纳米TiO_2/海泡石复合粉体的制备及光催化性能研究

以四氯化钛为前驱体,采用水解沉淀法在海泡石粉体上负载纳米TiO2。用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对TiO2/海泡石复合结构进行了表征;并以甲醛为降解对象,考察了TiO2复合材料的光催化性能。结果表明:纳米TiO2/海泡石复合粉体在650℃煅烧后TiO2为锐钛矿型,在紫外光照射下,对甲醛气体具有良好的降解效果。     

TiO2/膨润土催化剂降解工业废水研究

以改性的新疆乌兰陵格膨润土、钛酸丁酯和四氯化钛为原料，制备PEG改性TiO₂/膨润土催化剂和TiO₂/柱撑膨润土催化剂。将两种催化剂分别应用于新疆某毛纺厂印染废水、甲基橙模拟印染废水、某石化废水进行降解研究。研究结果：PEG改性TiO₂/膨润土催化剂对甲基橙模拟印染废水的最高降解率2 h达87.67%，TiO₂/柱撑膨润土催化剂对某石化废水的最高降解率2 h达78.12%。而两者对新疆某毛纺厂废水的最高降解率2 h内分别为44.15%,40.53%。还对PEG改性TiO₂/膨润土催化剂的回收利用以及毛纺厂印染废水的二级降解进行了初探。     

网固定TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

采用TiO₂胶体合成-不锈钢金属网表面浸渍提拉法镀TiO₂胶体膜-焙烧工艺制备网固定TiO₂薄膜光催化材料,并以偶氮染料废水为降解对象,研究了镀膜次数、焙烧温度以及偶氮染料初始浓度对材料光催化活性的影响。结果表明：镀膜5次后在700 ℃下焙烧2 h,可以得到光催化性能优异的金属网固定TiO₂薄膜。用该制品对浓度为27 mg/L的偶氮染料废水光降解3 h,降解脱色率达到99.07%。TiO₂晶体膜在金属网表面键合牢固,重复使用仍保持良好的光催化活性。     

改性A-TiO2紫外光催化降解碱性品红

以TiOSO₄为原料, 用水热法制备了掺铁TiO₂晶体粉末, 用XRD测定了样品的晶型, 研究了以自制的催化剂对碱性品红溶液的光催化降解行为。实验结果表明: 自制的掺铁TiO₂为锐钛矿型TiO₂(即A-TiO₂); 光催化降解碱性品红溶液的优化条件是: 2 mg/L的碱性品红溶液、掺铁量5%(摩尔分数)、A-TiO₂粉末加入量1.2 g/L, 室温搅拌下紫外(λ=365 nm)光照降解反应3 h, 此条件下碱性品红溶液降解率达到88.59%。     

溶胶-凝胶法制备Ag/TiO2纳米薄膜及其陶瓷表面抗菌性能研究

为提升TiO₂在陶瓷表面的光催化性能和抗菌性能,以钛酸四丁酯、无水乙醇、硝酸银为原料,乙酰丙酮和硝酸作为催化抑制剂,采用溶胶-凝胶法分别制备了TiO₂溶胶和Ag/TiO₂溶胶。以普通陶瓷片为载体,采用浸渍-提拉法制备TiO₂薄膜。以亚甲基蓝为目标降解物进行光催化降解实验,并探讨在不同热处理温度下对Ag/TiO₂薄膜光催化性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等仪器对样品进行表征。实验结果表明：在紫外灯照射下,TiO₂薄膜和Ag/TiO₂薄膜对有机物都具有降解能力,而Ag/TiO₂的光催化活性更明显,在光照8 h后其光催化降解率达到了70%,热处理最佳温度为500℃;Ag/TiO₂薄膜具有良好的亲水性,并且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用。Ag/TiO₂薄膜有望应用到陶瓷用品上,可有效减少材料表面的有机污染物...     

钛基特种催化剂载体的制备研究

以工业偏钛酸(TiO₂含量约380 g/L)为原料, 采用均匀沉淀法制备钛基特种催化剂载体, 研究了获得最小粒度的纳米TiO₂的工艺条件。结果表明:在硫酸浓度92%、酸钛比3∶1、反应温度110 ℃、反应时间1 h条件下进行酸解, 工业偏钛酸的溶解度最大; 在反应温度100 ℃、TiOSO₄浓度38 g/L、尿素实际用量与理论用量比值为1条件下, 水解2 h并熟化30 min, TiOSO₄水解率最大, 得到了同等条件下粒径最小的纳米TiO₂; 在煅烧温度400 ℃、煅烧时间3 h条件下, 可获得锐钛型纳米TiO₂, 且粒径最小; 加入BaCO₃解聚剂, 可促进偏钛酸中的硫酸根生成BaSO₄, 沉硫的同时解聚二次团聚粒子; 活性添加剂WO₃可使催化剂载体具有特有的活化性能, 并可提供位阻效应, 有效防止煅烧环节颗粒的聚集。     

TiO2/柱撑膨润土复合光催化剂制备及应用研究

以改性的新疆乌兰陵格膨润土、四氯化钛和钛酸丁酯为原料，采用柱撑多次负载法制备TiO₂／柱撑膨润土复合光催化剂。并通过改变TiO₂／柱撑膨润土的配比、负载次数、焙烧温度得到最佳制备条件。采用XRD、IR、SEM、EDS对TiO₂／柱撑膨润土复合光催化剂进行了表征。证实TiO₂呈高度分散状态，并已渗入膨润土层间结构，使层间距扩大，形成互不干扰的活性反应中心。在模拟染料废水中，对TiO₂／柱撑膨润土复合光催化剂的光催化降解性能进行了研究。同时用所制TiO₂／柱撑膨润土复合光催化剂对石化含油污水进行了光降解试验。     

含钛铁尾矿制纳米级TiO2的结构及性能

以贵州某低品位细粒难选钛铁矿还原焙烧-弱磁选选铁尾矿为原料,采用酸化焙烧-水解工艺制得高品位纳米级TiO2粉末,采用XRD、SEM、TEM和BET等手段对TiO₂粉末进行了结构表征,并以难降解酚类化合物4-硝基酚为对象,评价了TiO₂样品光催化降解4-硝基酚的性能。结果表明：所制备的TiO₂粉末属纳米级锐钛矿精矿,颗粒粒径在几十纳米;TiO2粉末呈介孔结构,平均孔径在5 nm左右;TiO₂粉末对4-硝基酚显示了很好的光催化降解性能,240 min的降解率超过60%。     

TiO2/MMT复合材料降解盐酸四环素的研究

为解决抗生素废水排放带来的环境污染问题,以蒙脱土(MMT)为原料,采用水解法制备TiO₂/MMT复合材料,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)对TiO₂/MMT进行物相表征。以盐酸四环素(TC)为目标降解分子,考察了所制备的复合材料对TC的降解性能,并采用紫外-可见分光光谱(UV-vis)跟踪检测TC降解过程。物相表征表明,TiO₂均匀分散在MMT的表面;TiO₂/MMT中TiO₂为锐钛矿相。TiO₂/MMT回收样检测到N元素存在。活性数据表明,30%TiO₂/MMT (400℃,2 h)复合材料具有最优光催化降解TC性能,在紫外光下对100 mg/L TC的降解率达87.64%,优于纯TiO₂(68.74%)和纯MMT(72.22%)。循环试验6次后,催化剂对TC降解率仍达到75%,表明TiO₂/MMT对TC具有较高的降解活...     

TiO2/SiO2复合膜光催化降解DDNP废水试验研究

采用液相沉积法在煤矸石烧结滤料表面制备了TiO₂/SiO₂ 复合膜,研究了TiO₂/SiO₂ 复合膜对淮南某化工厂DDNP废水的光催化降解效果。试验结果表明：在将废水稀释20倍（COD_Cr为318 mg/L,色度为3 750倍）,使废水初始pH为3,投加占废水体积0.9%的双氧水,以及光照的同时辅之以曝气条件下,用TiO₂/SiO₂复合膜对废水光催化降解1 h,废水脱色率和COD_Cr下降率分别达到75.54%和61.51%,效果比较理想。     

紫外光照下改性A-TiO2降解番红花红T

用水热法制备了掺Fe³⁺改性TiO₂粉末,通过XRD对其结构进行了表征,并研究了在紫外光照下该掺Fe³⁺改性TiO₂对番红花红T的催化降解效果。结果表明:TiO₂晶体属于纯锐钛矿型(A-TiO₂);优化降解条件为:番红花红T溶液初始浓度15 mg/L,pH=5,5%掺Fe³⁺量的A-TiO₂用量4 g/L,16℃下经254 nm照射反应55 min,该条件下番红花红T降解率59.5%;相同优化条件下进行暗吸附,30 min达到吸附平衡,A-TiO₂对番红花红T平衡吸附量2.02 mg/g。番红花红T降解率与吸附率基本正相关。     

Pb掺杂尾煤基纳米TiO2的制备及光催化降解PAM废水的研究

聚丙烯酰胺(PAM)作为一种高效絮凝剂被广泛应用于水处理过程，残留PAM解聚生成的丙烯酰胺单体(AM)已被列为ⅡA类致癌物，对其处理迫在眉睫。选用浮选尾煤(TC)为原料，通过碱激发制备出改性尾煤基体，采用水热法将纳米TiO₂负载到改性尾煤基体，制备了尾煤基纳米TiO₂复合材料(TiO₂/TC)和Pb掺杂尾煤基纳米TiO₂复合材料(Pb-TiO₂/TC)。以PAM为目标污染物分析了TC、改性尾煤基体、TiO₂/TC和Pb-TiO₂/TC的光催化降解性能，通过XRD、SEM、UV-vis和BET对样品进行表征，结合高效液相色谱-质谱联用技术对降解产物的分析与研究，探究了PAM的降解机理。研究结果表明：TC呈不规则状态，表面较为粗糙；TiO₂/TC的表面疏松，孔隙结构明显，细管状TiO₂均匀包覆在改性尾煤基体表面；Pb-TiO₂/TC的结构更加蓬松，改性尾煤基体负载着更多的细...     

黑色TiO2/高岭石光催化剂的制备及其降解动力学研究

黑色TiO₂作为一种新型光催化材料被广泛关注,但利用黏土改性黑色TiO₂来提升其应用性能却鲜有报道。以高岭石为原料,钛酸四丁酯为前驱体,通过溶剂热法合成黑色TiO₂/高岭石（b-TiO₂/Kaol）光催化剂。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X-射线光电子能谱（XPS）技术对材料微观形貌及表面结构进行表征。研究了制备条件、负载量对材料可见光催化性能的影响,并结合动力学模型考察了亚甲基蓝（MB）初始pH值对去除效果的影响。结果表明,当摩尔比n（Ti4+）:n（BH₄-）为1:0.56、n（HNO₃）:n（H₂O）为1:11.5、合成时间为12 h、水热合成温度为180℃时,制备黑色TiO₂（b-TiO₂）光催化活性最强;b-TiO₂负载量为20%制得的b-TiO₂/Kaol具有最佳的光催化性能,对MB的去除率达89.7%,光催化降解过程符合一级动力学模型。MB溶液初始pH为5~7更有利于MB的去除。Ti3+的掺杂使得b-TiO₂光响应范围扩大,高岭石改性b-TiO₂增强了b-TiO₂/Kaol的吸附能力,两者协同促进了光催化性能的提高。      

BiOCl/TiO2/蒙脱石复合材料对模拟刚果红废水的光催化降解研究

为了解决TiO₂易团聚、带隙宽的问题,提高其对刚果红（CR）的光催化降解率,采用水解法和溶胶-凝胶法制备出BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料（BCTM）,以刚果红染料为目标降解物,进行了光催化试验,研究了溶胶pH、蒙脱石悬浮液质量浓度、焙烧温度、焙烧时间和Bi/Ti摩尔比对复合材料光催化活性的影响,并利用X射线衍射仪（XRD）和紫外可见漫反射仪（UV-Vis DRS）对其进行了表征。结果表明,在溶胶pH为4、蒙脱石悬浮液质量浓度为1%、焙烧温度为600℃、焙烧时间为2 h、Bi/Ti摩尔比为20%的条件下,制备的BiOCl/TiO₂/蒙脱石复合材料具有较高的光催化活性,刚果红的去除率达到了94.04%。复合材料TiO₂以锐钛矿晶相形式存在。添加蒙脱石和BiOCl都会抑制TiO₂晶体的生长。BiOCl/TiO₂之间形成异质结使得禁带宽度从2.89 eV降低至2.61 eV,增强了复合材料对光的吸收能力。      

锰改性含钛高炉渣光催化剂降解废水中的Cr6+

为了实现以废治废、变废为宝的目标,以攀钢含钛高炉渣为原料、MnO₂为改性剂,采用高温固相法制备了改性的TiO₂光催化剂。通过XRD、UV-Vis吸收光谱等对其进行表征,研究了模拟废液pH、催化剂用量和光照时间等因素对改性的TiO₂光催化剂降解Cr⁶⁺的影响。结果表明：800 ℃下煅烧2 h所得的含钛高炉渣光催化材料中出现的锐钛矿型TiO₂对紫外区域有较好的光响应。在溶液pH=1.62,光催化剂用量为0.40 g/L,光照时间为60 min情况下,Cr6+浓度为10 mg/L的模拟废水中Cr⁶⁺的降解率为89.17%。     

Ag-AgI/Bi2WO6光催化剂的制备及其光催化性能

采用水热法合成了Bi₂WO₆,并以Bi₂WO₆为载体负载AgI,用光诱导法制备了复合光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和选区电子衍射分析对制备的光催化剂样品进行表征,并通过光催化降解罗丹明B。研究了光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆的光催化性能。结果表明,光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆对罗丹明B的降解效果较好,降解率达到99.8%,重复使用5次后对罗丹明B的降解率为95.5%。光催化降解和重复性试验结果表明,负载Ag-AgI的复合光催化剂Ag-AgI/Bi₂WO₆较纯Bi₂WO₆展现出更优良的光催化活性,且具有良好的稳定性。     

二氧化钛/海泡石复合材料制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备负载型二氧化钛/海泡石光催化材料,并得到二氧化钛/海泡石的配比、反应时间、熔融灼烧温度等最佳制备条件。采用XRD和SEM等手段,对该材料进行了表征,证实TiO2呈高度分散状态,并已渗入海泡石表面及孔内。在模拟染料废水处理中,对复合材料的光催化降解性能进行了研究。结果发现,复合材料具有很高的光催化效率,对染料士林大红的降解率达87%。     

Fe-TiO2可见光催化H2O2降解水溶液中的阿特拉津

以负载Fe(Ⅲ)的金红石型TiO₂(Fe/TIO-R)为光催化剂, 以内分泌干扰物阿特拉津作模型污染物, 研究了Fe/TIO-R可见光催化H₂O₂降解阿特拉津的反应特性。结果表明, Fe/TIO-R能可见光催化H₂O₂降解阿特拉津, 反应60 min, 阿特拉津的降解率达96%, 明显大于金红石型TiO₂与Fe₂O₃单独作用的加和;通过对反应体系的荧光光谱分析显示, 阿特拉津的降解涉及羟基自由基(·OH)的产生与参与。     

纳米TiO2/凹凸棒土复合体的制备及其表征

以凹凸棒土（ATP）为载体，采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO₂/ATP复合型催化剂.利用扫描电镜（SEM）、热重-差热分析（TG-DSC）、X射线衍射分析（XRD）等分析测试手段对其组成、结构、尺寸进行分析和表征.结果表明，该复合材料由ATP和锐钛矿型的纳米TiO₂组成，其中TiO₂ 纳米粒子尺寸在20～30 nm之间，比相同工艺条件下的无负载的TiO₂纳米粒子尺寸小；在该纳米复合材料中，纳米TiO₂颗粒间不发生团聚，并且与ATP间结合牢固.     

酸/热处理对海泡石吸附甲醛的影响及其机理分析

为再生海泡石的甲醛吸附能力,分别对经质量分数15%盐酸于60 ℃搅拌8.5 h和于100~600 ℃热处理5 h的海泡石进行甲醛静态吸附研究,并结合X射线衍射、红外吸收光谱、热重、BET比表面积和扫描电镜分析研究吸附机理。结果表明: 经≤450 ℃热处理的海泡石基本保持良好的甲醛吸附性能,但酸处理和≥500 ℃热处理均显著降低海泡石的甲醛吸附性能。推测海泡石相的结晶水对甲醛形成化学吸附,而其沸石孔洞为主的结构微孔有利于物理吸附的甲醛占位。酸处理使海泡石中大量的Al3+和Mg2+被H+取代,使原本与Mg2+结合的结晶水脱失,结构层拆解,其微孔面积则因结构微孔坍塌而显著减少,从而严重降低其甲醛吸附量; 而经≥500 ℃热处理后,海泡石相的全部结晶水不可逆脱出,全部结构微孔坍塌消失,甲醛吸附能力消失。该研究支持海泡石通过合理温度的热处理消除吸附的甲醛并再生吸附功能持续去除空气中的甲醛。