负载型光催化剂TiO_2/Al_2O_3的制备与研究

以γ Al2O3小球为载体,以钛酸正丁酯的正丁醇溶液为浸涂液,采用浸渍涂覆法制备了TiO2/Al2O3光催化剂,用XRD对催化剂的物相进行了表征,并通过可溶性偶氮染料酸性媒介红B考察其光催化活性。实验表明,当TiO2的负载量为8.79%时,TiO2/Al2O3对酸性媒介红B的脱色率可达到95%以上;酸性媒介红B的光催化氧化符合一级反应动力学。     

TiO2/浮石的制备及其光催化性能的研究

以浮石为载体，采用浸渍法制备负载型光催化剂TiO2/浮石，研究微波辅助光催化体系对以活性艳红X-3B的脱色反应，并与Al2O3、分子筛、玻璃细球为载体的光催化剂进行比较.结果显示，微波对TiO2/浮石光催化有辅助作用，TiO2/浮石的催化活性最好.进一步研究了pH、H2O2滴加量，催化剂寿命对TiO2/浮石反应体系的影响，实验证明，TiO2/浮石结构性能稳定，活性持久，适宜于工业应用.     

竹炭负载TiO_2光催化氧化DBT的研究

研究了浸渍法制备的竹炭（BC）负载TiO2光催化氧化氧化二苯并噻吩（DBT）。对其反应工艺条件（如光催化剂用量、双氧水浓度和TiO2的负载量）进行优化。结果表明负载型TiO2/BC提高了TiO2的分散度,比纯TiO2表现出更好的光催化活性。反应条件为燃料油氧化脱硫的发展提供理论参考。所得结果为：TiO2负载量15%（wt%）、H2O2的浓度O/S为14mol、催化剂用量为0.002g/mL模型硫化物。在最佳条件下反应2h,DBT脱硫率高达66%。此结果为燃料油的氧化脱硫技术的发展提供了理论参考。     

高炉水淬渣负载Fe2O3和TiO2光催化材料的制备与表征

以九水硝酸铁为铁源、钛酸四丁酯为钛源,以表面刻蚀的高炉水淬渣(water-quenched blast furnace slag,WBFS)为载体,采用溶胶凝胶法制备WBFS负载Fe2O3(Fe2O3/WBFS)和WBFS负载TiO2 (TiO2/WBFS)以及WBFS负载Fe2O3和TiO2(TiO2/Fe2O3/WBFS)光催化材料.利用差热-热重、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对光催化材料的物相和形貌进行表征.以亚甲基蓝为模拟污染物进行光催化实验.结果表明:Fe2O3/WBFS和TiO2/WBFS光催化材料的适宜煅烧温度分别为700℃和450℃,其表面负载物相分别为赤铁矿型α-Fe2O3和锐钛矿型TiO2.TiO2/Fe2O3/WBFS光催化活性优于Fe2O3/WBFS和TiO2/WBFS,在可见光照射360 min时,Fe2O3/WBFS、TiO2/WBFS和TiO2/Fe2O3/WBFS对亚甲基蓝的降解率分别达到80％、65％和90％.     

三维镍网负载TiO_2光催化反应器降解活性红3BS

采用负载纳米TiO2的三维镍网装配的光催化水处理器对活性红溶液进行降解实验研究,获得了在不同影响因素下,如活性红溶液初始浓度、pH值、H2O2投加量等,染料的降解规律。实验结果表明在相同的反应时间内,UV/镍网/TiO2组合模式对活性红的降解效果最佳,脱色率能达到98.6%。活性红溶液的脱色率随初始浓度的增大而减小,当浓度为20mg/L时,降解效果最佳,处理390min脱色率能达到98%以上;在pH值为7时,对活性红溶液进行降解效果最佳,脱色率能达到99.2%;溶液中投加H2O2可以增强光催化降解效率,H2O2最佳投加量为1g/L,在150min反应时间内,脱色率能达到99.4%。     

纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料的制备与表征

采用酸浸法对硅藻土进行了提纯处理,以四氯化钛为前驱体,用水解沉淀法对提纯前后的硅藻土分别进行了表面包覆改性,制备了硅藻土负载TiO2复合光催化材料.通过SEM、XRD等测试手段对复合材料的成分、物相、形貌等进行了表征,并用甲基橙溶液的光催化降解率对材料的光催化性能进行了评价.结果表明,负载在硅藻土表面的TiO2晶型为锐钛型,晶粒平均尺寸12 nm,纳米TiO2在硅藻土表面形成了均匀的包覆;这种硅藻土负载纳米TiO2复合光催化材料具有很强的光催化活性,对10 mg/L的甲基橙溶液1.5 h的脱色率达99%以上.     

TiO2溶胶／UV催化降解直接大红4BS

以钛酸正丁酯为前驱体、乙醇为溶剂、盐酸为催化剂,采用溶胶法制备了具有光催化性能的TiO2溶胶.研究了染料初始浓度、pH、H2O2添加量对直接大红4BS降解效果的影响,同时考察了TiO2溶胶/UV体系与TiO2溶胶,H2O2/UV体系光催化的反应动力学.结果表明,当直接大红4BS的初始浓度为0.2 g·L-1、pH为2.0时,TiO2溶胶对直接大红4Bs的降解效果较好;当H2O2添加浓度为0.03%时,可以有效促进光催化反应,当添加浓度增大时,对光催化反应没有促进作用.TiO2溶胶光催化反应符合一级反应,半衰期为81.1;TiO2溶胶/H2O2体系光催化反应半衰期为72.6,TiO2溶胶/H2O2体系具有更优的光催化效率.     

纳米复合材料H6P2W18O62/TiO2-ZrO2（P123）的制备与微波辅助光催化降解甲基橙

在模板剂(C3H6O.C2H4O)x(P123)的作用下,采用溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法制备了纳米复合材料H6P2W18O62/TiO2-ZrO2(P123)。通过傅里叶-红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-Vis/DRS)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜配合X-射线能量色散谱仪(SEM-EDS)和N2吸附-脱附等测试手段对其组成、结构和表面物理化学性质等进行了表征。结果表明,所合成的纳米复合材料H6P2W18O62/TiO2-ZrO2(P123)中多酸结构保持比较完整,复合材料具有锐钛矿晶型结构,属于介孔材料,模板剂P123使合成产物分布更加均匀。选取甲基橙(MO)作为模型分子,考察了该复合材料在微波辐射作用下的光催化性能。实验结果表明,该复合材料有较好的光催化活性,对甲基橙的降解效果明显高于TiO2、H6P2W18O62、H6P2W18O62/TiO2和H6P2W18O62/TiO2-ZrO2。     

浸渍法制备SO24-/TiO2-La2O3及其光催化氧化性能

不同硫酸浓度条件下,利用浸渍法处理TiO2-LaO3,制得系列固体超强酸SO24-/TiO2-La2O3.通过XRD、FT-IR、TG-DTA和UV-Vis表征,揭示SO24-/TiO2-La2O3的微观结构和内在规律性.以邻硝基苯酚为探针反应,考察SO24-/TiO2-La2O3光催化性能.结果表明,SO24-/TiO2-La2O3的光催化活性明显高于TiO2-La2O3,SO24-/TiO2-La2O3的催化活性取决于H2SO4浓度,浸渍液中H2SO4的合适浓度为0.5 mol·L-1,掺杂La2O3适宜的物质的量分数为0.5%,最佳焙烧温度为500℃.     

纳米TiO_2-Bi_2O_3-La_2O_3复合材料的制备及光、电催化性能研究

以钛酸丁酯、硝酸铋、硝酸镧为主要原料,溶胶-凝胶法分别制备了TiO2、TiO2-Bi2O3、TiO2-La2O3和TiO2-Bi2O3-La2O3等催化剂。用XRD、TEM等方法对其进行了表征,晶型均为锐钛矿,粒径范围10~25 nm。以罗丹明B为目标降解物,分别考察了催化剂的光、电催化活性。结果表明,在紫外光照下,TiO2-Bi2O3-La2O3的光催化活性最高,60 min时罗丹明B的降解率达98.7%,较纯TiO2光催化活性提高了162%;以负载TiO2-Bi2O3-La2O3的多孔材料为粒子电极,采用三维电极法降解罗丹明B,20 min时的降解率达98.6%,较使用负载纯TiO2粒子电极提高了9%。     

CoPcS/TiO_2/beads及TiO_2/beads光催化降解水面漂浮植物油

以钛酸四丁酯为原料,以空心玻璃微珠为载体,采用溶胶-凝胶法制备出TiO2/beads光催化剂,用浸渍法制备出CoPcS/TiO2/beads光催化剂。研究了TiO2/beads及CoPcS/TiO2/beads光催化降解水面漂浮植物油的最优条件。结果表明,酸性或中性条件下,375 W中压汞灯照射2~3 h,TiO2/beads与CoPcS/TiO2/beads的投加量分别为3 g与1 g时,植物油的去除率达90%以上,投加微量的H2O2,可大大提高两者的光催化去除率。     

载体制备方法对Ni/TiO2催化剂顺酐液相加氢性能的影响

为了制备高活性和高选择性催化剂,实现顺酐下游加氢衍生物的定向合成,分别采用水热法、沉淀法和溶胶-凝胶法制备TiO2载体,并以浸渍法制备Ni质量分数为10%的Ni/TiO₂催化剂。采用N₂低温物理吸附、XRD、H₂-TPR及H₂-TPD等方法对催化剂进行表征,并评价催化剂的顺酐液相加氢性能。结果表明,以溶胶-凝胶法制备TiO₂为载体的催化剂具有最高的CC及CO加氢活性,在反应温度240 ℃和氢压5 MPa条件下,顺酐转化率为100%,γ-丁内酯选择性为52.2%,是相同反应条件下水热法TiO₂负载Ni催化剂的3.3倍和沉淀法TiO₂负载Ni催化剂的6.2倍。产生这一现象的原因与溶胶-凝胶法制备的TiO₂以锐钛矿和金红石混合晶相存在有关。     

SO42-/TiO2及S2O82-/TiO2催化剂的制备及表征

制备了纳米级固体超强酸SO42-/TiO2、S2O82-/TiO2,以及MCM-41负载的SO42-/ZrO2.利用X射线衍射、氮吸附-脱附和原位吡啶吸附红外等表征方法,并通过对假性紫罗兰酮催化环化反应的初步考察,从结构、酸性和催化活性等方面对三种催化剂进行了比较分析.结果表明,所制备的SO42-/TiO2和S2O82-/TiO2催化剂不但具有小于7.0nm的纳米级晶粒、高于140cm2·g-1的比表面积、以及约4 nm的相对规整的介孔结构,还保持了单纯而完善的锐钛晶型和较强的酸活性.与SO42-/ZrO2/MCM-41主要表现为Lewis酸性不同,SO42-/TiO2和S2O82-/TiO2主要以Bronsted酸性为主,其中采用硫酸为促进剂制备的SO42-/TiO2具有最强的Bronsted酸性,而采用过硫酸根作为促进剂则使S2O82-/TiO2产生较SO42-/ZrO2/MCM-41更强的Lewis酸中心.研究发现,SO42-/TiO2和S2O82-/TiO2对假性紫罗兰酮催化环化反应具有远高于SO42-/ZrO2/MCM-41的酸催化活性,其活性差异源于不同的酸性本质,而催化剂中较多强Bronsted酸中心的存在有利于需要质子参与的环化反应的进行.     

介孔二氧化钛负载硅钨杂多酸的制备及其催化性能

以介孔TiO2为载体,分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法合成了2种负载型硅钨酸/介孔TiO2催化剂,对其结构进行了表征,将其用于柠檬酸三丁酯合成反应,考察了催化活性和重复使用性. 结果表明,用溶胶-凝胶法所制硅钨酸/介孔二氧化钛对柠檬酸三丁酯的合成反应具有很好的催化活性和重复使用性,重复使用6次,260 min时柠檬酸转化率可达86.49%.     

光催化降解壬基酚聚氧乙烯醚的研究

研究了以悬浮态TiO2为催化剂,在H2O2存在的条件下,对壬基酚聚氧乙烯醚的光催化降解反应。分别考察了pH值、TiO2和H2O2的加入量、壬基酚聚氧乙烯醚的初始浓度以及光照时间对降解反应的影响。结果表明:在pH值为5,H2O2质量浓度为30mg/L的条件下,对初始质量浓度为50mg/L的壬基酚聚氧乙烯醚溶液光照4h后降解率达46.32%。     

纳米TiO_2薄膜对活性深蓝ST-2GLN染料的光催化降解研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,以钛酸正丁酯为前驱体,以不锈钢表面为基底,用提拉法镀膜,在400℃下高温煅烧2 h,制备出纳米TiO2薄膜光催化剂。在以波长为254 nm、8 W的紫外灯为光源、光源到溶液的距离为2 cm的条件下,对活性深蓝ST-2GLN模拟染料废水进行光催化降解试验。探讨了光照时间、初始质量浓度、TiO2提拉层数、初始pH值和H2O2的投加量等因素对脱色率的影响。结果表明:初始质量浓度为80 mg/L、TiO2提拉层数为4层、pH值为7.0的条件下,H2O2(30%)的投加量为3.0 mL,经2 h的光照,脱色率达到87%。光催化降解活性深蓝ST-2GLN染料的动力学研究表明,其降解过程是一个一级反应过程,反应速率常数为0.013 2 min-1。     

Ag掺杂V2O5/TiO2催化氧化3-甲基吡啶 脱甲基效应

浸渍法制备了不同Ag掺杂的Ag-V/TiO2催化剂,考察其催化部分氧化3-甲基吡啶脱甲基性能。采用X射线衍射（XRD）,X射线光电子能谱（XPS）,H2程序升温还原（H2-TPR）对催化剂进行了表征。表征表明,Ag的掺杂提高催化剂中表面氧和 4价态的钒物种的含量,有效的加快了催化剂的还原过程,提高了氧化活性。3-甲基吡啶氧化反应表明,Ag掺杂使反应选择性发生根本性变化,主产物由烟酸变成吡啶,选择性84.7%,烟酸几乎不产生。该脱甲基氧化反应的过程是V4 /V5 （O2-）在攻击侧链的C-H键的同时Ag在O2的作用下形成了含有亲电子型氧（O-和O2-）的Agp O活性物种,攻击侧链和苯环相连的C-C键,Ag和V共同作用将侧链的甲基以氧化形成COx的形式脱除。     

NiMo/TiO2-Al2O3催化剂活性相表征及加氢脱硫反应性能研究

采用共沉淀法制备TiO₂含量不同的TiO₂-Al₂O₃复合载体,以传统的浸渍法制备活性金属负载量相同的NiMo/TiO₂-Al₂O₃催化剂。运用N₂低温吸附法、X射线衍射、H₂程序升温还原和激光拉曼光谱等方法对催化剂进行表征,在10 mL微型反应装置上进行催化剂活性评价。结果表明,当复合载体中TiO₂含量达到一定值后,TiO₂在整个TiO₂- Al₂O₃体系中的存在状态由高度分散转变为表面富集,XRD能够检测出锐钛矿型TiO₂的特征峰;TiO₂的添加对于催化剂的酸性能没有明显改变;激光拉曼光谱分析结果表明,TiO₂的存在有利于生成八面体结构的钼物种,并在TiO₂质量分数为8%时加氢脱硫活性达到较高水平。     

光催化氧化处理亮蓝染料废水研究

对紫外光照射下二氧化钛光催化氧化处理亮蓝染料废水进行了研究。二氧化钛粉末采用溶胶-凝胶法制备。主要研究了紫外光照射时间、TiO2投入量、废水pH值、废水初始浓度和H2O2加入等因素对亮蓝转化率的影响。结果表明,亮蓝溶液初始浓度5×10^-5、溶液pH为3时加入30％H2O20．4mL／L、TiO20．5g／L,在紫外光照射60min下,亮蓝转化率可达75．6％,TiO2与H2O2间存在显著的协同效应。