₂/Ag复合材料对亚甲基蓝(MB)的降解具有优异的光催化性能,且光催化性能与初始MB浓度和pH密切相关。重复性研究表明,该复合材料在3个循环后,仍保持初始光催化降解活性的近90%,展现出极好的稳定性和重复使用性。     

Ag@AgI/AgBr改性TiO_2纳米管光催化剂的制备及光催化性能研究

通过原位生长法合成Ag I/Ag Br改性的Ti O2纳米管,并通过光化学反应制备了Ag@Ag I/Ag Br/Ti O2纳米管复合光催化剂;采用X射线粉末衍射、紫外可见光谱和透射电子显微镜等方法表征了样品的结构与形貌,并以甲基橙为模型化合物研究复合材料的光催化性能。结果表明:在500 W的钨灯照射60 min后,复合光催化剂对甲基橙的降解率为68.13%。     

LaFeO3/TiO2复合光催化剂的制备及性能

采用溶胶—凝胶法制备了LaFeO3/TiO2复合光催化剂,并用X射线衍射(XRD)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)对所制备的光催化剂进行了表征,根据催化剂对甲基橙的降解率对其活性进行评价。结果表明:复合了铁酸镧的LaFeO3/TiO2光催化活性要高于未复合的TiO2光催化剂,当复合浓度为0.2%较佳,甲基橙降解率可达56.34%。     

SiW12/聚苯胺/TiO2复合材料的光催化性能

以SiW12/PANI/TiO2为光催化剂。在紫外灯辐射下,研究了模拟染料废水甲基紫溶液的光催化降解的反应,考察了催化剂投加量、染料浓度、溶液的pH值对甲基紫降解率的影响。结果表明,甲基紫溶液光催化降解的最佳条件为:pH=5,SiW12/PANI/TiO2催化剂投加量为0.0125 g,浓度为5 mg/L,经30 W紫外灯照射90 min后,其降解率为90.69%。     

纳米复合材料H6P2W18O62/TiO2-ZrO2（P123）的制备与微波辅助光催化降解甲基橙

在模板剂(C3H6O.C2H4O)x(P123)的作用下,采用溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法制备了纳米复合材料H6P2W18O62/TiO2-ZrO2(P123)。通过傅里叶-红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-Vis/DRS)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜配合X-射线能量色散谱仪(SEM-EDS)和N2吸附-脱附等测试手段对其组成、结构和表面物理化学性质等进行了表征。结果表明,所合成的纳米复合材料H6P2W18O62/TiO2-ZrO2(P123)中多酸结构保持比较完整,复合材料具有锐钛矿晶型结构,属于介孔材料,模板剂P123使合成产物分布更加均匀。选取甲基橙(MO)作为模型分子,考察了该复合材料在微波辐射作用下的光催化性能。实验结果表明,该复合材料有较好的光催化活性,对甲基橙的降解效果明显高于TiO2、H6P2W18O62、H6P2W18O62/TiO2和H6P2W18O62/TiO2-ZrO2。     

TiO2/GO复合材料对氨气和硫化氢的光催化降解

采用“静电结合与水热法”制备了二氧化钛/氧化石墨烯(TiO₂/GO)复合材料,并对该材料的光催化性能进行了研究。以恶臭气体中氨气、硫化氢为代表性气体,通过自制的反应装置,研究了复合材料对它们的光催化性能,探究了GO掺杂比例、反应时间、紫外灯波长等因素对光催化降解的影响。结果表明：在365 nm紫外灯照射下,GO掺杂量4%的TiO₂/GO复合材料去除氨气和硫化氢的效果最佳,去除率分别达96.01%和93.45%。     

不同后处理方法制备纳米复合材料Ag/TiO2-ZrO2及其微波辅助光催化甲基橙

采用P123(EO20PO70EO20)作模板剂,通过溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法,并经煅烧和萃取两种不同的后处理方法制备了一系列具有光催化活性的纳米复合材料Ag/TiO2-ZrO2。经XRD、XPS、TEM、N2吸附-脱附测定测试手段对不同钛锆比例和不同后处理获得样品的组成、结构及形貌等进行了对比分析,获得了最佳光催化材料Ag/TiO2-ZrO2-C(3∶1)。该复合材料结晶度高、结构规整、呈四方体形、颗粒分布均匀,具有较均匀的孔结构,其银以单质形式存在,且均匀分散在TiO2-ZrO2表面。通过微波辅助光催化降解染料甲基橙的实验,对不同处理方法所获Ag/TiO2-ZrO2的光催化活性进行了探究。实验结果表明,通过煅烧后处理方法得到的催化剂具有最好光催化活性,在90 min内降解率高达94.0%,其活性高于市售P25、TiO2-ZrO2和Ag/TiO2-ZrO2-E(3∶1)。     

核-壳结构ZnO/TiO2复合材料的制备及其光催化性能研究

采用电化学阳极氧化法制得结构规则、有序的TiO2纳米管,以TiO2纳米管为基质,在一定水热条件下合成核-壳结构的TiO2/ZnO复合纳米材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱(UV-VIS DRS)等分析手段对所得材料的结构、形貌及光催化性能进行分析和表征。实验结果表明:TiO2/ZnO复合纳米材料的光催化性能较单一TiO2、ZnO纳米材料有所提高。当前驱体溶液加入量为20 mL,甲基橙溶液初始pH为3时,TiO2/ZnO复合纳米材料的光催化效率最高。     

模板剂—水热法合成纳米ZnFe2O4-TiO2光催化剂

研究了以多孔陶粒浮球为载体,采用模板剂-水热法制备了纳米ZnFe2O4/TiO2复合光催化剂膜。主要研究了ZnFe2O4的掺杂对TiO2晶相结构、烧结温度、吸光性能及其光催化活性的影响和模板剂PEO20PPO70PEO20即P123的添加对ZnFe2O4/TiO2复合光催化剂膜性能的影响。采用XRD、UV-Vis吸光光谱、SEM和EDS等对ZnFe2O4/TiO2复合光催化剂膜的性能进行了表征。研究结果表明,适量掺杂ZnFe2O4,可以使TiO2成为催化活性较好的锐钛矿相;适量的添加模板剂P123可以提高TiO2的比表面积,P123与TiO2的摩尔比为0.02∶1时催化效果最好,这时ZnFe2O4-TiO2光催化剂对甲基橙脱色率在40min时可以达到80%以上。     

α-PbO2-CeO2-TiO2复合电极材料的耐蚀性研究

将TiO2和CeO2颗粒添加到由PbO和NaOH组成的镀液中,通过阳极电沉积的方法在铝基体上制备了α-PbO2-TiO2-CeO2复合镀层,用作铝基二氧化铅电极的中间层。研究了CeO2及TiO2纳米微粒质量浓度及工艺条件对制备的复合电极耐蚀性能的影响。确定了最佳电解液组成为:将PbO加入到140g/LNaOH溶液中至饱和,15 g/LTiO2,10 g/LCeO2。温度40℃,电流密度0.5 A/dm2,电沉积时间3 h。在此条件下所得的复合镀层综合性能较好,复合镀层中w(TiO2)为3.74%,w(CeO2)为2.15%。     

壳聚糖/二氧化钛的制备及其抗菌光催化性能

采用均匀沉淀法制备了壳聚糖/二氧化钛复合光催化剂,研究了壳聚糖掺杂量、溶液pH对复合光催化剂抗菌净化性能的影响。结果表明,样品450℃热处理2 h后TiO2为锐钛矿晶型;TiO2表面—OH与壳聚糖之间因氢键而发生吸收峰波数移动;中性制备条件下的壳聚糖与TiO2质量比为1∶8的复合光催化剂具有优良的抗菌能力,8 W紫外光灯照射下2 h对甲基橙的降解率达到100%。     

可见光响应氧化铁复合TiO2光催化剂的制备及其性能研究

以尿素铁(Ⅲ)配合物和钛酸四丁酯为前驱物,采用注入法制备了不同Fe2O3复合比的TiO2纳米粉体,通过DTATG 、XRD、XPS和UV-Vis的测试,表征其物相结构、样品表面元素存在形式和光谱学性质;并以甲基橙光降解反应为探针反应,分别以紫外光和可见光为光源测试其光催化活性.结果表明,复合Fe2O3后的TiO2纳米粉体为锐钛矿型,样品表面铁元素主要以Fe(Ⅲ)形式存在,并且其UV-Vis光谱吸收曲线有明显的红移现象;Fe2O3的复合明显提高了TiO2光催化剂的紫外和可见光催化活性;Fe2O3的最佳复合比为1 mol％.     

CdS/C-TiO2复合光催化剂光催化还原CO2性能研究

采用沉淀-水热法制备了CdS/C-TiO2系列复合光催化剂,通过XRD、UV-Vis、FESEM、XPS等分析手段对催化剂晶体结构、形貌及光电性能进行了表征,考察了柠檬酸(CA)/TiO2质量比R对CdS/C-TiO2复合光催化剂光催化性能的影响。实验结果表明,碳掺杂影响催化剂的晶体结构及其微观形貌,掺杂后光催化活性显著提高。在紫外光照射下进行光催化还原CO2反应,当CA/TiO2质量比R=3/1时,催化活性最高,还原产物HCOOH和HCHO总收率达到533μmol/(g.h)。     

复合添加TiO2和ZrO2对MgO-MA材料性能的影响

以电熔镁砂、高纯烧结镁砂、烧结富镁尖晶石和α-Al2O3为主要原料,在实验室制备了可替代水泥回转窑烧成带用镁铬砖的方镁石-镁铝尖晶石(MgO-MA)质耐火材料,研究了复合添加1.2%(w)的非晶TiO2粉和2.3%(w)的单斜ZrO2粉对MgO-MA材料性能的影响。结果表明:复合添加TiO2和ZrO2能促进MgO-MA材料的烧结;复合添加TiO2和ZrO2的MgO-MA材料的晶界处生成了CaTiO4和Mg2Zr5O12固溶相,有利于提高MgO-MA材料的挂窑皮性能。