碳纳米管和纳米二氧化钛复合光催化剂处理海洋柴油污染的研究

利用溶胶凝胶法自制了碳纳米管和纳米二氧化钛的复合光催化剂,采用投射电子显微镜和X光衍射仪对粉体的粒径、物象、形貌和热稳定性等进行表征。通过研究光照条件、催化剂的投加量、油的初始浓度、催化剂制备的煅烧条件等因素,考察了自制碳纳米管和纳米二氧化钛的复合催化剂对降解模拟海洋柴油污染的海水去除率的影响。研究发现,在可见光照条件下,400℃煅烧2 h的复合催化剂,投加量为0.4 g/L、柴油的初始浓度为0.6 g/L、反应的光照时间为4 h时效果最好,去除率可达到67.65%。

表面修饰碳纳米管/二氧化钛复合光催化剂制备及催化活性研究

采用溶胶-凝胶法在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰的碳纳米管表面均匀沉积纳米级二氧化钛粒子制得复合光催化剂。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对复合光催化剂进行表征。结果表明,二氧化钛粒子是呈球形、团聚,随机沉积在未修饰碳纳米管任意表面,甚至部分碳纳米管表面是完全裸露的。经PVP修饰后的碳纳米管,二氧化钛纳米粒子均匀沉积在碳纳米管表面,二氧化钛为纯锐钛矿晶体结构,没有金红石和板钛矿相。表面修饰碳纳米管/二氧化钛复合光催化剂在紫外光照射下降解亚甲基蓝,相比纯的二氧化钛和碳纳米管/二氧化钛复合光催化剂,具有非常高的催化活性。

二氧化钛/碳纳米管复合光催化剂的制备及性能研究

以钛酸丁酯和多壁碳纳米管为原料,采用溶胶-凝胶法原位合成了二氧化钛/碳纳米管复合光催化剂。以甲基橙为目标降解物,研究了紫外光照射下不同碳纳米管含量对二氧化钛光催化降解性能的影响。运用X射线衍射和紫外-可见漫反射谱研究了光催化剂的晶型结构和吸光性能。结果表明:适量的碳纳米管能够有效提高二氧化钛的光催化活性,但过多将导致其活性降低;原位添加的碳纳米管没有影响二氧化钛的晶型结构,但会抑制其晶粒的生长;引入碳纳米管后二氧化钛在吸收边带发生了明显红移,增强了对可见光的吸收能力。

纳米二氧化钛复合凹土催化剂的制备和催化聚酯反应

制备了一种以锐钛矿型为主的混晶纳米二氧化钛,并将其均匀复合于纳米凹凸棒土(ATP)上,得到了一类纳米复合催化剂,对二氧化钛及复合催化剂分别进行了X射线衍射和透射电镜表征。利用催化聚酯反应对二氧化钛及多种复合催化剂的性能进行了评价,结果表明,与常规聚酯催化剂Sb2O3相比较,纳米二氧化钛可达到与Sb2O3相近的催化活性,但催化性能不稳定,聚酯产品b值较高;将二氧化钛与纳米凹凸棒土复合后,催化性能更加稳定,同时也改善了聚酯的色相,b值从14.05降为8.17。此外,讨论了复合催化剂对聚酯产品物化性能的影响,通过DSC、TGA等测试手段,发现复合催化剂制备的聚酯结晶温度升高,二甘醇含量和热降解性能与常规聚酯相近。

二氧化钛/硫化物纳米复合光催化剂的制备及表征

以硫酸钛为主要原料,用沉淀法在600℃下制备了TiO_2-CdS、TiO_2-NiS、TiO_2-ZnS的纳米复合物(每种硫化物掺杂摩尔比分别为5％、2.5％、0.5％、0.25％),用XRD、IR对产物结构进行了表征,并通过测定甲基橙的脱色速率,评价了所有样品的的光催化活性。实验结果表明:硫化物的不同掺杂量对产物结构的影响不大,这使得平行样的光催化活性无明显变化;不同的硫化物在同一掺杂量时,其光催化活性大小次序为TiO_2-ZnS>TiO_2-CdS>TiO_2-NiS。

纳米二氧化钛复合催化剂处理含铬废水

利用纳米TiO2复合催化剂进行了含铬废水的去除实验,并与纳米二氧化钛法进行了对比。结果表明,采用复合催化剂比单纯采用纳米二氧化钛的废水处理工艺好,复合催化剂可以循环使用,反应条件在pH值为2.5、光催化反应时间大于100min时效果更好,废水中铬离子的浓度对于降解率没有影响,只要反应时间足够,可以使降解率达到99.8%以上。

纳米二氧化钛光催化剂改性研究进展

详细论述了通过贵金属沉积、金属离子掺杂、表面光敏化、复合半导体等提高TiO2光催化剂活性的改性技术。

采用齐格勒-纳塔催化剂原位聚合制备反式聚异戊二烯/多壁碳纳米管/二氧化硅纳米复合材料

采用齐格勒-纳塔催化剂原位聚合制备了聚异戊二烯(TPI)/多壁碳纳米管(MWCNTs)/二氧化硅(SiO2)纳米复合材料。通过将钛系齐格勒-纳塔催化剂引入到MWCNTs/SiO2/氯化镁载体中,得到了纳米尺度的负载型催化剂体系,该催化剂中MWCNTs可以实现有效的分散,随着TPI聚合反应的进行,MWCNTs实现了在TPI纳米复合材料中的均匀分布且具有较强的界面作用。扫描电镜分析结果显示,在TPI基质中纳米级的MWCNTs可以实现良好的分散,且TPI分子链包覆在MWCNTs表面。通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和X射线衍射等手段研究了基质的分子结构,表明反式-1,4-结构摩尔分数可达99%。通过加入少量MWCNTs,TPI/MWCNTs/SiO2纳米复合材料的力学性能和电导率明显提高。

碳纳米管/纳米二氧化钛-聚苯胺载铂复合电极对葡萄糖的电催化氧化

采用循环伏安(CV)、微分脉冲伏安(DPV)和计时电位法研究了碳纳米管/纳米TiO2-聚苯胺膜载Pt(CNT/nanoTiO2-PAn-Pt)复合电极对葡萄糖的电催化氧化作用。结果表明,在碱性介质中CNT/nanoTiO2-PAn-Pt复合电极对葡萄糖的电氧化具有高催化活性。当葡萄糖浓度为1.25×10-2mol/L时,氧化峰电流密度达到32.8 mA/cm2,且有很高的灵敏度和稳定性;当葡萄糖浓度为1.0×10-5mol/L时,其响应电流密度为13.8mA/cm2。大电流氧化时未发生振荡现象,是葡萄糖传感器的高活性催化电极。

二氧化钛-碳纳米管复合材料的制备和光催化性能

利用水热法制备了分别掺杂负离子粉和二氧化硅的二氧化钛溶胶,并分别以活性炭、碳纳米管作为载体进行负载,制备得到二氧化钛-碳纳米管(TiO_2-CNTs)复合材料;通过XRD及SEM对样品进行了表征;并以甲基橙为目标降解物评价了复合材料的光催化性能。XRD结果表明虽然负载体二氧化钛的峰的一致的;SEM的结果表明CNTs负载的TiO_2复合催化剂其晶粒尺寸变小,其中掺杂改性的TiO_2催化剂粒径更小。光催化降解实验结果表明碳纳米管作为载体所制复合材料光催化性能优于活性炭负载的。掺杂改性的TiO_2催化剂对甲基橙的光催化降解性能优于纯TiO_2催化剂,而掺杂二氧化硅的二氧化钛光催化性能优于掺杂负离子粉的。

碳纳米管-二氧化钛纳米复合材料的制备、表征及其光催化性能

为了提高二氧化钛在可见光下的光催化活性,本文采用溶胶—凝胶溶剂热法制备不同负载量的碳纳米管—二氧化钛(CNTs-Ti O)纳米复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)2、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)等对该复合材料形貌和晶型的结构进行表征;对比CNTs-Ti O2和市售Ti O(P25)UV-vis2图谱,结果显示P25只能吸收单一的紫外光,而CNTs-Ti O2则在紫外和可见光下均有良好的光吸收性,并且随着CNTs含量的增加,CNTs-Ti O2对光的吸收性能越好;采用降解亚甲基蓝(MB)溶液研究CNTs-Ti O2的光催化活性,实验结果表明CNTs-Ti O2在可见光下具有良好的光催化性能。上述结果表明可以将CNTs-Ti O2纳米复合材料应用于降解工业废水污染物。

介孔金属氧化物／大孔二氧化钛纳米管阵列复合光催化剂及其制备方法

该发明涉及一种介孔金属氧化物／大孔二氧化钛纳米管阵列复合光催化剂及其制备方法。该催化剂以垂直附着于金属钛板的大孔二氧化钛纳米管阵列为载体，其中填充有介孔金属氧化物，其填充度为10％～100％（体积分数）。该发明在引入介孔金属氧化物的同时，

粉煤灰微珠负载纳米二氧化钛复合光催化剂的制备方法

本发明提出了一种粉煤灰微珠负载改性纳米二氧化钛复合光催化剂的制备方法，包括以下步骤：1）粉煤灰微珠的活化预处理；2）纳米TiO2的负载，将步骤1）得到的活化后的粉煤灰微珠溶于蒸馏水中．得到微珠悬浮液．向微珠悬浮液中添加阳离子表面活性剂．然后滴加硫酸氧钛溶液．

二氧化钛/碳纳米管复合纳米材料的制备和表征

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,分别制备了二氧化钛/碳纳米管(TiO2/CNT)复合纳米膜电极和TiO2/CNT复合纳米粉体材料.利用UV-Vis,EIS等方法对复合纳米膜电极进行了表征,利用SEM对TiO2/CNT复合纳米粉体材料进行了观察,并测定了该材料对甲基橙光降解的催化活性.结果表明,复合TiO2/CNT纳米材料比单独TiO2纳米材料具有更高的化学活性.

碳纳米管-二氧化钛光催化降解普萘洛尔

水环境中普萘洛尔残留会对水产食品安全造成危害,并通过食物链威胁人体健康,因此需采取有效的方法去除普萘洛尔。本实验以碳纳米管-二氧化钛纳米复合材料(MWCNTs-TiO2)为光催化剂,对普萘洛尔溶液进行光催化降解研究,在最佳实验条件:普萘洛尔质量浓度20mg/L、溶液初始pH值为7、10%MWCNTs-TiO2光催化剂加入量2.0g/L时,紫外光照射180min普萘洛尔的降解率达到95%。并对普萘洛尔的降解机理进行初步探讨,结果表明MWCNT-TiO2降解普萘洛尔主要发生·OH氧化反应,从而达到有效降解普萘洛尔的效果。

二氧化钛/多壁碳纳米管/聚芳醚腈三元复合材料的介电性能

通过溶剂流延成膜法配合超声辅助分散制备一种二氧化钛/多壁碳纳米管/聚芳醚腈(TiO2/MWCNT/PEN)三组分复合材料薄膜。对纯PEN薄膜和TiO2/MWCNT/PEN三组分复合材料薄膜的脆断面形貌进行表征,对比分析了TiO2/PEN二组分复合材料薄膜、MWCNT/PEN二组分复合材料薄膜以及TiO2/MWCNT/PEN三组分复合材料薄膜在50 Hz^100 kHz频率内的介电性能。结果表明:超声分散技术使TiO2和MWCNT在PEN基体中分散均匀;同时加入20%TiO2和3%MWCNT的TiO2/MWCNT/PEN复合材料薄膜的介电常数达到26(50Hz),说明这两种填料对复合材料介电常数的提高有协同作用。

复合光催化剂(TiO_2/多壁碳纳米管)制备工艺条件对甲基橙光催化降解动力学的影响

采用溶胶-凝胶法在不同条件下制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)负载纳米TiO2的复合光催化剂(TiO2/MWCNTs).以偶氮类染料甲基橙为模拟污染物,研究不同制备工艺参数的复合光催化剂对甲基橙的光催化降解动力学的影响.对TiO2/MWCNTs的表征结果表明,纳米TiO2较好地分散在多壁碳纳米管表面;随着温度的升高,复合光催化剂中纳米TiO2的晶型由锐钛矿型逐渐向金红石型转变,500℃时为两种晶型的混合相.进一步研究表明,催化剂和紫外光是甲基橙光催化降解的必要条件;甲基橙光催化降解反应遵循一级反应动力学,在焙烧温度500℃、焙烧时间3h、聚苯乙烯磺酸钠投加量为5g.L-1及多壁碳纳米管投加量为1.5%的条件下制备的复合光催化剂光催化降解甲基橙速率最快,其光催化反应速率常数为0.0073 min-1.

纳米NiO/碳纳米管复合催化剂的制备

以碳纳米管(CNTs)为载体,采用化学沉淀法制备了纳米NiO/CNTs复合催化剂;按正交设计进行实验,考察了搅拌转速、NaOH溶液浓度、NaOH溶液的滴加速率和反应温度对催化剂制备的影响,得到最佳的制备条件:搅拌转速150r/min、NaOH溶液浓度0.1mol/L、滴加速率5.0mL/min、反应温度40℃。对在最佳条件下制备的纳米NiO/CNTs复合催化剂进行了X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱和BET比表面积分析。分析结果表明,纳米NiO/CNTs复合催化剂中纳米NiO结晶好、均匀沉积在CNTs载体上,由于CNTs的载体支撑作用,减少了纳米NiO的团聚,使其保持了较小的粒径,且增大了比表面积。

碳纳米管-二氧化钛纳米复合材料的合成及纳米流体驱油实验

为了同时利用(类)金属氧化物和碳纳米材料在提高采收率方面的作用,合成了碳纳米管-二氧化钛(CNT-TiO_(2))纳米复合材料,用接触角、界面张力和乳液稳定性等评价其性能,通过玻璃刻蚀模型驱油实验评估CNT-TiO_(2)纳米流体驱油效果。合成的CNT-TiO_(2)纳米复合材料由二氧化钛基体和碳纳米管增强相组成,二氧化钛为主要的结晶相,二氧化钛纳米颗粒覆盖在碳纳米管上。CNT-TiO_(2)能够将岩石的润湿性从油湿变为水湿,并降低油水界面张力。CNT-TiO_(2)可提高Pickering乳液的稳定性,在90℃条件下形成的乳液仍能保持稳定;NaCl质量分数高达2%时,配制的乳液在静置7 d后仍保持稳定。驱油实验结果显示,CNT-TiO_(2)纳米流体提高采收率效果较好。

多壁碳纳米管结构对复合光催化剂催化效果的影响

采用溶胶-凝胶法制备了多壁碳纳米管负载纳米TiO2的复合光催化剂（TiO2/MWCNTs）,以偶氮类染料甲基橙为目标污染物,在自制的光催化反应器上进行了光催化降解反应实验。主要研究同一甲基橙初始浓度（C0）下,多壁碳纳米管不同管长和管径对复合光催化剂催化效果的影响。结果表明：该降解反应可用一级反应动力学方程描述,反应速率常数k随着多壁碳纳米管管长和管径的增大而增大;与纯纳米TiO2相比,复合光催化剂对甲基橙的降解率提高了6%-18%,反应速率常数为前者的1.19-2.11倍;采用复合光催化剂的甲基橙光降解溶液自行沉降分离效果较好,静止沉降60m in后达到沉降平衡,剩余浊度为8.5 NTU,下降了90.6%。