I/TiO2-BiOBr@SBA-15的制备及光催化性能研究

由于有机染料废水具有排放量大、浓度高和难脱色等特点,由此所造成的环境污染问题已经成为人类面临的重大挑战之一。介孔材料因具有高稳定性、孔径可调和高比表面积等优点,被广泛用于光催化降解有机染料领域。但仅靠介孔材料的吸附性能很难将有机染料完全去除。在介孔材料中引入第二金属或金属氧化物是提高其降解效率的一种有效途径。因此,选用非离子表面活性剂三嵌段共聚物EO20PO70EO20(P123)为模板制备介孔SiO2材料,继而通过静电作用将TiO2负载到介孔材料表面及内部,并将I和BiOBr分别掺杂和负载到TiO2表面来调控其能带结构,提高光催化性能,重点研究不同TiO2与BiOBr的物质量比对光催化降解效率的影响。结果表明,当TiO2与BiOBr的物质量比为3:1时,对罗丹明B的光催化降解性能最好,在紫外-可见光灯照射后10 min对罗丹明B的降解率可达100%,所制备的介孔I/TiO2-BiOBr@SBA-15复合材料有望用于工业废水的处理。

高分散TiO2/SBA-15的制备及光催化性能

提出了一种制备高分散TiO2/SBA-15光催化剂的新方法.以钛酸四正丁酯(TB)和羧基改性的SBA-15(COOH/SBA-15)为原料,利用COOH/SBA-15表面上高分散的羧基与TB的配合作用将TB锚定,经过溶剂热及焙烧处理制得TiO2/SBA-15光催化剂.采用粉末X射线衍射(XRD),N2吸脱附,傅里叶变换红外光谱(FT-IR),透射电镜(TEM)等对所得催化剂进行了表征.结果表明:所得TiO2/SBA-15光催化剂为高结晶度的锐钛矿晶型,TiO2均匀地分散在SBA-15表面,TiO2/SBA-15光催化剂保持较好的介孔特征结构,具有较大比表面积.以降解罗丹明B(RhB)为探针反应,考察了所得TiO2/SBA-15光催化剂的光催化性能.与后处理浸渍法制备的光催化剂相比,本文制备的TiO2/SBA-15光催化剂表现出了更加优越的光催化性能.

TiO_2/SBA-15的快速合成法及其催化性能

本文针对传统方法合成TiO2/SBA-15的诸多不足,提出了一种简单而快速合成TiO2/SBA-15的方法。利用孔道内水解法快速合成了不同负载量的TiO2/SBA-15。利用XRD、N2-吸脱附、TEM和UV-Vis对样品的晶体结构、微观形貌、光学吸收特性进行了表征,并研究了不同TiO2负载量催化剂对罗丹明B(RhB)光降解活性的影响。结果表明:利用该方法合成的TiO2/SBA-15光催化活性优于传统浸渍方法合成的TiO2/SBA-15与工业上使用的TiO2纳米颗粒。

SBA-15/Ni/TiO_2/CNTs复合材料的制备及其光催化性能

通过溶胶凝胶法,经多次涂覆在SBA-15上负载掺杂镍的纳米TiO2,得到SBA-15/NiO/TiO2复合物;再以TiO2中还原态金属镍为催化剂,通过化学气相沉积法(CVD),在SBA-15/NiO/TiO2表面原位生长碳纳米管,制得SBA-15/Ni/TiO2/CNTs复合材料。通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis和Raman等方法考察了SBA-15/Ni/TiO2/CNTs复合材料的结构和性能,并通过降解亚甲基蓝溶液评价其光催化活性。结果表明,SBA-15/Ni/TiO2/CNTs复合光催化剂的催化活性较SBA-15/NiO/TiO2显著提高。二次涂覆掺杂镍的二氧化钛制得的复合光催化剂的催化活性高于一次涂覆。

TiO_2-Mn-SBA-15催化苯酚羟基化合成苯二酚

以醋酸锰为锰源,钛酸四丁酯(TBT)为钛源,分子筛SBA-15为载体,用改进的后嫁接法制备TiO2-Mn-SBA-15,采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附对样品进行分析。以水为溶剂,在LED紫外灯照射下,将其用于催化苯酚与过氧化氢羟基化反应,合成对苯二酚和邻苯二酚,考察了Ti、Mn的负载量、催化剂用量、反应温度和时间等影响因素。结果表明在优化条件下(Ti、Mn负载量为3%、反应温度30℃、反应时间1.5 h、催化剂用量0.15 g),苯酚转化率和苯二酚的选择性分别可达到48.2%和84.7%。

含氟电解液使用次数(n≤15)对TiO_2纳米管阵列形貌及锂电性能的影响

为了降低含氟电解液对环境的不良影响和有用资源的浪费,本文以不同使用次数(n≤15)的含氟溶液作为电解液,采用阳极氧化法制备了一系列TiO_2纳米管阵列(TiO_2NT)。然后借助SEM、恒流充/放电、循环稳定性及循环伏安(CV)技术研究了含氟电解液的使用次数(n≤15)对所制备纳米管阵列电极的形貌及脱/嵌锂离子性能的影响。结果表明:含氟电解液的使用次数(n≤15)对TiO_2NT形貌的负面影响不明显;作为锂离子电池负极活性材料时,电化学脱/嵌锂性能也没有出现大幅降低。

TiO_2-SBA-15吸附脱硫性能及吸附动力学研究

采用过量浸渍法制备TiO2-SBA-15,用X射线衍射、N2吸附-脱附手段对其进行分析。以汽油为原料,经固定床反应器考察了空速、吸附温度对达到吸附平衡所需时间及饱和硫容量的影响,并对TiO2-SBA-15的吸附动力学及表观活化能进行研究。结果表明:TiO2-SBA-15仍为介孔材料,比表面积和孔体积较大;空速对吸附平衡所需时间影响较大,对饱和吸附量几乎无影响;饱和硫容量随吸附温度的升高而增大;w(TiO2)为20%的TiO2-SBA-15对硫化物的吸附动力学遵循班厄姆方程,相关系数R2大于0.984,表观活化能为12.25kJ/mol。

芽孢杆菌辅助合成TiO2-SBA-15-W光催化氧化脱硫催化剂

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,以芽孢杆菌(W)为辅助模板合成介孔分子筛SBA-15-W,负载TiO2后得到TiO2-SBA-15-W光催化氧化脱硫催化剂。采用XRD、N2吸附-脱附、SEM、EDS、FTIR、XPS、UV-Vis及PL对其进行结构表征。结果表明,芽孢杆菌的加入使TiO2-SBA-15的介孔有序度提高,孔径增大,催化剂吸收紫外光的能力增强,光生电子-空穴复合率降低。以二苯并噻吩(DBT)为探针评价催化剂性能,结果表明,芽孢杆菌含量为1%(以SiO2质量为基准,下同)的TiO2-SBA-15-W光催化剂性能较好,优化后反应条件为:催化剂用量1%(以模拟油质量为基准,下同),过氧化氢/模拟油中n(O)∶n(S)=20∶1,V(萃取剂)∶V(模拟油)=1∶1。在该条件下,光照120min后,对模拟油的脱硫率达90.6%,比TiO2-SBA-15提高了11.8%。提出光催化氧化脱硫(PODS)机理,认为超氧自由基(·O2^–)和空穴(h^+)是PODS的主要活性物种。

磷酸介质体系中合成介孔TiO_2-SBA-15无载体膜分子筛的研究（英文）

以非离子表面活性剂P123为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,钛酸四丁酯为钛源,在磷酸介质中直接合成出具有不同钛含量、孔径可调、高度有序的介孔TiO_2-SBA-15无载体膜分子筛.采用XRD,TEM,N_2-BET和IR对合成的样品进行表征,结果表明钛的加入没有影响到SBA-15的结构有序性,硅钛比等于40的TiO_2-SBA-15无载体膜的BET比表面积达到659 m^2/g,孔径为7. 73 nm,孔隙体积为0. 76 cm3/g.

TiO_2-β/SBA-15的制备及其光催化氧化脱硫性能

采用过饱和浸渍法制备了TiO_2-β/SBA-15复合分子筛催化剂,利用XRD、SEM、N_2吸附-脱附、FTIR、TG-DTA等分析手段进行表征,考察了β分子筛加入量、TiO_2负载量、焙烧温度、焙烧时间等制备条件对催化剂静态光催化氧化脱硫性能的影响。实验结果表明,TiO_2-β/SBA-15同时兼具微-介双孔孔道结构,活性组分TiO_2高度分散在催化剂表面,在β分子筛加入量为复合分子筛总质量的20%、TiO_2负载量为10%(w)、焙烧温度500℃、焙烧时间3 h条件下制备的催化剂重复使用6次依然具有很高的脱硫率,具有优异的催化再生性能。

TiO_2-β/SBA-15复合分子筛光催化氧化脱硫

利用过饱和浸渍法制备TiO_2-β/SBA-15复合分子筛,通过XRD、SEM-EDS对复合分子筛进行表征,并将其应用于静态光催化氧化柴油脱硫实验。提出了光催化氧化脱硫的反应机理,并通过GC/AED检测器与Ba(NO_3)_2滴定实验证明了反应机理。考察了催化剂质量浓度、n(H_2O_2)/n(S)、反应温度和反应时间对静态光催化氧化脱硫实验的影响。实验结果表明,TiO_2-β/SBA-15复合分子筛具有良好的催化反应性能,当催化剂质量浓度为4 g/L、n(H_2O_2)/n(S)为2.5、反应温度为60℃、反应时间为3 h时,模拟柴油的脱硫率高达92.3%。

TiO2/SBA-15介孔复合材料的制备及光催化性能研究

为增大半导体TiO2的比表面积,进而提升其光催化性能,同时改善其不易回收的缺陷,该研究以价格便宜、来源广泛的钛铁矿为原料,具有高度有序介孔结构的SBA-15分子筛为载体,通过后合成水解法并调控不同的煅烧温度制得TiO2/SBA-15复合材料,采用X射线衍射、紫外-可见漫反射光谱、比表面分析仪对样品进行表征。此外,在紫外光照射下,以甲基橙为模拟降解物,考察样品煅烧温度、光催化反应温度对催化效率的影响,对比TiO2/SBA-15复合材料与商用P25的催化效果,分析甲基橙溶液的矿化程度及催化剂的稳定性,并结合活性物种捕获实验提出TiO2/SBA-15光催化降解甲基橙的机制。结果表明:煅烧温度对催化剂的晶型、比表面积和晶粒大小具有显著影响,煅烧温度为550℃时TiO2/SBA-15的比表面积高达386 m^2/g,该催化剂在3 h内对甲基橙的降解率为85.1%,溶液矿化率达62.9%。TiO2/SBA-15和商用P25光催化甲基橙均符合准一级反应,速率常数分别为0.6331 h^-1和0.3506 h^-1,TiO2/SBA-15复合材料有效提高了光催化活性并维持良好的稳定性。在该光催化体系中,h^+和·O2是起主导作用的活性物种,·OH的影响较小。

介孔材料TiO_2/SBA-15制备及光催化性能研究

以三嵌段共聚物P123为结构导向剂、甘油作为助溶剂合成了孔道长度可控的六方介孔硅基材料SBA-15,随后在绿色溶媒超临界二氧化碳中合成介孔材料TiO2/SBA-15,利用XRD、N2吸附-脱附、SEM、TEM和EDX等技术对其结构进行分析表征。结果表明甘油的加入可以有效调控SBA-15的孔道长度,TiO2纳米颗粒负载之后,SBA-15六方介孔结构可以得到保持。以染料亚甲基蓝作为模拟污染物对其进行光催化降解测试,合成的负载材料TiO2/SBA-15的降解效果要远远超过纳米TiO2颗粒,同时SBA-15孔道长度越短,其降解效果越好。

新型壳聚糖负载TiO_2-SBA-15水净化膜的制备及其表征

本文首先将TiO_2固载到新制备的SBA-15介孔分子筛中,然后将其与壳聚糖膜液混合后制备成一种新型的污水处理膜。利用了常规粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)以及扫描电镜(SEM)等仪器对其进行了表征。结果表明新型的壳聚糖负载TiO_2-SBA-15膜具有优异的性能。

H_6P_2Mo_(15)W_3O_(62)/TiO_2催化合成丁醛乙二醇缩醛

采用浸渍法制备H_6P_2Mo_(15)W_3O_(62)/TiO_2催化剂,使用正丁醛和乙二醇来合成丁醛乙二醇缩醛.经过实验研究得出此催化剂在缩醛反应中表现出的性能,催化剂用量、原料量比、环己烷用量和反应时间等多种因素对收率的影响.实验表明最佳反应条件为:在催化剂用量1.1%、正丁醛和乙二醇的摩尔比为1.0∶1.6、带水剂10.0ml、反应时间100 min,产物的收率达80.0%.

表面包覆TiO2材料的制备及光催化降解染料废水

以介孔硅基分子筛SBA-15为载体,采用溶胶-凝胶法在SBA-15分子筛表面包覆TiO_2。制备了不同TiO_2含量的链状二维六方形介孔复合材料。采用电子显微镜扫描仪、X射线衍射仪、傅立叶红外光谱、紫外-固体漫反射等技术对复合材料进行表征。SEM结果表明样品具有良好的包覆效果,UV-Vis光谱结果表明样品具有较好的光吸收能力。XRD结果表明复合材料表面包覆的TiO_2为锐钛矿和金红石的混合晶型,随载体用量的增加TiO_2的粒径逐渐减小。以光催化降解亚甲基蓝为目标,研究复合材料在煅烧温度、载体用量、底物溶液初始浓度等影响因素下的光催化效果。考察复合材料的再生光催化活性。研究表明:介孔TiO_2复合材料相比于市售P-25有较高的光催化活性。复合材料可进行回收利用,并且其介孔结构牢固不易崩塌。

Ti掺杂对Ni_2P/SBA-15催化剂加氢脱氮催化性能的影响

采用水热一步合成法制备了SBA-15和Ti-SBA-15分子筛,采用等体积浸渍法和H_2原位还原法制备了Ni_2P/SBA-15和Ni_2P/Ti-SBA-15催化剂。采用X射线衍射(XRD)、N_2吸附脱附(BET)、透射电镜(TEM)、能量色散X射线光谱(EDX)等技术,研究了掺杂Ti原子对SBA-15分子筛及其催化剂形貌和织构性质的影响,并以喹啉为模型化合物,采用微型固定床反应器考察了不同硅/钛摩尔比对催化剂加氢脱氮(HDN)性能的影响。结果表明,Ti的掺杂并没有改变SBA-15高度有序的介孔结构,但改性后载体比表面积略有增大,孔径有所降低;Ni_2P/Ti-SBA-15中Ti以锐钛矿TiO_2和Ti_9O_(17)形式存在,而活性组分还原后所形成的物相为Ni_2P。Ni_2P/Ti-SBA-15催化剂的HDN活性均高于Ni_2P/SBA-15催化剂,并且不同硅/钛摩尔比的催化剂呈现不同的HDN活性,n(Si)/n(Ti)=25的Ni_2P/Ti-SBA-15催化剂具有最高的HDN活性。

(Sr_(1-x)Ba_x)La_4Ti_4O_(15)微波介质陶瓷的显微结构及介电性能

采用传统的固相反应法制备(Sr1-xBax)La4Ti4O15(x=0~1,BSLT)微波介质陶瓷,并对其物相组成、晶体结构及微波介电性能进行分析。研究结果表明,Ba2+含量的增加降低了BSLT陶瓷的烧结温度,陶瓷的主晶相为(Sr,Ba)La4Ti4O15,并伴随有第二相La2TiO5的生成。在微波频率下,随Ba2+含量的增加,BSLT陶瓷的微波介电常数εr及品质因数与频率之积Q×f值先增大后减小,谐振频率温度系数τf为(-4^-11)×10-6/℃,优化出(Sr0.9Ba0.1)La4Ti4O15陶瓷具有最佳微波介电性能:εr=47.5,Q×f=31 582GHz,τf=-7.5×10-6/℃。

金属改性β/SBA-15光催化氧化脱硫及其动力学研究

采用过饱和浸渍法制备了TiO_2改性的β/SBA-15复合分子筛,通过XRD、N_2吸附-脱附和FT-IR等表征手段对合成的试样进行表征。结果表明TiO_2-β/SBA-15同时兼具微-介双孔孔道结构,活性TiO_2纳米颗粒高度均匀地分散在复合分子筛表面。提出了光催化氧化脱硫反应的反应机理,考察了TiO_2-β/SBA-15在模拟柴油中的静态光催化氧化脱硫性能并对其进行了动力学研究。动力学研究表明,脱硫行为符合动力学一级反应模型,相关系数R^2大于0.99,反应表观活化能E——a为12.45kJ/mol。

SBA-15空间限制纳米TiO2颗粒的制备及其光催化性能研究

将硫酸钛浸渍到SBA-15孔道中,经升温原位沉淀、焙烧得到纳米孔道中均匀分散的锐钛矿相TiO2.用TEM,BET,XRD,SAXD,Raman,UV-Vis漫反射吸收光谱,XPS,XRF等方法对材料进行了表征.表征结果表明,改性后的SBA-15仍保持着有序的孔道,TiO2颗粒较均匀地分布在SBA-15孔道内部,SBA-15孔道合适的纳米尺寸对TiO2颗粒的长大起到较好的限制作用,从拉曼光谱和XPS数据上看,未发现有Ti—O—Si键形成,氧化钛多以TiO2的形式沉积在载体上;紫外光下的甲基橙光降解结果表明,TiO2颗粒大小和含量对光催化活性均有较大影响,6～7nm左右的TiO2颗粒有最佳的光催化效果.20% TiO2/SBA-15样品焙烧后五次重复利用效果基本得以保持.