纳米TiO_2光催化剂负载技术研究

纳米TiO2 光催化剂在废水处理、空气净化等环保领域具有诱人的应用前景 ,将其负载于一定的载体上 ,并设计出高效的光反应器是其实用化的关键之一。本文对纳米TiO2 光催化剂负载所用载体、固定方法及其效果。

负载贵金属光催化剂的光催化活性研究

在注入V离子的二氧化钛光催化剂上负载贵金属,制备了在可见光照射下具有高光催化活性的功能型光催化剂,研究在可见光和太阳光照射下丙炔的光催化水解反应,利用这些改性的二氧化钛构筑太阳能到化学能的转换系统.研究结果发现了V/Pt光催化剂在丙炔和水的光催化水解反应中,由于贵金属的存在,有利于促进发生加氢反应;导致丙烯的生成量增加.在可见光下的光催化活性也和负裁贵金属所处的氧化状态有着密切的关系,贵金属完全被还原到0价是提高光催化活性的必要条件。

坡缕石负载ZnO/SnO_2光催化剂的制备及光催化性能研究

采用共沉淀法制备了负载型复合光催化剂ZnO/SnO2/PG,运用FT-IR,XRD,TG,UV-Vis等多种表征手段对该光催化剂的结构、热稳定性及光谱性质进行了分析,同时利用太阳光对水溶液中亚甲基兰的降解实验对催化剂的光催化性能进行了评价.结果表明,坡缕石负载的复合光催化剂有很好的热稳定性和较高的光催化活性,120 min内对亚甲基兰去除率达到95%以上,降解反应符合一级反应动力学特性.

负载型光催化剂降解有机废水的研究进展

光催化技术应用于有机废水处理具有广阔的前景,负载型光催化剂以其独特的优点日益受到人们的关注,因此,在简述普通未负载光催化剂降解有机废水的基础上,重点讨论负载型TiO2光催化剂的制备及应用。

TiO_2/活性炭负载型光催化剂的溶胶-凝胶法合成及表征

以钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法在多孔活性炭(AC)表面合成TiO2前驱体,在氮气保护下程序升温处理制得TiO2/AC负载型光催化剂.采用X射线衍射、漫反射光谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、能量色散谱和低温液氮吸附等对光催化剂晶相结构、光谱特征及表面结构进行了表征.结果表明,AC可提高TiO2分散性能,降低TiO2团聚体的尺寸,并抑制其由锐钛矿相向金红石相的转变.TiO2与AC接触界面处有Ti-O-C键生成.另外,AC的含量对TiO2的能阈结构和晶粒大小影响不大.苯酚溶液的光催化降解测试结果表明,AC负载可为TiO2提供高浓度反应环境,适宜量的负载可显著提高TiO2对有机稀溶液的光催化降解活性.对于50mg/L苯酚的光催化降解,AC的质量分数分别为5%,9%和11%时催化剂协同系数分别为1.1,1.5和1.3.循环使用7次后,AC含量为9%的催化剂对苯酚的降解率仍达95.84%.

负载型光催化剂的失活研究

考察了TiO2光催化剂降解亚甲基蓝时,pH值、TiO2预处理、制备条件及反应操作方式等对光催化剂稳定性的影响,对以玻璃弹簧为载体,采用浸涂-烧结法制备的纳米TiO2负载型光催化剂的失活现象进行了初步研究。结果表明:反应副产物在光催化剂表面的强吸附或积累是造成光催化剂失活的主要原因,并且在碱性条件下失活进一步加剧。

新颖负载型光催化剂的开发

以新颖玻璃弹簧填料为载体 ,采用浸渍 -烧结法制备负载型纳米 Ti O2 光催化剂。通过光在不同填充床中的分布测定结果 ,表明光在该光催化剂床层中的传递距离比玻璃珠载体长 8倍 ,比0 .5 % P2 5悬浮液中的传递距离长 2 8倍。该负载型光催化剂具有光辐射分布较均匀、光照射表面积与体积比高等优点 。

负载型TiO2光催化剂的制备及光催化活性研究

目的研究TiO2的光催化活性，制备可悬浮的负载型TiO2光催化剂，并以活性艳红X-3B有机染料为降解对象来检验光催化剂的光催化活性．方法以钛酸正四丁酯为前躯体、无水乙醇为溶剂、以粒径2～3mm粗孔硅胶微球为载体，用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂．以20W（λ=253.7nm）紫外线杀菌灯为光源，采用自制反应器进行光催化氧化试验．通过试验研究分析如负载型TiO2光催化剂无水乙醇和硝酸的投加量、镀膜次数、煅烧温度等因素对光催化降解效果的影响，结果镀膜5次、煅烧温度为450℃制成的催化剂对活性艳红X-3B染料废水有较好的去除效果，当废水初始浓度50mg／L，调节pH为3左右，催化剂的投加量为10g／L，反应2h，脱色率96％以上．结论用溶胶-凝胶法制备负载型Ti02光催化剂具有较好的光催化活性，且克服了粉末状TiO2难回收、易流失的缺点，

改性膨润土负载TiO_2光催化剂处理含酚废水的研究

以钛酸四丁酯和乙醇为原料,采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备以改性膨润土为载体的负载型TiO2光催化剂,通过自行设计的光催化反应器考查了焙烧温度、焙烧时间、光催化剂用量、酸化时间、通气量及双氧水浓度等因素对光催化剂降解苯酚废水性能的影响,确定了制备改性膨润土负载TiO2光催化剂的最佳实验条件。实验结果表明:膨润土/TiO2对苯酚废水的光催化降解率可达80%。

TiO_2/AC负载型光催化剂的制备及光催化性能的研究

利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),对溶胶-凝胶法中不同煅烧温度条件下合成的TiO2/AC负载型光催化剂的表面形貌、分布均匀性、粒径大小及晶型等进行了表征;通过亚甲基蓝溶液光催化降解试验,对TiO2/AC负载型光催化剂的催化性能进行了测试.结果表明,经400℃煅烧制备而成的TiO2/AC负载型光催化剂的表面TiO2纳米粒子分布均匀、无明显的团聚现象,在紫外光灯的照射下对亚甲基蓝的降解率在2 h内可达68.30%,经6次重复使用后其催化降解率仍能达到60%以上,表明该催化剂具有良好、稳定的催化性能和较高的循环利用价值.

制备条件对新颖负载型TiO_2光催化剂活性的影响

开发新颖玻璃弹簧填料型载体 ,采用浸渍 -烧结法制备纳米 Ti O2 负载型光催化剂 ,研究不同制备条件对其催化活性的影响。结果表明 ,该负载型催化剂较佳制备条件为 :P2 5 Ti O2 浸渍浆料浓度为 0 .5 % ,浸渍次数为 5次 ,焙烧温度为 40 0°C、时间为 3 h。该负载型光催化剂具有高的光照射表面积 /体积比、空隙率很大、床层压降低 ,以及在催化剂填充空间光辐射分布较均匀 ,导致有效的光催化反应体积成倍增加的优点。

Fe_2O_3-TiO_2负载型光催化剂的制备和性能研究

采用溶胶—凝胶法制备了负载于玻璃的Fe2O3-TiO2复合光催化剂,并用染料酸性媒介红B的光催化降解反应对所得负载型光催化剂进行活性评价。试验表明,Fe2O3摩尔分数为3.9%,涂覆4层,在500℃煅烧2h的Fe2O3-TiO2复合光催化剂活性最高,反应1h后的降解率是使用纯TiO2的3倍多。所制光催化剂负载牢固,长时间使用活性没有降低。试验还发现,乙酰丙酮的加入可以抑制含Fe溶胶的聚沉。

负载型TiO_2光催化剂的制备及光催化活性研究

目的研究负载型TiO2光催化剂对有机染料的处理效果,确定其去除活性艳红X-3B废水的工艺条件.方法以钛酸正四丁酯为前躯体,无水乙醇为溶剂、以粒径2~3 mm粗孔硅胶微球为载体,用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂.以20W(λ=253.7 nm)紫外线杀菌灯为光源,采用自制反应器进行光催化氧化试验.通过试验研究分析了负载型TiO2光催化剂无水乙醇和硝酸的投加量、镀膜次数、煅烧温度等因素对光催化降解效果的影响.结果镀膜5次、煅烧温度为450℃制成的催化剂对活性艳红X-3B染料废水有较好的去除效果.当废水初始质量浓度为50 mg/L,调节pH为3左右,催化剂的投加量为10 g/L,反应2 h,脱色率96%以上.结论用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂具有较好的光催化活性且克服了粉末状TiO2难回收、易流失的缺点.

负载型纳米TiO_2光催化剂的结构表征

采用溶胶凝胶技术 ,以钛的醇盐为原料 ,通过在溶胶中加入正硅酸乙酯抑制TiO2 晶型的转变 ,制得了一种高光催化活性的具有混晶结构的纳米TiO2 光催化剂 ,并将其负载于硅胶载体。通过XRD研究了温度、正硅酸乙酯的加入量等对TiO2 相变过程的影响 ,并分析了这种相变的作用机理。用BET比表面仪、原子力显微镜、紫外 可见分光光度计对负载型TiO2

负载型TiO_2薄膜光催化剂降解亚甲基蓝

采用溶胶—凝胶法制备了玻璃负载的TiO2薄膜光催化剂,研究了该催化剂对亚甲基蓝溶液的光催化降解,考察了反应时间、水样的初始浓度、溶液的pH等对光催化降解效果的影响。

CdO-TiO_2负载型光催化剂降解染料酸性媒介红B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了负载于玻璃的C dO-TiO2复合光催化剂,并将其用于光催化降解染料酸性媒介红B。实验表明,n(Cd)/n(Ti)=0.04,涂覆5层,550℃煅烧0.5h的C dO-TiO2复合光催化剂活性最高,反应1h后的降解率是使用纯TiO2的3倍多。实验证明,该负载型光催化剂对染料酸性媒介红B的降解符合准一级动力学规律,常温(25℃)时反应的速率常数为0.0095m in-1,反应的活化能21.2kJ/m ol。

新型负载型光催化剂的制备及其光催化活性研究

以硝酸钙和磷酸为原料,采用均匀沉淀法制备了羟基磷灰石(HAP);以HAP为载体,采用浸渍—提拉法制得负载型光催化剂TiO2/HAP,并用其对酸性媒介红B进行光催化氧化实验;探讨了HAP煅烧温度和TiO2负载量对TiO2/HAP光催化活性的影响,并利用XRD、FT-IR和TEM对载体及TiO2/HAP催化剂进行了表征。实验结果表明,煅烧温度、TiO2负载量对HAP吸附性能及催化活性有较大的影响;TiO2/HAP的催化活性明显优于TiO2/玻片的催化活性。

负载型Li/CNTS-TiO_2光催化剂降解海洋柴油污染的研究及应用

为研发高效复合光催化剂降解海洋石油污染,采用溶胶-凝胶法成功制备Li/CNTS-TiO_2复合光催化剂,并在聚丙烯多面球上负载得到负载型Li/CNTS-TiO_2光催化剂,运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等技术对Li/CNTS-TiO_2光催化剂进行表征,在室外光照条件下,考察了催化剂负载量、反应时间、柴油初始浓度等因素对催化剂去除海水中柴油污染的影响,用正交试验法确定了负载型Li/CNTS-TiO_2光催化剂处理海洋柴油污染的优化条件,并利用自制的模拟海洋石油污染装置在室外条件下进行了较大规模的验证试验。结果表明:将2.0 g复合型Li/CNTS-TiO_2光催化剂负载于两个聚丙烯球上得到负载型Li/CNTSTiO_2光催化剂,当柴油初始浓度为100 mg/L、室外光照时间为4 h时,柴油去除率最高(91.87%);在自制模拟海洋石油污染装置条件下,负载型光催化剂可以连续使用且对初始浓度为10 mg/L的柴油光催化降解效果良好,降解率达到92.89%;负载型Li/CNTS-TiO_2光催化剂对初始浓度为100 mg/L的原油光催化降解率为99.72%。研究表明,Li/CNTS-TiO_2光催化剂为海洋柴油污染的处理提供了一种环境友好的途径。

载银光催化剂Ag-TiO_2合成及光催化性能

通过光化学沉积法合成了负载有贵金属银的高活性光催化剂Ag -TiO2 ,通过以亚甲基蓝为模型化合物对所制得的光催化剂的光催化活性进行评价 ,研究了制备过程中的主要因素对催化剂活性的影响。结果表明 ,当AgNO3的含量为 0 .1mol/L时 ,AgNO3 溶液用量为 7mL/gTiO2 ,AgNO3 与Na2 NO3 的溶液体积比为 2∶1,所合成的Ag -TiO2 光催化剂活性最高。在相同条件下 ,Ag -TiO2 对亚甲基蓝的降解速率是原料TiO2 的 8倍。

光催化剂载体及其固定化方法的研究进展

负载型光催化剂是将光催化剂负载固定于载体上而得到的一种复合型光催化材料。在参考近年来国内外光催化领域研究的基础上,对负载型光催化剂的载体的作用、选择的一般原则、常用载体的类型等进行了概述。从负载型光催化剂的负载固定的形式入手,重点综述了近年来光催化剂的负载固定化方法的研究进展,同时提出了目前负载型光催化剂研究的热点和发展趋势。