表面修饰多壁碳纳米管负载二氧化钛的制备及催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换反应的性能(英文)

制备了表面修饰多壁碳纳米管负载TiO2的催化剂,并将其应用于碳酸二甲酯与苯酚的酯交换反应.采用X射线电子能谱、透射电子显微镜、低温N2吸附-脱附和X射线衍射等对催化剂进行了表征.结果表明,以低浓度的氨水(0.4%)代替去离子水作为沉淀剂时,制备的催化剂显示出更好的催化活性、分离性与重复使用性.考察了TiO2负载量、催化剂用量及反应时间对反应性能的影响.在最佳反应条件下,苯酚转化率为42.5%,碳酸甲苯酯与碳酸二苯酯的总选择性达到99.9%以上.经过4次重复使用后,催化剂的活性略有下降.

碳纳米管负载二氧化钛的制备及其对甲基橙的光催化降解

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,羧基化多壁碳纳米管(oCNTs)为载体,乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,成功制备了TiO_2纳米粒子负载碳纳米管的复合光催化剂(TiO_2/o CNTs).通过XRD、TEM、UV等测试手段对复合材料进行了表征.结果表明:经450℃煅烧3 h后制备的TiO_2/o CNTs复合体系中,纳米TiO_2呈现锐钛矿且均匀包覆在碳纳米管表面.o CNTs的存在能够有效改变复合材料的表面性质,以实现TiO_2对紫外光的敏感性.当TiO_2和o CNTs的质量比为1∶0.03、TiO_2/3%o CNTs催化剂使用量为0.8 g/L时,对20 mg/L甲基橙溶液紫外灯照射1 h,甲基橙溶液的降解率达到99%,而同等条件下纯TiO_2对甲基橙的降解率不到50%,说明o CNTs能够有效提高TiO_2对甲基橙的光催化活性.TiO_2/3%o CNTs光催化剂对甲基橙进行5次循环降解,降解率保持在95%左右.

多壁碳纳米管(MWCNTs)负载锰掺杂二氧化钛(Mn-TiO_2)在SO_2光催化脱除中的应用

本文利用溶胶凝胶法制备了多壁碳纳米管负载二氧化钛(titanium dioxide supported by multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs/TiO_2)以及多壁碳纳米管负载锰掺杂二氧化钛(Mn doped TiO_2 supported by MWCNTs,MWCNTs/Mn-TiO_2),并利用透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、漫反射光谱(diffuse reflectance spetra,DRS)表征其理化性质.研究结果表明,MWCNTs以及Mn掺杂物可抑制TiO_2晶粒增长.实验表明0.5%MWCNTs/Mn-TiO_2在紫外及可见光区域均表现出最佳的光学性能.通过在固定床反应器中进行实验,研究了光催化氧化模拟烟气中SO_2过程及其脱硫效率.以0.5%MWCNTs/Mn-TiO_2时,在最佳工况条件(155mg/m3SO_2、8%O_2、5%H_2O)下,SO_2去除效率可达69%.NO存在时,由于其与SO2之间对于吸附点位的竞争导致脱硫效率降低,而O_2和H_2O则在光催化氧化SO_2过程中起着重要作用.

芦苇-碳纳米管掺杂二氧化钛复合材料对甲醛溶液的处理

通过溶胶-凝胶和物理研磨混合的方法制备了具有吸附和光催化双重性能的芦苇-碳纳米管掺杂的二氧化钛复合材料。将该材料用来处理甲醛溶液,研究芦苇比例、煅烧温度以及复合材料用量等因素对处理效果的影响。结果显示,氙灯照射3 h,芦苇复合比为1∶9、纳米管掺杂比0.1%且500℃煅烧的芦苇-碳纳米管掺杂二氧化钛复合材料,对10 mg/L的甲醛溶液的脱色率达到98.5%。

路面材料负载纳米二氧化钛光催化降解氮氧化物(英文)

随着汽车工业的发展,汽车尾气排放的氮氧化物对环境造成了巨大污染。以路面材料为载体,研究了负载型纳米二氧化钛对氮氧化物的降解作用。研究表明:水泥混凝土负载的光催化剂具有优越的光催化功能,而沥青混合料的较差。从载体对气体的吸附能力、吸光性和透光性等方面进一步研究了这两类载体的差异,提出了负载型纳米二氧化钛光催化降解氮氧化物的机理模型。

二氧化钛涂覆多壁碳纳米管的制备及可见光催化活性

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为反应性模板,金属钛粉为钛源,采用熔盐法制备碳化钛涂覆的MWCNTs中间体,然后通过控制氧化制备二氧化钛涂覆的MWCNTs复合光催化剂.考察了熔盐反应温度、MWCNTs和钛粉的摩尔比及氧化温度等对产物的结构和形貌的影响.采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对其进行了系统的表征;以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了催化剂的可见光(λ>420nm)催化活性.结果表明:所制备的催化剂基本保持了原始MWCNTs的纤维状形貌,二氧化钛涂层在MWCNTs表面分布均匀,并与MWCNTs之间结合紧密,形成了Ti-O-C键.MWCNTs增强了污染物亚甲基蓝在催化剂表面的吸附,Ti-O-C键的形成使得在二氧化钛价带附近形成了杂质能级,提高了对可见光的吸收和利用,因此所制备的TiO2/MWCNTs复合光催化剂表现出较高的可见光催化活性.

负载型纳米二氧化钛对重金属离子吸附性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛溶胶,将其浸渍在硅胶上,合成了负载型纳米二氧化钛材料,以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对其进行了表征.以ICP-AES为检测手段,系统地研究了负载型纳米TiO2材料对重金属离子Cd2+,Cr3+,Cu2+和Mn2+的吸附性能.结果表明,在pH8～9范围内,所研究的重金属离子均可被定量富集,吸附的金属离子可用0.5mol/L的HNO3完全解脱.负载型纳米二氧化钛对Cd2+,Cr3+,Cu2+和Mn2+的静态吸附容量分别为8.3,13.1,12.6和5.1mg/g,与未负载的纳米二氧化钛相近.将其应用于环境标准样品中Cd2+,Cr3+,Cu2+和Mn2+的分离富集与测定,结果满意.

基于二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖纳米复合薄膜制备葡萄糖生物传感器

利用壳聚糖(CHI)溶液分散了纳米二氧化钛(nano-TiO2)和多壁碳纳米管(MWCNT),将该分散液修饰于玻碳电极表面形成纳米复合薄膜;用戊二醛为交联剂在该纳米复合层上固定了葡萄糖氧化酶(GOx),同时以二茂铁为电子媒介体构建了一种新型葡萄糖传感器。利用扫描电镜(SEM)、交流阻抗(AC)对所制备的传感器进行了表征,同时用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)考察了其对葡萄糖的电催化氧化性能。实验结果表明,在优化测试条件下该传感器对葡萄糖在0.5～20.0 mmol.L-1范围内有线性响应,检出限为0.2 mmol.L-1;电流达到95%的稳态时间小于5 s;此生物传感器具有良好的重现性和选择性,能有效排除抗坏血酸、尿酸等常见干扰物的影响并成功应用于饮料中葡萄糖含量的测定。

非共价修饰碳纳米管/二氧化钛复合材料的合成及性能

采用溶胶-凝胶法在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)非共价修饰的碳纳米管表面均匀沉积二氧化钛粒子制得纳米复合材料。用TEM、XRD、FTIR、N2吸脱附等对复合材料进行了表征。结果表明:纳米二氧化钛纳米粒子均匀沉积在被修饰碳纳米管表面,且二氧化钛为纯锐钛矿晶体结构,没有金红石和板钛矿相。非共价修饰碳纳米管/二氧化钛复合材料具有良好的介孔结构,其孔径分布主要集中在6～10 nm,且比表面积与纯的二氧化钛相比明显增大,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,具有较高的催化活性。

二氧化钛/多壁碳纳米管的制备及其对乐果光催化降解的影响

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化钛/多壁碳纳米管(TiO2/MWCNTs)复合材料,其m(TiO2)∶m(MWCNTs)=3∶4、表面平均孔径为5.724 nm。选用该复合材料对乐果进行光催化降解试验,探讨不同光源及光照时间、乐果初始浓度、复合材料添加量、温度等对其光催化降解能力的影响。结果表明:乐果在25℃、紫外光照30 min、初始质量浓度为5 mg/L和TiO2/MWCNTs复合材料添加量为0.25 g/L条件下的降解率为80.7%,TiO2/MWCNTs复合材料的最大吸附量为16.15 mg/g;在其他条件相同,仅将紫外光改为自然光条件下,乐果的催化降解率为79.2%,与紫外光下的催化降解率相差不大;而同等条件下,Ti O2对乐果在紫外光下的催化降解率比TiO2/MWCNTs低33.1%。因此,可以用自然光代替紫外光用于吸附试验,自然条件下采取该工艺可有效降解环境中乐果污染。

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。

纳米二氧化钛和单壁碳纳米管对普通小球藻生长的抑制效应

纳米材料独特的理化性质使其得到了广泛的应用,但其可能带来的生物安全性问题引起了社会各界的广泛关注.采用污染物藻类毒性测试的标准实验方法,研究了纳米二氧化钛(nano-TiO2)和单壁碳纳米管(SWCNTs)对普通小球藻(Chlorella vulgaris)生长的抑制效应.结果表明,在0.01～500mg·L-1浓度范围内,nano-TiO2对普通小球藻的生长没有明显的抑制现象,而SWCNTs却对普通小球藻的生长存在明显的抑制效应,其96h半效应浓度(96h-EC50)为261.5mg·L-1.光学和电子显微镜观察发现,与nano-TiO2相比,SWCNTs能够发生凝聚并吸附大量的普通小球藻细胞,因此严重抑制了普通小球藻的正常生长.

纳米二氧化钛负载改性天然高分子材料的研究

对丝瓜络及纳米二氧化钛进行接枝改性处理,再以戊二醛为中间反应物进行丝瓜络及纳米二氧化钛的交联反应从而在丝瓜络表面形成纳米二氧化钛薄膜,制备复合光催化剂。通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)及扫描电子显微镜(SEM)对样品结构、形貌进行了分析表征,表明纳米二氧化钛通过KH550的连接负载到了丝瓜络表面;室温下,以甲基橙为底物在365nm波长的紫外光照射下进行光催化降解试验,结果表明,复合光催化剂对甲基橙的催化降解率达到32.21%,且重复性光降解试验表明其可持续光降解能力较好。

聚苯胺改性负载型纳米二氧化钛的研究

采用悬浮聚合法制备聚苯乙烯微珠载体,通过矿化接枝技术将溶胶-凝胶法制备的纳米二氧化钛负载在微珠载体上,制成负载型纳米二氧化钛光催化剂。利用导电聚苯胺对负载型纳米二氧化钛光催化剂进行可见光改性研究,通过XRD,SEM等方法对负载型纳米二氧化钛光催化剂进行表征;通过光催化降解甲基橙实验评价了导电聚苯胺改性负载型纳米二氧化钛光催化剂在可见光条件下的光催化活性。实验结果表明:导电聚苯胺对负载型纳米二氧化钛光催化剂的改性,可有效改善负载型纳米二氧化钛光催化剂在可见光条件下的光催化性能,降解率提高了24.5%。

负载型纳米二氧化钛光催化剂制备及其光催化性能研究

以粉煤灰分离出来的微珠为载体 ,采用不同方法制备TiO2 负载膜光催化剂 ,通过XRD、SEM技术对粉煤灰微珠负载TiO2 光催化剂的晶型结构和形貌进行了表征 ,以偶氮染料甲基橙为降解对象 ,考察不同负载方法、负载层数以及负载量对TiO2 光催化活性的影响。结果表明 :改良溶胶 -凝胶法负载的TiO2 薄膜催化剂的催化活性最高 ,同时负载的薄膜催化剂的催化活性明显高于TiO2 粉末催化剂。

活性炭负载纳米二氧化钛对水体中砷的去除

采用批处理吸附实验,研究了颗粒活性炭和粉末活性炭负载纳米二氧化钛对水体中砷的去除效果及其初步机理。X射线衍射表征两种活性炭负载纳米二氧化钛后饱和吸附As(Ⅴ)和As(Ⅲ)前后的晶体结构图谱表明,其对砷的吸附属于表面吸附。结果说明,活性炭负载纳米二氧化钛便于纳米材料的回收,是发挥纳米二氧化钛除砷效果的重要措施。

沉淀法制备硅藻土负载纳米二氧化钛试验研究

以硫酸氧钛为原料,硅藻土为载体,利用氨水作为沉淀剂制备硅藻土负载纳米二氧化钛。研究了反应物浓度、pH值和水解温度对反应的影响。结果表明,最佳制备条件为:硫酸氧钛浓度0.02 mol/L,二氧化钛和载体硅藻土质量比1∶3,反应pH值1.5,水解温度70℃。通过SEM分析样品可知,二氧化钛微粒在硅藻土表面均匀分散,结晶良好,覆盖率为67.42%,颗粒平均粒径为402 nm。

二氧化钛/碳纳米管纳米流体的光热转换性能

采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备出二氧化钛(TiO2)纳米颗粒,将TiO2和碳纳米管(CNTs)均匀分散在去离子水中形成TiO2/CNTs复合物纳米流体。利用包括透射电子显微镜电镜(TEM)在内的测试方法对TiO2和CNTs的表面形貌和晶体结构进行了表征。利用紫外/可见/近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)和自制光热转换装置对单组分纳米流体和复合物纳米流体的光吸收与光热转换表现进行了测试。研究表明,添加CNTs后纳米流体的光吸收性能得到有效增强,纳米流体的光热转换性能也得到显著提高。

非金属矿物负载纳米二氧化钛研究进展

二氧化钛在解决环境污染问题方面有着广阔的应用前景。将二氧化钛负载固定于非金属矿物载体之上,能够更好地提高二氧化钛的催化和应用性能。简单介绍了二氧化钛的催化机理,综述了非金属矿物材料负载二氧化钛的研究进展,并就未来的发展趋势进行了展望。

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。