以工业级锐钛型TiO_2为载体V_2O_5-WO_3型催化剂脱氮性能试验研究

为降低脱氮催化剂成本,以工业级锐钛型TiO2为载体,制备V2O5-WO3/TiO2型烟气脱氮催化剂,在自制催化反应器中测试其活性,研究反应温度、空速比、O2浓度、NO浓度、NH3/NO比及V2O5含量等对NO、NO2和N2O转化的影响,采用BET、FT-IR、SEM和XRD等进行微观表征,并与商业催化剂进行比较。结果表明以工业级锐钛型TiO2为载体的催化剂成本较低,在电站锅炉对于脱氮要求不太高的场合还是可行的。

纳米锐钛型TiO2催化超声降解甲基对硫磷农药的研究

采用高温活化处理过的纳米锐钛型TiO2 为催化剂,研究了各种因素对有机磷农药的代表性化合物———甲基对硫磷超声降解反应的影响.结果表明,在纳米锐钛型TiO2 的作用下,甲基对硫磷的超声降解效果明显优于单纯使用超声的降解.降解过程符合一级动力学反应.在超声波频率40kHz,输出功率5 0W ,催化剂用量10 0 0mg·L- 1 ,pH为5 0 0 ,温度为2 0℃,甲基对硫磷水溶液初始浓度5 0mg·L- 1 的条件下,5 0min时的降解率即可达到95 %以上.

普通锐钛型TiO_2催化超声降解十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的研究

十二烷基苯磺酸钠(SDBS)是一种具有代表性的阴离子表面活性剂,由于大量的使用而成为环境污染的主要污染源之一.采用锐钛型TiO2作催化剂,使用低功率超声波降解水中的SDBS.同时也考察了SDBS溶液的初始质量浓度,TiO2催化剂的加入量,溶液初始pH,反应温度,超声波的频率和功率等因素对降解率的影响.在SDBS水溶液初始质量浓度为50.00 mg/L,锐钛型TiO2催化剂用量为1 000 mg/L,超声频率40 kHz,超声功率50 W,温度40℃,pH为3.00的条件下,通过导数分光光度法测定发现SDBS在300 min内几乎全部降解.反应动力学研究显示,SDBS超声降解为一级反应.

纳米锐钛型TiO_2催化超声降解SDBS溶液

十二烷基苯磺酸钠(SDBS)是一种具有代表性的表面活性剂,由于大量的使用而成为环境污染的主要污染源之一。本文采用纳米锐钛型TiO2作催化剂,使用低功率超声降解水中的SDBS。同时也考察了SDBS溶液的初始浓度、TiO2催化剂的加入量、溶液初始pH值、反应温度、超声波的频率和功率以及TiO2催化剂的使用次数等因素对降解率的影响。在SDBS水溶液初始浓度50.00mg/L,纳米锐钛型TiO2催化剂用量为750mg/L,超声波频率40kHz,输出功率50W,温度40℃,pH为3.00的条件下,通过导数分光光度法测定,120min内几乎全部降解。反应动力学研究显示,SDBS超声降解为一级反应。可见纳米锐钛型TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景。

不同纳米级锐钛型TiO_2的V_2O_5基催化剂脱氮性能

以2种不同纳米级锐钛型TiO2为载体负载V2O5和WO3制备得到脱氮催化剂H和Z,在自制固定床反应器中测试其DeNOx活性,结果表明,催化剂H的活性比催化剂Z低得多.利用XRD、BET、FT-IR和SEM等手段对2种催化剂进行比较,BET表面积虽然会对DeNOx活性产生一定的影响,但催化剂H主要因为活性物质V2O5和载体TiO2发生反应,生成V3Ti6O17,导致其DeNOx活性大幅下降,而在催化剂Z中TiO2仍然保持锐钛型,未与V2O5发生反应.

Ni-P-TiO_2(锐钛型)纳米化学复合镀及其耐蚀性能

采用腐蚀失重法、磁力测厚法和电化学方法,研究了镀液组分、pH值、温度、搅拌速度、时间和纳米TiO2(锐钛型)含量等对Ni-P-TiO2(锐钛型)纳米化学复合镀镀层沉积速度、腐蚀速度、点蚀电位的影响,得出Ni-P-TiO2(锐钛型)纳米化学复合镀的合理工艺配方:硫酸镍10 g/400 ml,次亚磷酸钠10 g/400 ml,乙酸钠6 g/400 ml,硼酸6 g/400 ml;1 h;pH值5.0;80℃;100 r/min;纳米TiO2(锐钛型)3 g/400 ml。试验结果表明,在中性盐介质中,Ni-P-纳米TiO2(锐钛型)镀层的耐蚀性能比Ni-P镀层提高8倍。但是在碱性、酸性介质中,Ni-P-纳米TiO2(锐钛型)镀层的耐蚀性能略低于Ni-P镀层。

用自制的锐钛型掺杂TiO_2对苯酚进行可见光催化降解

采用水热法制备的锐钛型掺铁TiO2在可见光照射下对有机污染物苯酚进行光催化降解,着重研究苯酚溶液的浓度、pH、TiO2掺铁量、TiO2用量、反应时间等因素的影响。结果表明,在苯酚溶液初始质量浓度为80 mg/L、pH=4、TiO2掺铁量0.02%(摩尔数分数)、TiO2的质量浓度为20 g/L、室温20℃下可见光照射反应40 min,苯酚的降解率达到94.14%。

锐钛型掺铁TiO_2可见光催化降解苯胺的研究

为了研究掺铁TiO2对苯胺的光催化降解效果,以硫酸钛为原料采用水热法制备了锐钛型掺铁TiO2粉末,确定了它在可见光照射下对苯胺溶液的催化降解工艺条件。结果表明,在如下最佳条件下:苯胺初始质量浓度(0)为50 mg/L,溶液pH=7,掺铁0.2%(摩尔分数)的锐钛型TiO2的质量浓度为1.0 g/L,室温(17℃)下可见光照射反应1 h,苯胺的降解率达到71.46%。

纳米锐钛型TiO_2光电催化降解模拟印染废水的研究

纳米锐钛型TiO2催化降解印染废水具有明显优势。笔者以亚甲基蓝模拟印染生产废水作为光电催化降解研究对象,探讨了其协同性和反应动力学特征,考察了光电催化体系中溶液的电解质、电流强度、pH值、辅助试剂对处理效果的影响,确定了最佳反应条件,取得了较好降解效果,并用活性艳红X-3B模拟废水进行了验证,为该技术的实际工业应用提供了有价值的参考。

Pt掺杂锐钛矿型TiO_2电子结构和光学性质第一性原理研究

为了研究Pt掺杂对锐钛矿型TiO2电子结构和光学性质的影响,本文采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,对未掺杂和Pt掺杂锐钛矿型TiO2的电子结构和光学性质做第一性原理计算。得到了掺杂前后的晶格结构常数、结合能电子态密度分布、能带结构、介电函数虚部、光吸收系数等性质,定性地分析了掺杂前后能带结构和光学性质的变化。研究结果表明,Pt掺杂锐钛矿型TiO2带隙中能产生新的能带,而且能带位置明显下移,掺杂后不但能使TiO2的吸收带产生红移,而且在可见光区具有较大的吸收系数,表现出较高的光催化活性,理论与实验基本吻合。

从钛酸盐制备介孔锐钛/金红石型双晶TiO_2及其光催化性能

以二钛酸钾(K2Ti2O5)经离子交换得到的二钛酸(H2Ti2O5.xH2O)为原料,与NH4Cl-HCl溶液在150℃进行水热反应,制备出介孔锐钛/金红石型双晶TiO2。通过X线衍射仪(XRD),场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、低温N2吸附-脱附以及紫外拉曼等对试样进行表征,并考察TiO2光催化剂降解甲基橙的活性及其稳定性。结果表明:金红石质量分数为22.6%时的介孔双晶TiO2的活性最高,是商业纳米TiO2(A91)的2.6倍,并与商用TiO2催化剂P25的活性相当。此外,介孔双晶TiO2经10次循环使用后,活性为新鲜催化剂的92%,其具备的微米尺寸形貌更容易回收再利用,具有潜在的工业应用价值。

纯钛表面TiO_2多孔膜的制备及其晶型研究

以硫酸为电解液, 纯钛(TA1)为阳极, 铜片为阴极, 以恒压和恒流阳极氧化方式在钛表面直接获得锐钛型和金红石型TiO2 多孔膜。采用X射线衍射仪对覆在钛基体上的阳极氧化膜进行了结构分析, 研究了电压、硫酸浓度、阳极氧化时间和电流密度对TiO2 多孔膜晶型的影响, 并讨论了其形成机理。结果表明: 在0.5 mol/L硫酸溶液中, 恒压(≥80 V)或恒流(≥0.6 A)时出现锐钛相TiO2; 恒压(≥100 V)1 min时即可出现锐钛相 TiO2; 恒压(≥150 V)或恒流(≥0.8 A)时出现金红石相TiO2。

水热法制备板钛矿型TiO_2纳米材料

0.15mol/L TiCl3的饱和NaCl水溶液加添加剂尿素(尿素/Ti3+摩尔比为1∶10)用水热法170℃下反应4h在玻璃基板上制备了TiO2纳米材料(粉末和薄膜),SEM和XRD技术表征结果说明,生成的TiO2为板钛矿型晶体,TiO2粉末是由TiO2纳米棒自组装成的微米球,薄膜则是大面积纳米棒阵列形成。探索了制备TiO2纳米材料的最优条件,并讨论了反应机理。

纯钛表面TiO_2纳米管结合Ⅰ型胶原促进成骨细胞黏附和骨结合

背景:有研究报道,单纯纳米管改性的钛种植体表面可促进体外成骨细胞的黏附、增殖、分化,胶原涂层也具有增强成骨细胞黏附和体内骨结合的作用。目的:在纯钛表面制备TiO_2纳米管结构表层并结合Ⅰ型胶原,观察改性后的纯钛表面对体外成骨细胞黏附和体内骨结合的影响。方法:采用阳极氧化处理在纯钛表面制备TiO_2纳米管涂层,并结合Ⅰ型胶原,采用扫描电镜观察、接触角测定对纯钛(纯钛组)、TiO_2纳米管(纳米管组)和TiO_2纳米管结合Ⅰ型胶原(胶原/纳米管组)3种表面进行表征。将MC3T3-E1小鼠前成骨细胞株分别接种于3组材料上,培养4h后,利用扫描电镜观察细胞黏附形态,倒置荧光显微镜观察细胞黏附计数,激光共聚焦显微镜观察细胞骨架与黏附斑蛋白表达,实时荧光定量PCR分析黏附斑蛋白与护骨素基因表达。将3组试样分别植入SD大鼠(中国医学科学院放射医学研究所实验动物中心提供)胫骨内,4周后取胫骨标本,分别进行生物力学推出实验与组织学观察。结果与结论:①扫描电镜显示,纯钛表面仅可见机械打磨的划痕;纳米管组表面形成了可控、均一的垂直排列的纳米管状结构,管径约70 nm;胶原/纳米管组表面纳米管结构周围可见胶原附着,封闭了部分管口;②胶原/纳米管组的亲水性大于纳米管组、纯钛组(P<0.05);③与纯钛组、纳米管组比较,胶原/纳米管组成骨细胞黏附数目增加(P <0.05),细胞伸展完全,骨架结构明显,黏附斑蛋白表达强度高(P <0.05),黏附斑蛋白和护骨素基因表达升高(P <0.05);④动物体内植入实验显示,胶原/纳米管组最大推出力显著高于纯钛组、纳米管组(P<0.05);苏木精-伊红染色显示,纯钛组种植体周围骨质较少,可见较多的纤维结缔组织;纳米管组种植体周围新生骨较多,纤维结缔组织较少;胶原/纳米管组种植体周围形成结构致密的新生骨,仅残留菲薄的纤维结缔组织;⑤结果表明,纯钛表面TiO_2纳米管结合Ⅰ型胶原的新型改性方法,可有效增强体外成骨细胞的黏附,促进体内骨结合。

TiO2纳米管晶型对钛生物活性的影响

利用阳极氧化法在HF电解液体系中制备了高有序TiO2纳米管。样品分别在400和600℃下热处理后,得到锐钛矿和金红石两种晶型的TiO2纳米管。对样品进行了表征,将样品浸泡于模拟体液中,观察表面HA沉积情况,并进行体外细胞毒性实验以探讨样品的生物相容性。结果发现,400和600℃退火处理的纳米管样品生物活性高于未退火处理样品,400℃退火处理纳米管活性高于600℃退火处理纳米管。由于不同后处理条件下制备的纳米管形貌相似,仅为晶型不同,故推断出锐钛矿型TiO2生物活性最好,金红石型TiO2次之,无定型TiO2生物活性相对最差。

转晶对纳米锐钛TiO_2光催化活性的影响

加热处理纳米锐钛TiO2使其发生转晶,因而得到一种利用可见光激发的光催化剂,并对此催化剂用X射线衍射,红外吸收,紫外可见吸收等方法进行了表征.用该方法得到的TiO2为催化剂,进行可见光催化降解酸性红B的研究.结果表明,随着加热温度的升高,TiO2转晶比例逐渐增大,温度升到1 000℃,全部锐钛型转变成金红石型TiO2,但TiO2在500℃下加热30 min催化活性最高,酸性红B的光降解效果明显优于单独使用纳米锐钛型、纳米金红石型TiO2和按照转晶的比率混合的锐钛型和金红石型TiO2.这种显著提高的光催化作用归因于加热所形成的特殊锐钛-金红石界面耦合状态,导致光生电子从金红石相转移到锐钛相,避免了电子-空穴对的复合.

锐钛矿相纳米TiO_2的拉曼光谱表征及光催化活性的研究

为了研究锐钛矿型纳米TiO2光催化活性,本文以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶—凝胶法制备了纯锐钛矿型TiO2纳米粉体及不同金属离子掺杂的锐钛矿型TiO2纳米粉体,采用XRD、Raman光谱对纳米TiO2进行了表征,考察了不同金属离子掺杂对TiO2光催化降解甲基橙活性的影响。结果表明:不同离子掺杂后的TiO2与纯TiO2相比,拉曼谱峰强度降低,平均粒径变小,光催化活性提高。

水热法制备板钛矿型TiO_2纳米颗粒及其表征

采用水热法成功合成板钛矿型TiO2纳米颗粒。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、拉曼光谱仪、激光粒度分析仪对样品进行分析表征,结果表明TiO2纳米颗粒为棒状,直径约为10nm,长度约为100nm。发现所合成的样品随着反应时间,其长度有明显的增加,而直径没有明显的变化。

锐钛纳米TiO2制备及表面性质测定

以TiCl4为原料,加入硫酸盐作为添加剂,采用沸腾回流强迫水解法成功地制备了粒度小、粒径分布窄的锐钛型纳米TiO2,用粒度分布仪、透射电子显微镜、X射线衍射计检测了产物形貌、粒径及晶型。同时,采用接触角测量仪、Zeta电位仪、分光光度计等对样品表面性能进行测定。结果表明,通过控制浆液和SO24-离子的浓度,加入分散剂六偏磷酸钠,选择适宜的固液比及pH值等因素,可得到粒度分布窄、在水中分散均匀的锐钛纳米TiO2,为纳米TiO2的有机修饰做好必要的前期准备。

不同晶型二氧化钛(TiO_2)催化超声波损伤脱氧核糖核酸(DNA)的研究

利用紫外-可见(UV-Vis)光谱和荧光光谱研究了二氧化钛(TiO2)催化超声波照射对脱氧核糖核酸(DNA)的损伤作用,同时对金红石型和锐钛矿型TiO2催化性能进行了比较。此外,还探讨了超声波照射时间,TiO2加入量,溶液酸度,超声波功率和离子的种类及强度等因素对DNA损伤的影响。结果表明,金红石型TiO2的催化效果明显好于锐钛矿型TiO2。在一定条件下,DNA的损伤程度随着超声波照射时间,功率和TiO2加入量的增加而增大,随着溶液酸度的增加而减少。而离子的种类和强度对DNA的损伤作用则表现出不同的影响。这一结果对TiO2催化超声波照射治疗肿瘤应用于临床肯有一定的意义。