Fe_3O_4-TiO_2复合材料的制备及光催化降解四环素的研究

将共沉淀法与溶胶-凝胶法相结合,制备Fe_3O_4-TiO_2复合材料,通过XRD、XPS、BET、TEM等测试技术对Fe_3O_4-TiO_2进行表征分析,以四环素为目标污染物,在Fe_3O_4含量、反应投加量以及反应初始pH等条件下,研究了Fe_3O_4-TiO_2光催化降解四环素的效果。结果表明,光催化降解60 mL浓度20 mg/L的四环素废水,Fe_3O_4-TiO_2的最优配比为m(Fe_3O_4)∶m(TiO_2)=2.5%,2.5%Fe_3O_4-TiO_2的最优投加量为60 mg,最优pH约为7,60 min降解四环素废水可达90%以上。     

磷酸银掺杂WO_3-TiO_2复合材料的制备及其光催化降解性能

以钛酸四丁酯作前体,采用溶胶-凝胶法和水热法分别制备TiO_2、WO_3-TiO_2和Ag_3PO_4-WO_3-TiO_23种催化剂,用XRD、SEM、FTIR和BET进行表征,考察在可见光(λ> 420 nm)下降解罗丹明B的光催化活性。结果表明,WO_3和Ag_3PO_4负载在TiO_2上,Ag_3PO_4的修饰可以协同WO_3共同抑制TiO_2晶粒生长。Ag_3PO_4-WO_3-TiO_2复合材料为介孔型结构,修饰后比表面积增大。当p H=7时,550℃煅烧制得复合材料光催化活性最高(样品中WO_3摩尔百分含量为1%,m(Ag_3PO_4)∶m(WO_3-TiO_2)=1∶5),70 min后罗丹明B的光催化降解率达到95. 0%。且重复使用5次后,光催化活性无明显下降,降解率仍保持在90%以上,催化剂具有很高的稳定性。     

磷酸银掺杂WO_3-TiO_2复合材料的制备及其光催化降解性能

以钛酸四丁酯作前体,采用溶胶-凝胶法和水热法分别制备TiO_2、WO_3-TiO_2和Ag_3PO_4-WO_3-TiO_23种催化剂,用XRD、SEM、FTIR和BET进行表征,考察在可见光(λ> 420 nm)下降解罗丹明B的光催化活性。结果表明,WO_3和Ag_3PO_4负载在TiO_2上,Ag_3PO_4的修饰可以协同WO_3共同抑制TiO_2晶粒生长。Ag_3PO_4-WO_3-TiO_2复合材料为介孔型结构,修饰后比表面积增大。当p H=7时,550℃煅烧制得复合材料光催化活性最高(样品中WO_3摩尔百分含量为1%,m(Ag_3PO_4)∶m(WO_3-TiO_2)=1∶5),70 min后罗丹明B的光催化降解率达到95. 0%。且重复使用5次后,光催化活性无明显下降,降解率仍保持在90%以上,催化剂具有很高的稳定性。     

暴露晶面对Bi_2O_3/BiOCl复合纳米材料光催化性能的影响

采用热氧化法分别制备了Bi_2O_3纳米颗粒修饰的暴露晶面为(001)的BiOCl纳米片(001-BiOCl)和Bi_2O_3纳米颗粒修饰的暴露晶面为(010)的BiOCl纳米片(010-BiOCl)复合材料。采用XRD,SEM对样品的结构与形貌进行分析,采用紫外-可见分光光度计(UV-vis)测试样品的光吸收性质,采用氙灯辐照下光催化降解罗丹明B的方法测试不同样品的光催化活性。结果表明,Bi_2O_3/001-BiOCl样品具有更好的光催化性能,其光催化降解效率是Bi_2O_3/010-BiOCl的5.5倍,Bi_2O_3/001-BiOCl优良的光催化活性与Bi_2O_3纳米颗粒对可见光的吸收及001-BiOCl在[001]方向的内部电场有关。     

Bi_2O_2CO_3微/纳米片的合成及其光催化降解RhB

以尿素为碳源,通过水热法成功合成了片状光催化剂Bi_2O_2CO_3。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)等对Bi_2O_2CO_3进行了表征。考察了不同尿素加入量对Bi_2O_2CO_3形貌、结构和光催化降解罗丹明B性能的影响。结果表明:所合成Bi_2O_2CO_3尺寸均小于2μm;尿素加入量为0.1g所合成Bi_2O_2CO_3的吸收边为394 nm,带隙能量为3.14 eV。该样品在可见光下光照200 min可将Rh B降解50%,紫外光下光照120 min, RhB的降解率为80%,均高于商品TiO_2对RhB的降解率。自由基抑制实验表明,超氧自由基和空穴是Bi_2O_2CO_3在光催化降解过程中主要的活性物种。循环降解实验发现,Bi_2O_2CO_3具有较高的光催化稳定性和重复利用性。     

SnO_2-TiO_2复合半导体光催化剂制备及性能评价

以钛酸丁酯和四氯化锡为前驱体,冰醋酸为螯合剂,无水乙醇为分散剂,利用溶胶-凝胶法制备SnO_2-TiO_2复合半导体光催化剂。采用XRD、SEM、FTIR、UV-Vis等手段对其进行了表征,以罗丹明B为模拟染料考察了所制备复合半导体的光催化活性。结果表明,SnO_2-TiO_2复合氧化物为球形,粒径为15~20 nm,其晶粒主要由锐钛矿相的TiO_2和金红石相的SnO_2组成,对可见光的吸收明显增加。SnO_2-TiO_2复合半导体光催化剂具有良好的光催化活性,当SnO_2、TiO_2摩尔比为1:8,煅烧温度为400℃时,30 min内罗丹明B的降解率达到90%,60 min可实现完全降解,明显优于纯TiO_2。     

KOH活化污泥基活性炭负载TiO_2催化剂的制备及性能研究

以污泥为原料,商品TiO_2为光催化剂,KOH为活化剂,采用一步法制备KOH活化污泥基活性炭负载TiO_2催化剂,并以亚甲基蓝(MB)为目标污染物进行光催化降解实验。结果表明,KOH活化污泥基活性炭负载TiO_2催化剂最佳制备条件为:TiO_2投加量为2%,KOH浓度为2 mol/L,固液比为1∶1.8 g/mL,升温速率为6℃/min,热解温度为550℃,热解时间为50 min。在pH为8,催化剂投加量为1.8 g/L,光照时间为180 min时,对MB光去除率达到了98.33%。通过X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)及傅里叶红外光谱(FTIR)表征论证了该催化体系。     

Ag/AgBr/Bi_4O_5Br_2复合催化剂的合成及性能研究

以AgNO_3为Ag源,在Bi_4O_5Br_2纳米片表面通过原位离子交换反应制备了Ag/AgBr/Bi_4O_5Br_2复合催化剂。利用XRD,TEM,紫外-可见吸收光谱等测试手段,对所合成样品的相结构、微观形貌、光学性能等进行了表征分析。以双酚A为目标污染物,考察了Ag/AgBr/Bi_4O_5Br_2粉体对污染物在可见光照射下的光催化降解性能。研究结论表明,20%Ag/AgBr/Bi_4O_5Br_2样品表现出最强的光催化活性,光照120 min后对双酚A的分解率为85%。     

旋转盘反应器中H_2O_2/TiO_2光催化氧化降解含酚废水

采用溶胶-凝胶法对SDR转盘表面进行催化剂的负载,并对负载后的SDR进行光催化降解含酚废水的研究。考察了溶剂、加水量、抑制剂等因素对胶凝时间的影响,得出了制备催化剂薄膜的适宜条件为:n(钛)∶n(水)∶n(乙醇)∶n(盐酸)∶n(冰醋酸)=1∶2∶13.56∶0.05∶1,随后采用XRD、SEM对薄膜进行了表征,结果显示负载的催化剂为粒度分布均匀的锐钛矿型TiO_2。进一步研究了SDR中H_2O_2、UV/H_2O_2、UV/TiO_2、UV/H_2O_2/TiO_2等4种条件下苯酚的降解率和后2种情况下苯酚的矿化率的对比。结果表明:H_2O_2/TiO_2光催化氧化30 min苯酚降解率达到100%,与UV/H_2O_2氧化条件下相比,完全降解时间缩短了30 min,与UV/TiO_2氧化相比,苯酚降解率有大幅度提高;UV/H_2O_2/TiO_2催化氧化条件下2 h的矿化率为89%,较UV/H_2O_2光氧化条件下提高28%。     

管状TiO_2/层状ZnFe_2O_4复合材料的制备及其可见光催化性能

采用溶剂热-共沉淀两步法制备了管状TiO_2/层状ZnFe_2O_4复合材料,采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等对其晶体结构、微观形貌和磁性能等进行表征,并以罗丹明B(RhB)和亚甲基蓝(MB)为目标降解物测试了样品的光催化性能。结果表明:TiO_2为介孔中空管状结构,ZnFe_2O_4为疏松的叠层状结构,管状TiO_2紧密地嵌入ZnFe_2O_4结构中,形成良好的载流子输运界面。相比于TiO_2,TiO_2/ZnFe_2O_4复合材料具有更大的比表面积,且光响应范围拓宽至可见光区。可见光照射210min后,复合材料对RhB和MB的降解率分别为50%和45%,显著优于纯TiO_2的降解率(10%和13%);模拟太阳光照210 min后,复合材料对RhB和MB的降解率均超过95%。此外,TiO_2/ZnFe_2O_4复合材料具有稳定的光催化活性,重复使用3次后,仍保持90%以上的降解效率。     

热解法合成增强光催化活性的In2O3-TiO2纳米管

通过热解法分解InCl_3形成In_2O_3并均匀沉积于通过阳极氧化法制备的TiO_2纳米管(TNAs)表面,并通过光催化降解罗丹明B(RhB)来测试In_2O_3-TNAs的光催化活性。结果表明,复合In_2O_3后TNAs的光催化活性显著提升。此外热解沉积工艺简单、成本低,有利于光催化剂的批量、工业化生产,为金属氧化物半导体的沉积提供了新思路。     

Fe_3O_4/TiO_2的制备及太阳光催化性能研究

采用水解法制备了Fe_3O_4/TiO_2光催化剂,以紫外光和太阳光为光源,以苯酚降解为模型反应,4-氨基吡啉显色法来测定溶液中残余苯酚的浓度,并通过IR、XRD和UV-vis等方法对催化剂进行表征。光催化降解苯酚的活性实验表明,当Fe_3O_4含量为20%,焙烧温度为400℃时,Fe_3O_4/TiO_2的催化剂具有较好的太阳光活性和磁回收性能。反应150min,苯酚的降解率达50%;催化表征说明铁离子进入了TiO_2晶格形成了Fe-O-Ti键,400℃焙烧的TiO_2和20%Fe_3O_4/TiO_2为中TiO_2为锐钛矿相,Fe_3O_4复合后,TiO_2粒径降低了近9 nm,同时增强了可见光吸收性能,促进了Fe_3O_4/TiO_2的苯酚降解活性。     

磁性TiO_2/rGO-Fe_3O_4复合光催化剂的制备及性能研究

以氧化石墨烯为原料,利用共沉淀法得到rGO-Fe_3O_4磁性载体,进而采用水热法制备出TiO_2与rGO-Fe_3O_4磁基体不同配比的磁性TiO_2/rGO-Fe_3O_4复合光催化剂,紫外光下催化降解甲基橙溶液,结果表明,石墨烯的引入可以扩宽TiO_2对可见光的光谱响应范围,在紫外光照射下,m(TiO_2)∶m(磁基体)=3∶1的磁性TiO_2/rGO-Fe_3O_4复合光催化剂的催化性能最佳,经120 min光照后,甲基橙降解效率高达94. 94%,重复循环使用5次后,降解率依然能达到90. 23%。     

Bi_2O_2CO_3/BiOBr异质结的制备及其可见光降解盐酸四环素的研究

通过共沉淀法制备Bi_2O_2CO_3纳米片,采用化学蚀刻法制备异质结型光催化剂Bi_2O_2CO_3/BiOBr。利用XRD、TEM和UV-Vis DRS等手段对其物相、形貌及光吸收性能进行表征,并对其可见光降解盐酸四环素溶液的性能和稳定性进行了评估。结果表明,与纯Bi_2O_2CO_3和BiOBr相比,异质结光催化剂Bi_2O_2CO_3/BiOBr展现了增强的可见光降解活性,这归因于Bi_2O_2CO_3与BiOBr之间异质结的形成有效分离了光生电子和空穴。Bi_2O_2CO_3/BiOBr具有较高的稳定性,其在可见光降解盐酸四环素过程中的主要活性物种是超氧自由基。     

固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3的制备及其酯化性能研究

采用化学共沉淀法制备出了三元固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3,并通过合成乙酸乙酯的酯化探针反应考察了影响SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3三元固体酸催化剂催化活性的制备因素。结果表明SO_4~(2-)/V_2O_5-TiO_2-La_2O_3固体超强酸催化剂的最佳制备条件为:组分比例n(V_2O_5)∶n(TiO_2)∶n(La_2O_3)=1∶1∶1,焙烧温度500℃,焙烧时间3 h,乙酸乙酯合成酯化率为98.31%。     

磁性TiO_2/rGO-Fe_3O_4复合光催化剂的制备及性能研究

以氧化石墨烯为原料,利用共沉淀法得到rGO-Fe_3O_4磁性载体,进而采用水热法制备出TiO_2与rGO-Fe_3O_4磁基体不同配比的磁性TiO_2/rGO-Fe_3O_4复合光催化剂,紫外光下催化降解甲基橙溶液,结果表明,石墨烯的引入可以扩宽TiO_2对可见光的光谱响应范围,在紫外光照射下,m(TiO_2)∶m(磁基体)=3∶1的磁性TiO_2/rGO-Fe_3O_4复合光催化剂的催化性能最佳,经120 min光照后,甲基橙降解效率高达94. 94%,重复循环使用5次后,降解率依然能达到90. 23%。     

分子印迹TiO_2/AS、TiO_2/MCFA、TiO_2/AS/MCFA的光催化性能研究

以净水厂废弃物铝污泥(AS)、火力发电厂废弃物粉煤灰中提取磁性粉煤灰(MFAC)及铝污泥包裹磁性粉煤灰(MCFA/AS)为载体,钛酸丁酯为钛源,诺氟沙星为模板分子,采用溶胶-凝胶法分别制备了分子印迹TiO_2/AS、分子印迹TiO_2/MCFA与分子印迹TiO_2/MCFA/AS 3种光催化材料(MIP-TiO_2/AS、MIP-TiO_2/MCFA、MIP-TiO_2/AS/MCFA),并探究不同光催化材料对诺氟沙星的光催化降解性能。结果表明:MIP-TiO_2/MCFA/AS对水中诺氟沙星光催化性能更高,经150min紫外光照后对质量浓度为4mg·L~(-1)的诺氟沙星溶液的降解率为71.9%;MIP-TiO_2/MCFA/AS对诺氟沙星有选择识别性,比NIP-TiO_2/MCFA/AS的降解率提高了5.7%。     

非金属元素掺杂Bi_2O_2CO_3光催化剂的制备及光催化应用进展

Bi_2O_2CO_3是一种具有光催化活性的半导体材料,在环境、材料和能源等诸多领域具备极高的应用潜力。本文综述了非金属元素掺杂改性的Bi_2O_2CO_3可见光催化的研究进展,介绍了常用的和近期新型制备掺杂Bi_2O_2CO_3光催化材料的方法,梳理了N、I、Br等非金属元素掺杂对Bi_2O_2CO_3结构及其对污染物催化降解的影响,并展望了未来研究的重点,产业化的方向。     

(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn/TiO_2复合材料光催化降解染料废水的研究

利用生物模板法制备TiO_2,将(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn负载于TiO_2上,制备具有多孔结构的(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn/TiO_2复合材料。采用XRD、DRS、SEM、TEM和XPS等手段表征了(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn/TiO_2的微观形貌和结构。采用Tauc Plot法计算(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn/TiO_2的禁带宽度为2.45 e V,吸收波长达到506 nm。通过可见光催化性能实验考察了(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn和TiO_2的质量添加比对AR3R降解效果的影响。结果表明,当(NH_4)_3PW_(11)O_(39)Sn和TiO_2的质量比为1∶1时对AR3R的降解效果较好,可见光下反应30 min,降解率可达100%左右。自由基捕获实验结果表明,降解过程中h~+和·OH起主要的氧化作用,·O_2~-起辅助作用。     

负载纳米TiO_2污泥光催化剂的制备及应用

以纳米TiO_2和焦化废水污泥为原料,ZnCl_2为活化剂,一步法制备AC-TiO_2。以罗丹明B为目标污染物进行光催化去除实验,考察了活化剂浓度、固液比、热解温度、热解时间等对AC-TiO_2催化性能的影响。实验结果表明,污泥基催化剂制备条件为ZnCl_2的浓度4.5mol/L、热解温度为400℃、热解时间为90min、固液比为1:2、TiO_2与污泥比值为1:10时,对罗丹明B的光催化去除率最高,达到了98.16%。由spss估计平均值可得污泥基催化剂的最佳制备条件为ZnCl_2的浓度4.5mol/L、热解温度为550℃、热解时间为60min、固液比为1:2、TiO_2与污泥比值为1:5。通过spss第三类平方和分析,各因素对催化剂性能影响程度为:TiO_2与污泥比值ZnCl_2浓度固液比热解温度热解时间。