Application of low‐voltage UVC light and synthetic ZnO nanoparticles to photocatalytic degradation of ciprofloxacin in aqueous sample solutions

Ciprofloxacin (CIP) is used synthetic therapeutic antibiotic that is not easily biodegradable and is a water pollutant. The advanced oxidation process method is heterogeneous photocatalysis and for the first time, we used the photocatalytic UVC light/ZnO reaction for the degradation of CIP in contaminated water. The ZnO nanoparticles were synthesized via the sol‐gel method. We used a 9‐W mercury lamp, which was inserted in the solution to emit UVC light. The optimum conditions for the degradation of CIP in aqueous solution containing 10 mg/L of CIP were a pH of 5.0, 0.15 g/L of ZnO, a stirring speed of 600 rpm and an irradiation time of 140 min. Also the relative standard deviation (RSD) did not exceed 7%. From the kinetic studies, the reactions followed approximately a pseudo‐first‐order kinetic with the rate constant of 0.032 min^?1. This method was efficiently used for the degradation of CIP in aqueous solutions.     

Preparation and performance research of Ce-TiO2/KL ball photocatalysts

The Ce-TiO2/KL （diatomite） ball photocatalyst was prepared and characterized based on the pretreated diatomite. The resuits showed that comparing with the crude diatomite, proper pretreatment could significantly improve its SiO2 purity and specific surface area. The surface of diatomite was clear with uniform pore structure and big pore size. With diatomite ball as carder, the supported Ce-TiO2/KL ball photocatalyst was prepared by sol-gel method. The photocatalytic performances of the supported Ce-TiO2/ KL ball and Ce-TiO2/KL powder photocatalysts under various preparation conditions were studied in view of photocatalytic degrada- tion rate of Rhodamine B （Rh B） solution. The degradation rate of the ball photocatalysts for Rh B reached 94.6% and could be reused for many times, which showed much better photocatalytic performance and stability than powder photocatalysts.     

Zn与Ti摩尔比对磁控溅射TiO2-ZnO异质复合薄膜微观结构及光催化性能的影响

利用磁控溅射离子镀技术制备系列TiO 2-ZnO异质复合薄膜,通过调节溅射靶材电流的大小控制薄膜中n（Zn）/n（Ti）值。采用AFM﹑SEM﹑Raman和XPS手段表征薄膜的微观形貌和结构,并以甲基橙作为光催化污染物,研究n（Zn）/n（Ti）对TiO 2-ZnO复合薄膜微观结构及光催化性能的影响。结果表明：随着n（Zn）/n（Ti）的增大,复合薄膜的晶粒尺寸先减小而后增大,其粗糙度也先增大而后减小,且均在n（Zn）/n（Ti）为1/9.3时达到极值;n（Zn）/n（Ti）对薄膜中元素Ti和Zn的价态无明显影响,均以TiO 2和ZnO形式存在,但比值的大小影响薄膜退火后TiO 2中锐钛矿/金红石异质结的数量;n（Zn）/n（Ti）越大,复合薄膜的光响应范围及吸光度越大,其响应光谱最大可扩展150 nm,波长可至450 nm,但异质复合薄膜光催化效果与其并不对应,取决于ZnO对TiO 2复合薄膜微观结构的影响,当n（Zn）/n（Ti）为1/9.3时,薄膜的降解速率最大,光催化能力最好。     

硝酸改性活性炭纤维负载TiO2及其催化降解甲苯性能

将TiO2负载于经硝酸改性的活性炭纤维(ACF)上得到TiO2/ACF复合催化剂,采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外激光拉曼光谱(Raman)和X射线衍射(XRD)等手段研究其形貌,并考察环境湿度、ACF硝化强度和TiO2负载量对甲苯光催化氧化降解的影响。结果表明:经硝酸改性的ACF表面富含含氧基团,能使TiO2在其表面均匀分布,从而使甲苯转化率提高近3.5倍;随环境湿度上升,甲苯转化率先上升后下降,主要是因为湿度上升,吸水量上升,导致甲苯吸附量下降;ACF硝化强度增大,导致催化剂吸水能力增强,从而提高甲苯转化率;TiO2负载量上升导致ACF表面TiO2颗粒形貌改变,使甲苯转化率先上升后下降。     

金属掺杂对纳米管TiO2光催化性能的影响

利用水热法,以Degussa P-25TiO2粉末为原料,AlCl3、Fe(NO3)3·9H2O和ZnCl2为掺杂剂合成金属掺杂纳米管TiO2,并采用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和BET比表面积分析对催化剂进行表征。结果表明,掺杂金属分别以Al 3+、Fe3+和Zn2+的形式存在。随着煅烧温度的增高,样品的比表面积逐渐降低,锐钛矿含量先增大后减小;金属掺杂后,催化剂比表面积略有降低,锐钛矿含量略有增大。考察紫外光催化臭氧化工艺中TiO2降解腐植酸标志物的催化效果,结果表明,450℃煅烧未掺杂纳米管TiO2对腐植酸的催化降解效率为44%,较P-25TiO2粉末提高了11%;金属掺杂后催化效果提升明显,550℃煅烧Fe掺杂纳米管TiO2的催化效果最为显著,腐植酸去除率达77%。     

TiO2掺杂WO3粉体的制备及其性能研究

以Na2WO4和HCl为原料通过液相沉淀法制备了WO3粉体,再用钛酸四丁酯和制备的WO3粉体通过钛酸胶体浸渍法制备了TiO2掺杂的WO3粉体,并利用傅里叶红外光谱仪和紫外-可见分光光度计对产品的性能进行了表征。结果表明,当煅烧温度为550℃、TiO2掺杂量为5%、催化剂最佳用量为0.04g时,TiO2掺杂的WO3粉体的催化降解性能最好,对甲基紫的降解率可达88.56%。     

Ce掺杂的锐钛矿型纳米介孔TiO2(Ce-MTiO2)的制备及其光催化降解活性研究

采用模板技术通过直接掺杂的方式合成了稀土元素Ce掺杂的锐钛矿型纳米介孔TiO2.在500 W高压汞灯照射下,研究了低浓度有机磷农药敌敌畏、氧化乐果的光催化降解,研究结果表明,该催化剂具有很高的光催化活性和稳定性,且能够重复使用.对催化剂的N2吸附、XRD、UV-Vis、FT-IR表征结果表明,该材料为高度有序、高比表面积的纯锐钛矿晶型的介孔二氧化钛材料(Ce-MTiO2).该催化剂具有很高的光催化活性可能与稀土元素Ce的电子结构、锐钛矿纳米晶、介孔结构和高比表面积有密切关系.     

铁掺杂二氧化钛光催化剂的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了铁掺杂二氧化钛粉体(Fe-TiO2),采用XRD、UV-Vis、PL、纳米粒度分析仪等方法对其进行表征和分析。结果表明,Fe掺杂降低了TiO2的相转变温度,拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验表明,Fe-TiO2粉体在普通日光灯下对亚甲基蓝的降解率达90.36%,明显优于德国Degussa公司生产的P25纯TiO2光催化剂对亚甲基蓝的降解率43.58%。     

TiO2柱撑膨润土复合光催化剂的合成及其光催化活性

采用酸性溶胶法合成TiO2柱撑膨润土复合光催化剂并对其进行表征,研究该复合催化剂的光催化活性。X射线衍射(XRD)分析表明,d001的衍射角对于膨润土是5 88°,323K处理后的TiO2/膨润土样品为5 60°,773K处理后的TiO2/膨润土样品为9 06°,对应的层间距分别为1 502、1 577和0 982nm。层间距的先增大后减小规律,证明了柱撑膨润土复合物的生成。X射线光电子能谱(XPS)进一步验证了复合物中的Ti均以TiO2的形式存在。该复合光催化剂对于阳离子红GTL表现出很好的催化降解活性,其反应速率常数分别为两种纯TiO2的2 88和3 65倍。并且其沉降性能明显优于纯TiO2,在10～20min可以基本上完全沉降。     

太阳能制氢关键技术研究

围绕太阳能制氢技术展开论述,首先,介绍太阳能制氢技术的研究现状;其次,对于太阳能制氢技术尤其是光催化制氢技术及热化学循环分解水制氢技术,分别从技术原理、关键材料、技术难点等方面进行详细的论述;最后,对太阳能制氢技术研究给出结论及建议,旨在为未来太阳能制氢技术的研发布局和产业技术突破提供参考和思路。