钛酸盐纳米片光催化-吸附协同去除水中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)

以锐钛型纳米TiO2为原材料,采用水热法合成了钛酸盐纳米片(TNS),系统研究了Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)在TNS上的吸附行为,以及不同pH下TNS光催化协同吸附对水体中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的同步去除.TEM及XRD表征结果表明,制备的TNS呈现出锐钛矿与钛酸盐混合晶相,这对于其光催化和吸附性能的发挥极为重要.吸附实验证实,TNS对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的吸附显著受pH影响,高pH利于Cr(Ⅲ)的吸附,而Cr(Ⅵ)在低pH下吸附量更大.Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)在TNS上的吸附速度较快,吸附动力学符合准二级动力学模型(R2>0.99).吸附等温线结果符合Langmuir方程(R2>0.99),pH 5时,Cr(Ⅲ)的最大吸附量(13.19 mg·g-1)远大于Cr(Ⅵ)(0.63 mg·g-1),因此,单一吸附不是有效处理Cr(Ⅵ)的手段,光催化还原是必要的.光催化-吸附实验表明,随着pH的增加,TNS光催化还原Cr(Ⅵ)反应速率逐渐降低,但产生的Cr(Ⅲ)在TNS表面的吸附量显著增加.综合可知,光催化-吸附协同反应最佳pH值为5,Cr(Ⅵ)和总Cr的去除率可达97.6%,且体系中无Cr(Ⅲ)的积累.该研究为同步有效去除水体中的Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)提供了一种新的可参照的途径.

钛酸盐纳米片的制备及其性能研究

[目的]制备一种可同时降低卷烟主流烟气中多种有害成分的钛酸盐纳米片。[方法]以TiO2为原料,制备钛酸盐纳米片,采用X射线粉末衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其进行表征及性能测试。[结果]在卷烟滤嘴中添加钛酸盐纳米片后,主流烟气中的氨、氰化氢(氢氰酸)、苯酚、巴豆醛等有害物质含量明显下降。[结论]该研究制备的钛酸盐纳米片在卷烟制造业中具有广阔的应用前景。

甲基蓝-钛酸盐纳米聚合物薄膜的光谱和光学非线性研究

为了满足光学非线性器件设备对工作材料的要求,探究具有高阶非线性效应的固态薄膜材料的制备方法,并对其光学特性进行表征,采用化学插入法,将甲基蓝染料分子插入到具有纳米量级的层状钛酸盐片间,制备了甲基蓝-钛酸盐纳米聚合物薄膜,通过吸收光谱和荧光光谱的测定,发现薄膜的吸收峰相对于染料溶液发生了明显的蓝移,表明染料分子在纳米片间是H-聚集排列。进一步应用单光束连续He-Ne激光Z-扫描技术研究了样品的非线性光学特性,结果显示:插入染料分子的钛酸盐纳米MB/HTO聚合物薄膜具有"负"的非线性折射率,在低功率连续激光作用下聚合物薄膜的非线性折射率系数n2的量级为10-10m2/W。

铁掺杂羟基锆柱撑钛酸盐的制备及光催化性能

采用单分子层剥离-重堆积技术将掺铁的聚合羟基锆离子嵌入到钛酸盐层间,制得了铁掺杂羟基锆柱撑钛酸盐复合材料(FZPT),考察了Fe掺杂对Zr柱撑钛酸盐复合材料(ZPT)形成及光催化活性的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)和吸附分析仪等对材料进行了表征.结果表明,当铁的掺入量小于锆质量的10%时,复合柱撑材料FZPT的孔径和比表面积随着Fe掺入量的增加而增大,继续增加则结果相反.紫外-可见光催化降解亚甲基蓝(MB)实验结果表明,FZPT催化活性均高于ZPT,可能与掺杂后材料形成介孔结构与比表面积增大有关.样品FZPT-0.20的可见光催化活性相对较好,表明材料的光催化活性与掺杂后柱撑材料中含铁客体与主体间的电子耦合作用有关.

钴掺杂羟基锆柱撑钛酸盐材料的制备与光催化性能

采用剥离-重堆积的方法将聚合羟基锆离子和Co2+混合溶液嵌入到钛酸盐板层间,制得了钴掺杂锆柱撑材料(CZPT),考察了Co对锆柱撑复合材料(简写为ZPT)的形成及其催化活性的影响。利用X-射线衍射(XRD)、扫描/透射电子显微镜(SEM/HR-TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和N2吸附等方法对复合材料进行了表征。结果表明,掺入质量分数为5%(1∶20)的Co可以使ZPT样品的介孔和比表面积明显增大。同时,可以抑制体系光生电子与空穴的复合,吸收光波长有明显的红移。CZPT系列柱撑材料在紫外和可见光辐照下催化降解罗丹明(Rh B)的脱色率明显高于ZPT。其中,复合材料CZPT-5的催化活性最好,表明材料的光催化活性还与掺杂后柱撑材料中含Co客体与主体间的电子耦合作用有关。