Ce-TiO2/石墨烯复合物的制备与光催化性能

针对传统方法制备石墨烯复合物的光催化活性较差的问题,提出一种Ce-TiO2/石墨烯复合物的制备方法,对Ce-TiO2/石墨烯复合物进行制备,利用石英反应器、微波电浆发射光谱仪、紫外可见分光光度计等仪器与设备,以及高锰酸钾、浓硫酸、325目天然鳞片石墨等制备材料,通过碱热法实现Ce-TiO2/石墨烯复合物的制备。对制备得到的Ce-TiO2/石墨烯复合物进行光催化性能的对比实验,与传统方法对比,Ce-TiO2/石墨烯复合物的最高光吸收强度为98.1%,得出Ce-TiO2/石墨烯复合物的光催化性能更强的结论,说明所提制备方法增加了Ce-TiO2/石墨烯复合物材料的光催化活性。

SO_4^(2-)对TiO_2及Ce-TiO_2光催化性能的影响

采用溶胶 凝胶法制备了纳米SO42-/Ce TiO2,SO42-/TiO2及Ce TiO2光催化剂,并用IR,BET,XPS,XRD等手段对所制得的样品进行表征,将其用于对有机磷农药(DDVP)稀释液的光催化降解,结果表明:所制SO42-/Ce TiO2,SO42-/TiO2具有超强酸特征,其光催化活性较Ce TiO2有明显提高。

SO_4^(2-)/Ce-TiO_2光催化降解二甲基二氯乙烯基磷酸酯

以钛酸四丁酯 (Ti(OBu) 4 )、Ce(NO3 ) 3 、H2 SO4为主要原料 ,采用溶胶 凝胶法制备了SO2 -4/Ce TiO2 光催化剂 ,用XRD、IR、BET、XPS、TG DTA等测定技术对所制得的试样进行了表征 ,并将其用于光催化降解二甲基二氯乙烯基磷酸酯的稀释液。结果表明 ,SO2 -4/Ce TiO2 中TiO2 以锐钛矿晶型存在 ,并且具有超强酸特征 ,当n(Ce) /n(TiO2 ) =0 0 0 5 ,c(H2 SO4) =0 5mol/L时 ,焙烧温度为 5 0 0℃是最佳制备条件 ,其光催化降解性能较Ce TiO2 有明显提高。

Ce-TiO_2的制备与光催化性能研究

采用Sol-gel法制备Ce-TiO2粉体材料,使用XRD、DRUVS等仪器表征了Ce4+掺杂对样品晶型、光谱响应曲线、降解率等结构性能的影响,研究了三者间的相互关联.结果表明:Ce4+离子掺杂阻碍TiO2晶相的形成,在Ce4+掺杂质量分数为0.25时,对可见光吸收达到最高效率,光谱响应阈值为520 nm;在Ce4+掺杂质量分数为0.15时,阳光直射下对甲基橙降解率达到最高,为91.8%.晶型结构决定可见光吸收与降解率.

Sol-Gel法制备Ce-TiO_2工艺对性能影响研究

为了分析比较Sol-Gel法制备Ce掺杂TiO2过程中工艺及参数对其光催化性能的影响,采用正交试验方法并结合XRD、XPS、PL等测试仪器,系统地研究了制备工艺参数对Ce-TiO2微观结构、宏观性能的影响,阐述了三者之间之间的联系。结果表明:掺杂浓度、凝胶陈化时间两个因素主要影响杂质能级的形成,烧结温度、保温时间主要影响样品的晶型与晶粒尺寸,这些因素共同决定了样品的光谱响应与光催化降解性能。研究结果为高效光催化剂的工业生产提供了理论指导。

高孔隙率Ce-TiO_2微粉的制备及其光催化性能研究

以自制Ce离子掺杂的TiO_2纳米粉为前体,通过微波辅助水热法进行空间结构改性,获得改性Ce-TiO_2微粉。所得样品用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮吸附(BET)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)等测试方法表征。结果表明,所制备的微粉具有较高的孔隙率,平均孔径为153.4 nm,比表面积可达到154.9 m^2/g。掺杂Ce离子对微粉的结构没有影响,但是拓宽了TiO_2的可见光吸收范围,使吸收边红移至可见光区域,同时有效的抑制了晶粒长大,阻碍锐钛矿相向金红石相的转变。所制备的高孔隙率Ce-TiO_2微粉在低浓度甲醛溶液中表现出良好的可见光催化性能。

Ce-TiO_2光催化涂料对室内甲醛气体的降解效果及预测模型的准确度

为了有效降解室内甲醛气体,自制了Ce-TiO2光催化涂料。分析了Ce-TiO2光催化涂料在可见光源下对甲醛气体的降解效果。根据甲醛气体浓度的实测值,采用3次指数平滑法模型建立了Ce-TiO2光催化涂料降解甲醛气体的模型,并对其催化效果进行了预测。结果表明:Ce-TiO2光催化涂料可以提高对可见光源的响应,对甲醛气体的降解效果为82.9%;模型的预测准确性高,平均绝对误差为-0.000 75 mg/m3,平均相对误差为-0.006 80。

Ce-TiO_2粉体的结构与性能研究

为了研究离子添加对TiO2粉体结构与性能的影响,采用Sol-gel法制备了Ce-TiO2粉体,在不同Ce4+浓度条件下,使用XRD、XPS、PL等仪器表征了样品的晶相、杂质能级、晶粒尺寸、电子-空穴对复合率等微观结构,并与光谱响应曲线、降解率等宏观性能相联系,阐述了微观结构与宏观性能的定量对应关系。结果表明:随着Ce4+浓度的增加,样品结晶被阻碍,能带间出现新能级且变强,晶粒尺寸先变小后变大,晶格缺陷增多导致电子-空穴对复合率存在极小值。晶相与杂质能级影响了光谱响应曲线,微观结构综合作用影响了Ce-TiO2对亚甲基蓝的降解率。研究结果为定量研究改性TiO2提供了实验依据。

介孔碳负载Ce-TiO_2的制备及其光催化降解亚甲蓝性能

以Ce(NO_3)_3·6H_2O、一水合柠檬酸、2-羟基对苯二甲酸、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、钛酸四丁酯为原料,通过水热法获得一种新型的Ce-Ti金属有机材料前驱体,将该前驱体在不同烧结温度下煅烧,获得一系列具有高比表面积的介孔碳负载Ce-Ti O_2新型催化剂。应用XRD、SEM、BET、TG、UV-vis DRS、UV紫外吸收等一系列手段对其进行了结构表征与性能测量。研究结果表明烧结温度在1000℃(CTOF-P10)的样品表现出良好的催化效果,其降解亚甲蓝(MB)的速率是商业型Ti O_2(P25)的2.15倍。引入Ce离子起到掺杂的作用,同时阻止Ti O_2晶粒的生长,也能抑制光生电子与空穴的复合,进而提高了光催化活性。

Ce-TiO_2/硅藻土的制备、表征及其光催化活性

以硅藻土(KL)为载体,用溶胶-凝胶法将铈掺杂二氧化钛包覆在硅藻土上(Ce-TiO2/KL)。采用XRD、DRS、SEM对其进行表征,以250 W高压汞灯作光源,甲醛作为反应底物表征其光催化活性。结果表明:Ce-TiO2包覆在硅藻土颗粒上,并能在较高的煅烧温度(500℃)范围内保持锐钛矿晶体结构;随着铈掺杂含量的提高,J2Ce-TiO2/KL对可见光的吸收明显增强,有利于充分利用太阳光。由此可见,TiO2固定在硅藻土上时,铈掺杂不仅提高了其活性,还导致其激发波长红移,还有利于回收利用。

Ce-TiO_2复合粉体晶相控制与光催化性能研究

为了系统研究Ce-TiO2的晶相形成规律及其对光催化性能的影响,本文采用Sol-gel法制备了Ce-TiO2复合粉体,使用XRD、XPS等手段分别对其结构和性能进行了分析表征,研究了Ce4+添加量、烧结温度、保温时间对样品晶相的影响,阐述了Ce-TiO2晶相的形成规律及机理,并进行了光催化降解实验.结果表明:Ce4+添加量在1%～16%之间时,样品为Ce掺杂型TiO2;Ce4+添加量在16%～48%之间时,样品为CeO2-TiO2复合体系;Ce4+添加量大于48%以后,TiO2成为无定型态.其中,锐钛矿相TiO2结晶所需的烧结温度在510～680℃之间;金红石相TiO2结晶所需的烧结温度在680℃以上.保温时间能改变晶型的完整度.在可见光激发下,当样品TiO2中锐钛矿相和金红石相的含量比例为3∶1时,对甲基橙降解率达到最高(79.7%).

硅藻土负载Ce-TiO_2光催化材料的制备及性能研究

采用低温燃烧法制备硅藻土负载Ce-TiO2光催化材料,借助XRD,SEM对样品进行表征.以罗丹明B溶液为目标污染物,研究并确定了负载型光催化材料的最佳制备和光催化降解条件.结果表明,TiO2光催化材料的最佳煅烧温度为600℃,最佳Ce掺杂量为0.2%,制备的样品为锐钛矿和金红石组成的混合晶型,且锐钛矿占主要部分.最佳的光催化降解条件为:罗丹明B溶液初始质量浓度为10mg/L,催化剂用量为1.0g/L,溶液pH=9.制得的复合光催化材料失活再生后降解率可达93%,且可多次重复使用,光催化性能明显优于纯TiO2光催化材料.

Ce-TiO_2/SiO_2模拟太阳光下催化降解亚甲基蓝的研究

制备了Ce掺杂的TiO2复合SiO2光催化剂(Ce-TiO2/SiO2),使用该光催化剂在模拟太阳光下催化降解亚甲基蓝水溶液,研究了催化剂用量、亚甲基蓝初始质量浓度、溶液pH、无机阴离子对光催化降解效果的影响。结果表明:n(Ce)∶n(Ti)∶n(Si)=0.002∶1∶1时所制催化剂的光催化活性最好;对于2.5 mg/L、pH为11的亚甲基蓝溶液,投加100 mg/L的光催化剂反应2 h可达到最高降解率(92.6%);NO3-、SO42-、Cl-的存在对光催化降解具有抑制作用。

Cu-Ce-TiO_2/膨润土光催化降解硝基苯废水性能研究

采用沉淀法、溶胶-凝胶法和机械混合法制备了Cu-Ce-TiO_2/膨润土光催化剂,通过FTIR、XRD对其结构进行了表征,并考察了其光催化降解硝基苯废水的性能。结果表明,各催化剂中,TiO_2均以锐钛矿晶型存在,铜铈离子可能进入了TiO_2晶格,部分TiO_2进入了膨润土层间,使其层间距增大,实现了Cu-Ce-TiO_2与膨润土的复合。其中,溶胶-凝胶法制备的催化剂膨润土层间距更大,TiO_2与膨润土复合程度更高,光催化性能最好。当催化剂投入量为0.4 g/L,溶液pH为6时,在可见光下反应90 min后,该催化剂对20 mg/L硝基苯的降解率达96.3%,且其再生性良好。

C-Ce-TiO_2光催化剂的制备及其对氟氯氰菊酯的降解

采用溶胶-凝胶法制备碳铈共掺杂的纳米二氧化钛(C-Ce-TiO2)光催化剂,经X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)表征,在9 W日光灯照射下,催化降解高效氟氯氰菊酯.结果表明:C-Ce-TiO2在可见光区吸光度提高,其禁带宽度比未掺杂的二氧化钛小,XRD显示制备得到的C-Ce-TiO2主要为锐钛矿晶型,光催化降解试验发现C-Ce-TiO2对高效氟氯氰菊酯的降解能力高于纳米二氧化钛,降解率可达92%左右.

Ce-TiO_2光催化降解甲醛溶液的研究及应用前景

以甲醛溶液的光催化降解为探针反应,评价了通过溶胶-凝胶技术制备的Ce-TiO2微粒对甲醛溶液的去除效果。采用X射线衍射和激光粒度分析表征了Ce-TiO2的晶体结构与微晶尺寸。结果表明,掺杂Ce可以促进TiO2由非正分锐钛矿相向锐钛矿相和金红石相的转变,使晶体结晶完整,抑制载流子复合,从而达到Ce-TiO2在模拟自然条件可见光源下具有很好光催化降解甲醛溶液的能力。

Mn-V-Ce/TiO_2低温催化还原NO性能研究

采用浸渍法制备了NH3选择性催化还原(SCR)NO新型催化剂Mn-V-Ce/TiO2,考察了操作条件对其活性的影响;通过NO、O2、NH3的暂态响应实验分析了在该催化剂上进行SCR反应的机理;对催化剂进行了FT-IR和TG分析,探讨了H2O、SO2对其活性的影响。结果表明,该催化剂具有很好的低温SCR活性,空速5 000 h-1、150℃下的NO转化率达99.2%。170℃下同时通硫、水后的350 min内,活性始终保持在98%;单独通入SO2时,中毒速率较快,但体积分数为8%的H2O对该催化剂的活性没有影响,转化率始终保持在98%以上。该催化剂能应用于不含SO2的燃气锅炉烟气和不含SO2的硝酸尾气等NOx工业废气的低温脱硝。

低温高活性NO氧化催化剂Mn-V-Ce／TiO2的制备与性能

采用浸渍法制备了新型NO氧化催化剂Mn-V-Ce/TiO2,考察了组分配比、载体种类、焙烧温度等制备条件和反应温度、NO进口体积分数、O2含量、空速等操作条件对其催化活性的影响,对载体和催化剂分别进行了BET和XRD分析.结果表明,10%Mn-3%V2O5-20%CeO2/TiO2在300℃焙烧6h得到的Mn-V-Ce/TiO2具有最佳催化氧化活性,NO体积分数500×10-6,O2体积分数10%;空速8000h-1、温度200℃或空速5000h-1、温度175℃条件下,出口NOx的氧化度(NO2/NOx)均达到50%～60%,NOx能取得最大的吸收效率;250℃、8000h-1时,氧化度可达74%;250℃、5000h-1时,氧化度可达86.6%.

SO_2对Mn-Ce/TiO_2低温SCR催化剂的毒化作用研究

考察了SO_2对Mn-Ce/TiO_2低温脱硝催化剂活性的影响,利用XRD、BET、SEM和XPS对其毒化作用的原因进行分析。结果表明,SO_2对催化剂活性有明显的抑制作用,使NO_x去除率由84%降至42%左右。主要是SO_2的加入造成催化剂比表面积减小,孔径为5-10 nm的孔数量减少,且催化剂晶相由锐钛矿型转化成金红石型结构,活性组分MnO_x发生晶化现象,破坏了Mn-Ti间的强相互作用。催化剂理化性质的变化造成吸附态氧转化为晶格氧的路径受阻、MnO_2含量减少和CeO_x储氧功能减弱,并且产生氧阻效应而使NO吸附和解吸受阻,造成催化剂活性降低。同时生成的硫酸铵盐在催化剂表面沉积,覆盖了催化剂表面的Lewis酸性位,使其对NH_3吸附能力减弱。

Mn-Ce-Fe/TiO2低温催化还原NO的性能

采用浸渍法制备了Mn-Ce-Fe/TiO2,研究了其组分配比、焙烧温度等制备条件和NO进口浓度、空速、O2含量、NH3/NO摩尔比等操作条件对Mn-Ce-Fe/TiO2上NH3低温还原NO活性的影响,并探讨了H2O、SO2对Mn-Ce-Fe/TiO2活性的影响.结果表明,Mn∶Fe∶Ce摩尔比为5∶2∶4、500℃下焙烧的Mn-Ce-Fe/TiO2在无H2O、SO2,NO体积分数为0.1%,空速为5000h-1,反应温度为130℃、O2含量为6%、NH3/NO摩尔比为1.1的条件下,NO转化率接近98%.Fe的加入大大提高了催化剂的单独抗水和同时抗硫抗水性能,130℃下,体积分数10%的H2O对该催化剂的活性基本没有影响,转化率保持在96%以上;通硫、水后的400min内,活性仅下降3%.单独通入SO2时,该催化剂中毒程度较深.该催化剂有望应用于基本不含SO2的燃气锅炉烟气和不含SO2的硝酸尾气等NOx工业废气的低温脱硝.