NaOH浓度对水热合成TiO_2纳米管形成及光催化性能的影响

以二氧化钛P25和NaOH为原料,通过水热法制备TiO_2纳米管,考察了碱浓度对纳米管形成、晶型和形貌的影响.采用XRD、TEM、BET、XPS等对产物的组成、结构和形貌进行表征.结果表明,NaOH浓度高于10 mol/L及以上时才能将体系中的P25颗粒溶解-结晶形成钛酸钠卷曲体;水洗、酸洗和煅烧是形成锐钛矿相二氧化钛纳米管的必要步骤.当NaOH浓度为10 mol/L时,纳米管的比表面积达到213.30 m^2/g,为P25的4.2倍;金卤灯下照射24 min对20 mg/L亚甲基蓝的降解率可达100%,而P25仅为63.38%.

BiOCl/TiO2对四环素-铜复合物的光催化降解研究

溶剂热法合成花状BiOCl/TiO2异质结催化剂,研究了BiOCl/TiO2对四环素-铜复合物(TC-Cu)的光催化降解.利用XRD、SEM和BET技术对合成的催化剂进行表征;考察了TC和Cu^(2+)的初始浓度对TC-Cu光催化降解的影响;利用小球藻生长抑制率测定了TC-Cu降解前后的毒性变化.结果表明:与TiO2相比,BiOCl/TiO2对TC和TC-Cu的降解率有明显提高;当TC和Cu^(2+)的初始浓度分别为20 mg/L和5 mg/L时,光催化反应60 min,TC和TC-Cu的降解率分别为84.21%和89.14%;总有机碳去除率分别为47.49%和40.10%.结合降解过程对小球藻的生长抑制率的结果,说明利用所合成的催化剂可有效降解TC-Cu复合物.

钛酸盐纳米管对水中氨氮的吸附特性

以P25和Na OH为原料,采用水热法制备钛酸盐纳米管(TNTs),利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对材料的组成和形貌进行表征,通过其对水中氨氮的静态吸附实验,考察TNTs对水中氨氮的吸附特性及规律.结果表明碱浓度为10mol·L^-1时,可以获得管长约120 nm,管径约为8 nm的钛酸盐纳米管,其对氨氮的平衡吸附量达到10.67 mg·g^-1.p H值介于3~8时,TNTs能有效地吸附水中的氨氮.吸附过程在1 h基本达到平衡,符合准二级动力学方程.颗粒内扩散方程拟合结果发现,TNTs对氨氮的吸附过程由表面吸附和颗粒内扩散共同控制.Temkin方程能较好地描述TNTs对氨氮的吸附行为.热力学实验表明钛酸盐纳米管对氨氮的吸附是自发进行的吸热过程.共存阴阳离子对氨氮的吸附具有抑制作用,分别表现为SO4^2->Cl^->H2PO4^-、K^+>Na^+>Ca^2+.再生的钛酸盐纳米管对氨氮循环吸附5次仍有88.64%的吸附效果.红外光谱(FT-IR)研究表明钛酸盐纳米管对氨氮的吸附机制是TNTs层间的Na+与溶液中的NH4+之间发生离子交换.钛酸盐纳米管的优良循环使用性能和大吸附容量使得其能有效地去除水中氨氮.