聚丙烯酸酯-TiO2杂化材料的制备及其光催化性能的研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸正丁酯(BA)、丙烯酸(AA)、钛酸丁酯(TBOT)为主要原料,采用溶液共混法制备了聚丙烯酸酯-TiO2杂化涂层.采用FT-IR、TEM、UV等方法对杂化涂层进行了测试,并对杂化涂层的光催化性能进行了研究,结果表明:在杂化涂层中聚丙烯酸酯与TiO2通过COO-Ti键发生了化学结合;杂化涂层是较为理想的纳米复合材料,在杂化涂层巾TiO2粒子的粒径分布窄,粒径在3 nm左右;杂化涂层对紫外线的吸收性能明显优于聚丙烯酸酯,杂化涂层对紫外线的吸收发生了红移;与TiO2粉末相比,杂化涂层的光催化速率慢,但光催化得较彻底,随着AA与TiO2物质的量比的增加,杂化涂层对亚甲基蓝的降解率先是增加,然后又减少,降解率可达97%,杂化涂层的重复使用性能良好,便于回收,在污水处理领域具有广泛的实际应用价值.     

光催化材料制备及性能测定教学探讨

文章结合光催化材料的制备及性能测定实验,采取实验结合理论的方式介绍光催化材料纳米ZnO的制备方法设计、结构表征及光催化性能测试,使学生对专业理论知识具有更深入的理解,培养学生的动手能力,提高学生分析解决问题的能力。     

纳米ZnO光催化降解甲基橙

以ZnSO4·7H2O和Na2CO3为原料,采用沉淀法制备纳米ZnO粉体。以甲基橙为研究对象,高压汞灯为光源,研究了催化剂用量、甲基橙初始浓度及煅烧温度对甲基橙降解率的影响。     

ZnO光催化降解甲基橙初步研究

研究了ZnO光催化降解甲基橙的动力学行为。在ZnO悬浊液中 ,紫外光直接照射下 ,光催化降解甲基橙 ,以分光光度法测量甲基橙即时浓度 ,从而给出不同温度下甲基橙降解脱色速率 ,并以之得出了该反应的活化能数据。实验结果表明 ,ZnO光催化甲基橙在常温下降解脱色速率基本上与温度无关 ,随温度升高小幅提高。ZnO催化能力比较强 ,可进一步研究使之实际应用。     

光催化降解甲基橙的研究

采用TiO2为催化剂,研究了光催化降解甲基橙的影响因素。结果表明:紫外光是比较有效的辐射光源;甲基橙溶液质量浓度为6 mg/L、TiO2加入量为0.5 g/L、pH值为2时,甲基橙降解率最大;添加少量的Fe3 可提高甲基橙的降解率,其最佳投加量为0.1 mmol/L。利用光催化降解有机染料废水具有广阔的发展前景。     

制备条件对胺改性纳米ZnO光催化性能的影响

采用有机胺化合物对溶胶-凝胶法制备的纳米ZnO进行改性。以紫外灯作为光源,以甲基橙水溶液为光催化反应模型降解物,研究胺改性后ZnO的光催化性能。并通过考察改性剂的量、凝胶温度、恒温搅拌时间及煅烧温度对改性纳米ZnO光催化性能的影响,确定最适宜的胺改性ZnO的制备条件。试验结果表明,二乙醇胺作为改性剂的效果较好,其最适宜制备条件为:二乙醇胺的掺杂量为n(二乙醇胺)/n(ZnO)为0.50,凝胶温度为80℃,凝胶老化时间1.5 h,煅烧温度500℃。此时,甲基橙降解率与未经过改性的ZnO相比提高了1倍。     

WO_3/ZnO的制备及其光催化降解甲基橙研究

以ZnSO4·7H2O、WO3和C2H2O4为起始原料,采用直接沉淀法制备了复合光催化剂WO3/ZnO。以甲基橙为研究对象,800W氙灯为光源,研究了催化剂煅烧温度、催化剂用量、WO3含量以及甲基橙初始浓度对其催化性能的影响。结果表明,WO3含量为15%,460℃煅烧3h所得的WO3/ZnO效果较好,在浓度为10mg/L的甲基橙溶液中加入WO3/ZnO1g/L,光照90min后脱色率可高达97.98%,且重复使用6次后脱色率仍在82%以上,表明WO3/ZnO复合光催化剂具有较好的催化性能和稳定性。     

可见光响应纳米TiO2-ZnO光催化性能的研究

以太阳光为光源,TiO2-ZnO复合材料为光催化剂,在太阳光照射下,以有机染料模拟工业废水为处理对象,研究了自制纳米复合材料TiO2-ZnO的光催化活性,结果表明:在日光照射60 min后,有机染料的降解率、CODCr去除率均＞90%,复合材料TiO2-ZnO光催化活性高于纯TiO2的光催化活性,光催化反应符合一级动力学方程.     

颗粒负载TiO_2光催化性能的研究

以钛酸正丁酯和自制颗粒为主要原料,采用溶胶-浸渍法制备出负载型纳米TiO2催化剂,对甲基橙模拟废水进行了光催化降解研究。分析并比较了负载与非负载TiO2降解效果的差异及影响因素。结果表明,120 min后负载型TiO2与非负载TiO2对甲基橙的光催化降解率分别达到99.7%和78.1%,第二次使用的降解率则分别达到90.4%和57.3%。     

氧化锌纳米线的制备及其光催化性能探究

利用Zn(NO_3)_2水解,六次甲基四胺为辅碱,通过一步水热法合成ZnO纳米线。自然光照射120 min,样品对难降解的甲基橙催化降解率为53.9%,在模拟太阳光(450 W汞灯)照射下,120 min后样品对亚甲基蓝和罗丹明的降解率分别可达76.7%和82.1%,且对较难降解的甲基橙的降解率为68.4%,可见该法合成的样品对有机物具有较好的光催化活性。样品经多次循环利用,其光催化活性变化不大,说明该法合成的样品有较稳定的光催化性能。而且,用一步水热法合成ZnO纳米线,具有设备简单、环境友好、高效等优点。     

Cu基电沉积ZnO薄膜光催化降解甲基橙研究

以Zn(NO3)2水溶液为电解液,在Cu基体上电沉积ZnO薄膜,用X-射线衍射和扫描电子显微镜对其结构及形貌进行了表征。以甲基橙为目标有机污染物,研究了pH、SO42-和NO3-以及外加阳极偏压对ZnO薄膜光催化性能的影响。实验结果表明,在酸性条件下,可以获得更高的降解率;SO42-的存在明显地抑制了降解过程,而NO3-则有着很大的促进作用;外加阳极偏压在一定程度上改善了光催化降解效果。     

ZnO/AgBr复合纳米棒的制备及其光催化性能研究

以ZnNO3·6H2O、AgNO3、十六烷基三甲基溴化铵和氨水为原料,通过水热法制备了ZnO/AgBr复合纳米棒.利用SEM、XRD分别对产品的形貌和结构进行表征.以ZnO/AgBr复合纳米棒为光催化剂,通过降解有机污染物甲基橙进行了光催化活性测试,结果表明,在可见光照射150 min后,对甲基橙的降解率接近完全.     

炭吸附纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究

以粗氧化锌和冰乙酸为原料,采用炭吸附水热法制备纳米氧化锌粉体。通过热重/差热仪（TG-DTA）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）和紫外可见光谱仪（UV-Vis）等对所得催化剂的焙烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征。结果表明：炭黑的吸附有效阻止了纳米氧化锌在制备、干燥以及焙烧过程的团聚和烧结,600 ℃焙烧制备的催化剂颗粒均匀,分散性好,团聚较少,平均晶粒尺寸为20 nm,比表面积约为85.25 m2/g。纳米氧化锌作光催化剂对甲基橙进行光催化降解,在60 min内降解率为97%。     

溶胶-凝胶法制备ZnO纳米微球及光催化性能研究

以Zn(Ac)2·2H2O和二苷醇(DEG)为原料,采用溶胶-凝胶法,将晶核形成和生长分开,合成了由纳米晶粒聚集的类球形微球碱式醋酸锌前驱体.然后在400℃下焙烧2h得到ZnO样品.采用XRD、FT-IR、SEM、EDS和UV-vis进行表征,结果表明产物为六方纤锌矿ZnO,表面呈多孔结构.分别以ZnO纳米微球和商用ZnO纳米颗粒为光催化剂,对甲基橙进行了光催化降解研究.结果表明,溶胶-凝胶法制备的ZnO纳米微球在紫外条件下处理0.01 g·L-1的甲基橙溶液,20 min时脱色率为89％,而商用ZnO纳米颗粒处理60 min时才达到82％,前者表现出较好的光催化活性.     

纳米Y^3＋／TiO2薄膜光催化性能研究

利用分子自组装技术,在二氧化钛膜与载体间插入一个含双官能基的修饰分子,制备出高催化活性的新型二氧化钛薄膜.该修饰分子一端通过硅烷分子连接载体,另一端利用磺酸基来捕捉二氧化钛粒子,因此二氧化钛薄膜具有较大的表面积和优异的稳定性.对经过修饰的载体进行润湿角测定和ESCA的表征,从而证明载体已经被修饰.以甲基橙为光催化降解的探针反应,证实了新型薄膜具有比传统薄膜更高的催化活性.     

纳米ZnO催化剂自然光下光催化降解甲基橙

以不同方法自制纳米ZnO,在自然光条件下将其用以光催化降解甲基橙实验,研究了该反应在不同温度下的降解脱色速率。     

热蒸发法制备ZnO微／纳米材料的光催化性能研究

采用简单的热蒸发法,调控温度与催化剂制备了ZnO微／纳米材料,通过扫描电子显微镜（SEM）和X-射线衍射（xRD）对产物的结构和形貌进行了表征,并以甲基橙溶液为光催化反应模型降解物,考察了样品的光催化活性。结果显示,ZnO微／纳米材料为六角纤锌矿结构,Ni（NO3）2催化剂的存在对不同温度下生成的ZnO光催化效率有较显著影响。     

Synthesis of Zn-Ni-AI Layered Double Oxides and its Photocatalytic Property

采用共沉淀法制备了一系列Zn–Ni–Al三元类水滑石,然后焙烧制得衍生物—Zn–Ni–Al复合氧化物,并用X射线衍射、热重–差热分析、扫描电子显微镜、比表面积分析及元素分析等对样品进行了表征,考察了类水滑石Zn/Ni/Al金属原子比、焙烧温度等因素对甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B的光催化降解的影响。结果表明：类水滑石前驱体Zn/Ni/Al的摩尔比为1：1：1,焙烧温度为450℃时,复合氧化物的催化效果最好。此条件下制得的Zn–Ni–Al复合氧化物在300W紫外光照60min后,对甲基橙、亚甲基蓝的降解率可达到97%以上,光照100min内对罗丹明的降解率可达到91%。