新型ACF可见光催化剂的制备与比较机理研究

利用水合肼还原法制备Cu2O,并向溶液中投入TiO2粉末的方法制备的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-1),与经过水合肼还原法制备的Cu2O,溶胶凝胶法制备的Ti O2混合的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-4),在反应设备中进行吸附脱除NO实验对比,证明前者吸附效率高而选择ACF-1进行下一步调整,水合肼还原法制备Cu2O过程中,先后对TiO2投入量的不同,和ACF负载时间不同进行调节,在反应设备中进行脱除NO实验,最后选定由Ti:Cu=0.5:1,负载时间为50min条件下制备的催化剂改性的沥青基活性炭纤维(ACF-1),并对ACF-1与ACF-4进行XPS表征,分析改性前后ACF表面元素含量和官能团的变化。研究表明,改性后ACF表面官能含量增加,增强了ACF对NO吸附能力,使脱硝效率达61%。     

实验参数对Ag/BiOI光催化剂湿法脱除气态单质汞的影响

采用沉淀-光还原法制备了不同Ag负载量的碘氧化铋(Ag/BiOI)可见光催化剂,在小型湿法光催化脱汞装置上考察了Ag负载量、反应溶液温度、pH、阴离子(Cl~-,NO_3~-,SO_4~(2-)和CO_3~(2-))、烟气成分(O_2,SO_2和NO)、光催化剂剂量和循环次数等对单质汞(Hg~0)脱除效率的影响。结果表明:与BiOI相比,Ag负载可以大幅提高其脱汞活性,Ag负载量为2 wt%时,其脱汞效率高达98%;Cl-和NO_3~-对Hg0的脱除效率几乎没有影响,而SO_4~(2-)和CO_3~(2-)会对脱汞效率有一定的抑制作用,其中CO_3~(2-)对脱汞效率的影响尤为严重。循环脱汞实验表明Ag(2%)/BiOI光催化剂的稳定性良好。     

低温混合碳四在SO2-4/TiO2/HZSM-5催化剂上的芳构化反应

采用浸渍沉淀法制备了SO42-/TiO2/HZSM-5固体酸催化剂.通过对混合碳四在SO42-/TiO2/HZSM-5固体酸催化剂上的低温芳构化反应的研究,考查了二氧化钛的质量分数、硫酸浸渍浓度、硫酸浸渍时间、液固质量比、粘和剂的质量分数、沉淀老化温度和焙烧温度等催化剂的制备条件以及空速对反应的影响.结果表明,粘合剂的质量分数和硫酸浸渍浓度对催化性能有较大影响.粘合剂γ-Al2O3在质量分数为30%时催化性能最好;低的体积空速有利于提高BTX(苯、甲苯、二甲苯)和芳烃的选择性;此外,同ZnNi/HZSM-5催化剂相比,达到相近的BTX和芳烃的收率,SO42-/TiO2/HZSM-5催化剂可使反应温度降低140℃左右.     

低温混合碳四在SO_4~(2-)/TiO_2/HZSM-5催化剂上的芳构化反应

采用浸渍沉淀法制备了SO42-/TiO2/HZSM-5固体酸催化剂。通过对混合碳四在SO42-/TiO2/HZSM-5固体酸催化剂上的低温芳构化反应的研究,考查了二氧化钛的质量分数、硫酸浸渍浓度、硫酸浸渍时间、液固质量比、粘和剂的质量分数、沉淀老化温度和焙烧温度等催化剂的制备条件以及空速对反应的影响。结果表明,粘合剂的质量分数和硫酸浸渍浓度对催化性能有较大影响。粘合剂γ-Al2O3在质量分数为30%时催化性能最好;低的体积空速有利于提高BTX(苯、甲苯、二甲苯)和芳烃的选择性;此外,同ZnNi/HZSM-5催化剂相比,达到相近的BTX和芳烃的收率,SO42-/TiO2/HZSM-5催化剂可使反应温度降低140℃左右。     

固体超强酸SO2-4/TiO2的制备及其在季戊四醇酯化反应中的催化性能

采用溶胶一凝胶法制备SO2-/TiO2固体超强酸,以异辛酸与季戊四醇的酯化反应为探针反应,考察浸渍液种类及浓度、焙烧温度对固体超强酸催化性能的影响.用流动指示剂法测定催化剂的酸强度,并采用原位吡啶吸附的IR谱图对催化剂进行表征.结果表明,在H2SO4浸渍液浓度为1.0 mol·L-1、500℃下焙烧3 h制备的SO2-4/TiO2催化剂活性最好,酯化率可达到85.0%.     

固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-SiO_2的制备及其催化性能的研究

分别以氧氯化锆、硅溶胶和氨水为锆源、硅源和沉淀剂,采用共沉淀法制备Zr(OH)4-Si(OH)4,110℃干燥后经硫酸浸渍、干燥和焙烧制得SO42-/ZrO2-SiO2固体超强酸。XRD和比表面积测定结果表明,SiO2的引入对SO42-/ZrO2催化剂的结构产生了重要影响,从而使其比表面积明显增大。以所制备的SO42-/ZrO2-SiO2固体超强酸为催化剂,代替浓硫酸用于丁酸和丁醇的酯化反应,考察了硫酸浸渍液浓度、焙烧温度等制备条件对其催化性能的影响。结果表明,采用硫酸浸渍液浓度为1.0 mol/L,焙烧温度为550℃所制备的SO42-/ZrO2-SiO2催化剂,在丁醇和丁酸的物质的量比为1.2及不添加任何带水剂的条件下,丁酸丁酯的收率高达90%以上,优于SO42-/TiO2-WO3和TiSi W12O40/TiO2催化剂。     

固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2的制备及其在季戊四醇酯化反应中的催化性能

采用溶胶-凝胶法制备SO42-/TiO2固体超强酸,以异辛酸与季戊四醇的酯化反应为探针反应,考察浸渍液种类及浓度、焙烧温度对固体超强酸催化性能的影响。用流动指示剂法测定催化剂的酸强度,并采用原位吡啶吸附的IR谱图对催化剂进行表征。结果表明,在H2SO4浸渍液浓度为1.0 mol.L-1、500℃下焙烧3 h制备的SO42-/TiO2催化剂活性最好,酯化率可达到85.0%。     

固体超强酸SO4^2-／ZrO2-SiO2的制备及其催化性能的研究

分别以氧氯化锆、硅溶胶和氨水为锆源、硅源和沉淀剂,采用共沉淀法制备Zr(OH)4-Si(OH)4,110 ℃干燥后经硫酸浸渍、干燥和焙烧制得SO2-4/ZrO2-SiO2固体超强酸.XRD和比表面积测定结果表明,SiO2的引入对SO2-4/ZrO2催化剂的结构产生了重要影响,从而使其比表面积明显增大.以所制备的SO2-4/ZrO2-SiO2固体超强酸为催化剂,代替浓硫酸用于丁酸和丁醇的酯化反应,考察了硫酸浸渍液浓度、焙烧温度等制备条件对其催化性能的影响.结果表明,采用硫酸浸渍液浓度为1.0 mol/L,焙烧温度为550 ℃所制备的SO2-4/ZrO2-SiO2催化剂,在丁醇和丁酸的物质的量比为1.2及不添加任何带水剂的条件下,丁酸丁酯的收率高达90%以上,优于SO2-4/TiO2-WO3和TiSiW12O40/TiO2催化剂.     

强电离介质阻挡放电脱硫的实验研究

本次实验研究了强电离介质阻挡放电方法脱除烟气中的SO2,将其直接氧化成雾状H2SO4微粒,认为强电离介质阻挡放电脱硫方法是一种很有前景的方法.并就等离子体反应时间、SO2原始浓度、O2浓度以及H2O浓度对SO2脱除率的影响进行了实验研究,其结果显示,在SO2浓度为4.00×10-4(v/v),O2浓度为21.0%(v/v),H2O浓度为4.0%(v/v)条件下,SO2脱除率最高达到了84%.     

纳米TiO_2催化燃烧脱除氮氧化物的实验研究

对纳米TiO2催化CaO燃烧脱除氮氧化物进行了实验研究。探讨了纳米TiO2添加量、Ca/N摩尔比、燃烧温度及不同条件下制备的纳米TiO2对分析纯CaO脱除氮氧化物效率的影响。纳米TiO2添加剂,工艺条件变化对NOx脱除效率影响的变化规律:NOx脱除效率随着纳米TiO2含量的增加迅速增加,最佳比例为8%,单独脱除效率在36.5%,加入CaO后,脱除效率提升到40.6%;不同Ca/N,氮氧化物去除率不同,实验数据表明最佳Ca/N为1.22;燃烧温度对纳米TiO2的脱氮效率也有很大的影响,最佳燃烧温度为850℃;对于不同温度下合成的TiO2,750℃下合成的TiO2脱除效率最高。     

TiO_2/ACF催化剂的制备、表征及对水中甲基橙的降解

以TiCL4、氨水、吐温80为主要原料,分步水解法制备出混晶纳米二氧化钛分散乳液,采用XRD、TEM等分析手段,对乳液的物相、形貌进行了表征。选用活性炭纤维(ACF)为载体,浸渍提拉法制备出混晶型TiO2/ACF光催化剂,采用SEM,EDS等分析手段,对薄膜的表面形貌和成分进行了分析。在可见光下研究了影响甲基橙降解效率的因素,结果表明,在最佳实验条件下,日光照射30 min后对甲基橙溶液的降解率为94.6%,混晶纳米二氧化钛在可见光下的光催化活性明显。     

预分散纳米TiO2改性涂料的制备和性能表征

针对纳米TiO2在涂料中不易分散及分散稳定性差,易发生二次团聚的问题,依据纳米粒子在液相介质中的电空问位阻机理,采用机械分散、超声分散相结合的方法,制备出纳米TiO2预分散液,将此预分散液加入到涂料体系中制得纳米TiO2改性涂料,通过对预分散液的离心稳定性测试和粒度分析,对纳米改性涂料进行力学性能测试．结果表明,所制得的预分散液分散稳定性好,纳米TiO2平均粒径为170nm左右,同时改性涂料的铅笔硬度从5B提高至1B,耐擦洗性最高达到2．5万次．     

锐钛矿型TiO2多孔薄膜的室温制备及其机理研究

为在低温条件下制备多孔性TiO2薄膜,采用具有锐钛矿晶粒的TiO2溶胶与苯丙乳液混合制得涂膜液,通过浸渍提拉法制备薄膜,利用甲苯选择性地将薄膜中的苯丙乳液粒子溶解去除,制备出锐钛矿型TiO2多孔薄膜.使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及Zeta电位等分析测试方法对其制备机理进行了探讨.结果表明,TiO2溶胶与苯丙乳液混合后,陈化时间的延长有利于TiO2胶粒通过静电、氢键作用在苯丙乳液粒子表面形成吸附层,从而改变涂膜液的成膜性,形成较为密集、且均匀分布的岛状多孔结构,在此基础上经两次涂膜,即可获得具有致密孔洞的TiO2多孔薄膜     

纳米二氧化钛的复合改性

采用有机改性剂硬脂酸钠和山梨醇处理纳米二氧化钛,通过正交实验讨论改性剂浓度、改性剂用量、改性时间、改性剂配比和改性温度等因素对亲油化度、活化度和沉降体积的影响。得出最佳改性条件为：改性剂浓度0.06mol/L,改性剂用量0.003mol/10gTiO2,改性时间70m in,改性剂配比（硬脂酸钠∶山梨醇）3∶2,改性温度80℃。在此条件下改性后的二氧化钛亲油化度为9.42%,活化度高达97.39%,沉降体积低于0.90mL/g,二氧化钛的分散性有明显的改进。     

ZnO/TiO_2核壳异质结的制备及其光电性能研究

采用硝酸锌/六次甲基四胺溶液体系,首先利用水热法在ITO导电玻璃基片上制备ZnO纳米棒,然后,再利用溶胶-凝胶法,并结合浸渍-提拉工艺在附有ZnO纳米棒的ITO导电玻璃基片上制得ZnO/TiO2核壳异质结,考察了TiO2溶胶的浓度以及拉膜次数对异质结形貌及其性能的影响.结果表明：TiO2溶胶的浓度和拉膜次数都对异质结的形貌有显著的影响,TiO2在ZnO纳米棒表面的附着量随TiO2溶胶的增加而增大.另外,拉膜次数的增多也会增加TiO2在ZnO纳米棒表面的附着量,在适宜的附着量下会得到形貌较好的ZnO/TiO2核壳异质结.基于ZnO/TiO2核壳异质结的设备,其光电转化效率提高了50.79%     

纳米TiO2/EVA共混复合材料的制备及其性能

采用熔融共混方法,以直接分散、一步法、二步法3种不同工艺制备出乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/纳米TiO2复合材料,并探讨了制备工艺与力学性能之间的关系。利用FESEM与FT-IR测试手段表征纳米TiO2微粒在EVA中的分散性及结构。结果表明:将EVA、纳米TiO2和乙烯基三乙氧基硅烷同时进行复合(一步法),可使后两者达到协同增韧EVA的作用,有利于纳米粒子在基体中的分散;一步法工艺最佳,具有补强作用的TiO2微粒在EVA基体中的分散粒径小于100 nm,且当纳米TiO2颗粒的质量分数为1%时,对EVA的改性效果最佳。此外,FT-IR测试表明,纳米TiO2与乙烯基三乙氧基硅烷、EVA之间形成了新的键合结构。     

锌掺杂纳米TiO2光催化去除水中腐殖酸研究

采用溶胶—凝胶法制备掺锌纳米TiO2光催化剂,用XRD、SEM等方法表征了催化剂的晶体结构及表面形貌,并实验研究了光催化去除水中腐殖酸的能力。结果表明:Zn2+掺杂能够提高纳米TiO2的光催化活性,当掺锌量为2%时,焙烧温度为500℃,制备的催化剂活性较好。当腐殖酸浓度为10 mg/L,溶液pH=6.5,催化剂投加量为2 g/L时,在紫外灯光照射3 h下,掺锌量为2%的纳米TiO2对水中腐殖酸的降解率可达94.19%。     

紫外光光催化定型剂的制备及其对牛仔布压皱定型整理的研究

采用丁烷四羧酸（BTCA）为压皱定型剂,次亚磷酸钠（SHP）作为催化剂,纳米TiO2作为光催化剂,JFC为渗透剂,制备出一种牛仔服装用无醛紫外光光催化压皱定型整理剂,将其应用于纯棉靛蓝牛仔服装压皱整理,研究经电晕辐照处理后再经高压喷射处理工艺整理牛仔布,讨论BTCA浓度,纳米TiO2浓度,紫外光辐照照射时间,电晕处理电压和电晕处理时间对牛仔布折皱回复角的影响。结果表明：BTCA浓度,纳米TiO2浓度,紫外光辐照照射时间和电晕处理时间对牛仔布折皱回复角影响较大,电晕处理电压对牛仔布折皱回复角影响较小,综合考虑,紫外光光催化定型整理剂对牛仔布的较合适的整理工艺条件为：BTCA浓度125g/L,纳米TiO2浓度0.1%,紫外光辐照照射时间30min,电晕处理电压13kV和电晕处理时间3min。     

纳米二氧化钛复合半导体光催化抑制蓝藻生长

利用纳米Ti02掺杂不同比例WO3,ZnO,Fe2O3组成的复合半导体纳米材料在太阳光照射下进行光催化抑制蓝藻的实验研究,经对实验蓝藻的光合速率、呼吸速率和蓝藻叶绿素的吸光度的测定证明,掺杂纳米Fe203／TiO2和15％ZnO／TiO2会促进蓝藻的生长,而掺杂10％和5％ZnO的纳米二氧化钛和WO3的纳米二氧化钛对蓝藻生长具有一定抑制作用,尤其掺杂1．5％WO3和5％的ZnO的纳米TiO2的蓝藻的光合速率和呼吸速率非常缓慢,蓝藻吸光度值显著降低,显微镜观察显示蓝藻细胞壁被破坏,对抑制蓝藻生长产生较好的效果．     

PVA/TiO2杂化膜制备及其固定化酶稳定性的研究

以钛酸正丁酯（TBT）为无机前驱体,采用溶胶凝胶法制备PVA/TiO2杂化膜,并将其作为载体固定化过氧化物酶,探讨了PVA质量分数、pH值,以及VTBT∶V正丁醇对反应体系稳定性的影响.红外光谱检测分析表明杂化膜材料有新键形成,当掺杂TiO2的比为1%时,杂化膜的抗张强度有所提高;固定的过氧化物酶贮存和温度稳定性有所改善,且具有良好的操作稳定性.