磁载钛硅分子筛的制备与表征

将水热合成与溶剂蒸发法相结合,以尖晶石结构的纳米铁酸镍为磁核,成功制备了磁载钛硅分子筛.采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)等对样品进行了表征.结果表明,所制备的磁载钛硅分子筛颗粒呈球形,分布均匀,颗粒直径约为100～150 nm,具有明显核/壳结构和超顺磁特征.磁载钛硅分子筛在环己酮氨肟化反应中表现出良好的催化活性,环己酮转化率达到98%,产物选择性在97%以上.

低温种子聚合法制备磁载纳米TiO2光催化剂及其对苯酚的光催化降解

通过种子聚合法,以聚乙烯亚胺(PEI)处理过的纳米Fe3O4为磁核,在低温(95℃)、中性(pH=7左右)条件下,制备了一种磁载TiO2光催化剂.利用Zeta电位仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)测试方法对磁核的表面电位、催化剂的形貌、物相组成、表面性质、磁学性质进行了表征.用初始浓度为25mg.L-1的苯酚溶液为模拟污染物,以其90min的光催化降解率评价催化剂的活性.结果表明,PEI对TiO2在磁核表面的结晶有非常明显的促进作用,通过PEI改性后催化剂具有较厚致密的TiO2外壳层;所制催化剂具有超顺磁性,平均回收率可达到90%以上;催化剂TiO2/PEI/Fe3O4(nFe3O4∶nTiO2=1∶64)降解率最高可达95.4%,与P25的活性接近(降解率为96.7%),在循环使用5次后,催化活性仅降低3.1%,该法制备的磁载TiO2光催化剂具有良好的应用前景.

核壳型磁载二氧化钛光催化剂研究进展

核壳型磁载TiO2光催化剂是将TiO2沉积在磁性物质上所得到的核壳结构的复合粒子,可以在外加磁场作用下快速、高效地回收,是解决纳米颗粒TiO2分离回收难问题的一个有效途径。总结了近年来在磁载TiO2光催化剂的研究方面科研工作的进展,并提出了对其今后发展趋势的看法。对引入磁核后催化剂活性的变化及其诱因、在磁核与TiO2之间引入SiO2隔离层的作用以及热处理对体系产生的影响进行了较为详细的阐述,同时还介绍了以避免较高温度热处理为目标的低温制备工艺。

一种磁载光催化剂的制备及光催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法,在磁性颗粒表面包覆T iO2,制备了易于固液分离的纳米级磁载光催化剂T iO2/S iO2/F e3O4,并通过TEM,IR,XRD等对样品进行表征。以有机污水为降解对象,研究了磁载光催化剂的光催化活性。研究结果表明,包覆S iO2有利于提高磁载光催化剂的光催化活性,光催化剂能使有机污水快速降解,5次循环使用后降解率达90%以上,且光催化剂能快速地从液相中分离回收。同时磁载光催化剂具有较高的光催化活性,对高盐污水、含酚污水的降解率分别可达到99%,86.8%,对染料污水也有良好的降解效果,并具有磁性回收的特点,应用前景广泛。

磁载光催化剂Fe3O4/C/TiO2的制备及对三氯苯酚的降解

以FeCl3为铁源,葡萄糖为碳源,钛酸四丁酯为钛源,采用水热法制备了磁载光催化剂Fe3O4/C/TiO2,用TEM、EDX、VSM、XRD和IR对Fe3O4/C/TiO2的粒径、形貌和物相等进行了表征。研究了该催化剂对三氯苯酚的降解性能,探讨了其重复使用的可能性,用荧光光谱法推测了可能的反应机理。结果表明该材料结合了光催化与可再生的优点,1 g·L-1 Fe3O4/C/TiO2在18 W紫外灯下,50 min内可将三氯苯酚降解97.9%以上,6次循环使用后降解率仍保持在95.1%,降解过程中有羟基自由基生成。

磁载光催化剂TiO_2/SiO_2/Ni_(0.5)Fe_(2.5)O_4的制备及其催化氧化性能

采用固相反应法制备磁载体(SiO2/Ni0.5Fe2.5O4),溶胶-凝胶法得到易于磁分离回收的磁载光催化剂TiO2/SiO2/Ni0.5Fe2.5O4。用XRD、SEM、IR和UV-Vis等进行表征。研究了太阳光下催化剂对亚甲基蓝溶液的脱色性能。结果表明,在太阳光下,磁载光催化剂TiO2/SiO2/Ni0.5Fe2.5O4可使亚甲基蓝溶液迅速脱色;3次循环使用后脱色率仍为95%以上,回收率为98.8%。

等离子体修饰磁载TiO_2光催化剂性能研究

以化学共沉法制备的CoFe2O4纳米粒子为磁核,采用TiCl4水解包覆技术制备磁载二氧化钛纳米复合粒子CoFe2O4/TiOx（TCF）,利用低温等离子体技术修饰TCF制备了CoFe2O4/TiO2（PTCF）纳米复合光催化剂。运用VSM（振动样品磁强计）技术对样品磁性能进行研究,结果表明：等离子体修饰后的复合材料仍具有较高的饱和磁化强度,可在外加磁场作用下实现催化剂在水中的分离与回收;样品的XRD、TEM和UV-Vis分析测试结果表明：等离子体修饰后的复合材料有锐钛矿型TiO2存在;TEM谱图显示磁核CoFe2O4的平均粒径约为20 nm,TCF复合粒子的粒径约为30～40 nm,TiO2包覆层的厚度为10～20 nm。与纯TiO2相比PTCF样品对光的吸收拓展到整个紫外-可见区,扩大了光谱响应范围;对甲基橙溶液降解的光催化活性评价研究表明：TCF复合粒子等离子体修饰后的PTCF纳米复合光催剂的光催化活性明显提高。

磁载钛硅分子筛TS-1/NiFe_2O_4催化环己酮氨肟化反应研究

钛硅分子筛(TS-1)是绿色催化领域具有原子经济特征的新型催化剂,环己酮肟是化学工业重要的中间体,本文采用磁载钛硅分子筛(MTS-1)作为催化剂,研究了环己酮氨肟化制备环己酮肟,实验考察了物料比、温度、反应时间、催化剂用量、溶剂比等工艺参数对催化反应的影响。研究结果表明:以叔丁醇-水体系为溶剂,叔丁醇与水体积比为1∶1,原料环己酮/过氧化氢/氨水摩尔比为1∶1.2∶1.8,反应温度80℃,反应时间2.5h,磁载钛硅分子筛用量为0.2g/g环己酮,环己酮转化率、环己酮肟选择性和环己酮肟收率可分别达到96%、98%和94%。

磁载光催化剂Ag-TiO_2/ZnO/γ-Fe_2O_3的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在表面包覆了ZnO的磁基体γ-Fe2O3上负载TiO2,光催化还原法在其表面沉积Ag,得到了易于磁性固液分离的磁载Ag-TiO2/ZnO/γ-Fe2O3复合光催化剂。通过XRD、EDX和TEM等测试技术对该复合催化剂进行了表征。以可溶性染料亚甲基兰为降解对象,研究了ZnO的存在和Ag不同含量对复合光催化剂催化活性的影响及催化剂回收再利用的可行性。结果表明,0.5%(质量分数)Ag-TiO2/ZnO/γ-Fe2O3(其中m(TiO2)∶m(ZnO)∶m(γ-Fe2O3)=14∶3∶3)的复合光催化剂具有最高的光催化活性,在3次循环使用后仍能保持较好的光催化性能。

磁载光催化剂TiO2/Al2O3/γ-Fe2O3的制备与降解染料的优化模型

采用共沉淀结合固体粒子混合法,在TiO2中引入三氧化二铝包膜磁性核,通过对催化剂的XRD,TEM和红外光谱分析,发现磁性核具有γ-Fe2O3的晶相,且被三氧化二铝及二氧化钛包裹,形成复合型磁载光催化剂.同时对影响磁载光催化剂氧化直接耐酸大红4BS染料废水的因素:初始pH值(5.3—5.7)、光强(12.35—18.455μW·cm-2)和TiO2浓度(0.45—1.45mg·l-1)进行研究,通过建立响应曲面模型可得到最佳的初始pH值、光强和磁载光催化剂浓度分别为5.45,19.49×102μW·cm-2和0.86mg·l-1,脱色率达到92.4%.

磁载光催化剂TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3的制备及其催化氧化性能

采用化学共沉淀法制备磁基体(Fe3O4),煅烧使其转化为γ Fe2O3。溶胶 凝胶法成功得到易于固液分离回收的磁载TiO2光催化剂TiO2/SiO2/γ Fe2O3。用TEM和XRD进行形貌和物相表征。研究了催化剂对可溶性染料Orange Ⅱ的降解性能,并探讨了煅烧温度、时间对活性的影响。结果表明:最佳煅烧温度为450℃,最佳煅烧时间为30min。这种情况下得到的磁载TiO2光催化剂TiO2/SiO2/γ Fe2O3,在3次循环使用后降解率仍保持在95%以上。

磁载TiO2复合光催化剂在废水处理中的研究进展

磁载TiO2复合光催化剂具有节能、环保、催化活性高、化学稳定性好、机械强度高、廉价和易于再生等优点,可通过磁分离技术实现固液分离,解决了催化剂回收再利用的问题,在废水处理工程中有着极好的应用前景。综述了利用磁载TiO2复合光催化剂去除废水中染料分子、环境内分泌干扰物、药物等有机污染物的研究进展,并对该技术的发展前景进行了展望。

磁载光催化剂ZnO/SiO_2-Fe_3O_4的光催化活性

采用液相沉积法制备出了纳米SiO_2-Fe_3O_4复合粒子,并在其表面负载ZnO,得到了易于磁性固液分离的磁载光催化剂ZnO/SiO_2-Fe_3O_4,并通过傅立叶红外光谱仪、X射线衍射仪和透射电子显微镜等对光催化剂进行了表征。以亚甲基蓝为目标降解物,研究了光催化剂在紫外光下的光催化活性。实验结果表明,在Fe_3O_4和ZnO之间包覆一层无定形SiO_2可使亚甲基蓝降解率由20.34%提高到94.52%,所制备的ZnO/SiO_2-Fe_3O_4在3次重复使用后仍能保持较好的光催化性能。

核壳型磁载TiO_2/CoFe_2O_4光催化剂的制备与性能研究

纳米TiO2是一种高效的光催化剂,为了解决TiO2纳米颗粒从悬浮体系中分离回收难的问题,可将其包覆于磁性微球之外,借助于磁场的作用实现快速有效地分离.以尖晶石型CoFe2O4为磁核,制备了核壳型纳米磁性TiO2/CoFe2O4光催化剂,通过水浴恒温条件、热处理温度的改变,以及工艺的调整优化了催化剂的制备工艺.采用XRD和TEM分析了催化剂的结构与形貌.研究发现,水浴90℃恒温2h、600℃热处理后的TiO2/CoFe2O4在降解TNT时表现出了较高的催化活性.表明合适的反应时间和热处理温度是影响催化剂活性的关键因素.

磁载核壳型TiO_2复合光催化剂的研究进展

TiO2是一种高效的光催化剂,为解决TiO2纳米颗粒从悬浮体系中分离回收难的问题,可将其包覆于磁性微球之外,借助于磁场的作用实现快速有效分离。简要介绍了磁载核壳型TiO2复合光催化剂的基本概念、分类及制备方法。根据磁载复合光催化剂的核壳之间是否包覆结合层,将其分为直接包覆磁载TiO2光催化剂和非直接包覆磁载TiO2光催化剂。磁载TiO2复合光催化剂的制备方法有溶胶-凝胶法、均匀沉淀法、微乳液法、原位生长法以及微波水热法等。还介绍了磁载核壳型TiO2复合光催化剂在水处理方面的应用,并且对其未来的发展前景进行了展望。

磁载光催化剂ZnO/SiO_2/γ-Fe_2O_3的光催化性能

本文采用液相沉积法制备出了纳米Si O2/γ-Fe2O3复合粒子,在其表面负载ZnO,从而得到了易于磁性固液分离的磁载光催化剂ZnO/Si O2/γ-Fe2O3,并通过XRD和TEM等测试技术对样品进行了表征。以可溶性染料亚甲基兰等为降解对象,研究了磁载光催化剂ZnO/Si O2/γ-Fe2O3在紫外光下的光催化活性。结果表明,在γ-Fe2O3和ZnO之间包覆一层无定形Si O2可使催化剂降佳率由20.76%提高到95.63%,并且该磁载光催化剂对染料有较好的降解效果,在三次循环使用后仍能保持较好的光催化性能.

聚吡咯敏化磁载TiO_2光催化剂的制备及性能研究

以自制锰锌铁氧体为磁基体,采用乳液分散和原位聚合相结合的方法成功制得了聚吡咯(PPy)敏化磁载TiO2光催化剂(PPy-TiO2/M-Mn0.4Zn0.6Fe2O4),运用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对催化剂的结构进行分析表征,以甲基橙为模拟降解物,对比了不同光照条件下PPy敏化前后TiO2的光响应特性及催化性能,应用重量分析法考察了催化剂的磁回收特性。结果表明:经PPy敏化处理后,PPy-TiO2/M-Mn0.4Zn0.6Fe2O4的光催化响应范围拓宽到435nm,在自然光照射90min后,经PPy敏化的PPy-TiO2/M-Mn0.4Zn0.6Fe2O4对甲基橙的降解率较纯TiO2高29.0%。催化剂经5次使用后,回收率仍可达97%以上,具有良好的回收特性。

磁载光催化剂TiO_2/SiO_2/γ-Fe_2O_3的制备及其对水中双酚A的催化性能

利用溶胶-凝胶法制备磁载光催化剂Ti O2/Si O2/γ-Fe2O3。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和比表面积(BET)对其晶型、表面形貌和多孔性进行分析,通过振动样品磁强计(VSM)测量磁性,应用高效液相色谱检测内分泌干扰物双酚A(BPA),探讨水中p H值和催化剂浓度对磁载光催化剂Ti O2/Si O2/γ-Fe2O3催化降解BPA的影响。结果表明,BPA的光催化降解曲线很好地符合一级反应动力学方程,反应速率常数主要与催化剂表面上电荷和中间产物的聚集,以及紫外光的利用率有关。光照120 min后,BPA降解基本完成,剩余浓度基本达到稳定。较低的p H值有利于BPA的去除;随着催化剂浓度增大,BPA去除率呈现先上升后下降的趋势。在BPA初始浓度为300μg/L,紫外光强为434μW/cm2,p H=5,催化剂浓度为4g/L时,BPA的去除率达到最大值66.62%。

磁载杂多酸催化剂的制备及催化性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了磁载杂多酸催化剂(MSHC),并对其进行了表征,考察对乙酸和正丁醇酯化反应的催化活性。EDAX结果表明,元素Fe、Si、P和W存在于MSHC中。IR和XRD结果表明,磷钨酸在负载后基本保持Keggin结构。磁性测试结果表明,催化剂具有顺磁性,在强磁场作用下可进行高效磁性分离。酯化反应中MSHC的催化活性接近于纯磷钨酸。磁载杂多酸催化剂具有催化活性高、易回收、可重复使用和操作简单的优点,有效解决了催化剂活性组分易流失和难以回收循环利用的问题。

酚醛树脂改性磁载TiO_(2)复合材料的制备及太阳光催化性能的研究

以Fe_(3)O_(4)为载体,采用溶胶-凝胶法制备酚醛树脂改性磁载TiO_(2)复合光催化剂,考察其太阳光催化降解苯酚的性能。探讨了Fe_(3)O_(4)和PF的负载量、焙烧温度、苯酚质量浓度、溶液的pH等对光催化降解苯酚活性的影响。通过FT-IR、XRD、SEM、UV-Vis等手段对复合光催化剂进行物相表征。结果表明,复合材料中TiO_(2)为锐钛矿相,PF改性和Fe_(3)O_(4)负载促进TiO_(2)可见光吸收。当苯酚质量浓度为10 mg/L、pH为6、太阳光照射180 min时,8%PF/5%Fe_(3)O_(4)/TiO_(2)(200℃、4 h)复合材料对苯酚的降解率为92.51%。Fe_(3)O_(4)的负载提高了各催化剂的磁回收性能。