纳米TiO2在有机材料上的固定化研究进展

对纳米TiO₂在有机材料上的固定化研究进展进行了概述，并就光催化氧化对有机材料的降解等问题进行了讨论。主要介绍了光活性纳米TiO₂的制备方法、纳米TiO₂在有机材料上的固定化方法、纳米TiO₂对有机膜的降解以及纳米TiO₂/有机复合材料的应用领域，并对纳米TiO₂在抗菌方面的应用前景进行了阐述。     

负载型TiO2/SiO2光催化降解苯酚的研究

以白炭黑为载体、聚乙烯醇 (PVA) 和 Ti(SO₄)₂ 为原料， 在分散剂存在下直接焙烧制备超细负载型 TiO₂/SiO₂ 光催化剂， 结果表明， 在450 ℃焙烧2 h所制 SO₄^2-/TiO₂-SiO₂（SO₄^2-质量分数3.4%，TiO₂∶SiO₂=1∶6，比表面积54 m²/g）具有最佳光催化效果。光催化苯酚结果显示,在紫外灯下光降解苯酚（＜100 mg/L）符合零级动力学方程，催化活性随pH值的增加而增加，pH=10时表观速率常数[WTBX]k[WTBZ]=0.33 mg/L·min，为苯酚废水处理提供了一条简便易行、成本低廉的方法。同时考察了光催化剂制备因素对催化剂活性的影响。     

沸石负载TiO2的光催化性能

以钛酸正丁酯和沸石为主要原料，采用溶胶-浸渍法制备出负载型纳米TiO₂/沸石催化剂。对亚甲基蓝模拟废水进行了光催化降解研究。分析比较了负载与非负载TiO₂降解效果的差异。探讨了pH对光催化降解率的影响。用FT-IR进行了结构表征。对催化剂进行了回收再生试验。结果表明，沸石负载的TiO₂光催化剂具有良好的光催化活性、不易失活及可再生性，TiO₂最佳负载量为2.98%。     

磁场助Y2O3/TiO2粉体的光催化性能研究

对磁场辅助光催化进行了研究，探讨了pH值、催化剂用量、通空气速率和磁场强度对光催化效果的影响。结果表明，磁场能够提高光催化效率。磁场和光催化剂产生协同催化效果。对磁场辅助光催化的机理进行了初步探讨。     

TiO2薄膜光催化剂的性能研究

采用溶胶-凝胶法在玻璃管上制备了透明的TiO₂薄膜，并利用XRD、Raman、UV-Vis和XPS技术对薄膜进行了表征。结果表明,在773 K焙烧的TiO₂样品在290～330 nm处的吸收明显强于573 K焙烧的样品。在573 K焙烧的情况下，薄膜基本为非晶态，但却表现出良好的光催化活性，并随着负载层数的增加，薄膜的光催化活性逐渐增加。在573 K以上，随焙烧温度的升高，TiO₂薄膜的光催化活性逐渐降低。     

Zn2+离子掺杂对负载TiO2薄膜光催化活性的影响

以钛酸丁酯和ZnSO₄·7H₂O为原料，采用溶胶-凝胶法在钛片、玻璃、釉面瓷砖、陶瓷、不锈钢和铝片六种载体上制备了Zn²⁺掺杂TiO₂薄膜，讨论了不同Zn²⁺掺杂浓度下不同载体表面上制备的TiO₂薄膜对甲基橙脱色率的影响。结果表明，Zn²⁺对TiO₂薄膜的掺杂效果与载体的类型密切相关，并且不同载体其Zn²⁺掺杂的最佳浓度也不同。Zn²⁺掺杂后，TiO₂薄膜光催化活性提高最大的是釉面瓷砖，其次是钛片、玻璃、陶瓷。不锈钢和铝片上TiO₂薄膜的光催化活性不但没有升高，反而降低了。     

负载TiO2纤维布的制备及光催化性能的研究

采用涂膜法直接将非晶态纳米TiO₂胶体负载于纤维布上，制备了纳米TiO₂光催化剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、比表面及孔径分析仪观察了催化剂的表面形貌和结构特征。以甲基橙溶液、气态苯胺为研究对象，考察了负载TiO₂纤维布的光催化活性。结果表明，负载于纤维布上的TiO₂为锐钛矿型，具有中孔结构，且有较好的光催化降解能力。纳米TiO₂光催化降解气态苯胺的中间产物主要有苯酚、苯醌、亚硝基苯和偶氮苯等。推断了其光催化降解历程。     

TiSiW12O40/TiO2在酯化反应中的应用

介绍了固载杂多酸盐TiSiW₁₂O₄₀/TiO₂在催化合成酯（如一元羧酸酯、二元羧酸酯、羟基酸酯、氯乙酸酯、芳香酸酯、葡萄糖酯）中的研究进展。     

V2O5/TiO2基SCR脱硝催化剂的制备及其催化性能

采用纳米TiO₂为催化剂载体原料,V₂O₅为催化剂,通过混合、球磨、干燥和焙烧等工艺制备选择性催化还原脱硝法催化剂,研究了催化剂的制备工艺和催化性能。通过差热分析研究催化剂的相变和烧结温度,通过模拟烟气分析装置表征催化剂的催化性能。结果表明,加入V₂O₅可以提高催化性能,以6%V₂O₅-94%TiO₂为配方的催化剂对NO的脱除率达97.5%,温度窗口为（300～420） ℃。     

掺镧纳米TiO2的光催化性能研究

研究了掺镧纳米TiO₂的物理特性及光催化活性，探讨了它们之间的关系，通过对甲基橙和罗丹明两种不同结构物质的降解实验，发现掺镧纳米TiO₂光催化性能具有广泛性。用于实际印染废水处理，再次验证掺镧能提高TiO₂的光催化效能，掺镧摩尔分数为0.02%时光催化效果最好。     

活性炭负载TiO2的制备及其光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2/活性炭(AC)光催化剂,采用XRD分析了纳米TiO2晶型,SEM观察了活性炭负载前后表面形貌.正交试验分析了各因素对光催化降解甲基橙的影响.结果表明:制备的纳米TiO2为纯锐钛矿型,催化剂以不规则碎片包覆在活性炭表面.复合材料在TiO2浓度0.441 mol/L,50℃烘干后,pH=3的环境下降解甲基橙,脱色率达到95.5％.溶液pH值是催化降解的主要影响因素.     

活性炭负载TiO2的制备及其光催化性能的研究

以钛酸四丁酯（Ti（OC4H9）4）为原料,用溶胶-凝胶法制备活性炭（AC）负载（TiO2。XRD分析其晶型组成。实验研究了不同TiO2负载量、不同煅烧时间、不同煅烧温度以及不同使用次数等情况下TiO2/AC光催化剂的光催化活性。实验结果表明,当负载量为28.2%、煅烧时间为4h、煅烧温度为400℃时催化剂活性最高,甲基橙溶液的降解率到达了98.09%。同时研究表明了多次使用后的TiO2/AC光催化剂仍具有很好的光催化性能。     

TiO2／ACF的制备及光催化降解四氯乙烯性能

以钛酸四丁酯为前驱物，活性炭纤维（ACF）为载体，蔗糖为胶粘剂，采用真空吸附水解的方法制得了TiO2／ACF催化剂．采用BET、XRD、SEM等手段对其物理化学特性进行表征，以四氯乙烯光降解反应为探针反应，考察了TiO2／ACF催化剂的光催化降解性能、实验结果表明，采用真空吸附水解法可以将TiO2很好地负载到活性炭纤维表面上、通过优化条件制备的TiO2／ACF催化剂在光照2h条件下，可以将水中溶解量的四氯乙烯降解90％以上．催化剂可以多次循环使用，光催化反应活性不变．     

光催化再生粘胶基活性炭纤维研究

采用钛酸四正丁酯为原料 ,用溶胶 -凝胶法在粘胶基活性炭纤维 (ACF)毡表面制备了锐钛矿型的二氧化钛粒子 ,并用XRD ,SEM进行了表征。用聚乙烯醇、柠檬酸等不能加热再生的大分子吸附质考察了负载二氧化钛的ACF毡的光催化降解再生性能 ,并与没有负载二氧化钛的ACF毡的吸附性能作了比较。结果表明 ,负载二氧化钛粘胶基的ACF毡具有高效的光催化再生能力和良好的吸附能力。     

Photodegradation of Methylene Blue in a Batch Fixed Bed Photoreactor Using Activated Carbon Fibers Supported TiO2 Photocatalyst

A batch fixed bed photoreactor, using felt-form activated carbon fibers (ACF) supported TiO2 photocatalyst (TiO2/ACF), was developed to carry out photocatalytic degradation of methylene blue (MB) solution. The effects of TiO2 particle size, loaded TiO2 amount, initial MB concentration, airflow rate and successive run on the decomposition rate were investigated. The results showed that photodegradation process followed a pseudo-first-order reaction kinetic law. The apparent first-order reaction constant kapp was larger than 0.047 min-1 with half reaction time t1/2 shorter than 15 min, which was comparable to reported data using suspended Degussa P-25 TiO2 particles. The high degradation rate was mainly attributed to adsorption of MB molecules onto the surface of TiO2/ACF. The photocatalytic efficiency still remained nearly 90% after 12 successive runs, showing that successive usage of the designed photoreactor was possible. The synergic enhancement effect in combination of adsorption with ACF and photodegradation with TiO2 was proved by comparing MB removal rates in the successive degradation and adsorption runs, respectively.     

酚醛基活性碳纤维

酚醛树脂属于难石墨化碳，适宜制造活性碳纤维(ACF)，其特点是碳化活化收率高，制品强度高，比表面积大，孔径分布属于单峰形，吸附容量大；细孔入口形状属于狭缝形，吸脱速度快；制品柔软，深加工性好，它除用于治理环境污染外，还可用于制作防化防毒服和制造超级电容器等。     

负载二氧化钛竹活性炭的制备及其性能的研究

以竹子为原料,通过磷酸活化法制备了一系列活性炭,考察其亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率,选择其中2项值都比较高的试样,通过溶胶-凝胶法制备负载型二氧化钛/竹活性炭光催化剂(TiO₂/BAC),并用其去除水溶液中的甲醛,以甲醛去除率为指标考察TiO₂/BAC的性能。结果表明,在浸渍比3:1,升温速率10℃/min,活化温度400℃,活化时间40min的工艺条件下得到的竹活性炭,比表面积大,大、中孔非常丰富。以上述条件下制得的活性炭所制备的TiO₂/BAC对水溶液中甲醛的去除效果非常明显:投加量为1.5g时,800mL初始浓度为5mg/L的甲醛水溶液,在17W紫外灯光照射的条件下,反应480min时甲醛去除率可达到84.28%。对比了单一TiO₂、单一竹活性炭、竹活性炭与TiO₂简单混合、TiO₂/BAC去除甲醛的效果,结果表明TiO₂/BAC去除甲醛的过程中,TiO₂与竹活性炭二者呈现明显的协同作用。     

聚丙烯腈基活性碳纤维吸附CO2的性能

以国产聚丙烯腈(PAN)基碳纤维为原料,采用KOH为活化剂制备PAN基活性碳纤维。测定了不同ACF样品的CO2吸附量,并通过氮气吸附、碘吸附以及红外光谱对所得活性碳纤维的比表面积、孔结构及表面官能团进行表征。研究了活化温度、活化时间和表面改性对活性碳纤维CO2吸附量的影响。结果表明,活化温度是影响活性碳纤维CO2吸附量的主要因素。当活化温度为850℃时,所得活性碳纤维BET比表面积为1235m2/g,微孔比表面积为745 m2/g,在吸附温度为273 K、吸附相对压力P/P0为1时,CO2的吸附量达到87.29 mL/g。     

沥青基活性碳纤维动态吸附甲苯的性能

以通用级沥青基碳纤维为原料,采用钴盐催化活化法,通过改变活化剂用量和活化时间制备出不同的活性碳纤维。研究了活性碳纤维的动态吸附甲苯以及再生性能。结果表明,活性碳纤维是一种优秀的甲苯吸附材料,其饱和吸附量受比表面积和孔径及其分布的影响。活性碳纤维对甲苯的动态吸附量达到1250 mg/g。20次吸脱附循环再生后,吸附量仍保持在900 mg/g。     

Comparison about the structure and properties of PAN‐based activated carbon hollow fibers pretreated with different compounds containing phosphorus

Polyacrylonitrile (PAN) hollow fibers were pretreated with five different compounds containing phosphorus, including ammonium dibasic phosphate, ammonium dihydrogen phosphate, triammonium phosphate, phosphoric acid, and metaphosphoric acid, and then further oxidized in air, carbonized in nitrogen, and activated with carbon dioxide. The effects of different compounds containing phosphorus as pretreating agents on the properties and structure of the resultant oxidized hollow fibers, carbon hollow fibers, and activated carbon hollow fibers are discussed. Comparing the Brunaner‐Emmett‐Teller (BET) surface area of PAN‐activated carbon hollow fibers (ACHF) pretreated with five different compounds, ammonium dibasic phosphate > triammonium phosphate > ammonium dihydrogen phosphate > phosphoric acid > metaphosphoric acid, and the surface area of mesopores in PAN‐ACHF pretreated with ammonium dibasic phosphate reaches maximum, 174 m² g^?1. The adsorption ratio to mesomolecule adsorbate, VB₁₂, of PAN‐ACHF pretreated with ammonium dibasic phosphate also reaches maximum, 97.7 wt %. Moreover, the dominant pore sizes of PAN‐ACHF range from 2 to 5 nm in diameter. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 96: 294–300, 2005