水热合成CdS/TiO_2复合光催化剂及其催化分解硫化氢制氢

以沉淀-水热法制备了系列CdS/TiO2复合光催化剂,采用紫外-可见光漫反射光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和表面光电压谱等方法对催化剂进行了表征,考察了CdS与TiO2的摩尔比和水热温度对CdS/TiO2复合光催化剂在波长大于400nm的可见光下光催化分解硫化氢制氢性能的影响。表征结果显示,该复合光催化剂表现出CdS与TiO2共有的光学性能,TiO2的吸收边向可见光区移动,扩展了光响应范围;CdS与TiO2得到很好的复合,可有效降低光生电子-空穴对的复合几率。实验结果表明,与纯CdS催化剂相比,CdS/TiO2复合光催化剂的光催化活性明显提高,CdS与TiO2摩尔比为0.5、水热温度为200℃时制得的CdS/TiO2复合光催化剂的性能最佳,产氢速率可达4.96mmol/(h.g)。     

溶剂热合成条件对氮掺杂TiO2形貌及性能的影响

考察了在乙二胺体系下氮掺杂TiO2的合成机理,以及溶剂热体系酸碱性、反应时间、原料等对氮掺杂TiO2形貌的影响,并考察其在可见光条件下的光催化氧化活性.结果表明.碱性条件和反应时间的延长有利于TiO2纳米棒的生长;后处理的方法无法实现P-25 TiO2形貌的转变;乙二胺溶剂热处理后P-25 TiO2的紫外-可见吸收光谱吸收边带明显红移,说明在乙二胺的碱性环境中,TiO2晶体结构被部分破坏,为氮原子的掺杂提供了条件.氮元素的掺杂量和棒状结构共同影响氮掺杂TiO2纳米棒在可见光和紫外光条件下的光催化活性.在可见光条件下,反应6 h后.氮含量为1.7%的催化剂的苯酚降解率高达97.9%,其TOC降解率为95%.     

水热法制备纳米Mn(Ⅱ)/TiO_2粉体及其日光催化活性的研究

采用水热法,在温和的条件下制备了具有较高光催化活性的Mn(Ⅱ)/TiO2光催化剂,采用X射线粉末衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射手段对其进行了表征。在太阳光照射下,以罗丹明B溶液的降解为模型反应,研究了光催化剂的催化活性。研究结果表明,TiO2晶型为单一的锐钛矿相,光响应波长由纯TiO2的380nm拓宽到400nm以上,达到可见光区范围,新型改性的Mn(Ⅱ)/TiO光催化剂的日光催化活性比较高。     

多酸-TiO2纳米复合材料的制备及其光催化活性研究

首先制备了两类新奇的多金属氧酸盐-二氧化钛光催化剂,即饱和Keggin结构十二钨磷酸-二氧化钛(锐钛矿)和单取代多金属氧酸盐(K5[Ni(H2O)PW11O39])-二氧化钛(锐钛矿)杂化纳米孔材料.详细讨论了H3PW12O40/TiO2在可见光照射下催化降解亚甲基蓝等5种染料,TiO2-APS-PW11.Ni在紫外光下降解刚果红等4种染料的反应过程和机理.     

CoO/SrTiO3的合成及光催化分解水制氢性能研究

通过添加碱金属化合物矿化剂,以Sr(NO3)2和钛酸丁酯的水解产物TiO(OH)2为原料进行固态反应,制得结晶完整性较好的SrTiO3粉末.再由浸渍法负载CoO,制备出新型光催化分解水催化剂CoO/SrTiO3.在400W高压汞灯照射下,产氢速率可达到480μmol/(g·h).SEM、XRD、UV-vis漫反射光谱表征结果显示,合成SrTiO3时加入KOH矿化剂可使固态反应完全,SrTiO3结晶完整性提高,进而促进其光催化活性提高.确定了适宜的KOH矿化剂用量为2.0%.     

Fe3+-Ag/TiO2纳米微粒的制备及光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为前驱体，采用溶胶-凝胶法在室温下制备了Fe^3＋-Ag／TiO2纳米微粒。用Fe^3＋-Ag／TiO2做光催化剂，以10mg／L的亚甲基蓝溶液为模型化合物，在紫外光下进行了催化降解实验。结果表明：掺杂离子可以有效提高TiO2的光催化活性，500℃热处理的Fe^3＋-Ag／TiO2用量为1g／L、反应6h时光催化活性达到93．2％，比纯TiO2的光催化活性提高了2．14倍。     

Zr和S共掺杂TiO_2光催化剂的制备及性能

用固相浸渍法制备了Zr和S共掺杂TiO2(Zr-S-TiO2)光催化剂,用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见光漫反射等手段对Zr-S-TiO2光催化剂进行了表征。以可见光光解水制氢为探针反应,考察了Zr-S-TiO2光催化剂的活性。实验结果表明,Zr和S共掺杂提高了TiO2对可见光(波长大于420nm)的吸收,减小了TiO2的平均粒径,使TiO2晶格畸变应力增大,促进了光生电子-空穴对的分离,从而提高了TiO2催化可见光光解水制氢反应的活性。当n(S)∶n(Ti)=6∶1、煅烧温度500℃、Zr掺杂量(质量分数)为0.75%时,Zr-S-TiO2光催化剂制氢的活性最高。     

CdS/CeO2异质结纳米光催化剂催化还原CO2的研究

采用水热法制备CdS/CeO₂异质结纳米光催化剂，并采用X射线粉末衍射、高分辨率透射电子显微镜、紫外-可见光谱等对所合成催化剂的物理化学性质进行表征，评价其光催化CO₂还原性能。结果表明：相比于CdS及CeO₂纳米颗粒，CdS/CeO₂异质结纳米光催化剂可拓宽催化剂的可见光吸收范围，降低带隙，有效延缓电子-空穴对的复合，降低电弧半径及电子-空穴对转移运动电阻，从而提高催化剂的可见光感应范围及光催化活性，证实半导体复合制备的异质结纳米结构可有效提高催化剂光催化还原CO₂的活性；1 mmol Cd(OOCCH₃)₂·2H₂O水溶液中加入100 mg CeO₂纳米颗粒所制备的异质结纳米光催化剂CdCe-100具有最优的光催化CO₂还原性能，在反应时间为10 h时，CO产率为213μmol/g, CH₃OH产率为1 534μmol/g,且重复利用6次时催化...     

碳纤维负载纳米二氧化钛对空气中微量甲醛的吸附-降解性能研究

采用TiO2溶胶和活性碳纤维(ACF)制备的TiO2／ACF光催化剂吸附-降解空气中微量的甲醛。实验结果表明,在室温和无光照条件下,当甲醛浓度为0．4 mg／m3,流量为2．5 L／min时,ACF对甲醛的饱和净化量为43．8μg／g,净化量大于TiO2／ACF;在紫外光照射下,TiO2／ACF对甲醛具有较优异的光催化降解能力,当催化剂中m(TiO2):m(ACF)=0．082 1时,降解速率为0．150μg／(g·min)。TiO2的负载量对催化剂的表面结构、吸附性能和光催化性能有显著的影响。     

Cu-N共掺杂改性纳米TiO2光催化剂制备及甲苯降解

以尿素、硝酸铜、钛酸四丁酯等为原料,采用溶胶-凝胶法,经Cu,N原子共掺杂制备出改性纳米TiO2光催化剂。采用 X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见漫反射仪 、傅里叶变换红外光谱仪对其进行了分析表征。以甲苯气体为研究对象,考察了制备的TiO2光催化剂对甲苯的光催化降解性能。结果表明:共掺杂改性后的纳米TiO2光催化剂,在可见光400~550 nm处呈现出较强的吸收;当光催化反应120 min时,Cu-N-TiO2光催化剂对甲苯的催化降解转化率达到了38%,较纯纳米TiO2催化剂提高了近4倍。     

La_2O_3／TiO_2／SO_4~(2-)纳米光催化剂的制备和性能

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了La2O3／TiO2／SO42-纳米光催化剂。采用X射线衍射和BET比表面积测试法对纳米光催化剂的晶型和比表面积进行了表征。以甲基橙溶液为光催化降解反应模型化合物,考察了纳米光催化剂的催化活性。实验结果表明,La2O3的掺杂使TiO2的粒径减小,比表面积增大,La2O3的最佳掺杂量(相对于TiO2的摩尔分数)为1．00％,La2O3／ TiO2(x(La2O3)=1．00％)为纳米光催化剂时,甲基橙的脱色率达到75．8％(光照60min);SO42-的负载也使TiO2的粒径减小, 比表面积增大,浸渍液H2SO4的浓度对纳米光催化剂的催化活性有一定的影响,H2SO4的最佳浓度为0．4 mol／L,TiO2／SO42- (c(H2SO4)=0．4 mol／L)为纳米光催化剂时,甲基橙的脱色率达到83．2％(光照60 min);掺杂La2O3和负载SO42-使TiO2纳米光催化剂的催化活性显著提高,La2O3／TiO2／SO42-(x(La2O3)=1．00％,c(H2SO4)=0．4mol／L)为纳米光催化剂时,甲基橙的脱色率达到91．7％(光照60min)。     

光敏化Ag/TiO_2催化剂的制备及其催化性能

采用溶胶-凝胶法和水热法制备了Ag/TiO2催化剂,并对该催化剂试样进行了XRD和TEM表征。表征结果显示,纳米Ag/TiO2催化剂颗粒的直径在5～20 nm之间,催化剂中Ag纳米颗粒包裹在TiO2颗粒内部。将Ag/TiO2催化剂在叶绿素提取液中浸泡24 h,制成光敏化Ag/TiO2催化剂。以Cr6+溶液为研究对象,分别在紫外光和可见光下考察了纳米TiO2、纳米Ag/TiO2、光敏化TiO2和光敏化Ag/TiO2催化剂的光催化性能。实验结果表明,与其他3种催化剂相比,光敏化Ag/TiO2催化剂光催化还原Cr6+的性能最好,特别是在可见光下,光敏化Ag/TiO2催化剂光催化还原Cr6+150 min后,Cr6+脱除率达到100.0%。     

TiO_2纤维的制备、表征及其光催化活性

采用常压乙二醇法制备出在可见光下具有较高催化活性的TiO2纤维。扫描电子显微镜表征结果表明,TiO2纤维直径为0.8～2.0μm、长度为5～25μm;BET比表面积和X射线衍射表征结果表明,随焙烧温度的升高,比表面积减小,TiO2纤维晶型逐渐由锐钛矿型向金红石型转变;紫外-可见漫反射光谱分析结果表明,TiO2纤维在可见光区有明显的吸收。在可见光下对甲基橙和苯酚的降解实验表明,焙烧温度为400℃时TiO2纤维的催化活性最好,对甲基橙和苯酚的降解率分别达到90.3%和84.0%;所制备的TiO2纤维比溶胶-凝胶法制备的锐钛矿型TiO2在可见光下具有更好的催化活性,原因是其能带间隙减小和吸收波长扩展到可见光区所致。     

载体焙烧温度对Pd/TiO2催化剂上对羧基苯甲醛加氢性能的影响

 采用浸渍法以TiO₂成型载体制备了Pd/TiO₂催化剂。采用BET、XRD、XPS、H₂-TPR等手段对所制备的催化剂进行了表征。将不同温度下焙烧的TiO₂为载体制备的Pd/TiO₂催化剂用于粗对苯二甲酸(CTA)中的主要杂质对羧基苯甲醛(4-CBA)的催化加氢反应,考察了载体焙烧温度对其所制备的催化剂活性的影响。结果表明,随着TiO₂成型载体焙烧温度的升高, Pd/TiO₂催化剂的比表面积和孔容降低,平均孔径增大。Pd/TiO₂催化剂样品XRD谱中未检测到金属Pd的特征衍射峰,同时催化剂中TiO₂的晶相始终保持锐钛型结构。Pd/TiO₂催化剂表面Pd的比表面积随着载体焙烧温度的升高而降低。载体焙烧温度的高低可改变PdHx物种在其所制备的催化剂表面的数量及其结合状态。当TiO₂载体焙烧温度为500℃时,所制备的Pd/TiO₂催化剂表面Pd的比表面积最大,催化剂的加氢活性最高,在反应温度280℃、H₂分压0.6 MPa、反应时间0.3 h的条件下,4-CBA转化率可达到99.5%以上。     

TiO2-SiO2二元复合载体的制备条件对加氢脱氮反应性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备TiO2-SiO2复合载体,并进而制备出Ni2P/TiO2-SiO2 催化剂。在小型连续流动固定床反应器上以喹啉为模型化合物,考察复合载体的制备条件对催化剂加氢脱氮活性的影响。实验结果表明,复合载体的最佳制备条件为：n(Ti):n(Si)=1:2,n(CTAB):n(TBOT)=1:5,溶胶pH=3,载体焙烧终温550 ℃。采用最佳载体制备Ni2P/TiO2-SiO2 催化剂,在反应温度360 ℃ 、氢分压3 MPa、体积空速3 h-1、氢油体积比500的条件下,喹啉的加氢脱氮率可达到93.2%。     

改性纳米二氧化钛光催化降解水中微量溶解性亚甲基蓝

以TiCl4,(NH4)2SO4为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了SO42-/TiO2光催化剂,利用X射线衍射仪对所制备试样进行了表征,并将其用于光催化降解水中微量亚甲基蓝。结果表明,SO24-离子的掺杂修饰,使纳米TiO2结构明显改善。确定出亚甲基蓝溶液降解的最佳工艺条件为:紫外光照射下,在石英试管中,亚甲基蓝的初始浓度为6～9mg/L,催化剂投加量为1.0～1.5g/L。     

超声法制备介孔TiO2及组合技术脱硫

 以钛酸丁酯为钛源、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂,在超声波强化作用下制备介孔TiO₂,并采用XRD、FT-IR、TG-DTA、UV-Vis、TEM和EDX分析手段对所得样品进行表征,以苯并噻吩为模型化合物,考察其光催化氧化脱硫性能。结果表明,在450℃下焙烧2 h、n(TiO₂)/n(CTAB)=1/0.04的条件下,可得到球形粒子状、颗粒分布均匀、紫外光吸收边为387 nm、禁带宽度为3.32 eV、晶粒粒径6.93 nm、平均孔径3.21 nm、比表面积147.134 m²/g、孔容0.259 cm³/g的锐钛矿型介孔TiO₂。在催化剂用量15 mg、H₂O₂作为氧化剂、n_S/n_O=1/200、萃取剂甲醇5 mL、吸附时间40 min、20℃反应3 h的条件下,对5 mL苯并噻吩石油醚溶液的脱硫率为98.62%。     

溶胶-凝胶（水热）法制备TiO2-SiO2及期对Co/TiO2-SiO2的F-T反应催化性能的影响

 分别采用溶胶-凝胶法和溶胶-凝胶水热法制备了TiO₂-SiO₂复合氧化物,采用等体积浸渍法制备了Co/TiO₂-SiO₂催化剂。采用N₂吸脱附、XRD、Raman、XPS、TPR等手段考察了载体制备方法对催化剂结构的影响,考察了载体制备方法对催化剂费-托合成反应性能的影响。结果表明,溶胶-凝胶水热法制备的TiO₂-SiO₂复合氧化物具有较高的比表面积,在提高Co物种还原度的同时,有利于更多的Co物种在载体表面分散,进而提高了催化剂对费-托合成反应的催化活性,降低了甲烷的选择性,并提高了C⁺₅烃的选择性。     

CeO2改性Cu/TiO2及其光催化降解2,4-二氯苯氧乙酸研究

采用不同浸渍方式,用稀土氧化物CeO2对Cu/TiO2催化剂进行改性,制备了(Cu-Ce)/TiO2、Ce-Cu/TiO2和Cu-Ce/TiO2催化剂.采用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、傅里叶拉曼光谱(FT-Raman)、氢程序升温还原(H2-TPR)以及电化学等技术对制备的催化剂进行了表征.将制备的催化剂...