TiO_2半导体光催化剂在污水处理中的研究进展

TiO2光催化氧化技术应用于环保领域已成为国际上该领域研究的热点之一。系统地介绍了TiO2光催化剂在污水处理方面的最新发展状况和研究进展,同时对TiO2光催化剂的固定化技术和新型光催化反应器的研发现状作了简要的概述。

N、Mo共掺杂TiO_2光催化剂的制备及对亚甲基蓝降解性能研究

以硫脲、钼酸铵和钛酸四丁酯为原料,利用溶胶-凝胶法制备了未掺杂的和N、Mo共掺杂的TiO2光催化剂。用紫外-可见吸收光谱对制备的催化剂样品进行了表征,考察了不同条件下光催化剂对亚甲基蓝溶液的光催化活性。试验结果表明,N、Mo共掺杂使TiO2催化剂的吸收带边位置发生了红移;在可见光条件下,0.125 gN、Mo共掺杂TiO2(n(N)∶n(Mo)=2∶1)、pH值为6.20、温度为30℃的体系对质量浓度为20 mg/L的亚甲基蓝溶液的脱色效果最好。

活性炭负载TiO_2复合光催化剂的光催化活性研究

采用水热法将TiO2负载在不同活性炭上形成复合光催化剂,通过SEM和XRD对所得复合催化剂进行表征,并对亚甲基蓝(MB)进行光催化降解。结果表明:复合光催化剂具有很高的光催化降解率,其中椰壳活性炭载体优于煤质活性炭载体。负载的TiO2均为锐钛矿晶型,晶粒发育较完善、粒径小、分布均匀。TiO2负载量的提高未能改变光催化活性,反而降低了复合光催化剂的吸附能力。煅烧处理可以进一步提高光催化活性。

光催化剂改性及固定的研究进展

提高光催化剂的光催化活性及将光催化剂固定是多相光催化技术能否工业化应用的关键。单一半导体光催化剂的光催化活性一般都不高,通过改性可以提高光催化活性甚至在提高活性的同时扩展光谱响应范围,提高太阳光的利用率。而光催化剂的固定则可免却光催化剂的分离回收以及消除粉末悬浮体系中存在的易聚集、流失等缺点。

铕、氮掺杂二氧化钛光催化剂的制备及性能研究(英文)

采用溶胶-凝胶法结合浸渍法制备了同时掺杂Eu、N的纳米二氧化钛粉体。以甲基橙为目标污染物,对样品的光催化性进行了研究,并采用XRD对粒子晶型进行了表征。结果表明:①试验条件下,铕、氮的掺杂对于TiO2晶型基本没有影响;②在焙烧温度为450℃条件下制备出的掺铕、氮纳米二氧化钛样品具有较好的可见光光催化活性。

纳米TiO_2/凹凸棒土光催化处理垃圾渗滤液研究

通过酸改性安徽明光凹凸棒土为载体,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2/凹凸棒土复合型光催化剂,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)测试方法对其矿物组成及形貌进行分析和表征,结果表明:纳米TiO2是锐钛矿型的,其均匀的负载在凹凸棒土上并且与凹凸棒土结合牢固。用纳米TiO2/凹凸棒土光催化剂深度处理洛阳市垃圾渗滤液,研究催化剂投加量、反应时间、pH值等因素对处理效果的影响。结果表明:在pH值为6,光催化剂投加量浓度0.5 g/L,光照时间为60 min时,垃圾渗滤液中的COD cr、色度去除率分别可达95.8%、99.5%;当pH值为8,氨氮的去除率为84.5%。

Y_2O_3/WO_3光催化降解溴酚蓝染料的研究

采用光催化剂Y2O3/WO3对含溴酚蓝染料废水的处理进行了研究,探讨了光催化剂作用机理,讨论了光催化剂组成、用量、试液pH值、光照时间与溴酚蓝染料溶液脱色率的关系。结果表明,当w(Y2O3)=1.5%、50mL时试液的起始质量浓度为20mg/L,催化剂用量为0.400g,pH=7.0,光照6h时溴酚蓝染料溶液的脱色率可达96.8%。

负载型TiO_2光催化剂的制备及其光催化活性研究

以海泡石为载体,采用粉体混合焙烧法制备了负载型TiO2光催化剂,研究了TiO2负载量、焙烧温度及焙烧时间对其催化活性的影响,考察了其对邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)的光催化降解效果。结果表明,TiO2是以吸附形式均匀地结合在海泡石表面的,最佳的TiO2负载量、焙烧温度及焙烧时间分别为30%、600℃和3 h。在BBP初始浓度为150 mg/L、催化剂用量为2 g/L的条件下,经365 nm的紫外光照射6 h后,负载型TiO2光催化剂对BBP的去除率为92%,其光催化性能优于锐钛矿型TiO2粉末的。

磁载光催化剂Ag-TiO_2/ZnO/γ-Fe_2O_3的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在表面包覆了ZnO的磁基体γ-Fe2O3上负载TiO2,光催化还原法在其表面沉积Ag,得到了易于磁性固液分离的磁载Ag-TiO2/ZnO/γ-Fe2O3复合光催化剂。通过XRD、EDX和TEM等测试技术对该复合催化剂进行了表征。以可溶性染料亚甲基兰为降解对象,研究了ZnO的存在和Ag不同含量对复合光催化剂催化活性的影响及催化剂回收再利用的可行性。结果表明,0.5%(质量分数)Ag-TiO2/ZnO/γ-Fe2O3(其中m(TiO2)∶m(ZnO)∶m(γ-Fe2O3)=14∶3∶3)的复合光催化剂具有最高的光催化活性,在3次循环使用后仍能保持较好的光催化性能。

溶胶-凝胶法制备La^(3+)掺杂BiVO_4及其可见光光催化性能

以La(NO3)3为掺杂源,采用柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备La3+掺杂BiVO4新型光催化剂,通过XPS、XRD、SEM、BET和UV-Vis等手段对其进行表征和分析。结果表明,制备的La3+掺杂BiVO4均为单斜白钨矿型,无其它杂质相生成,但晶体中V4+和氧空缺增多,光吸收能力增强,且红移。但形貌和比表面积变化较小。La3+掺杂能有效提高BiVO4光催化活性,当掺杂量为0.02%(摩尔分数)时,BiVO4光催化效率最高,50min内对甲基橙溶液的脱色率达96%,较纯Bi-VO4提高63%左右。

TiO_2光催化失活复活特性与表面NO_3^-浓度的关系

以乙醛作为活性标的,通过人为控制表面附着NO3-浓度,检测TiO2对乙醛的吸附能力和光催化降解能力,得出了TiO2光催化失活复活特性和表面附着NO3-浓度的定量关系。结果表明,表面附着NO3-浓度达到4.24wt%时,光催化降解能力降低50%;表面附着NO3-浓度达到10.50wt%时,TiO2的吸附能力降低50%;通过溢流状态下水洗2h,可除去98%的表面附着NO3-,使TiO2光催化活性复活。

漂浮型纳米TiO_2/EP的制备及其光催化性能

以膨胀珍珠岩为载体,钛酸四丁酯为原料,用溶胶-凝胶法制备漂浮型纳米TiO2光催化剂,并用该光催化剂在太阳光下对亚甲基蓝进行光催化降解实验。结果表明,在450℃焙烧2 h,负载3次的条件下制备的漂浮型催化剂光催化活性较好。150 mg漂浮型纳米TiO2/EP在30 mL亚甲基蓝溶液(4 mg/L)液面平铺,经120 min太阳光照射,亚甲基蓝的降解率为97.6%。XRD和SEM分析结果表明,二氧化钛为结晶良好的锐钛矿型,粒径大约为8 nm。漂浮型纳米TiO2/EP有较广阔的工程应用前景。

离子掺杂改性TiO_2光催化剂的理论研究进展

光催化技术是一种治理环境污染的新技术,但由于存在2个瓶颈问题(光催化活性需要紫外光激发及量子转换效率低)而制约了其推广应用。围绕上述问题,国内外开展了大量的改性研究并取得了一定的成果,尤其是近年来开始重视该方面的理论研究,这对推动光催化技术的发展起到了重要作用。介绍了本课题组及文献报道的对离子掺杂锐钛矿相TiO2光催化材料理论研究方面取得的主要结果,总结了不同离子掺杂及共掺杂对TiO2晶体结构、电子结构、光学性质和光催化性能的影响规律,提出了如何选择合适的掺杂离子以便有效地提高TiO2光催化性能的方法。

光触媒治理室内空气污染的实验研究

本文研究了两种光触媒在不同条件下对室内空气中有害物质甲醛、苯系物、TVOC降解效率。指出光触媒在无可见光下,净化效率低的不足之处,并对此提出建设性意见。

新型可见光解水制氢催化剂的研究

综述了近年来出现的一些新型非TiO2光催化剂的研究情况,包括层状金属复合氧化物、金属氮氧化物、InMO4型化合物及分子筛等,并对未来的研究方向作了展望。

铋系半导体光催化剂及其应用研究进展

光催化技术是一种具有广阔应用前景的绿色环境治理技术,而光催化剂则是该技术的关键,且较之传统的高温、常规催化技术及吸附技术有优越的特性。在目前已研发的各种光催化剂中,Bi系半导体光催化剂是具有可见光响应的光催化剂,在可见光下具有良好的光催化性能。本文综述了国内外对铋系光催化剂及其应用研究新进展,并展望了该系列可见光催化剂发展前景。

纳米TiO_2光催化性能研究进展及其影响因素探讨

阐述了TiO2的光催化机理及影响TiO2光催化活性的因素,并综述了近年来TiO2光催化的改性研究方法,最后指出了纳米TiO2光催化剂的不足和研究发展的重点,以期推动纳米TiO2光催化技术的工业化进程。

用光催化剂Bi_2O_3处理含亚硝酸盐废水的研究

本文利用半导体光催化剂Bi_2O_3对含亚硝酸盐废水的处理进行了研究,并讨论了影响亚硝酸盐氧化率的因素。实验结果表明:当催化剂用量为0.050g/50ml,PH=3.7,NO_2^-—N起始浓度为400.0mg/l时,光照1小时,其氧化率可达97.0％。

MWNTs/TiO_2对1,2,3-三氯苯的吸附与光降解协同作用研究

以典型氯苯类有机化合物1,2,3-三氯苯(1,2,3-TCB)为目标去除物,研究复合光催化剂MWNTs/TiO2(多壁碳纳米管负载二氧化钛)对其吸附与光催化降解协同作用.结果表明,在不同温度、pH值、复合光催化剂投加量、紫外光光强等影响因素作用条件下,MWNTs对1,2,3-TCB的吸附去除率与纳米TiO2对1,2,3-TCB的光催化降解去除率的叠加理论计算值曲线均在MWNTs/TiO2对1,2,3-TCB吸附与光催化降解共同作用曲线的下方,充分体现了MWNTs/TiO2对1,2,3-TCB的吸附与光降解初始阶段的协同作用.溶液中温度或pH值降低,有利于复合光催化剂对1,2,3-TCB的去除;复合光催化剂投加量增多或紫外光光强增大将提高复合光催化剂对1,2,3-TCB的去除率.

光催化剂改性及外场耦合光催化研究进展

介绍了光催化剂改性和外场耦合光催化技术研究进展。光催化剂改性主要围绕金属离子掺杂、非金属掺杂、半导体复合和表面修饰展开,光催化剂制备方法多样化将是今后的发展方向。揭示了超声波场、磁场、电场和微波场等外场耦合光催化反应机理,其中复合场耦合光催化技术和新型光催化反应器设计成为未来应用外场耦合光催化降解有机污染物的研究重点。