C掺杂纳米硅藻土@TiO2催化剂吸附-光催化降解油田废水

硅藻土@TiO2复合材料已被证明对液态和气态的有机污染物如染料、甲醛等具有较高的吸附能力、光催化活性和重复使用性,而C掺杂则能够调控TiO2的能带结构并拓展其吸收范围至可见光区域。本研究以四氟化钛为前驱体,采用简单的水热合成法制备了硅藻土@TiO2复合材料,并以葡萄糖为碳源,通过焙烧的方法得到C掺杂硅藻土@TiO2光催化剂,探索了C掺杂纳米硅藻土@TiO2在可见光下对油田废水中有机污染物的去除效果。研究表明,C的掺杂并未使硅藻土@TiO2的形貌发生改变,产物保持了丰富的孔隙结构,TiO2颗粒较为均匀地负载在硅藻土上;同时,紫外-可见光谱证实了C掺杂使得材料的禁带宽度明显减小。根据吸附-光催化测试结果,C掺杂量为20%、焙烧时间为3 h的光催化剂样品,在吸附20 min+光照射75 min后可使油田废水的COD降低82.59%,其去除污染物效果显著优于纯硅藻土@TiO2。

硅藻土负载N掺杂纳米TiO_(2)的制备及其对蓝藻清除能力的探究

为优化纳米TiO_(2)光催化降解技术,改善其对污染物的降解效率,发挥硅藻土的应用价值,采用溶胶—凝胶法制备硅藻土负载N掺杂纳米TiO_(2)催化剂,用于清除水域中的蓝藻。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)和X射线电子能谱(XPS)的方法对制备的催化剂进行表征,并对其影响清除效果的因素进行了考察。当硅藻土负载N/Ti=2∶1,煅烧温度为300℃,煅烧时间为2 h的催化剂样品清除效果最好,在p H=7的条件下,向适量浓度的蓝藻溶液中,投加0.2 g催化剂时,1 h内叶绿素a的去除率可达98.0%,藻个数去除率可达99.8%,浊度可降低至70%以上。结果表明,N掺杂纳米TiO_(2)已成功负载在硅藻土,且负载之后对蓝藻的清除效果更好。

纳米TiO_2/硅藻土光催化降解蒽醌染料废水的研究

为提高光催化剂的稳定性,选取硅藻土为载体,以钛酸四异丙酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/硅藻土光催化剂,并利用XRD、SEM、FT-IR等技术对其进行表征.以蒽醌染料弱酸性艳蓝RAW为目标降解物,考察了TiO2/硅藻土的光催化活性、最佳pH值范围及催化剂重复使用对光催化活性的影响.结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿和金红石混晶型,平均粒径11nm,通过控制硅藻土加入量可以得到负载均匀的光催化剂.所制备的TiO2/硅藻土具有较强的光催化活性,对弱酸性艳蓝RAW的降解效果好于商品DegussaP25型TiO2,最佳pH值为4.0.该催化剂性质稳定,重复使用15次后,催化活性仅降低12.4%.

H_2O/HAc对纳米TiO_2/硅藻土复合材料TiO_2晶相和性能的影响

以硅藻土为载体,钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/硅藻土复合材料。在750℃下对复合材料煅烧晶化,以罗丹明B为降解对象检测了材料的光催化性能。并结合XRD、BET、SEM等表征手段,探究了H2O/HAc比例对复合材料晶型、比表面积和光催化性能的影响。结果表明,H2O/HAc比例对TiO2/硅藻土复合材料中TiO2的晶相组成和光催化性能有很大影响。当H2O/HAc=6时,二氧化钛颗粒均匀地负载在硅藻土表面,样品具有较大的比表面积和较好的光催化效果,同时锐钛矿晶型比例为80.2%。

纳米TiO_2/硅藻土复合材料光催化降解甲基橙的研究

以提纯硅藻土为载体原料,钛酸四丁酯为TiO_2前驱体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2/硅藻土复合材料。通过XRD、SEM对复合材料晶型结构和形貌表征分析,以甲基橙为目标污染物,考察复合材料对甲基橙光催化性能影响。结果表明,TiO_2负载量为37.67%制备的复合材料光催化活性最好,TiO_2为锐钛矿和金红石混晶型。甲基橙溶液初始浓度为10 mg/L,催化剂用量为2 g/L,pH=2时,甲基橙溶液降解效果最好。

负载型混晶纳米TiO_2/硅藻土复合材料的制备及其光催化性能

选用市售硅藻土作为载体,采用液相沉积法制备了负载型混晶纳米TiO2/硅藻土复合材料;采用扫描电镜、X射线衍射仪及红外光谱仪分析了复合材料的表面形貌和晶体结构;基于甲醛光催化降解实验考察了不同组成的负载型TiO2/硅藻土复合材料的光催化性能.结果表明,TiO2负载量为33.3%(TiO2与硅藻土的质量比为1∶2)的复合材料对甲醛光催化降解具有最佳催化活性.

硅藻土负载型与改性纳米TiO_2的研究进展

掺杂与负载型纳米Ti O2以其良好的光催化降解性能和优越的吸附特性,已成为目前最具发展前景的光催化材料之一。本文综述了提高Ti O2光催化活性研究方法中的离子掺杂法;介绍了纳米Ti O2负载方法,论述了硅藻土负载纳米Ti O2光催化剂研究现状,并对其发展前景及存在问题做了展望。

静电自组装制备硅藻土负载纳米TiO_2光催化材料

以TiCl4为钛源,采用静电自组装(ESA)方法制备了硅藻土负载纳米TiO2光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)等对材料进行分析和表征;以甲基橙染料评价材料光催化性能.重点考察焙烧温度和偶联剂用量对材料结构和性能的影响.结果表明:纳米TiO2颗粒以团聚状态均匀地沉积在硅藻土微孔的内部及孔口的四周.随着焙烧温度的上升,TiO2晶体结晶趋于完整,晶粒不断长大.硅藻土可提高TiO2的热稳定性,抑制锐钛矿向金红石转变,700℃焙烧样品中TiO2仍为锐钛矿结构.TiO2与硅藻土之间形成Ti—O—Si键而发生键合.制备的光催化剂对甲基橙染料具有吸附与光催化的协同作用.采用静电自组装方法制备的硅藻土负载TiO2光催化剂对甲基橙染料的降解效果优于传统方法.

纳米TiO_2改性硅藻土的制备及对甲醛去除性能

将纳米TiO_2通过采用物理研磨法、水分散混合法、溶剂凝胶法对硅藻土其进行改性,并研究了对甲醛的去除性能.结果表明,三种改性方法对硅藻土去除甲醛的能力均有明显提高,溶胶凝胶法改性后的硅藻土去除率最高,可达63.90%.XRD分析表明,改性后的硅藻土均含有TiO_2锐钛矿晶型,其中经溶胶凝胶法改性后硅藻土所含TiO_2锐钛矿晶型最好.红外光谱分析结果表明,三种改性硅藻土在吸附甲醛后均无醛基特征峰出现,可说明改性硅藻土可在可见光下有效催化降解甲醛,而非将其吸附.

硅藻土负载纳米V_2O_5催化剂的制备及表征

以工业V2O5晶体为原料,用溶胶-凝胶法制得V2O5溶胶和凝胶,并以此胶体为活性组分,经过酸洗法精制硅藻土、优化催化剂配方和制备工艺,采用混碾法制得一种新型V2O5催化剂.分析硅藻土物化性能,用SEM表征硅藻土及催化剂的显微结构,测试催化剂的机械强度和氧化SO2时的催化活性.结果表明,经过酸洗法处理所制得的精制硅藻土其物化性质和结构能满足催化剂载体要求,催化剂中的活性组分V2O5颗粒尺寸大小约100 nm左右,而且均匀分布于载体上,催化剂的机械强度和活性分别达到61 N.cm-1和87.3%.

纳米TiO2-硅藻土复合材料的制备、表征与吸附性能

以简单无机盐TiCl4和硅藻土为主要原料，利用液相两步水解沉积技术，制备了纳米混晶TiO2-硅藻土的复合材料，并对其进行了表征。SEM形貌分析表明样品具有大量多孔结构，XRD分析证实了所制备的TiO2为锐钛矿型和金红石型的混晶，利用Scherrer公式计算平均粒径为12nm。IR光谱分析发现复合材料中存在Ti-O-Si键，证明纳米TiO2与硅藻土之间存在着化学结合，并不是简单混合物。对有机染料的吸附实验证实复合材料比纯TiO2具有更强的吸附性能。

硅藻土负载纳米TiO_2光催化剂处理腈纶废水中COD的研究

以纳米二氧化钛和硅藻土为原材料,采用溶胶-凝胶法制备了硅藻土负载纳米TiO2复合光催化剂处理腈纶废水,考察了催化剂用量、废水初始pH、废水初始浓度等对腈纶废水COD去除率的影响。结果表明,所制备的硅藻土负载纳米TiO2复合光催化剂具有较好的光降解性,在反应时间为6 h,投加量为4 g/L,pH为6,稀释倍数为2倍的条件下,COD去除率达到38.71%。

F掺杂纳米TiO_2/硅藻土复合材料光催化性能研究

以硅藻土为载体,钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了F掺杂纳米TiO_2/硅藻土复合光催化材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对材料的晶体结构、微观形貌及光学性能进行了表征。结果表明与纯TiO_2相比,硅藻土显著提高了材料的吸附能力,有效抑制了催化剂纳米粒子的团聚;F掺杂量为1%时,制备的F-TiO_2/硅藻土样品在可见光下对罗丹明B降解效果最好。

纳米MnO_2负载硅藻土对苯酚废水的吸附性能研究

文章以乙酸锰和柠檬酸为原料,采用溶胶-凝胶法分别制备了纳米MnO_2和纳米MnO_2负载的硅藻土。采用X-ray衍射(X-射线diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、N2吸附-脱附等对所制备的纳米MnO_2和纳米MnO_2负载硅藻土进行表征。以所制备的纳米MnO_2负载硅藻土为吸附剂,以初始质量浓度为100mg/L的模拟废水中苯酚去除率为主要考察指标,确定了较适宜的吸附工艺条件如下:吸附温度为25℃、吸附时间为100min、体系pH值为2、吸附剂用量为0.6g/L。该条件下的重复实验显示废水中苯酚的平均去除率达85.63%;吸附热力学结果表明,纳米MnO_2负载硅藻土对苯酚废水的吸附等温线符合Langmuir方程,其饱和吸附量为207.039 3mg/g。

N-TiO2/硅藻土负载型纳米材料可见光催化降解水中Microcystin-LR

以钛酸四丁酯(C16H36O4Ti)为Ti源,尿素((NH2)2CO)为N源,硅藻土(Diatomite)为载体,采用溶胶凝胶法制备硅藻土负载氮掺杂二氧化钛改性纳米材料(N-TiO2/Diatomite).利用SEM、XRD、XPS、FT-IR、UV-Vis DRS对其进行系列特性表征及可见光催化性能分析,探究Microcystin-LR初始浓度对光催化的影响,分析其降解动力学和降解途径.结果表明,硅藻土负载优化了N-TiO2分子的分散性,形成了链条型纳米孔隙球状结构;N元素掺杂、硅藻土负载不影响材料晶型,晶粒粒径减小至11.39 nm;Si、N分别与TiO2成键;光响应强度和范围红移,可见光活性显著提升.以优化制备条件(350℃煅烧、掺N的物质的量分数为8%)的改性N-TiO2/Diatomite材料可见光催化降解Microcystin-LR,当初始质量浓度为1 mg·L^-1的Microcystin-LR水溶液反应6 h后降解率可达95.0%,矿化率为83.9%;反应符合准一级动力学方程,速率常数k为0.453 3 h^-1.

纳米TiO2/硅藻土复合材料制备及亚甲基蓝降解

以硅藻土为载体,钛酸四丁酯(TBT)为钛源,采用无水CaCl2作为无机盐阻隔分散剂,在乙醇溶剂中,使TBT在硅藻土表面发生水解反应,制备纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料,探究无机盐用量和煅烧温度对复合材料光催化性能的影响。结果表明:最佳试验条件为TBT与CaCl2质量比1∶1.25,煅烧温度为450℃,光照60 min时对亚甲基蓝的脱色率为37.2%,降解速率未见放缓趋势,在延长时间条件下能使亚甲基蓝有效降解脱色。

纳米TiO_2/硅藻土复合材料光催化降解模拟染料废水研究

用酸性红3R染料溶液模拟染料废水,在可见光强度为91 700μW/cm2,紫外线强度为499μW/cm2的太阳光照射下,研究了自制纳米TiO2/硅藻土复合材料的光催化性能。同时探讨了体系pH、光照时间以及染料初始浓度对光催化效果的影响。实验结果为:当体系溶液pH=3时,光照时间越长,染料初始浓度越低,光催化效果越好。

纳米MnO_2负载硅藻土的制备及其降解空气中甲醛的研究

以乙酸锰为反应原料,硅藻土微粒为载体,柠檬酸为络合剂,采用溶胶凝胶法制备了纳米MnO2和纳米二氧化锰负载硅藻土材料.通过XRD、SEM、N2吸附-脱附对其晶体结构、形貌、表面性质及比表面积进行了表征.在自制甲醛气体降解箱中,研究了纳米MnO2负载硅藻土对空气中甲醛的催化降解活性,并与硅藻土和纳米MnO2的吸附活性进行比较.结果表明,所制备的纳米二氧化锰负载硅藻土材料在72 h内对甲醛气体的降解率达90.31%.

纳米TiO_2-硅藻土复合材料对染料的光催化降解性能

以TiOSO_4为钛源,氨水为沉淀剂,以水解沉淀法制备纳米TiO_2-硅藻土复合材料;结合XRD、SEM、氮气吸-脱附表征手段,对比研究复合材料、纯TiO_2、纳米级TiO_2(P25)对罗丹明B的光催化性能以及复合材料对罗丹明B、刚果红、甲基橙、亚甲基蓝等染料的吸附及光催化降解性能。结果表明:纳米TiO_2-硅藻土复合材料对罗丹明B的光催化性能明显优于纯TiO_2和P25;复合材料对不同污染物的吸附及光催化性能存在显著差异,对阳离子型的亚甲基蓝的吸附及光催化性能最好,对阴离子型甲基橙的吸附及光催化性能最差。

制备方法对纳米TiO_2/硅藻土复合材料光催化性能的影响

为了区分不同制备方法对纳米TiO_2/硅藻土复合材料光催化性能的影响,本文以酸浸硅藻土为载体,分别采用水解法、共沉淀法以及溶胶凝胶法制备了纳米TiO_2/硅藻土复合光催化材料。通过XRD、FT-IR、SEM、BET等表征方法,对复合材料晶粒大小、表面性质、表面形貌、化学成分及孔径结构进行表征。对比研究了制备方法对复合材料光催化性能的影响,并以罗丹明B为目标污染物测试了复合材料的光催化性能。结果表明:三种方法所得光催化材料在300 W高压汞灯照射下60 min降解率均达到了80%以上,溶胶凝胶法制备的复合材料光催化效果最好,达到了93.8%,这是由于该方法制备的复合材料中TiO_2在硅藻土表面分散性好。