Ag掺杂TiO2光催化剂的制备及其处理造纸废水研究

采用溶胶-凝胶法制备Ag掺杂TiO2(Ag-TiO2)光催化剂,采用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对所制备Ag-TiO2光催化剂进行表征,并用该光催化剂处理中段造纸废水,以降低造纸废水的CODCr和色度。探讨了Ag掺杂量、造纸废水初始pH值、光催化剂用量和光照时间对处理效果的影响。结果表明,Ag掺杂后TiO2的结晶度下降,Ag-TiO2的禁带宽度随Ag掺杂量的增大而减小。废水处理结果表明,当造纸废水初始pH值为6、光催化剂用量为0.6g/L、Ag掺杂量为3%时,Ag-TiO2光催化效果最佳,光照12 h后,造纸废水的色度和CODCr去除率分别达到100%和81.3%。

光催化的Ag掺杂TiO_2制备表征与吸收特性

采用溶胶-凝胶法(sol-gel),对TiO2及Ag-TiO2凝胶过程进行研究.利用钛酸丁酯作为TiO2前驱体和钛源、硝酸银作为银源、硅烷偶联剂作为分散剂,在pH恒定条件下,利用不同制作工艺对样品进行处理,并用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)、X射线衍射仪(X-raydiffraction,XRD)、激光粒度仪(nanoparticle size analyzer)和紫外-可见光分光光度计(ultravioletand visible spectro-photometer,UV-vis)分别对样品进行表征.结果表明:当Ag与TiO2摩尔质量控制在5%的比值时,将样品在50℃水浴恒温搅拌、干燥,并添加0.3mL硅烷偶联剂,在600℃热处理下,制备的Ag-TiO2样品其光学吸收带加宽,整体吸收增加.

Ag掺杂改性TiO_2催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯

邻苯二甲酸酯是环境中普遍存在的有机污染物（内分泌干扰物）之一。通过湿式机械混合法制备Ag掺杂改性TiO2催化剂。光催化降解实验的结果表明Ag掺杂浓度为1×10-4mol/g,焙烧温度为400℃下所得的催化剂活性较好。对降解体系的研究表明,当催化剂的投加量为0.1~0.3 g/L、pH=5~8时降解效率较高（62.0%）。相对于催化剂的降解过程而言,其吸附作用是比较小的,而是以光催化反应为主。并利用荧光光谱对催化剂的性能进行了初步表征。

Ag掺杂改性TiO_2催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯

邻苯二甲酸酯是环境中普遍存在的有机污染物(内分泌干扰物)之一。通过湿式机械混合法制备了Ag掺杂改性TiO2催化剂。光催化降解实验结果表明Ag掺杂浓度为1×10-4mol/g,焙烧活化处理温度为400℃下所得的催化剂活性较好。对降解体系的研究表明,当催化剂的投加量为0.1～0.3 g/L、pH=5～8时降解效率较高(62.0%)。相对于催化剂的降解过程而言,催化剂颗粒对污染物的吸附作用较小,因此光催化反应主要以降解过程为主。最后利用荧光光谱对催化剂的性能进行了初步表征。

SiO_2负载Ag-TiO_2光降解催化剂的制备及性能研究

以钛酸丁酯为钛源、正硅酸乙酯为硅源、硝酸银为Ag源,采用溶胶-凝胶法制备Ag掺杂TiO_2负载型催化剂x%Ag-TiO_2/SiO_2（x=0.5~3.0）.通过X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见-近红外光谱等对样品进行了表征.以罗丹明B（Rh B）为模拟污染物,在可见光照射下研究了Ag掺杂量对催化剂光催化性能的影响.研究结果表明,适量Ag的掺杂能在Ag-TiO_2界面处形成肖特基势垒,起到捕获电子的作用,使得在TiO_2中形成的电子空穴对有效的分离,从而提高催化剂的光催化能力.SiO_2的引入有利于TiO_2纳米颗粒更好的分散,有效的抑制了颗粒之间的团聚,从而增强了光催化剂的吸附能力.而且当SiO_2与TiO_2的质量比为1∶10一定时,Ag掺杂量为1.0%时,催化性能达到最佳,此时以Rh B为模拟污染物进行降解,经过105min可见光照射,降解率达到99.5%.

掺Ag复合纳米TiO_2光催化性能

通过溶胶-凝胶法和光还原法制备掺Ag复合纳米TiO2。用XRD表征了TiO2的晶体形态。以典型偶氮结 构的甲基橙水溶液为模拟对象,研究掺Ag复合纳米TiO2光催化性能。实验结果表明,TiO2悬浮体系中甲基橙的 光催化降解符合Langmuir动力学规律。根据动力学计算,掺Ag复合TiO2和单纯TiO2对甲基橙的降解速率常数分 别为27．34mg／(L·h)和14．42m/(L-h),光催化的活性提高了近2倍。因此有望通过这一技术制备出比单纯TiO2 更好的光催化剂。

Ag-Ce共掺杂锐钛矿型TiO_2的电子结构与光学性质

利用Ag、Ce原子对锐钛矿相TiO_2进行了替位掺杂,构建了Ag、Ce单掺杂及Ag-Ce共掺杂的锐钛矿相TiO_2体系,并采用第一性原理计算研究了掺杂体系的电子结构及光学吸收特性。结果表明:Ag-Ce共掺杂后,Ag-4d和O-2p电子轨道的共同作用引入了有利于电子跃迁的浅杂质能级;Ag-4d和Ce-4f电子轨道的强相互作用使得禁带宽度减小,吸收光谱发生红移;Ce离子的引入有效地降低了杂质体系中电子-空穴对的复合速率,提高了体系的量子效率。因此,Ag-Ce共掺杂TiO_2既扩展了吸收光谱范围又提高了TiO_2的量子效率,使TiO_2的光催化性能得到了提高。

银掺杂多孔氧化钛制备、表征及光催化性能探究

以钛酸丁酯为起始原料,PEG为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备了多孔TiO_2,并通过用紫外光照还原Ag^+的方法制备掺Ag多孔TiO_2。采用UV-Vis吸收光谱、低温N_2吸附等手段对所制备的光催化剂进行表征,并以甲基橙为模拟污染物,考查所制备材料的光催化活性。结果表明:本方法制备的掺Ag多孔TiO_2最可几孔径为10nm左右,属介孔范畴;金属银的掺入不仅提高多孔TiO_2的紫外光吸收能力,并且扩大多孔TiO_2的光吸收范围。当掺Ag量为1.5%时,80min内在可见光和紫外光条件下,降解甲基橙的降解率分别达到93.35%和95.27%。

银掺杂多孔氧化钛光催化甲基橙降解反应条件的探究

利用溶胶-凝胶法结合光还原法制备Ag掺杂多孔TiO_2光催化剂,以甲基橙的降解效果为评价标准,考查了光照降解时间、光催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、溶液pH值对光催化剂催化降解甲基橙的影响。结果表明,本方法制备的光催化剂无论是在紫外光还是可见光下均具有优良的光催化性能:在浓度为10 mg/L的甲基橙溶液中,4 g/L光催化剂,紫外光照射80 min,甲基橙可实现100%完全降解;相同催化条件下,可见光照100 min,甲基橙完全降解;当反应溶液pH=2时,紫外光和可见光都可在20 min内实现甲基橙的完全降解。