以海藻酸钠为基体的Ag/AgBr/TiO_2整体式光催化剂的高效制备及其光催化性能

以海藻酸钠为基体制备出尺寸均一的整体式光催化剂SA-Ag/Ag Br/TiO_2,通过SEM、TEM、HRTEM、XPS、FT-IR以及BET等手段对产物形貌、结构、比表面积和光学性质进行表征,并测定了其对罗丹明B(Rh B)溶液的光催化性能。结果表明,整体式光催化剂SA12-Ag/Ag Br/TiO_2(Ag/Ag Br/TiO_2催化剂的质量分数为12%)的结构稳定,且具有良好的光催化活性,即在紫外光照60 min内,Rh B溶液降解完全,在可见光照120 min下Rh B的降解率可达到54.1%,且在5次重复试验中仍保持96%以上的催化活性,稳定性良好。这种整体式光催化剂有效解决了粉体材料难回收、二次污染和固定化后光催化效率低等问题。

改性纳米光催化水泥基材料对汽车尾气中NO_x的持续净化试验研究

在自行研制了改性纳米光催化水泥基材料的基础上,针对一幢联排别墅的2个并联车库,进行了连续通入汽车尾气的光催化性能试验,研究改性纳米光催化水泥基材料对汽车尾气中的主要污染物NO x的持续净化效果。持续试验结果表明,改性纳米光催化水泥基材料能在微弱的自然光下使得汽车尾气中NO x浓度下降62.8%,显示出良好的净化效果和应用前景。

N、F共掺杂可见光响应介孔TiO_2光催化剂:纤维素模板剂合成及活性

以纤维素为模板剂,TiCl4为钛源,采用液相水解-沉淀法制备了浅黄色的N、F共掺杂可见光响应介孔TiO2催化剂(TiONF)。以苯酚为模型物,考察了TiONF在紫外光区、可见光区及太阳光下催化活性;采用X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外(FTIR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、X射线衍射(XRD)、热重/量热扫描(TG/DSC)、透射电镜(TEM)及低温N2物理吸附-脱附等技术对TiONF催化剂的结构进行了表征。结果表明,以纤维素为模板剂合成适量N、F共掺杂的TiONF催化剂在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性,且高于无模板剂合成的TiONF催化剂的活性。N、F共掺杂提高了TiO2表面羟基数量和锐钛矿相TiO2向金红石相转变的温度;N掺杂形成新的能级结构,诱发TiO2可见光催化活性;F掺杂促进TiO2粒子表面氧空穴产生,致使TiO2粒子表面酸度和Ti3+增加。另外,纤维素的加入可减小TiONF颗粒平均尺寸,改善催化剂分散性,提高催化剂比表面积。

不同方法制备Fe、S、Ce共掺杂TiO_2光催化剂的对比研究

采用溶胶凝胶法和沉淀浸渍法制备了Fe、S、Ce共掺杂TiO2光催化剂A和B,通过SEM对其进行了表征,以酸性蓝为模板对A、B两种催化剂(A是溶胶凝胶法制备的共掺杂TiO2光催化剂、B为沉淀浸渍法制备的共掺杂TiO2光催化剂)活性进行了评价;结果表明沉淀浸渍法制备的光催化剂B的活性强,且其粒子团聚少、分散均匀、能多次重复使用。

仿生合成TiO_2半导体材料的研究进展

简要概述了仿生合成的机理,重点介绍了仿生合成TiO_2半导体材料的生物模板,仿生合成TiO_2材料的制备方法及不同方法制备出的TiO_2材料对有机污染物的降解效率,以期为仿生TiO_2材料的进一步深入研究提供一定参考。

纳米TiO_2光催化剂的制备及降解活性红研究

采用溶胶凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体合成TiO2溶胶,在不同温度下焙烧得到三种不同晶粒大小的纳米TiO2光催化剂。采用X射线衍射和电子扫描电镜(SEM)对样品的结构和形貌进行表征,考察了不同焙烧温度对TiO2纳米粒子粒径的影响。在500 W汞灯照射下对活性红进行紫外光催化降解实验,考察了不同光照时间和焙烧温度对活性红光催化降解活性的影响。结果表明,550℃焙烧温度下所得的TiO2光催化剂在紫外光照射下对活性红降解效果最好,30min光照后降解率可达97.9%。

石墨烯基TiO_2复合材料的表征及其可见光催化活性研究

以氧化石墨烯与石墨烯为碳源,在熔盐介质中与钛粉反应原位生成石墨烯基TiC中间产物,并通过后续控制氧化制得石墨烯基TiO_2复合光催化剂,结合FTIR、XRD、Raman、SEM等手段,对两种石墨烯材料的结构及形貌差异进行表征,并分析了其对所制复合材料结构、形貌及可见光催化活性的影响。结果表明,所制复合材料仍保持碳源的层片状结构,TiC和TiO_2颗粒均匀包覆在碳源表面;以石墨烯为碳源更有利于表面原位生成TiC晶粒的生长,其晶体结构更为完善;两种结构的石墨烯基TiO_2复合材料均对目标污染物亚甲基蓝有较强的吸附能力和可见光降解能力。

W、Bi掺杂及(W、Bi)共掺锐钛矿TiO_2的第一性原理计算

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,采用平面波超软赝势方法计算研究了W,Bi掺杂以及(W,Bi)共掺杂锐钛矿相TiO_2的能带结构、电子态密度和吸收光谱。研究结果表明:W掺杂、或者是(W、Bi)共掺杂都能够使锐钛矿型TiO_2的禁带宽度变窄,其光谱影响范围向可见光区域移动。Bi掺杂后杂质能级的出现抵消了禁带宽度的变宽,光催化效果较明显,可以出现红移。与W,Bi单掺杂相比,(W、Bi)共掺杂在可见光区域的光吸收强度更大,红移现象更明显,即其光催化效果更好。

C/TiO_2光催化剂的合成及其活性评价

在水-醇体系中,以钛酸四正丁酯(TBOT)及葡萄糖、蔗糖或淀粉分别作为Ti及C的前驱体,通过水热过程制备了一系列C/TiO2光催化剂。FE-SEM和TEM结果表明水热过程中所形成的TiO2晶粒被包覆在前驱体所形成的C中,其尺寸约10nm。电化学分析结果表明,C的引入抑制了TiO2光生电子-空穴对的复合几率。与纯TiO2纳米粒子相比,C/TiO2显示了对亚甲基蓝光催化降解具有良好的催化活性。

Cu(OH)_2/TiO_2复合型纳米光催化剂的制备及其光催化性能

利用沉淀法制备了用表面包覆Cu（OH）2的纳米TiO2光催化剂，以甲基橙为待降解的模型化合物，研究了Cu（OH）2的包覆量、光催化剂的用量、pH值等因素对Cu（OH）2／TiO2复合纳米光催化剂的光催化性能的影响。结果表明，当Cu（OH）2的包覆量为0.05％（铜、钛原子百分比）时，该催化剂的光催化效率最高，约为未改性TiO2光催化剂的6倍，且在比较宽的pH范围内（3.0～7.0）均具有较高的催化活性和较强的矿化能力以及较长的使用寿命。

二氧化钛光催化技术发明专利申请状况分析

二氧化钛光催化技术是一种控制废气污染高效且有前途的技术。本文通过研究该技术在中国的发明专利申请情况,通过对申请人构成、技术发展趋势等方面进行研究,以期对业界更好地调整专利申请战略,做好专利布局提供一定的参考。

TiO_2/L沸石复合光催化剂的制备及其性能研究

以钛酸丁酯为钛源,L沸石为载体,采用溶胶凝胶法制备了TiO_2/L沸石复合光催化剂,通过XRD、SEM、BET对样品进行了分析表征。以氙灯为光源,罗丹明B为目标降解物,讨论了影响光催化剂催化性能的重要因素。结果表明,煅烧温度为300℃,负载量为15 mmol/g,催化剂用量为2 g/L,光照时间为120 min时,降解率可达99.86%;将光催化剂重复使用4次,降解率仍可达96.00%,充分体现了样品优良的稳定性;通过对罗丹明B溶液降解过程的动力学讨论得出,光催化降解过程符合一级动力学方程。

水热法合成LaPO_4/TiO_2异质结复合光催化材料及性能研究

以静电纺丝技术制备的锐钛矿相TiO_2纳米纤维为基质,尿素为碱源,环己烷六羧酸为小分子模板剂,采用水热法合成了LaPO_4/TiO_2异质结复合纳米纤维。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高倍透射电子显微镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)等分析测试手段对产物形貌和结构进行了表征,并以甲基橙为模拟污染物,紫外光为光源,评价了样品光催化降解活性。结果表明:LaPO_4纳米棒均匀地构筑在TiO_2纳米纤维表面,制备了LaPO_4/TiO_2异质结复合纳米纤维光催化材料,其具有比纯TiO_2纳米纤维和Degussa P-25更强的光催化活性,降解率达到89.4%。

Al-TiO_2负载及Fenton协同催化降解苯酚废水

将Al-TiO2光催化剂负载于金属钛板表面,以苯酚为目标污染物,考察负载后光催化剂的活性及持久耐用性.采用与Fenton技术联用补偿光催化剂负载后活性的降低,探讨负载的Al-TiO2与Fenton联用的效果及影响因素.结果表明:负载于金属钛板的Al-TiO2活性有所降低,但持久耐用;Al-TiO2与Fenton联用,在1 h内苯酚和COD的去除效率分别从29.88%和23.65%提高至95.86%和93.89%,分别提高了65.98%和70.24%;协同体系中H2O2投加量0.2 mL·L-1,Fe2+浓度0.6 mmol·L-1,改性纳米TiO2光催化剂固定量0.36 g,反应初始pH为4,同时光源达300 W时苯酚1 h内能完全降解.

炭黑吸附法制备掺杂镨TiO_2纳米粉体及其光催化性能

以硝酸镨为掺杂的前驱物,钛酸异丙酯为TiO2的前驱物,通过炭黑吸附高温水热法制得掺杂镨的量为0.07%的纳米Pr3+/TiO2粉体。分别采用热重/差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见分析(UV-VIS)和比表面积吸附(BET)对不同焙烧温度下所得粉体的物相、颗粒度、分散性及光吸收性能进行表征和分析。实验结果表明:炭黑的吸附阻止了粉体在干燥和煅烧阶段的团聚和烧结,制得的Pr3+/TiO2纳米粉体团聚较少,呈现良好的分散性,颗粒均匀,经500℃焙烧,得到纳米粉体平均颗粒直径为18 nm,比表面积为78.08 g.m-2。光催化降解实验表明,炭黑吸附后TiO2的光催化活性在一定时间内比没有炭黑的提高了将近2倍,在紫外灯照射下Pr3+/TiO2能在60 min内对亚甲基蓝的降解率达到93%。