S掺杂TiO2光催化剂的可见光催化降解甲基橙研究

采用溶胶-凝胶法合成了S掺杂TiO2光催化剂.XPS测试结果表明钛离子主要是以+4价形式进入到了TiO2的晶格中,导致TiO2的禁带宽度变窄,将TiO2的吸收光谱拓展至可见光区,故可在可见光下对甲基橙进行光催化降解;在降解过程中,甲基橙首先形成芳香环类中间产物,然后继续开环降解和矿化;稳定性实验表明样品具有良好的稳定性.     

碳掺杂二氧化钛的制备及其可见光催化性能

以钛酸丁酯为前驱物,葡萄糖为碳源,采用一种简单的湿法工艺制备碳掺杂二氧化钛光催化剂,并考察碳掺入量及焙烧温度对催化剂性能的影响.利用XRD、FE-SEM、TEM、BET、XPS、UV-vis漫反射光谱等手段对样品进行表征测试,通过可见光（〉420nm）光催化降解甲基橙溶液来评价样品活性.结果表明：二氧化钛掺碳后,锐钛矿特征峰显著减弱,但其吸收波长拓展到可见光区;高于275℃时,样品的结晶性随焙烧温度的升高逐渐增强;光催化结果表明,以250℃、葡萄糖含量为17%的条件下制备的样品表现出更好的光催化性能,8h对甲基橙溶液的降解率达到了86.3%,约为商用P25的5倍.表征结果表明此样品基本粒子粒径在5nm左右,比表面积高达380m2/g.     

氮掺杂锐钛矿TiO2光催化剂的制备和表征

采用氨气氮化工艺制备了氮掺杂的TiO2光催化剂，研究了氮化温度对光催化性能的影响。研究表明，在TiO2中加入5%的SiO2能够有效阻止TiO2在NH3中热处理时可能发生的锐钛矿相向金红石相的转变，并减缓比表面积降低；氮化后的TiO2样品中N置换TiO2晶格中的O原子形成O—Ti—N键，在TiO2的禁带中形成了氮掺杂能级，从而使TiO2的吸收边发生红移。在700℃的氨气流中氮化处理后的5%SiO2/TiO2样品，N元素含量为0.28%，能够吸收550 nm以下的可见光，比表面积为129 m^2/g，全为锐钛矿型TiO2，表现出最佳可见光光催化性能。     

可见光下氮掺杂TiO2制备条件的研究

以钛酸正丁酯、硝酸铵为原料,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,乙酰丙酮为螯合剂,聚乙二醇为表面活性剂,采用溶胶-凝胶法,在常温条件下研究制备氮掺杂二氧化钛的最优条件.在此基础上制备的氮掺杂二氧化钛在氙灯(模拟太阳光)下的光催化降解甲基橙(MO)实验表明:N-TiO2在可见光下具有较高的光催化活性,光催化反应1 h,对甲基橙的降解率超过63%.对粉体分别进行XRD、FESEM、FT-IR表征,表明N-TiO2具有75%锐钛矿和25%金红石相混晶结构,粉体为球形,直径约为28 nm.     

TiO2-xNx／硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光催化活性

以尿素为氮源,硅藻土为载体,用溶胶-凝胶法合成了硅藻土负载氮掺杂纳米TiO2复合光催化剂。采用XRD,UV-vis对样品进行了表征;以罗丹明B为降解对象,考察了罗丹明B初始浓度、催化剂投加量、溶液初始pH值对降解率的影响,同时考察了样品在太阳光下的光催化活性。结果表明,掺氮Ti02450oc焙烧2h后为锐钛矿型,N掺杂使催化剂的吸收边红移至550nm左右,诱发TiO2可见光催化活性;当催化剂用量为2g／L,溶液初始pH值为6．5时,初始浓度为10mg／L的罗丹明B在氙灯光照45min后降解率为100％,太阳光照160min后降解率为97．4％。     

过渡金属离子掺杂纳米TiO2的机理和光吸收特性

综述了过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能及掺杂离子的原子摩尔分数、半径、化合价等因素对TiO2光催化性能的影响。同时结合具体实验结果，分析了掺Fe^3 TiO2的光吸收特性。结果表明，TiO2的吸收阀值随掺Fe^3 量的增加而增大，拓宽了光响应范围，提高了光子的利用率。     

硫氮掺杂 TiO2的制备及其在可见光下对 Cr(Ⅵ)的催化还原

以硫脲作为S、N源,采用溶胶凝胶低温煅烧法制备得到硫氮双掺杂二氧化钛(S/N-TiO_2),以水溶液中的Cr(Ⅵ)为目标污染物,探究S/N-TiO_2在可见光下的催化活性。结果表明,在以甲醇为电子供体的光还原反应体系中,掺杂量(以S计)为7%,煅烧温度为250℃条件下制备的S/N-TiO_2对溶液中Cr(Ⅵ)离子的催化还原效果最佳。采用XRD、XPS、SEM、TEM等手段对材料进行表征,结果表明,S/N-TiO_2表面粗糙呈不规则厚片状结构,其中TiO_2为锐钛矿型,S元素主要以S6+形态存在,N元素主要以间隙N (N-O-Ti-O)存在于TiO_2晶格之间。     

双元素共掺杂纳米TiO2的制备及光催化活性

采用特殊液相沉淀法制备了双元素镧和铁掺杂纳米二氧化钛粉体,通过TG-DTA对其前驱体进行分析,用XRD和TEM对其进行表征。用它做催化剂在日光作用下对亚甲基蓝进行了光催化实验,结果表明双元素镧和铁掺杂纳米二氧化钛比纯纳米Ti02粉体光催化效果好。其中掺铁1％、镧0．5％的纳米TiO2在焙烧温度650℃焙烧时间30min时效果最佳。     

掺杂纳米TiO2光催化研究进展

纳米TiO2因其禁带宽和光生电子与空穴容易复合,而表现出较低的光催化活性,阻止了光催化剂纳米TiO2走向实用化.介绍了利用掺杂与共掺杂、金属与非金属掺杂手段对纳米TiO2进行改性的方法,对进一步扩大纳米TiO2的应用范围,实现纳米TiO2的工业化应用奠定了基础.     

TiO_2光催化降解甲基橙性能的研究

用工业级TiO2(110℃干燥的产品)经焙烧后得到晶粒尺寸为15-30 nm(锐钛矿为主)的二氧化钛纳米光催化剂。用甲基橙降解脱色为模型反应,结合XRD、BET、UV-Vis等表征手段,考察了TiO2焙烧条件与晶粒尺寸和相结构的关系及相应的光催化活性。实验结果表明,锐钛矿的含量为96.7%,晶粒尺寸为24.4 nm时,TiO2光催化降解甲基橙的活性最好。当催化剂用量为0.6 g.L-1,甲基橙溶液质量浓度为20 mg.L-1,pH为3时;光催化反应20 min后,甲基橙的脱色率达到95.60%,CODMn的降解率为72.33%。     

锐钛矿型TiO_2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了锐钛矿型TiO2的能带结构、态密度和光学性质。分析了锐钛矿型TiO2的复介电常数、复折射率、吸收系数、反射率和损失函数,计算结果与其他文献结果吻合较好。通过对比发现,由于锐钛矿型TiO2晶体结构的对称性,在(100)和(001)方向上具有明显的光学各向异性。     

燕窝状TiO_2纳米构筑体的制备及其光催化性能

以Ti(SO4)2·2H2O为主要反应物,在雪碧(碳酸饮料)介质中通过水热法制得燕窝状构筑体的锐钛矿型TiO2。运用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)等表征手段证实,此组装结构受雪碧中的蔗糖、柠檬酸等成分及PVP含量控制,并阐明其形成过程。制得的燕窝状TiO2显示出较好的光催化性能。     

紫外光原位还原法制备Pt/TiO_2及其光催化性能研究

以TiO2纳米粒子为载体,采用紫外光原位还原法制备了Pt/TiO2纳米光催化剂,并用TEM和EDS对其进行了表征。结果表明:纳米Pt负载到TiO2纳米粒子表面;Pt/TiO2的光催化活性是未处理纳米TiO2光催化活性的3~4倍。     

TiO_2/NiO复合纳米纤维制备及光催化性能研究

通过溶胶-凝胶过程,采用静电纺丝技术,以聚乙烯吡咯烷酮（PVP,Mn=900 000）和钛酸正丁酯为前驱物,制备了PVP/Ti（OPr）4/Ni（CH3COO）2复合一维纳米纤维材料。经控温缓慢氧化分解,在600℃的条件下成功制备了直径50～100 nmTiO2/NiO纳米纤维。采用扫描电镜、红外光谱、X射线粉末衍射、拉曼等分析手段对样品进行了表征,系统地介绍了TiO2光催化作用机理并在紫外灯下使用样品对罗丹明B溶液进行降解实验。结果显示,0.5%TiO/NiO复合纳米纤维具有良好的光催化活性。     

二氧化钛上光催化分解水的模拟计算进展

TiO2具有催化活性高、稳定性好、对人体无毒、成本低等特点,是目前研究和应用范围最广泛的光催化剂。利用TiO2光催化分解水已进行了大量的实验研究,为了进一步提高反应效率,需要更多的研究从微观尺度理解光催化分解水反应中的基本过程。基于分子模拟的密度泛函理论、经典分子动力学以及第一性原理分子动力学方法,从水在TiO2表面的吸附及分层结构、TiO2表面分解水的反应能垒和限速步骤、TiO2表面电荷转移过程3个方面介绍了TiO2光催化分解水的模拟计算最新进展,进而分析探讨了该领域当前研究存在的问题和今后的研究重点。     

纳米Ag／TiO2对溴虫腈的光催化降解

用紫外杀菌灯为光源，Ag/TiO2，SDS／Ag／TiO2和TiO2作光催化剂对悬浮液中溴虫腈进行光催化降解，并采用高效液相色谱、液-质联用仪和紫外-可见分光光度计对降解过程浓度变化进行分析。研究结果表明：在100mL混合中性溶液中，当溴虫腈质量浓度为100mg／L、催化剂质量浓度为1．0g／L、温度为室温条件下，溴虫腈5h的降解率分别为78％，65％和55％（空白实验为32％）。用上述3种催化剂为光降解源和空白实验制备4种纳米农药水乳剂，于玻璃上涂膜后在相同条件下进行太阳光降解实验，各制剂中溴虫腈降解率分别为62％，53％，34％和13％：在酸性条件下，溴虫腈分子和催化剂的吸附及氢键的形成十分有利，这有利于溴虫腈的降解；紫外光、太阳光下溴虫腈分解的主要中间产物为氯苯，其他中间产物含量较少。     

TiO2/ACF光催化降解苯酚的动态试验研究

利用TiO2/ACF,以主波长为254 nm的紫外灯为光源,光催化氧化反应器内的苯酚溶液,考察了动态条件下苯酚的去除效果.结果表明：设计、制作的光催化氧化反应器优化了水力条件,强化了光源利用;在动态条件下,TiO2/ACF光催化氧化去除苯酚主要影响因素有溶液pH、光强、废水流速、水力停留时间（HRT）、通氧条件等.在苯酚初始浓度为40 mg/L,废水pH=7.5,反应器内紫外灯光强为1.75 W/L,起搅拌、充氧作用的空气量Q=2.6 mL/（min·L）,苯酚废水流量为0.05 L/min,即废水在反应器中的HRT约为7.67 h时,苯酚去除率可达91%,COD去除率约为79%.     

玻璃表面TiO2薄膜对附着油酸的光催化分解

选用油酸作为光催化降解物质,采用的ＴｉＯ２膜是以钛酸丁脂为原料,在玻璃表面上用溶液－凝胶的方法镀制而成。利用毛细管粘度计、激光椭圆偏振光测厚仪、分光光度计和高效液相色谱仪研究了镀膜层数、热处理制度对附着油酸光催化分解的影响,得出了制膜的最适宜粘度和旋转转数,光催化降解油酸的最佳镀膜层数、薄膜热处理温度等参数。     

TiO_2光催化氧化技术在水处理中的研究进展

介绍了二氧化钛(TiO2)光催化氧化的机理,阐述了TiO2光催化氧化技术在降解水中有机污染物、无机污染物以及饮用水净化和垃圾渗滤液处理中的研究进展,并对TiO2光催化氧化技术的研究前景进行了展望。由于TiO2化学性质稳定,难溶,无毒,成本低,催化效率高,因此光催化氧化技术在难降解有机物、微污染水等处理中相对于其他传统水处理工艺具有一定的优势,是一种很有发展前途的水处理技术,对太阳能的利用和环境保护有重要的意义,可以预见光催化氧化将成为新型有效的水处理手段。