响应面法优化N掺杂P25改性材料的制备工艺

采用响应面法对N掺杂改性光催化材料N-P25进行优化,提高其在可见光下的光催化活性。以亚甲基蓝作为目标降解物,对煅烧温度、煅烧时间、掺杂量3个因素进行单因素实验。根据单因素实验结果设计中心组合实验,采用响应面分析法确定最优条件。结果表明:煅烧温度为423℃,煅烧时间为2.6h,掺杂量为31%(与P25的质量比)时,NP25可见光催化活性最高,对亚甲基蓝的降解率达到62.21%,与预期值62.94%基本符合。

N掺杂改性P_(25)抑菌材料的制备及其可见光催化抑菌活性的研究

为提高纳米Ti O2(P25)对光照的吸收能力并增强其可见光催化抑菌活性,采用研磨-煅烧法将脲掺入Ti O2(P25)中对其进行改性,以可见光条件下N-P25改性抑菌材料对大肠杆菌抑菌效果为考察指标,对N-P25改性抑菌材料的制备条件进行优化。结果表明:脲掺杂量8.70 g/g P25,煅烧温度548℃,煅烧时间为1.9 h时,改性P25-N材料在可见光条件下对大肠杆菌的抑菌率为90%,较未改性的P25材料抑菌率(79%)提高了11%,有效地提高P25材料的抑菌率。研究结果为Ti O2光催化技术应用于制备抑菌性水果包装膜提供了参考。

N掺杂P25可见光响应型光催化剂的制备及性能

以P25为改性对象,尿素为N源,采用研磨-煅烧法制备了具有可见光活性的N掺杂改性P25材料(NP25)。采用XPS电子能谱、X衍射、紫外-可见吸收光谱和透射电镜对催化剂的结构进行表征,并考察了N-P25材料在可见光催化下对亚甲基蓝的降解性能。结果表明,XPS检测发现N-P25在399eV处出现一个N1s峰,N1元素的百分比为0.39%,表明N是通过填隙式的掺杂进入P25,以Ti-O-N键存在,改变了P25的能级结构,诱导其发生红移,在可见光下产生光催化活性。光催化降解试验表明,当煅烧温度为400℃时制备的样品在可见光下反应3h对亚甲基蓝的降解率达到最大值,为60.59%。

光沉积法Cu-P25制备及催化二乙醇胺N-甲基化性能

以硝酸铜为铜源,二氧化钛(P25)为光活性载体,采用光化学沉积法合成了系列不同铜负载率的Cu-P25颗粒。以405 nm波长的发光二极管(LED)为光源,考察了原生Cu-P25颗粒光催化二乙醇胺(DEA)和甲醇的多步N-甲基化反应。研究结果表明:载体恒定为0.5 g条件下,Cu在P25上的最佳负载率为w(Cu)=0.3%,相应的原生Cu(0.3)-P25(0.5)颗粒催化N-甲基化反应的收率为45.4%。P25颗粒可显著提高原生Cu-P25颗粒的光催化性能。P25颗粒与原生Cu(0.3)-P25(0.5)颗粒的最佳复合质量比为2∶1,相应的复合光催化剂Cu(0.3)-P25(0.5)/P25(1.0)催化N-甲基化反应的收率可达81.7%。

Mo、N掺杂P25/淀粉膜可见光催化降解乙烯研究

采用混合-煅烧法对纳米P25进行Mo、N掺杂改性,得到Mo-P25、N-P25光催化材料并通过表面吸附法将其负载在淀粉膜上,制备出Mo(N)-P25/淀粉光催化膜。运用X射线衍射(XRD)、紫外可见分光光度法(UV-Vis)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对光催化材料进行表征。结果表明,采用混合-煅烧法可将Mo、N成功掺杂到P25中,经Mo、N修饰的P25材料在可见光区有明显吸收;吸附次数影响纳米材料在淀粉膜表面的分布及光催化性能,其中吸附2次的淀粉膜表面纳米颗粒分布较均匀,并形成细微孔隙,增大了乙烯气体与光催化材料的接触机会和接触面积,同时光催化活性评价也表明吸附2次的淀粉光催化膜对乙烯的降解效果最好。