微波水热法制备稀土元素铒掺杂TiO_2光催化剂及光催化活性

采用微波水热法和溶胶-凝胶法制备稀土元素Er掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Er,以甲基橙溶液为模拟污染物,在微波辐射-紫外光照(MW-UV)和太阳光照条件下,考察TiO_2-Er光催化剂的光催化降解活性。分别用N_2吸附-脱附、ICP-AES和PL光谱分析对TiO_2-Er光催化剂进行结构测试和表征。结果表明,Er掺杂能显著提高TiO_2光催化剂光催化活性,微波水热法制备的TiO_2-Er光催化剂具有较高的光催化活性;微波水热法和溶胶-凝胶法制备的TiO_2-Er光催化剂微波辐射-紫外光照50 min,甲基橙降解率分别为100%和98.5%,太阳光照4 h,甲基橙降解率分别为99.0%和97.5%。微波水热法具有晶化时间短和元素掺杂均匀的优点,制备的TiO_2-Er光催化剂具有形貌均匀、孔径较大、孔分布均匀和比表面积较大等特点,且Er掺杂能抑制光生e~-/h~+复合,使光生e~-/h~+的分离效率得到提高,有利于光催化活性的提高。     

高可见光活性TiO2-BiOI的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯、亚氨基二乙醇、碘化钾和五水合硝酸铋为原料,通过溶剂热法将TiO_2均匀地负载到Bi OI花状微球上,制备了TiO_2-Bi OI复合光催化剂。通过XRD、XPS、SEM、TEM和UV-Vis-DRS对样品进行了表征。以甲基橙为目标降解物,测定了TiO_2-BiOI复合光催化剂在可见光下的光催化性能。结果表明,纳米TiO_2的加入为复合光催化剂比表面积的增加作出了贡献,TiO_2与Bi OI之间形成的异质结结构可以促进光生电子和空穴分离,从而达到提高复合光催化剂光催化性能的目的。n(Ti)∶n(Bi)=0.4∶1.0的TiO_2-BiOI复合光催化剂表现出最佳的光催化降解性能,可见光(λ420 nm)照射60 min,其对甲基橙的降解率达到95%,远高于纯的TiO_2和Bi OI光催化剂。     

TiO_2负载杂多酸光催化降解亚甲基蓝的研究

以TiO_2负载杂多酸β-SiW_(12)/TiO_2为光催化剂。研究了其对亚甲基蓝模拟染料废水的光催化降解性能,讨论了亚甲基蓝溶液的酸度、亚甲基蓝溶液的初始浓度以及催化剂β-SiW_(12)/TiO_2投加量等对亚甲基蓝溶液脱色效果的影响.结果表明,β-SiW_(12)/TiO_2加入量为12 mg,亚甲基蓝的初始浓度为30 mg/L,pH值=6,脱色率达到86.79%。     

稀土元素Ce掺杂TiO_2光催化剂制备及微波强化光催化活性

在[Bmim]PF6离子液体介质中微波辅助制备稀土元素Ce掺杂改性的TiO_2光催化剂TiO_2-Ce,以甲基橙溶液和苯酚溶液为模拟污染物,在紫外光照和微波辐射-紫外光照降解条件下考察TiO_2-Ce催化剂的光催化活性。利用荧光技术以对苯二甲酸作为荧光探针检测TiO_2-Ce催化剂表面产生的羟基自由基,并对光催化降解反应进行动力学分析,以了解光催化降解反应机理。结果表明,通过优化反应条件制得的TiO_2-Ce催化剂具有较高光催化降解活性和热稳定性,在紫外光照和微波辐射-紫外光照条件下降解60 min后,甲基橙降解率分别为98.6%和99.3%,苯酚降解率分别为96.6%和97.2%。荧光光谱分析表明,TiO_2-Ce在微波辐射-紫外光照条件下产生的羟基自由基比紫外光照多,因而微波辐射-紫外光照具有强化TiO_2-Ce降解模拟污染物作用的效果。反应动力学数据表明,TiO_2-Ce光催化降解甲基橙溶液反应呈一级反应动力学规律,其表观速率常数k最大值为0.056 2 min-1。     

WO_3/BiOBr光催化剂催化降解甲基橙溶液

采用水热法制备WO_3/BiOBr复合光催化剂,以甲基橙为目标污染物,分别考察了催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、pH值及盐效应等对复合光催化剂光催化降解甲基橙性能的影响,并通过循环使用实验,考察复合光催化剂的稳定性。结果表明,在催化剂用量为2.0 g·L~(-1)、甲基橙初始浓度为20 mg·L~(-1)和溶液pH=6.2的条件下光照反应2 h,甲基橙脱色率可达99.39%;溶液中的Na Cl对降解有抑制作用;催化剂重复使用4次后,对甲基橙的脱色率仍可达74.77%,表明复合光催化剂有良好的光催化活性和稳定性。     

氮掺杂花状黑色二氧化钛(TiO_2)的制备及光催化性能研究

本论文以金属钛粉和尿素为原料,利用水热法制备出氮掺杂黑色二氧化钛(TiO_2)光催化剂,并对其光催化性能进行了红外光谱、紫外光谱和SEM等表征实验,探讨了氮掺杂花状黑色二氧化钛(TiO_2)光催化剂的光催化性能。将甲基橙溶液作为目标降解染料,在模拟太阳光条件下照射含有不同氮掺杂含量的光催化剂的甲基橙溶液,紫外—可见分光光度计测试不同光催化剂的光催化性能。通过对不同形貌,不同掺杂量的催化剂比较研究,探讨结构与光催化性能之间的关系。实验结果表明:以尿素:黑色花状二氧化钛=2:1的比例制备的氮掺杂花状黑色二氧化钛催化剂对甲基橙溶液的催化降解效果最好,提高了对染料的降解作用。     

Ag/AgBr-TiO_2/GO复合光催化剂的制备及性能研究

采用逐次插层氧化石墨烯(GO)的方法成功制备了Ag/AgBr-TiO_2/GO复合光催化剂,利用XRD、TEM、SEM对复合光催化剂进行了表征。以氙灯模拟太阳光,甲基橙为目标污染物,考察Ag/AgBr-TiO_2/GO光催化降解甲基橙的效果。研究结果显示TiO_2及Ag/AgBr纳米粒子较好地负载在GO表面上。在甲基橙为20 mg/L,催化剂为0.05 g的条件下,光源照射20 min后甲基橙的降解率即达到92%以上。     

高效紫外光催化剂活性炭负载纳米TiO_2+Au降解甲基橙的研究

本文利用溶胶-凝胶法制备了活性炭负载TiO_2+Au光催化剂,并对其进行了SEM,TEM,XRD,红外光谱,X-射线衍射等表征,在紫外光下,以甲基橙为目标降解染料,用紫外可见吸收光谱计算光催化活性,结果表明,用活性炭负载TiO_2+Au光催化剂,对于甲基橙具有很好的光催化降解效果。     

溶胶-凝胶-微波法制备银掺杂TiO_2光催化剂及其光催化性能

用硝酸银和钛酸正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶-微波辐射干燥法合成银掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Ag。为了提高催化剂的光催化活性和降解有机污染物的速率,用微波辅助Ti O2-Ag光催化剂降解有机污染物。通过扫描电子显微镜、红外光谱法、紫外可见光谱法和荧光光谱法对TiO_2-Ag催化剂进行测试和表征。以甲基橙为有机污染物,分别在太阳光照射和微波、紫外、紫外-微波条件下降解甲基橙以考察催化剂的光催化活性。结果表明,TiO_2-Ag光催化剂最佳制备条件为:银掺杂量n(Ag+)∶n(Ti~(4+))=0.003,离子液体用量3.0 m L,微波干燥功率210 W,微波干燥时间20 min,焙烧温度650℃,焙烧时间3 h,此条件下制备的TiO_2-Ag光催化剂在太阳光照射4 h下,紫外光照、微波辐射和紫外光照-微波辐射分别辐射55 min后,甲基橙降解率分别为98.70%、98.79%和99.05%。     

铁离子掺杂磁载TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法,制备了一种具有锐钛矿结构的新型磁载Fe(Ⅲ)掺杂纳米TiO2/SiO2/Fe3O4(FTSF)光催化剂.制备的FTSF粉体样品的颗粒尺寸为10～20nm,颗粒为复合包覆型结构.通过降解1×10-4mol/L甲基橙溶液表征了FTSF样品的光催化效率.结果表明:Fe(Ⅲ)的加入明显地增强了样品的光催化活性和可见光吸收能力,当Fe(Ⅲ)的含量为0.9%(摩尔分数),并在400℃煅烧3 h的FTSF粉体样品具有最佳光催化活性,对甲基橙溶液有较高的降解能力,在紫外光辐照90 min,甲基橙的降解率超过95%.利用样品的磁性特点可将其从被降解溶液中回收,回收率可达98%(质量分数),循环使用时光催化效率仍保持在80%,具有较好的应用前景. 品的颗粒尺寸为10～20nm,颗粒为复合包覆型结构.通过降解1×10-4mol/L甲基橙溶液表征了FTSF样品的光催化效率.结果表明:Fe(Ⅲ)的加入明显地增强了样品的光催化活性和呵见光吸收能力,当Fe(Ⅲ)的含量为0.9%(摩尔分数),并在400℃煅烧3 h的FTSF粉体样品具有最佳光催化活性,对甲基橙溶液有较高的降解能力,在紫外光辐照90 min,甲基橙的降解率超 95%.利用样品的磁性特点可将其从被降解溶液中回收,回收率可达9