石墨烯/镧共掺杂TiO_2纳米纤维的制备及光催化性能研究

通过静电纺丝技术和高温碳化制备了石墨烯/镧共掺杂TiO_2纳米纤维。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、红外光谱仪及紫外分光光度计对纳米纤维的形貌、结构和光催化性能进行了表征和测试。结果表明,石墨烯的掺杂可以提高TiO_2纳米纤维的光催化性能,当石墨烯掺杂量为0.1 g时,TiO_2纳米纤维的光催化性能较优。     

Fe掺杂TiO_2的制备及其光催化性能

利用溶胶-凝胶法成功制备出Fe掺杂TiO_2纳米颗粒,并用XRD、SEM、XPS、UV-Vis、PL对样品的物理化学性能进行表征。结果表明,Fe掺杂能够减小TiO_2的禁带宽度和光生电子-空穴的复合概率。光催化降解亚甲基蓝溶液的实验表明,随着Fe掺杂量的增加,TiO_2的光催化活性先增大后减小,F4-TiO_2的光催化活性最高,60 min后对亚甲基蓝溶液的降解率达到94.2%。Fe掺杂TiO_2具有较好的稳定性,重复5次光催化降解实验后,对亚甲基蓝溶液的降解率仍达到89.4%。     

TiO_2纳米管的快速制备、改性及光催化性能研究

采用电化学阳极氧化法制备TiO_2纳米管,通过对纳米管表面掺杂非金属离子N、金属离子Ag以及CdS物质,进而研究不同物质对TiO_2纳米管光催化试验的影响。试验结果表明:NH_3·H_2O的浓度为1.0 mol/L、在AgNO_3溶液中浸泡35 min、光照时间为90 min时,Ag/N-TiO_2光催化效果好。     

掺锌纳米TiO_2光催化性能研究

以钛酸四丁酯、硝酸锌为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备掺锌纳米TiO2微粒.以罗丹明B为目标降解物,考察了掺锌纳米TiO2粉体的光催化活性.结果表明:300℃焙烧4.5 h时,得到的催化剂活性最高.在紫外光照射下,催化效果明显优于太阳光照射(在紫外光下,pH值为2时,用1 g/L掺锌2.7%纳米TiO2光照70 min,罗丹明B的降解率接近100%;在太阳光下,pH值为10时,用4 g/L掺锌3.0%纳米TiO2光照120 min,罗丹明B的降解率达93%).     

Ag掺杂型TiO_2粉末光催化降解四环素类抗生素废水

本研究利用Ag掺杂型TiO_2粉末,以盐酸四环素为目标污染物,于可见光下光催化降解四环素类抗生素废水。通过光催化降解盐酸四环素的实验初步分析,优化实验条件,确定最佳投加量,最佳pH,最佳初始浓度。结果表明:Ag-TiO_2光催化剂投加量为0.8g/L,初始浓度为50mg/L,pH=5.2的盐酸四环素溶液降解120min后,降解率可达90%以上;通过与德固赛P-25粉末进行对比试验,Ag掺杂型TiO_2粉末催化效率比德固赛P-25提升了37.4%,Ag-TiO_2光催化剂是一种优良的可见光光催化剂,具有一定的水处理应用价值。     

TiO_2/CFA复合材料制备及光催化性能研究

以电厂废弃物粉煤灰作载体,钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法正交实验制备二氧化钛/粉煤灰(Ti O2/CFA)复合材料,以亚甲基蓝为目标污染物,进行光催化处理,探究其最佳制备条件和影响因素。结果表明,Ti O2/CFA最佳制备条件为负载率40%、焙烧温度500℃、焙烧时间0.5h,降解率可达到77.8%。通过极差分析可得,影响降解性能顺序为焙烧温度焙烧时间负载率。Ti O2/CFA能够有效的去除废水中的亚甲基蓝,具有一定的实用价值。     

纳米TiO_2负载涤纶织物的浸染法制备及光催化性能

使用不同粒径纳米TiO_2以高温高压浸染工艺对涤纶织物进行负载加工,重点考察了不同工艺参数对涤纶织物表面纳米TiO_2负载量和负载率的影响,研究了纳米TiO_2粒径和负载量与其光催化性能之间的关系,比较了浸染法和浸轧法制备纳米TiO_2负载织物的耐久性。结果表明,提高工作浴温度、pH值和纳米TiO_2质量浓度都能显著提高纳米TiO_2负载量和负载率。大粒径纳米TiO_2更易于负载涤纶纤维。纳米TiO_2的负载量随浴比提高而增大,但其负载率则反之。纳米TiO_2负载涤纶织物作为光催化剂能促进染料的氧化降解反应,纳米TiO_2负载量的提高可显著促进其光催化活性。采用小粒径纳米TiO_2制备负载织物具有更高的光催化活性。浸染工艺制备负载织物的耐久性能优于浸轧工艺。     

纳米TiO_2光催化材料性能改进研究进展

从控制晶型结构、离子掺杂改性、载体负载TiO2辅助提高光催化性等方面综述近年来学者在提高纳米TiO2的光催化性能方面的研究,并对纳米TiO2在环境污染处理领域的应用进行展望。     

纳米TiO_2功能化纺织品的制备及性能研究

使用自制的纳米TiO_2水溶胶通过后整理工艺对棉织物进行处理得到纳米TiO_2水溶胶整理棉织物,对纳米TiO_2水溶胶整理织物进行了表征,并测试了其对染料的光催化降解性、甲醛降解性能、自清洁性能及抗菌性能。结果表明,纳米TiO_2水溶胶整理棉织物在光辐射条件下对水中的染料和室内空气中的甲醛具有显著的光催化降解作用。且该整理棉织物不仅具有显著的抗菌性,还能对吸附于其表面的老抽污渍进行光催化降解,实现自清洁效应,是一种集光催化、自清洁和抗菌的多功能织物。     

TiO_2/GO/PAN纳米纤维膜的制备及光催化性能

采用改性Hummers法以天然鳞片石墨制备氧化石墨烯,再经水热反应在氧化石墨烯片层中原位生成纳米级TiO_2,制备TiO_2插层氧化石墨烯(TiO_2/GO)。将TiO_2/GO粉末添加到PAN溶液中,通过静电纺丝法制备含TiO_2/GO的PAN纳米纤维膜。研究了TiO_2/GO及TiO_2/GO/PAN对亚甲基蓝的降解性能。采用TEM、SEM、XRD对降解前后样品性质进行了表征。结果表明,TiO_2/GO对亚甲基蓝具有良好的重复降解性能,随着降解次数的增加,其降解效率逐渐减弱,含TiO_2/GO的PAN纳米纤维膜对亚甲基蓝具有良好的吸附和光催化效果。     

TiO_2-PPy改性棉织物的制备及光催化性能

采用"吸附-原位聚合"法制备了聚吡咯涂层棉织物(PPy-cotton),通过"浸渍-预烘-焙烘"法将溶胶-凝胶法制备的TiO_2纳米颗粒沉积到PPy-cotton表面,制备具有光催化性能的TiO_2-PPy-cotton改性棉织物。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱等手段对样品性能进行表征。以甲基橙溶液为模拟污染物,研究了TiO_2-PPy-cotton的光催化作用。结果表明,经过紫外光和可见光照射3 h,TiO_2-PPy-cotton对甲基橙溶液的降解率分别为89%和73%。     

纳米TiO_2负载棉织物的光催化性能

以钛酸丁酯(TBT)为前驱体,在超声低温条件下,在棉织物表面原位生成纳米级锐钛矿型TiO2,并对其光催化性能进行了研究。通过均匀试验设计,以在紫外光和可见光辐射下亚甲基蓝脱色率为评价目标值,对钛酸丁酯、冰乙酸及超声时间三个因素进行回归分析,得出优化工艺:钛酸丁酯4 m L,超声2.5 h,紫外光下脱色率为85.94%;钛酸丁酯4 m L,超声5.5 h,可见光下脱色率为76.58%。并对比了超声及常规水热法处理后负载TiO2织物的光催化性能。X射线衍射(XRD)分析可知,溶液中残留的TiO2粉体主要为锐钛矿型,粒径5.3 nm;扫描电镜(SEM)观察发现,棉织物表面不均匀分布大量纳米级TiO2颗粒;紫外-可见光谱(UV-VIS)测试显示,负载TiO2的织物在紫外光区有明显吸收,可见光区吸收平台上移,超声及水热处理时间的延长有利于增强织物对紫外和可见光的吸收。     

纳米光催化剂TiO_2的结构表征及光催化杀菌性能

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为前驱物制备了纳米半导体光催化剂TiO_2。通过比表面分析(BET)、X射线衍射(XRD)和X光电子能谱(XPS)对光催化剂进行了结构表征,并采用平板菌落计数法考察了纳米TiO_2对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的光催化杀菌性能。结果表明:所制备的TiO_2光催化剂纯度较高,比表面积为76.5 m~2/g,粒径为16.9 nm,具有TiOx、-OH、COO-特征峰及以锐钛矿相为主的锐钛矿与金红石混晶结构,有利于光催化性能的提高。在主波长为254 nm紫外光照射下,对大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的杀菌效果较好,作用30 min后去除率可以分别达到97.8%及99.4%,说明纳米光催化剂TiO_2是具有较好杀菌性能的环保功能材料。     

Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2改性水性聚氨酯的制备及性能研究

以过氧钛酸水溶液为前驱体,在100℃下回流4 h,制备了透明的Fe~(3+)掺杂纳米二氧化钛(TiO_2)溶胶,可见光下的催化性能测试表明Fe~(3+)的最佳掺杂浓度为0.1%。将该掺杂浓度的纳米TiO_2溶胶与水性聚氨酯乳液通过简单共混制备了Fe3+掺杂纳米TiO_2改性水性聚氨酯复合膜。采用SEM、UV-Vis、TG等测试方法对复合膜进行表征,结果表明,纳米粒子均匀分散于复合膜中,并赋予了水性聚氨酯良好的紫外吸收能力。机械性能测试表明复合膜的抗张强度得到明显提高,并且在添加量为1%时达到最强(43 MPa),相对增强了13%。可见光下复合膜对亚甲基蓝(MB)的去除实验表明,Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2的添加使得水性聚氨酯膜具有光催化自清洁能力。     

超分散TiO_2/Pt纳米溶胶的制备及其光催化性能

以Ti(SO_4)_2水解得到的水合氧化钛为原料,经H_2O_2溶解得到过氧钛酸水溶液前驱体,再经水热法处理制备透明的锐钛矿相二氧化钛溶胶;以氯铂酸为Pt源,TiO_2溶胶为基底,采用NaBH_4还原法制备了超分散高性能可见光催化材料TiO_2/Pt;采用XRD、UV-Vis、TEM和XPS进行了表征。结果表明:二氧化钛溶胶为锐钛矿相,晶粒为梭形,平均粒径小于20 nm,Pt粒子高度分散在表面。以甲基橙为目标降解物,在可见光照射下优化载Pt催化剂样品在20 min时降解率就能达到50%左右,100 min时约为96%,在可见光下的催化活性远优于商业P25。     

CNTs/La~(3+)共掺杂TiO_2光催化纳米纤维的形貌及性能研究

通过静电纺丝技术制备了CNTs/La3+共掺杂Ti O2纳米纤维,并详细研究了PAN的相对分子质量、稀土La3+的含量、高温碳化对纳米纤维形貌及直径的影响。通过SEM和EDX对复合纤维的形貌和表面元素进行了观察和分析,并对纳米纤维的力学性能进行了测试。研究表明,稀土含量和高温碳化对纳米纤维的形貌影响较为明显。最后得出:PAN的重均分子量为60 000,纺丝液中稀土La3+相当于Ti的摩尔浓度为0.05%时,纺丝效果较为理想,300 min后对亚甲基蓝的去除率达98.87%。     

CaSO_4晶须负载纳米TiO_2催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了CaSO_4晶须负载纳米TiO_2催化剂(CaSO_4-TiO_2),并用Raman、BET、XRD和AFM等技术对样品的形态和结构进行了表征,优化了CaSO_4-TiO_2纳米催化剂制备条件,并以罗丹明B(RB)印染废水作为探针,分别在紫外光和可见光照下评价了其光催化性能。结果表明:当物质的量比n(CaSO_4)∶n(TiO_2)=1∶5,500℃时,CaSO_4-TiO_2催化效果最佳,在可见光照下180 min的染料降解率达到96%。     

纳米TiO_2溶胶的制备及其性能

以钛酸丁酯为前驱体,无水乙醇为溶剂,三乙醇胺为稳定剂,氨水为催化剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO_2溶胶。探讨了加水方式、加水量、无水乙醇用量、稳定剂和催化剂用量、pH值和反应温度对凝胶时间的影响。采用Zetasizer Nano-ZS型马尔文粒度仪和UV-Vis 8500型双光束紫外/可见分光光度计对TiO_2粒径和紫外光透过率进行表征。结果表明:制备TiO_2溶胶的较优工艺参数为n(钛酸丁酯)∶n(无水乙醇)∶n(水)∶n(三乙醇胺)∶n(氨水)=1∶45∶40∶1∶0.8,pH值为8.5,水浴反应温度为55℃。制备的TiO2溶胶平均粒径为50.7 nm,且具有较低的紫外线透过率。     

金属离子掺杂对纳米TiO_2光催化降解造纸废水的影响

本文以廉价的无机盐四氯化钛为原料,通过在基材中加入金属离子,采用溶胶-凝胶法制备出纳米TiO2光催化剂。以河北省某造纸厂废水为研究对象,探讨了掺杂铜、铁、锰三种过渡金属离子,改变热处理温度和热处理时间等对废水降解率的影响。研究表明:同等条件下掺杂三种过渡金属元素的TiO2粉末光催化性能的排序为锰>铁>铜,热处理温度和时间对掺杂锰的TiO2粉末光催化性能有一定的影响。     

弱酸性染料的铁氮共掺杂纳米TiO_2光催化降解

以硝酸铁为铁源、尿素为氮源、钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备铁氮共掺杂纳米TiO2光催化剂(Fe—N—TiO2)。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis),表征分析所制备的Fe—N—TiO2光催化剂的晶体结构和光谱性质;以弱酸性红RN染料为目标降解物,研究测试其可见光催化性能。结果表明,所制备的Fe—N—TiO2光催化剂为锐钛矿相,平均粒径为17.1 nm;其吸收边带红移至528 nm,禁带宽度为2.35 eV。在300 W金卤灯照射下,光催化反应240 min,0.12 g Fe—N—TiO2光催化剂对100mL质量浓度为5mg/L、染液初始pH值为5的弱酸性红RN染料的降解率达97.28%。