硫掺杂二氧化钛负载硅藻土复合光催化剂光降解苯酚的研究

以硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶-低温烧结法制备了硫掺杂二氧化钛负载型微孔-介孔结构复合光催化剂。物相分析表明TiO2-xSx样品为纯的锐钛矿相,TiO2包覆在硅藻土载体表面形成了复合结构。紫外-可见漫反射谱图显示S掺杂后的TiO2-xSx(350℃)样品吸收带边发生了明显的红移,负载型复合光催化剂显示出比TiO2-xSx样品更强的可见光吸收性能。当复合光催化剂中硅藻土的负载量为30%(质量分数)、硫的掺杂量为0.03%(摩尔分数)时,以氙灯为辐照光源,光催化苯酚溶液的降解率最高。在pH=5.83、催化剂用量为2g/L、初始质量浓度为10mg/L的条件下,苯酚在光照2h后降解率达到85%。催化剂重复使用4次后,苯酚的降解率仍在80%以上。

第一性原理方法研究硫掺杂二氧化钛的能带结构

使用第一性原理方法理论预测了阴离子取代型S掺杂TiO2的结构参数,并与未掺杂氧化钛对比,计算分析了它们的能带结构、态密度和电子密度。结果表明,掺杂模型中Ti-S键以共价键成分为主,S的3条3p轨道在禁带中形成浅能级掺杂,其中两条接近价带,另一条轨道与价带顶的O2p轨道杂化。分析认为带间能级的出现是阴离子取代型S掺杂TiO2吸收光谱发生红移的直接原因。

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.

负载镧掺杂无定形二氧化钛的介孔光催化氧化脱硫催化剂

为了开发高活性油品光催化氧化脱硫催化剂,以样品La-TiO_(2)为活性组分,样品SBA-15为载体合成了以镧掺杂无定形二氧化钛为活性组分的介孔催化剂(La-TiO_(2)/SBA-15),采用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、氮气吸附–脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT–IR)、紫外–可见光谱(UV–Vis)、光致发光光谱(PL)、X射线光电子能谱价带谱(VB–XPS)进行表征,应用于含二苯并噻吩(DBT)的模拟柴油及真实柴油的光催化氧化脱硫,同时提出光催化反应机理。催化活性从高到低为:样品La-TiO_(2)/SBA-15,样品La-TiO_(2),样品TiO_(2),样品SBA-15,这是因为样品SBA-15的高比表面积和有序介孔结构促进了活性组分的分散和DBT的扩散,镧掺杂拓宽了光响应范围,提高了吸光度,降低了光生电子–空穴的复合率。捕获实验表明,·O_(2)^(–)和h^(+)是主要活性中间物种。优化后工艺条件为催化剂用量1%(质量分数),氧化剂中氧原子与硫化物中硫原子摩尔比n(O)/n(S)=15:1,剂油体积比(V_((extractant))/V_((model fuel)))=1:1,脱硫率达95.12%,且循环使用4次后仍高于85%,真实柴油在催化剂用量3%(质量分数),n(O)/n(S)=20:1,V_((extractant))/V_((model fuel))=1:1的条件下脱硫率达64.7%。

Mo掺杂TiO_2/AC负载膜的制备及光催化活性

以钼酸铵和钛酸丁酯为原料 ,用溶胶 凝胶法在活性炭 (AC)表面制备了Mo掺杂TiO2 /AC负载膜。用紫外可见吸收光谱、透射电镜和X射线衍射法对负载膜进行了表征。考察了Mo掺杂TiO2 /AC负载膜对甲基橙和氧化乐果水溶液的光催化降解活性。结果表明 ,Mo掺杂TiO2 /AC负载膜的TiO2 为锐钛矿和金红石的混合晶相 ,而未掺杂的TiO2 /AC负载膜其TiO2 为金红石晶相。Mo掺杂使TiO2 /AC负载膜的吸收带边位置发生红移。Mo质量分数为 1 5 %时 (以TiO2 质量计 ) ,负载膜的光催化活性最高。

负载型纳米TiO_2复合载体催化剂及其HDS活性研究

采用溶胶 -凝胶法在γ-Al2 O3 上制备出负载型纳米 Ti O2 ,负载活性组分 Co和 Mo,对其进行了噻吩 HDS活性评价 ,并与国产工业 HDS催化剂 T2 0 5进行比较 ,并提出负载型纳米 Ti O2 为半球模型 .

Ni-Mo/TiO_2催化剂上二苯并噻吩加氢脱硫性能

采用浸渍法,以TiO_2成型载体制备Ni-Mo/TiO_2催化剂,考察MoO_3负载量对二苯并噻吩加氢脱硫性能的影响,采用XRD和BET等对催化剂进行表征。结果表明,当MoO_3负载质量分数大于10%时,已超过TiO_2载体的单层负载量,MoO_3晶相开始聚集长大,堵塞部分孔道,造成催化剂的比表面积和孔容显著下降。MoO_3负载质量分数10%时,二苯并噻吩转化率最高,继续提高MoO_3的负载质量分数,催化剂活性反而下降。对Ni-Mo/TiO_2催化剂进行30天的稳定性试验,催化剂没有失活。

CoMo/TiO_2-Al_2O_3催化剂的气相氟化改性

采用连续流动微型催化反应装置和氮气吸附等方法研究了气相预氟化和氟化铵溶液浸渍处理对CoMo/TiO2-Al2O3噻吩加氢脱硫催化活性和物化性能的影响.通过对0.5%～7%(φ)各种氟里昂浓度和473～773K各种温度及不同时间氟化处理的样品进行详细考察,发现在623K下由含氟里昂1%(φ)的湿空气氟化的载体制备的催化剂样品,其噻吩的加氢脱硫的活性有明显改善,相对于非氟化样品、BY-2工业催化剂以及氟化铵溶液浸渍处理的催化剂活性提高20%～30%,且非常稳定.初步表征还表明,氟里昂气相加氟与氟盐溶液浸渍加氟相比较,有不破坏催化剂结构和不降低催化剂比表面积的优点.