Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2薄膜催化剂的结构对其光催化性能影响

以硅胶为载体,采用溶胶-凝胶法制备了掺杂不同量Fe^(3+)的TiO_2光催化剂(Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2),以氙灯为光源,罗丹明B为目标降解物,对其光催化活性进行了研究。结果表明,Fe^(3+)-TiO_2/SiO_2比TiO_2纳米粉有更好的催化活性,Fe^(3+)的最佳掺入量为0.03％。罗丹明B在粉体和膜催化剂的作用下遵循不同的光催化反应机理。根据XRD,SEM,Raman,XPS和FTIR的表征结果可认为,TiO_2在SIO_2表面薄膜化和Ti-O-Si键的形成是催化活性提高和降解机理不同的主要原因。

Fe_2O_3-TiO_2磁性复合材料的制备及可见光催化性能

以FeCl3和Ti(C4H9O)4为前驱体,通过复合溶胶法制备了Fe2O3-TiO2磁性复合光催化剂,并用XPS,XRD,SEM,EDS及BET进行了表征.对亚甲基蓝的降解实验证明,Fe2O3的引入将复合材料的光响应范围扩展至可见光区,且掺杂的Fe2O3摩尔分数为1.0%时,样品可见光催化性能最高.磁强计的测试结果显示,复合光催化剂具有一定的磁性,可在反应结束后利用磁场从体系分离,使催化剂得到回收再利用.

磁靶向纳米Fe_3O_4-TiO_2复合物的制备及其对肝癌细胞的光催化杀伤效应

采用三种低温溶胶-凝胶法制备了具有不同Fe3O4掺杂量的磁靶向纳米Fe3O4-TiO2复合物,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、紫外-可见(UV-Vis)光谱、荧光光谱(FS)及磁性能分析等表征方法筛选出包覆均匀、分散性好、磁性能优异及光催化活性较高的纳米Fe3O4-TiO2复合物.以四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测肝癌细胞(HepG2)的存活率,考察纳米Fe3O4-TiO2复合物在外磁场作用下对HepG2细胞的光催化杀伤效应.结果表明:采用方法三制备的5%(质量分数)Fe3O4-TiO2复合物具备核-壳结构,在混悬液中分散性较好,平均粒径约为50nm,具有较强的光催化活性和良好的磁响应性,同时将纳米TiO2的光响应范围拓宽至444nm;在外磁场作用下,紫外光和可见光激发纳米Fe3O4-TiO2复合物对HepG2细胞的杀伤效应差异不大,且均强于纳米TiO2;其杀伤效应在0-1.0T范围内随着外磁场强度的增大而增强.

Fe_2O_3-TiO_2光催化剂的制备及其对碱性嫩黄的降解

以Fe2(SO4)3和Ti(SO4)2为原料,采用乙醇助水热法,在较低的温度下制备了Fe2O3-TiO2复合光催化剂,并用X射线衍射(XRD)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)对其进行了表征。用该催化剂在自制的三相光催化反应器中进行催化降解碱性嫩黄的试验,探讨了催化剂投加量、溶液pH值、溶液浓度对降解率的影响。结果表明:在浓度为25mg/L、pH=9的碱性嫩黄溶液中,投加0.8g/L的光催化剂,紫外光照120min后,降解率达90.7%。动力学分析表明:在试验浓度范围内,碱性嫩黄的光催化降解反应符合一级动力学方程。

Fe_x^(3+)-TiO_2/Shell光催化剂的制备及其对石油的光催化降解

以自制的贝壳基规整吸附体为载体,采用浸渍煅烧法制备了Fe3x+-TiO2/Shell光催化剂。采用XRD、SEM-EDS和UV-Vis等技术对制备的Fex3+-TiO2/Shell光催化剂进行表征。以石油为降解对象,考察了Fe3+掺杂量、Fe3x+-TiO2的负载次数及光照时间对Fe3x+-TiO2/Shell光催化活性的影响。结果表明,Fe3+掺杂量为0.7%(m(Fe3+)/m(TiO2)×100%)、Fe30.+7-TiO2负载次数为4次时,制备的Fe30.+7-TiO2/Shell光催化剂的光催化活性最高,300W碘钨灯照射16h,石油的光催化降解率达76%。

Ru-Cu/Fe_3O_4-TiO_2催化剂上甘油氢解制备1,2-丙二醇的研究

以生物柴油生产过程中副产的甘油为原料,通过催化氢解制备1,2-丙二醇是增长生物柴油产业链、提高其经济效益的有效途径.采用浸渍法制备了双金属磁性催化剂Ru-Cu/ Fe3 O4 -TiO2 ,利用X 射线衍射、X 射线光电子能谱、透射电子显微镜、N2 吸附等方法对催化剂进行了表征,考察了Ru/ Cu 摩尔比、反应温度、H2 压力、反应时间和催化剂用量等因素对催化剂性能的影响.结果表明,Ru-Cu/ Fe3 O4 -TiO2 双金属催化剂具有很高的催化活性和良好的1,2-丙二醇选择性.Cu 的加入没有明显改变Ru 的化学环境,但有效地提高了1,2-丙二醇的选择性,同时Ru 可改善Cu 在钛铁复合载体上的分散性,从而获得了平均金属粒径在5-9 nm 左右的催化剂.在Ru/ Cu 摩尔比1 ∶1. 6、反应温度200 ℃、H2 压力4. 0 MPa、反应时间10 h 的条件下,甘油转化率和1,2-丙二醇的选择性分别高达96. 12% 和86. 77%.反应后产物与催化剂可有效实现磁性分离,为该过程的工业化应用奠定了基础.

固体超强酸SO_4^(2-)/Fe_2O_3-TiO_2催化合成癸二酸二乙酯的研究

研究了用固体超强酸SO2 -4/Fe2 O3 TiO2 为催化剂 ,由癸二酸和乙醇反应合成癸二酸二乙酯的最佳工艺条件。结果表明 ,当n(醇 )∶n(酸 ) =4 .0∶1,催化剂用量为酸质量的 5 % ,反应时间为 3.5h ,酯的产率可达96 %。该工艺产率高 ,反应时间短 ,无腐蚀无污染 ,催化剂可回收、活化、重复使用 10次。

贝壳类基纳米Fe^3＋-TiO2光催化降解海洋油污的动力学研究

以钛酸四丁酯为钛源制备溶胶-凝胶,采用浸渍煅烧法制备了贝壳类基纳米Fe3+-TiO2光催化剂。以碘钨灯为光源,研究了海水中油污的降解动力学。结果表明:油污的光催化降解分为2个阶段:第一阶段表观降解速率较快;第二阶段油污降解符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型,反应速率常数k为3.52mg/(L.h),吸附平衡常数K为0.023 9L/mg,反应活化能Ea为23.551kJ/mol。

纳米Fe3+-TiO2改性聚乙烯醇基紫胶复合涂膜材料工艺优化

以新型纳米Fe3+-TiO2、紫胶、琥珀酸单甘油酯(succinylated monoglycerides,SMG)添加量为影响因素,对乳化紫胶聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)溶液体系改性,以成膜透湿率为指标,通过响应面试验方法优化复合膜制备工艺,并对复合膜抑菌性能进行研究。结果表明:紫胶协同纳米Fe3+-TiO2交联改性PVA能显著降低PVA基膜材料的透湿率(P<0.05);复合膜中紫胶添加量与纳米Fe3+-TiO2及SMG添加量对成膜透湿率有显著的交互作用(P<0.05);以复合膜透湿率为指标的回归优化结果:纳米Fe3+-TiO2添加量9.18 mg/100 m L、紫胶添加量1.33 g/100 m L、SMG添加量0.92 g/100 m L,此时成膜透湿率为(392.43±8.37)g/(m2·24 h),比PVA单膜降低了60%以上;复合膜在可见光催化反应180 min后,与PVA单膜相比,沙门氏菌和李斯特菌的活菌数量分别降低1.8(lg(CFU/m L))和1.6(lg(CFU/m L)),说明纳米Fe3+-TiO2改性PVA基紫胶复合涂膜材料能赋予其可见光催化靶向抑菌性能。

玻璃纤维基Fe(Ⅲ)-TiO_2薄膜在可见光照射下去除球形棕囊藻的效果

探讨了以玻璃纤维为基体的纳米Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜在可见光照射条件下对球形棕囊藻(Phaeocystis globosa Scherffel)的去除作用。薄膜用溶胶-凝胶法制备,投放入模拟赤潮浓度的棕囊藻培养液中进行除藻实验。实验重点探讨了Fe(Ⅲ)的掺入、基体材料和光照条件对除藻效果的影响。实验结果显示,无光照条件下的Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜对藻无去除效果,在可见光照射下Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜的除藻效果好于TiO2薄膜;以玻璃纤维为基体的Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜除藻效果好于以玻片为基体的薄膜和粉末。在藻液中投加5.0mg·L-1的以玻璃纤维为基体的Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜,光照36h后,藻液中细胞密度由6.48×106·mL-1降低到0.01×104·mL-1,叶绿素a质量浓度由6.66mg·L-1降低到0.001mg·L-1,除藻率达到99.9%,除藻过程符合准一级反应动力学方程。研究表明,玻璃纤维基Fe(Ⅲ)-TiO2薄膜在可见光照下可以有效去除棕囊藻,在赤潮治理方面有较好的应用前景。

Fe_3O_4-TiO_2复合材料的制备及光催化降解性能

通过水热法制得Fe3O4八面体微米颗粒,以Fe3O4为载体,用溶胶-凝胶法将纳米TiO2负载于Fe3O4表面,制备Fe3O4-TiO2复合材料,并进行光催化降解甲基橙的研究.结果表明:用溶胶-凝胶法通过控制Fe3O4-TiO2的复合比,在Fe3O4表面能均匀负载一层TiO2纳米粒子;与纯Fe3O4和TiO2相比,Fe3O4-TiO2复合材料作为催化剂,对甲基橙的光催化降解性有明显的提高;样品的有机碳去除率较高,重复使用性较好.

粉煤灰微珠负载的Fe^(3+)-TiO_2光催化剂的制备及性能

以TiCl4为原料,粉煤灰微珠为载体,采用微乳液法制备了负载型Fe3+掺杂纳米TiO2光催化剂。并研究了不同掺杂量Fe3+-TiO2/粉煤灰微珠光催化剂的催化性能及回收再生次数。用扫描电子显微镜(SEM)观察粒子的形貌,用能谱仪(EDS)分析了催化剂的元素含量,用分光光度计测定了催化剂对次甲基蓝的降解率。结果表明:Fe3+掺杂量为0.25%时催化剂的光催化降解性能最高;回收催化剂随着其再生次数增加,Fe3+-TiO2在粒子表面上聚集长大,活性表面积降低,催化降解性能下降;催化剂经3次再生后报废。

Fe_2O_3-TiO_2-SiO_2光催化降解头孢氨苄试验研究

采用溶胶-凝胶法制备了复合型Fe2O3-TiO2-SiO2光催化剂利用FTIR、XRD等测试手段对其结构进行了表征。通过研究Fe3+掺入量、催化剂用量、光催化降解时间及催化剂吸附实验、催化反应动力学实验,探讨了光催化剂降解头孢氨苄的条件。实验结果表明:在自然光照的条件下,该催化剂对试液中头孢氨苄的吸附率达48%。120 min紫外光照射可使头孢氨苄降解率达90%,降解率随着催化剂用量增加而增加。Fe3+掺杂量为2.5%的催化剂催化活性最好。头孢氨苄光催化降解反应中,速率常数(K)与头孢氨苄的初始浓度Cod呈0.40级的动力学关系。

Fe_3O_4@SiO_2-TiO_2磁性介孔复合材料光催化降解亚甲基蓝的性能研究

染料废水处理是水污染治理中非常重要内容之一,针对染料废水带有极高的色度、可生化性差和含"三致"物等特点。本文采用水热法制备复合材料用于染料废水处理。通过XRD、TEM、SBET等表征手段证实制备材料为核-壳Fe3O4@SiO2-TiO2复合材料。将此材料用于染料废水处理,选用亚甲基蓝(Methylene Blue,简称MB)作为染料废水典型目标物,测定催化剂Ti:Si摩尔比、催化剂用量、染料溶液pH值和催化剂重复利用对染料废水降解效果影响。研究结果表明,染料废水浓度为14mg/L,双氧水用量为2mL,催化剂用量为2g/L,脱色90min时,溶液脱色率能达到98.6%。催化剂重复使用4次,其脱色效果仍然保持在90%左右。由此可见,用此方法制备的核-壳材料是比较有效且实用的一种染料废水处理非均相Fenton催化剂。

Fe_2O_3-TiO_2纳米复合颗粒的激光控制合成研究

以微米级的5%Fe2O3粉末和95%TiO2粉末(以质量分数计)形成混合靶材,利用脉冲激光气相蒸发-液相收集控制合成新方法制备Fe2O3-TiO2复合纳米颗粒.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱、UV光谱检测等测试技术,对实验制备的样品的形貌、组织结构、光吸收性能及合成机理等进行了系统研究.结果表明:用气相蒸发-液相收集激光法制备的Fe2O3-TiO2纳米颗粒外观呈球形,平均粒径约为40 nm,颗粒呈链状连接趋势;Fe2O3的复合改善了TiO2纳米颗粒的磁性.对样品在800～200 nm区间进行光谱分析,发现Fe2O3复合TiO2后,样品光谱发生红移,改善了TiO2纳米颗粒的光催化性能.

复合固体酸SO_4^(2-)/Fe_2O_3-TiO_2催化合成环己酮缩乙二醇

以复合固体酸SO42-/Fe2O3-TiO2为多相催化剂,通过环己酮和乙二醇反应合成了环己酮缩乙二醇。探讨SO42-/Fe2O3-TiO2对缩酮反应的催化活性,较系统地研究了酮醇物质的量比,催化剂用量,反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明:SO42-/Fe2O3-TiO2是合成环己酮缩乙二醇的良好催化剂,在酮醇物质的量比为1∶1.5,催化剂用量为反应物料总质量的2%,带水剂选用环己烷,反应时间1.5 h的条件下,环己酮缩乙二醇的收率可达92.7%。

S_2O_8^(2-)/Fe_2O_3-TiO_2制备及催化合成柠檬酸正丁酯

采用水热法制备了S_2O_8^(2-)/TiO_2和S_2O_8^(2-)/Fe_2O_3-TiO_2催化剂,考察了这两种催化剂在柠檬酸与正丁醇酯化反应中的催化活性。用XRD对催化剂结构进行了表征,结果显示催化剂经过酸化后的晶体结构并没有发生改变,Fe_2O_3颗粒均匀的分布在TiO_2表面。对影响催化反应性能的因素进行了研究,在反应时间为4.5 h,反应温度为132℃,催化剂浓度为2.5%(质量比),酸醇比值为1∶4.5时,柠檬酸的转化率最高达92.1%。

Fe_3O_4-TiO_2磁性光催化剂的制备与性能

采用化学共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4作为磁载体,以溶胶-凝胶法制备了Fe3O4-TiO2磁性光催化剂,采用X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)漫反射等手段对其进行表征。以亚甲基蓝水溶液为模拟污染物,测试了Fe3O4-TiO2磁性光催化剂的光催化性能,光照90min后,亚甲基蓝的脱色率可达到96.6%,相同条件下TiO2对亚甲基蓝的脱色率为93.6%。在外加磁场作用下,Fe3O4-TiO2磁性光催化剂的平均回收率为85.6%,TiO2离心分离平均回收率为62.7%,Fe3O4-TiO2磁性光催化剂在保证高催化活性的前提下实现了高效回收。

Fe_2O_3-TiO_2复合氧化物催化柠檬酸三丁酯合成的研究

以柠檬酸和丁醇为原料,采用Fe2O3-TiO2复合氧化物为催化剂,研究了柠檬酸三丁酯的合成工艺条件,结果表明适宜的制备条件为:n(TiO2)∶n(Fe2O3)=3∶1,焙烧温度为500℃,焙烧时间为5h,酯化反应温度为150℃,酯化反应时间为4h,醇酸比为5,催化剂用量为0.20g,酯化率可达97.9,催化剂具有良好的重复使用性能,红外分析证实产物为柠檬酸三丁酯。

Fe_2O_3-TiO_2掺杂对MgO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃晶化行为的影响

采用差热分析、X-ray衍射分析、扫描电镜等测试手段,研究了Fe_2O_3-TiO_2掺杂对MgO-Al_2O_3-SiO_2系玻璃晶化行为的影响。结果表明:Fe_2O_3-TiO_2的加入降低了原始玻璃的晶形转变温度,促进了玻璃的晶化;通过适当的热处理,可以得到以Fe^(2+)固溶堇青石相与α-堇青石相为主晶相的显微结构。