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。     

CNTs/La~(3+)掺杂TiO_2纳米纤维对Cr(Ⅵ)的催化性能研究

通过静电纺丝技术分别制备了碳纳米管(CNTs)掺杂,CNTs/La~(3+)共掺杂的TiO_2纳米纤维,以重金属Cr(Ⅵ)为目标降解物,考察了碳纳米管单组分掺杂,La3+/碳纳米管(CNTs)共掺杂TiO_2纳米纤维(CLCT)及溶液p H值对重金属Cr(Ⅵ)催化活性的影响。结果表明,La3+掺杂的TiO_2光催化活性高于纯TiO_2,适量La3+/碳纳米管共掺杂TiO_2光催化活性进一步提高,最佳掺杂量是当CNTs相当于Ti的摩尔浓度为0.15∶1和La3+的摩尔比为0.05%时得到的纳米纤维催化剂。当重金属Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L,纳米纤维催化剂(CLCT)投加量为1.0 g/L,p H值为4时,10mg/L的Cr(Ⅵ),在可见光源照射下100 min后的催化效率达99.86%。     

低温改性纳米二氧化钛处理印染废水

采用溶胶-凝胶法,低温制备掺杂N、Fe、Zn等元素的改性纳米TiO_2,并利用XRD、TEM、ICP-OES、UV-DRS等对其结构进行表征。以亚甲基蓝作为模拟染料废水,通过正交试验,得出改性纳米TiO_2应用于降解染料废水的优化工艺条件。结果表明,纳米TiO_2分别掺Zn~(2+)比例为0.4%、Fe~(3+)比例为0.8%、N比例为100%,处理废水效果都较好。其中,当染料质量浓度为2.5mg/L、废水pH值为10、光催化剂投加量为0.4g、光催化时间为4h时,Zn~(2+)掺杂TiO_2对亚甲基蓝溶液脱色率达到96.8%。此外,Zn~(2+)掺杂TiO_2对酸性染料以及活性染料均有较好的处理效果。     

纳米TiO_2光催化降解甲醛的研究进展

纳米TiO_2作为一种光催化剂,可以净化室内空气,尤其是甲醛。综述了纳米TiO_2降解甲醛的光催化机理,着重介绍了溶胶-凝胶法固化纳米TiO_2的优点、体相掺杂改性对纳米TiO_2的光催化活性的提高以及纳米TiO_2光催化降解甲醛的研究进展。通过优化光催化薄膜的制作工艺,发现更高效的体相掺杂剂扩展TiO_2光催化的光谱响应范围,是提高纳米TiO_2光催化作用、降解甲醛的有效途径。     

印染废水的活性炭负载Fe离子掺杂TiO_2光催化降解

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭(AC)负载Fe离子掺杂的TiO_2光催化剂(Fe-TiO_2/AC),并对其进行了XRD、N2吸附-脱附和XPS等表征,通过光催化降解印染二级废水,考察其催化性能。结果表明,1.5%Fe-TiO_2/AC的光催化性能最佳,催化剂中TiO_2平均粒径为17.6 nm,比表面积为887.11 m~2/g,Fe离子在催化剂中存在Fe~(3+)和Fe~(2+)两种价态。考察了焙烧温度、催化剂投加量等因素对催化活性的影响,发现当焙烧温度为500℃,反应时间为5 h,催化剂添加量为5 g/L时,催化效果最佳,COD去除率可达70.31%。催化剂重复使用6次后,催化活性为62.37%。     

Ni-Zr共掺TiO_2纳米粉体的光催化性能研究

通过溶胶-凝胶法制备掺杂Ni-Zr共掺纳米TiO_2,采用XRD、TEM和DRS等方法对光催化剂的晶向结构、显微形貌和光响应特性进行表征,并以罗丹明B为目标降解物,测试其光催化性能。结果表明Zr掺杂能够降低TiO_2光催化剂的粒径,改善其光响应特性。Ni~(2+)和Zr~(4+)共掺杂可以通过协同作用提高样品的光催化活性。Ni-Zr共掺TiO_2比纯TiO_2具有更好的光催化效果,2%Zr和Ni共掺杂TiO_2光照60min后对罗丹明B的降解率达到92%,比纯TiO_2提高30%以上。     

TiO_2对乌龙茶中三唑磷光催化降解作用

为了解负载型TiO_2对乌龙茶中三唑磷紫外光催化降解的影响,在自制的光催化反应器中,采用负载型TiO_2对三唑磷进行光催化降解。考察了煅烧温度、TiO_2浓度和TiO_2与聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)的含量比对三唑磷降解效果的影响,探究了三唑磷的降解途径,并通过X射线衍射和X射线光电子能谱对TiO_2进行表征。结果表明,光催化降解三唑磷符合一级动力学方程,最佳制备参数为煅烧温度500℃,TiO_2浓度0.15%,TiO_2与PVPK30的含量比1∶1 (m/m),反应时间10 min,在此条件下,三唑磷降解率可达98%。经气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析可知光催化降解反应打断了三唑磷P-O酯键。XRD和XPS分析表明煅烧可影响纳米二氧化钛的粒径和晶型,温度越高,锐钛矿质量分数越小;500℃时,TiO_2羟基氧和Ti~(3+)的含量均较高。     

HBP-NH_2调控掺金纳米二氧化钛的制备及其光催化性能研究

利用端氨基超支化聚合物(HBP-NH_2)在调控制备纳米二氧化钛时,同步实现了纳米金的掺杂,制备了具有高效光催化活性的掺金纳米二氧化钛(Au-TiO_2)。比较研究了凝胶-水热法制备的纯纳米TiO_2和经HBP-NH_2调控制备的纳米Au-TiO_2在结构和性能上的差别。结果表明:掺金前后的纳米TiO_2粒径均在10~20nm,HBP-NH_2在调控掺杂纳米金的同时,能够明显改善纳米TiO_2颗粒的分散性能。随着Au/Ti元素摩尔比增加,掺金含量以及纳米TiO_2的光催化性能均逐渐增加且趋向于平衡。掺金纳米TiO_2对刚果红和亚甲基蓝的降解率分别能达到99%和98%。     

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%。     

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。     

稀土Eu~(3+)掺杂TiO_2光催化降解罗丹明B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO_2和Eu~(3+)-TiO_2纳米催化剂,并用Raman、FT-IR、PL、XRD和SEM等技术对样品的形态和结构进行了表征,优化了Eu~(3+)-TiO_2纳米催化剂制备条件,并以罗丹明B(RB)的印染废水作为探针反应,分别在紫外光和可见光照下评价了其光催化性能。与TiO_2纳米催化剂进行对比,Eu~(3+)-TiO_2纳米催化剂对罗丹明B溶液(5 mg/L)表现出更高的光催化降解性能,在紫外光和可见光下的脱色率分别达到90%和83%。     

壳聚糖基复合光催化剂及光催化纸的制备与性能研究

本研究将壳聚糖与光催化剂(实验室自制硅藻土基-N-掺杂TiO_2)复合制备壳聚糖基复合光催化剂,然后将其以一定比例与纸浆混合抄造光催化纸;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等对复合光催化剂的形貌、结构及组成成分等进行了表征;利用SEM对光催化纸形态结构、催化剂分布状态等情况进行了分析,并分别对亚甲基蓝(MB)和甲醛进行了光催化降解实验。结果表明,复合光催化剂对MB和甲醛都有较好的光催化降解效果。在250 W高压汞灯照射7 h、检测波长分别为664 nm和630 nm条件下,复合光催化剂对MB的降解率达80%以上、对甲醛的降解率达49%以上;壳聚糖用量10%的复合光催化剂在纸张中的添加量20%时,光催化纸对甲醛的降解率为44%,其抗张指数从空白样的32. 4 N·m/g提升到34. 7 N·m/g,耐破指数从空白样的1. 68 kPa·m~2/g提升到2. 36 kPa·m~2/g。     

Fe3+和La3+共掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能的研究

通过溶胶凝胶法制备掺杂铁和镧的纳米TiO2,并以活性红15为目标降解物,研究了其光催化性能.采用热失重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、电镜、紫外-可见漫反射光谱(DRS)等测试手段对TiO2的结构、晶型、光吸收范围等进行了表征.结果表明:共掺杂的纳米TiO2在500℃煅烧3 h呈现锐钛矿型,晶粒尺寸约15 nm;掺杂铁和镧的纳米TiO2吸收带会发生红移,拓展了其对光谱响应范围.通过光催化降解模拟试验,发现掺杂铁和镧的纳米TiO2粉末对活性红15溶液的降解率最高达到98.9%,具有较高的光催化活性.     

CNTs/La~(3+)-TiO_2催化剂的制备及其对亚甲基蓝降解性能研究

结合静电纺丝和高温碳化方法制备了La~(3+)及碳纳米管(CNTs)不同掺杂量的TiO_2光催化剂,然后采用亚甲基蓝水溶液模拟印染废水,考察各种光催化剂的降解性能。同时,采用SEM、XRD、EDX、FTIR及UV-Vis对光催化剂的形貌、晶型、成分、内部结构以及光催化性能进行了表征和测试。试验结果显示,La~(3+)及CNTs共掺杂的TiO_2光催化剂的光催化活性得到显著提高。     

改性TiO2的制备及其在壁纸中的应用研究

以纳米TiO_2 (P25)为改性对象,通过简单的一步水热法制备了具有可见光催化活性的N掺杂改性P25光催化剂 (N-P25),借助X射线衍射仪、紫外-可见光谱仪和扫描电子显微镜对N-P25的结构进行表征;再将其涂布于壁纸上,通过对壁纸物理性能和光催化降解甲醛性能的综合对比选择最佳涂布工艺。结果表明,N-P25仍为混晶结构,但对可见光的响应得到提升。在最佳涂布工艺条件下,N-P25涂布量1. 5g/m~2的壁纸在日光灯照射6 h后,对甲醛的降解率可达87%;且对不同初始浓度甲醛的光催化降解符合LH一级反应动力学规律。     

静电纺丝制备TiO_2/CA复合纳米纤维及其光催化降解染料性能

本文以醋酸纤维(CA)为原料,采用静电纺丝方法制备二氧化钛(TiO_2)/CA纳米纤维,利用其光催化性能降解染液中的染料。扫描电镜和透射电镜显示TiO_2颗粒均匀分布在复合纤维的表面和内部,X衍射结果显示TiO_2颗粒是四方形的锐钛矿相,红外光谱和接触角结果显示TiO_2颗粒未影响CA的亲水性,且CA和TiO_2有相互作用,热重分析显示TiO_2增加了CA的热稳定性,光催化降解染料测试显示纳米纤维具有良好的光催化性能,CA的光催化效率经过240 min实验后仅降低10%。     

Fe_2O_3/TiO_2异质结的制备及光催化降解性能

结合静电纺丝技术和水热法制备Fe_2O_3/TiO_2异质结光催化材料.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)及比表面分析等方法,对Fe_2O_3/TiO_2异质结的形貌、晶型、化学组成等进行表征.利用Fe_2O_3/TiO_2材料对罗丹明B(RB)进行光催化降解,结果表明,Fe_2O_3/TiO_2对RB的降解速率高于纯TiO_2纳米纤维,而且掺铁量为0.5%时降解效果最好.     

纳米TiO_2活性炭在棉织物后整理中的应用

为开发出具有吸附甲醛功能的装饰织物,基于纳米TiO_2的光催化作用和活性炭的吸附作用,将纳米TiO_2和活性炭的混合分散液覆于棉织物表面制成具有吸附降解甲醛功能的织物。分析了影响织物吸附降解甲醛性能的因素,采用正交试验对分散液浓度、活性炭含量及烘焙温度进行了优选。试验表明:棉织物较理想的整理工艺为:分散液浓度75g/L、活性炭含量36%、焙烘温度178℃。认为:采用纳米TiO_2活性炭对棉织物进行整理,可使其获得较好的吸附降解甲醛的功能。     

N-TiO_2/ACF的制备及光催化降解真丝绸染色废水研究

利用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见漫反射等技术对采用溶胶-凝胶法制备的氮掺杂纳米TiO_2负载活性炭纤维(N-TiO_2/ACF)光催化材料进行了表征分析。以真丝绸染色废水为目标降解物,研究了光催化材料的光催化性能。研究表明:N-TiO_2/ACF光催化材料表面的N-TiO_2呈锐钛矿相,粒径约为15.3 nm,其光谱响应范围由紫外光区拓展至可见光区,吸收边带达603 nm;金卤灯照射下反应180 min,0.77 g N-TiO_2/ACF对200 m L真丝绸染色废水降解率达97.2%,2.31 g的N-TiO_2/ACF对200 mL真丝绸染色废水COD去除率达80.6%;N-TiO_2/ACF具有良好的重复使用性能。     

碳化温度对CNTs/La~(3+)共掺杂TiO_2纳米纤维光催化性能的影响

通过静电纺丝和高温碳化制备了CNTs/La~(3+)共掺杂TiO_2纳米纤维,研究了碳化温度对纳米纤维光催化性能的影响。通过SEM、BET、FTIR、XRD和UV-Vis对纳米纤维的形貌、晶型、成分和光催化性能进行了观察和分析。研究结果表明,碳化对纳米纤维的表面形貌有显著的影响;随着碳化温度的升高,纳米纤维的比表面积随之增加,碳化温度对纳米纤维中TiO_2的晶型也有显著影响;当碳化温度为500℃时,纳米纤维光催化性能最佳。