Ag/TiO_2薄膜光催化性能的研究

用含有AgNO3的复合溶胶凝胶制备Ag/TiO2薄膜,然后对其进行了SEM,XRD,RBS研究,以甲基橙为反应物检验了含有不同n(Ag)/n(Ti)的Ag/TiO2薄膜在365 nm紫外光作用下的光催化降解效率.具有最佳光催化降解效率的是溶胶中n(Ag)/n(Ti)=0.064的Ag/TiO2薄膜,与未掺银TiO2薄膜相比,效率提高了73%.

制备多孔镍负载TiO_2薄膜光催化降解喹啉和化工废水

为了获得具有高光催化活性和稳定性的TiO2薄膜,采用浸渍涂布法不加黏结剂将Deguessa P-25TiO2固定在泡沫镍基片上,制备成泡沫镍基负载TiO2薄膜,并以Ti-10薄膜为光催化组件制备了一种新型连续流内循环光催化反应器。表征结果显示:P-25薄膜呈混晶相,增大负载浓度会增加基片上结晶质(如锐钛矿相(101))数量、团聚颗粒数量、表面微裂痕以及比表面积;高温煅烧下泡沫镍基片上Ni元素以金属Ni和NiO形式扩散到薄膜表面,形成NiO-Ni体系,有助于提高薄膜的光催化活性;当负载P-25质量分数为10%时,薄膜表层Ni原子比为12.29%,此时薄膜具有最佳光催化活性。以Ti-10样品为光催化薄膜组件制备了一种连续流光催化反应装置,该装置降解化工废水的实验结果显示反应装置连续运行一周,出水可达到一级排放标准。

磁控溅射制备非晶态TiO_2-V薄膜的光催化性能研究

采用磁控溅射方法,在玻璃基片上制备V掺杂非晶态TiO2薄膜,研究了射频掺杂功率、基片温度以及薄膜厚度等因素对薄膜光催化性能的影响。X射线衍射(XRD)及X光电子能谱(XPS)分析表明:薄膜为非晶态,薄膜主要成分为钛(Ti)和钒(V),其比例为8.7∶1。光催化降解10mg/L的亚甲基蓝溶液实验表明:随着薄膜厚度的增加,光催化降解率递增,当厚度达129nm时,薄膜对亚甲基蓝的降解率为83.36%。

Cu离子掺杂TiO_2光催化材料的研究进展

随着对光催化材料研究的深入,金属掺杂在近几年的研究中发展迅速,其应用前景备受关注。文章结合近年来Cu掺杂TiO2光催化材料的研究情况,分析了Cu掺杂的掺杂机理,综述了Cu掺杂和Cu+X共掺杂TiO2光催化材料在制备,检测和性能表征方面发展现状,并对该研究方向的发展前景进行了展望。

Zr和N共掺杂TiO_2的制备、表征及其光催化性能

利用水解沉淀法制备TiO2、N-TiO2、Zr-TiO2以及Zr和N共掺杂的纳米TiO2,用TEM、XRD、XPS和UV-Vis-DRs等方法对光催化剂的结构、元素组成和对可见光的响应等性能进行表征,并以甲基橙为目标降解物,测试其光催化降解效果。结果表明,Zr掺杂能够降低TiO2光催化剂的粒径;Zr和N共掺杂可以起到协同作用,提高样品的光催化活性,同时增强样品在可见光区的响应。Zr和N共掺杂TiO2在高压汞灯光照下比TiO2具有更好的光催化效果,2%Zr和N共掺杂TiO2光照3h后对甲基橙的降解率比纯TiO2提高32%。

CdZnSe三元量子点敏化TiO_2纳米管的谱学分析及可见光光催化

以六水合硝酸镉为镉源,硝酸锌为锌源,通过硼氢化钠还原硒单质制得NaHSe,并作为硒源,通过胶体化学法制备了一系列具有不同组分的水溶性Cd1-xZnxSe三元量子点。利用X射线粉末衍射仪(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)分析所制得的Cd1-xZnxSe的晶体结构和形貌,表明所制得三元量子点为立方结构,呈规则球状,平均粒径约为4nm。通过改变三元量子点的Cd和Zn元素的配比,调节Cd1-xZnxSe的能带结构,有效调控其光谱学性质;与ZnSe和CdSe等二元量子点相比,Cd1-xZnxSe的紫外可见光吸收光谱及荧光发射光谱都发生明显的红移。采用直接浸渍法,制备Cd0.5Zn0.5Se三元量子点敏化TiO2纳米管(TNTs)复合材料(Cd0.5Zn0.5Se@TNTs)。TEM结果显示Cd0.5Zn0.5Se三元量子点紧密结合在纳米管表面,红外谱图表明TiO2和Cd0.5Zn0.5Se之间形成Ti—Se键,有利于提高复合材料的稳定性。相对于纯TNTs,复合材料的紫外可见光吸收光谱在可见光区的吸收明显增强,吸收带边从400nm红移至700nm左右;同时,复合Cd0.5Zn0.5Se三元量子点后,可以有效地抑制光生电子-空穴对的复合,提高复合材料在可见光区域的光催化效率。可见光照射60 min后,催化剂Cd0.5Zn0.5Se@TNTs对罗丹明B(RhB)光降解率可达到100%,分别约为纯TNTs和纯Cd0.5Zn0.5Se的3.3倍和2.5倍。

Zn^(2+)掺杂二氧化钛复合薄膜的制备与性能研究

本文以钛酸丁酯、二乙醇胺、硝酸锌为主要原料,在乙醇-水体系中,通过溶胶-凝胶法获得TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4溶胶,经600~800℃热处理后制备了TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4复合薄膜。利用XRD、SEM、AFM和接触角测试等表征方法详细研究了复合薄膜的物相、微观结构、表面形貌以及亲水性和光催化性能。结果表明:与TiO2薄膜相比,TiO2-ZnTiO3、TiO2-Zn2TiO4复合薄膜具有优越的亲水性和光催化性能。在紫外光照60 min条件下,接触角从TiO2薄膜的15.4°,下降到TiO2-Zn2TiO4复合薄膜的7.3°、TiO2-ZnTiO3复合薄膜的5.2°。在紫外光照180min条件下,亚甲基蓝降解率从TiO2薄膜的60%,提高到TiO2-Zn2TiO4复合薄膜的80%、TiO2-ZnTiO3复合薄膜的90%。由于Zn2+的掺杂增加了薄膜表面的羟基,且ZnTiO3、Zn2TiO4晶型具有催化特性,从而提高了ZnTiO3、Zn2TiO4复合薄膜的自清洁性能。

有机颜料与表面活性剂DBS混合物的光催化降解

以TiO_2为光催化剂,研究了表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(DBS)和有机颜料耐晒大红BBN(BBN)为混合组分的光催化降解,结果表明,pH值、底物的用量对体系的降解有显著影响,在碱性条件下,DBS的降解速率相对较快,而在酸性环境时,颜料的降解较快,在TiO_2等电点时,降解最慢,酸性条件下, TiO_2对BBN和DBS的吸附性比在碱性和中性环境中大,BBN/DBS体系中, DBS增大了BBN的水溶性,但是没有明显提高BBN的降解褪色速度,DBS浓度为0.42 g/L时,颜料降解最快,0.042 g/L时次之,2.1 g/L时最低,在BBN降解过程中DBS自身也被降解,且略有促进作用。

C_f/E-TiO_2复合材料的制备与性能

采用复合分散工艺将纳米TiO_2均匀分散于环氧树脂中,制备了环氧-纳米TiO_2树脂浇铸体,并采用湿法缠绕工艺制备了T700碳纤维增强环氧复合材料(C_f/E)以及T700碳纤维增强环氧-纳米TiO_2(C_f/ETiO_2)复合材料NOL环与Φ150 mm容器,研究了纳米TiO_2对环氧树脂浇铸体、复合材料NOL环和Φ150 mm容器性能的影响。结果表明,纳米TiO_2的加入对环氧基体和C_f/E复合材料均有不同程度的增强、增韧效果,其中环氧基体的拉伸强度提高了9.2%,弯曲强度提高了9.8%,冲击强度提高了52.9%;C_f/E-TiO_2复合材料NOL环层剪强度达到87.7 MPa,提高了22.3%;Φ150 mm容器特性系数达到43.4 km,纤维强度发挥率达到94.3%,分别提高了9.9%和3.3%。

纳米复合结构Pt/TiC/TiO_2催化剂的合成及催化甲醇氧化性能

确定了水热法制备TiO_2纳米线的最佳参数,对采用最佳参数制备的TiO_2纳米线进行碳化处理,再在其表面沉积铂得到Pt/TiC/TiO_2催化剂,研究了不同阶段产物的物相组成、化学成分和微观形貌,测试了Pt/TiC/TiO_2催化剂的催化甲醇氧化能力。结果表明:最佳水热参数为NaOH溶液浓度1 mol·L-1、水热温度160℃、水热时间20h,所得TiO_2纳米线的直径约为100nm、长度超过1μm;碳化后得到了TiC/TiO_2纳米线,沉积铂后,其表面被纳米级铂颗粒所覆盖;Pt/TiC/TiO_2催化剂催化甲醇氧化的起始氧化电位(对比Ag/AgCl)为0.34V,比Pt/TiO_2催化剂催化下的负移了约0.15V,其正扫电流密度峰值比Pt/TiO_2催化剂催化下的大8倍以上,碳化明显提高了Pt/TiO_2催化剂催化甲醇氧化的能力。

微波助离子液体中TiO_2/PEMA复合材料的制备及性能

在离子液体([Bmim]BF_4)中采用微波辐射加热法合成了TiO_2/PEMA复合材料,用XRD、SEM和IR对其进行表征。通过测试复合材料在乙酸乙酯中的吸光度及对甲基橙溶液的降解率,考察离子液体用量、微波功率、反应温度和反应时间等因素对复合材料分散性和光催化活性的影响。结果表明,制备TiO_2/PEMA复合材料的最佳条件:离子液体2.0 mL,钛酸丁酯3.4 mL,甲基丙烯酸乙酯1.0 mL,微波功率600 W,反应温度70℃,反应时间45 min。制备的复合材料亲油性大大提高,在乙酸乙酯中有较好的分散性,该复合材料不需要高温焙烧就具有较高的光催化活性,紫外光照射1.5 h,甲基橙降解率为99.4%。

填料对丁腈橡胶热降解性能的影响

采用热重-差式扫描量热分析(TGA-DSC)技术和热重-红外(TGA-FTIR)联用技术,研究了炭黑对丁腈橡胶(NBR)热降解性能及热降解过程和产物的影响。研究结果表明,炭黑对NBR具有热稳定作用,降解温度提高9℃,TiO2不影响NBR的降解温度。炭黑对NBR降解过程分子结构的变化没有产生本质的改变,但因减弱了分子链间的作用力,不利于—C≡N键的分子间交联,促进了其环化反应。

TiO_2-ZnO光催化剂对AB5型储氢合金电化学性能的影响

采用溶胶凝胶自燃烧法合成TiO2-ZnO光催化剂,采用XRD和SEM对其形貌结构进行表征,并将其修饰于AB5型储氢合金,制备成催化剂含量(质量分数)为10%和20%的2种光催化储氢合金电极(TZMH电极)。通过恒电流充放电、交流阻抗及阶跃电位测试研究TiO2-ZnO对AB5型储氢合金电极电化学性能的影响。研究结果表明:TiO2-ZnO催化剂成分为ZnO及ZnTiO3,平均粒径约20 nm;相对于AB5合金电极,TZMH电极活化性能和电化学容量略有下降,AB5合金电极初始活化容量为321 mA.h.g-1,10%TZMH电极和20%TZMH电极分别降至300.8 mA.h.g-1和292.9 mA.h.g-1;循环性能得到提高,AB5合金电极、10%TZMH电极和20%TZMH电极以1 C倍率循环100次的容量保持率分别为66.2%,80.0%和83.9%;10%TZMH电极紫外光照射时电荷转移电阻明显小于未受光照时的电阻,阶跃电位测试的响应电流大于未受光照时的响应电流。

Cu^(2+)、Ag^+掺杂改性TiO_2固体超强酸的制备及光催化降解偏二甲肼废水研究

采用溶胶–凝胶法制备了SO42–/TiO2–Cu2+和SO42–/TiO2–Ag+2种固体超强酸催化剂,并用电子显微镜、X射线衍射仪等对制备的催化剂进行了表征。实验考察了2种催化剂体系光催化降解偏二甲肼(UDMH)废水的效果和主要影响因素。实验结果表明,固体超强酸SO42–/TiO2–Cu2+光催化降解UDMH废水比SO42–/TiO2–Ag+体系的降解效果更好。在最优反应条件溶液pH=7~8,SO42–/TiO2–Cu2+投加量为0.1 g/L下,初始浓度400 mg/L的UDMH废水,在磁力搅拌模拟超重力条件下反应30 min后,UDMH的降解率达到了96%以上。

混合碳四在SO_4^(2-)/TiO_2/HZSM-5上低温芳构化研究

考察了反应温度和反应时间对混合碳四在SO42-/TiO2/HZSM-5催化剂上芳构化反应的影响。结果表明,低温时主要为齐聚产物,随温度升高,BTX和芳烃的选择性和收率随之增加,但催化剂失活加快,优化的反应温度为360℃;同ZnN i/HZSM-5催化剂相比,要达到相同的BTX和芳烃收率,SO42-/TiO2/HZSM-5催化剂可使反应温度降低150℃左右。讨论了混合碳四在SO42-/TiO2/HZSM-5上的芳构化机理。

TiO_2-Ag_2O复合纳米纤维烟气脱汞实验研究

使用静电纺丝法制备TiO2及TiO2-Ag2O纳米纤维,脱除模拟烟气中的汞元素.对纳米纤维进行了XRD,SEM,EDX,UV-Vis及BET检测.研究了不同光照条件下Ag2O的掺杂比和循环次数对脱汞的影响,分析了TiO2-Ag2O的脱汞机理.结果表明:TiO2-Ag2O纳米纤维为锐钛矿相,纤维直径在200nm左右.与纯TiO2相比,TiO2-Ag2O的吸光范围增大,对可见光的利用率提高,并且随着Ag2O掺杂量的增加纤维对光的吸收也逐渐增强.TiO2-Ag2O纳米纤维在无光、可见光及紫外光下的脱汞率均达到95%以上.合成的复合纳米纤维脱汞性能稳定,到第8次循环时脱汞率仍保持在95%以上.TiO2-Ag2O脱汞的机理可为银与汞通过汞齐化作用形成银汞合金.