超临界流体干燥法制备TiO_2/Fe_2O_3和TiO_2/Fe_2O_3/SiO_2复合纳米粒子及光催化性能

以TiCl4、Fe(NO3)3·9H2O和Na2SiO3 9H2O为原料,采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米级TiO2/Fe2O3和TiO2/Fe2O3/SiO2复合光催化剂。以光催化降解苯酚对所得催化剂的催化活性进行了评价。结果表明,纳米TiO2/Fe2O3复合粒子与单组分TiO2比较,复合粒子光催化活性高于单组分的TiO2,6h苯酚降解率高达95 9%。SiO2的加入可以抑制纳米粒子粒径的长大和晶相的转变,增强TiO2纳米粒子的热稳定性。复合光催化剂中Fe2O3最佳掺入量为0 06%,SiO2最佳掺入量为10%(摩尔分数)。并用XRD、TEM和FTIR等手段进行了表征。TiO2以锐钛矿型形式存在,SiO2以无定性形式存在。比较了不同制备方法制得的TiO2/Fe2O3复合光催化剂,得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小、比表面积大、分散性好、光催化活性高等特点。采用超临界流体干燥可直接得锐钛型纳米复合光催化剂。

TiO_2/Fe_2O_3复合光催化超亲水性薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法及浸渍提拉法在普通的载玻片上制得了TiO2/Fe2O3复合薄膜,通过对薄膜及相应干凝胶和粉体的DSC、XRD、UV透射光谱等的测量,分析了Fe2O3的含量对TiO2/Fe2O3复合薄膜的光催化及超亲水性能的影响。结果表明:复合薄膜均优于纯TiO2薄膜的光催化活性,Fe2O3 的摩尔含量为0.5％时光催化活性最好;复合薄膜的亲水性能也随Fe2O3含量的不同而不同,Fe2O3的摩尔含量为0.05％～0.1％时得到了接触角为0°的超亲水性复合薄膜。

纳米TiO_2/Fe_2O_3复合材料的制备及其红外吸收性能研究

用溶胶—凝胶法制备了纳米TiO2 /Fe2 O3复合材料 ,并用XRD、TEM等方法对其进行了表征 ,给出了相关的工艺参数。研究了不同组分的纳米TiO2 /Fe2 O3的红外吸收特性。结果表明 ,纳米TiO2 /Fe2 O3复合材料在 4 0 0cm- 1～ 10 0 0cm- 1内随Fe2 O3含量的增加 ,吸收峰明显宽化。

纳米TiO_2/Fe_3O_4光催化剂的制备及其在焦化废水处理中的初步应用研究

应用纳米光催化法处理高浓度焦化有机废水,大量对比试验结果表明,在实验室高曝气量、纳米TiO2/Fe3O4光催化紫外光照射条件下,焦化废水中的COD和氨氮降解率可达98.91%和77.35%。采用磁性Fe3O4复合TiO2得到的纳米TiO2/Fe3O4光催化材料,既保有悬浮态纳米TiO2的高催化活性,又便于回收再利用。纳米TiO2/Fe3O4光催化剂具有较好的光催化活性,在紫外光照射下,辅以充分的空气搅拌,可以实现高浓度有机废水的较深度处理,预计在高浓度有机废水处理中有较好的应用前景。

纳米光催化剂TiO_2/Fe_3O_4的制备及表征

采用两步法制备磁性负载纳米光催化剂TiO2/Fe3O4。首先用液相共沉淀法制备磁性纳米Fe3O4颗粒;然后用溶胶-凝胶法,以钛酸四正丁酯为先驱体,通过水解缩聚在Fe3O4纳米颗粒表面包覆TiO2层,得到易于磁分离回收的复合纳米光催化剂TiO2/Fe3O4,粒径大约为30 nm。利用TEM、XRD、FT-IR、VSM对Fe3O4和TiO2/Fe3O4的结构和性能进行了表征,结果表明,制备的Fe3O4为面心立方晶体(FCC)结构,具有超顺磁性;TiO2为锐钛矿相,包覆在Fe3O4的表面,形成了核-壳式结构的TiO2/Fe3O4复合光催化剂。

磁性纳米TiO_2/Fe_3O_4的制备及光催化去除甲基紫的研究

采用溶胶-凝胶法,在磁性纳米Fe3O4表面包覆TiO2制备磁性纳米TiO2/Fe3O4复合光催化剂.用XRD、SEM、FTIR对其表面结构进行表征,结果显示Fe3O4表面被锐钛型的TiO2包覆,该磁性纳米光催化剂颗粒分布均匀,平均粒径为80～100 nm.将纳米TiO2/Fe3O4用着光催化剂去除水中的甲基紫染料,在紫外光照射下,考察了体系pH、处理时间、染料浓度、磁性光催化剂用量等因素对甲基紫去除率的影响.实验结果表明:在pH=9时,紫外光照射2 h,甲基紫浓度为20 mg/L,TiO2/Fe3O4量为1.8 g/L的条件下,甲基紫去除率可达90.5%.且甲基紫去除率随其浓度的增加而降低,随磁性光催化剂用量的增加而升高.该磁性催化剂反复使用3次后,其对甲基紫的去除率仍达82%以上.

TiO_2/Fe_2O_3异质结薄膜的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/Fe2O3异质结构的复合薄膜,运用XRD、AFM、紫外-可见光投射光谱等对薄膜的微结构、透光率及其光催化特性进行了表征,分析了薄膜结构对光催化性能的影响,并就可见光催化机理进行了探索。结果表明:具有异质结型的TiO2/TiO2/Fe2O3复合结构的薄膜在可见光区有较好的光催化效果,同时这一结构可有效地抑制电子-空穴复合。

复合催化剂TiO_2/Fe_2O_3的制备及其光催化性能

以Fe2O3和TiCl4为原料,通过水解法制备Fe2O3/TiO2包覆型复合光催化剂,并用XRD、SEM进行表征。以甲基橙为模型污染物,比较了Fe2O3、TiO2和TiO2/Fe2O3的光催化活性,确定了Fe2O3和TiO2的最佳配比,同时探讨了反应机理。

TiO_2/Fe_2O_3光催化降解茜素红溶液

以Ti(C4H9O)4为前驱体,CH3COOH为水解抑制剂,通过溶胶-凝胶法制备了TiO_2/Fe2O3复合光催化剂。对复合光催化剂的光催化活性、光催化机理和光催化降解动力学进行了研究。研究表明,Fe2O3的引入有助于光生电子-空穴对的分离,从而提升TiO_2的光催化活性。TiO_2/Fe2O3的光催化降解动力学符合L-H动力学模型的一级反应方程模型,整个光催化反应的控制步骤为降解物在光催化剂表面的有效吸附,动力学反应级数随着降解物浓度的上升而逐渐下降。

水热法合成TiO_2/Fe^(3+)光催化剂及其氧化降解亚甲基蓝

以硫酸钛为钛源,采用水热法合成了TiO2/Fe3+光催化剂,利用XRD对产物晶体结构进行表征,研究在紫外光(365nm)照射下用合成的TiO2/Fe3+粉末催化降解亚甲基蓝的效果,分析了亚甲基蓝初始浓度、TiO2/Fe3+用量、掺Fe3+量、光照时间和溶液初始pH值等因素的影响;考察了溶液初始pH值对TiO2/Fe3+粉末的吸附性能和光催化活性的影响。结果表明:合成的TiO2/Fe3+晶体为锐钛矿型(A-TiO2)。在4mg/L的亚甲基蓝溶液(pH=8)中,加入掺Fe3+量0.8%(摩尔分数)合成的TiO2/Fe3+粉末使其用量为0.6g/L,室温下紫外光照反应6h,亚甲基蓝的降解率达到98.2%。在上述优化条件下,当溶液的pH<6时,催化剂对亚甲基蓝的吸附量和光催化效率均较低,且二者随pH升高而显著增加;当pH≥6时,对亚甲基蓝的吸附作用较大,因此较明显地提高了光催化活性。

TiO_2/Fe_3O_4光催化剂处理三氯乙烯的研究

采用溶胶凝胶法制备出易于固液分离的磁载TiO2/Fe3O4光催化剂.通过处理水中三氯乙烯研究其光催化活性,并对该磁载光催化剂的制备工艺参数进行优化.实验结果表明,在焙烧温度为500℃、焙烧时间3 h,得到的磁载光催化剂的活性最高,当水中三氯乙烯质量浓度为10 mg/L、反应体系pH值为7.0,光催化剂投加量为0.1 g/L、空气流量为40 mL/min时,三氯乙烯去除率可达到88.76%.磁载光催化剂可以实现磁分离回收,具有较高的回收率.

RGO/TiO_2/Fe_3O_4复合纳米材料的制备及其对甲基橙废水的脱色效果

通过水热法制备Fe_3O_4磁性纳米微球,以此为核包覆TiO_2,并将核壳结构的TiO_2/Fe_3O_4附着在还原氧化石墨烯(RGO)片层结构上;利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、X射线衍射仪(XRD)、震动样品磁强计(VSM)和X射线光电子能谱(XPS)表征了RGO/TiO_2/Fe_3O_4磁性复合纳米材料的形态结构、包覆情况、磁性和元素种类,同时考察了该催化剂在紫外光照射下催化脱色甲基橙的效果。实验结果表明,TiO_2均匀地包覆在Fe_3O_4表面,RGO/TiO_2/Fe_3O_4磁性复合纳米材料的比饱和磁化强度为19.0emu/g。以甲基橙的水溶液为模拟污染物,紫外光照射90min后RGO/TiO_2/Fe_3O_4复合纳米材料对甲基橙的脱色率达到91%。

掺Fe^(3+)的TiO_2制备及其可见光催化降解亚甲基蓝

采用水热法制备了TiO_2晶体粉末,用XRD对其结构进行表征,并研究了可见光照射下其催化降解亚甲基蓝的效果,分析了亚甲基蓝初始质量浓度、TiO_2用量、掺Fe^(3+)量、光照时间和溶液初始pH值等因素的影响.结果表明:所制备TiO_2晶体为锐钛型,在1.5mg/L的亚甲基蓝溶液中(pH=8),加入掺Fe^(3+)量0.8%(摩尔分数)制备的TiO_2粉末使其用量为0.6g/L,室温下可见光照(40W白炽灯)反应6.5h,亚甲基蓝的降解率达96.12%.降解过程可用L-H动力学方程描述,表现为拟一级反应,速率常数为0.373 3/h.

磁性纳米TiO_2/SiO_2/Fe_3O_4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/SiO2/Fe3O4复合光催化剂。用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征。以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物,评价其光催化活性。结果表明,所制TiO2/SiO2/Fe3O4样品为双层包覆型结构,SiO2为中间层,最外层是锐钛矿型的TiO2。该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性,并具有可利用其磁性回收重用的特点,应用前景广泛。

Fe^3＋掺杂TiO2光催化纤维材料的制备及表征

以棉花纤维为模板制备了一系列Fe3+掺杂的、具有中空纤维结构的TiO2光催化材料(Fe3+/TiO2),利用热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、zeta电位、红外光谱(IR)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术对其形貌、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了不同Fe3+掺杂量的样品在太阳光下的光催化性能.结果表明,用模板法制备的Fe3+/TiO2中空纤维结构材料表面存在大量纳米微粒(平均尺寸约12nm);Fe3+可能均匀分散于锐钛矿结构的TiO2中,部分取代Ti4+的晶格位置,既拓宽了TiO2的光谱响应范围,又形成了TiO2晶体结构的缺陷,使其表面带负电荷.在太阳光条件下,该纤维结构材料较纯TiO2对MB溶液具有更好的光催化脱色降解效果,且Fe3+的掺入量显著影响该纤维材料的催化性能;当Fe3+掺杂量为0.15%(w),在500℃焙烧2h所得中空纤维材料的催化性能最好,2h即可使MB溶液的脱色降解率达93%;重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上,且该催化剂材料易于离心分离去除.因此,以该模板合成法,通过Fe3+的掺杂有望使TiO2成为一种低或无能耗、高活性的绿色环保型催化材料.

Fe掺杂与天然沸石载体对TiO_2光催化活性的影响

以具有多孔结构的天然斜发沸石为载体,FeC l3和TiC l4为前驱物制备铁离子掺杂TiO2光催化剂.分别在紫外光和太阳光照射下,研究了Fe-TiO2,TiO2/沸石和Fe-TiO2/沸石对甲基橙溶液(MO)的光催化分解过程,并通过XRD,AFM,FTIR和吸收光谱等手段,探讨了Fe和沸石对TiO2的光催化活性的影响.结果表明,适当浓度的Fe不仅可以提高TiO2的光催化效率,而且能够拓展TiO2的吸收波长范围至可见光区.而沸石的引入不仅提高了光催化剂的效率,而且也增强了光催化剂的抗失活性能.

TiO_2/Fe-TiO_2复合材料的制备及其对甲醛降解性能的研究

采用水热合成法制备纯TiO_2和Fe-TiO_2光催化材料,然后将n型TiO_2半导体与p型Fe-TiO_2半导体复合,制备出具有p-n结的TiO_2/Fe-TiO_2复合光催化材料。实验表明,当铁掺杂量为0.5%(Fe/Ti摩尔比),制备的TiO_2/Fe-TiO_2光催化材料对甲醛降解性能最佳,其禁带宽度为3.02 eV,在甲醛浓度为0.08 mg/m3的环境条件下进行测试,紫外光照射3 h对甲醛气体的降解率达到30.3%。

多孔纳米Fe^(3+)/TiO_2的制备及其光催化性能

以十六烷基三甲基溴化胺为表面活性剂,采用改性溶胶凝胶法制备了多孔纳米Fe3+/TiO2复合材料,以TEM、XRD、DTA等对其进行了表征。对10 mg/L甲基橙溶液进行太阳光催化降解,考察了光催化效果的影响因素。结果表明,复合材料有多孔结构,表面活性剂的加入和Fe3+掺杂能抑制粒径的长大,w(十六烷基三甲基溴化胺)=5%,w(Fe3+)=2%,甲基橙水溶液的pH=5时,复合材料的光催化效果最好,太阳光照射3 h,甲基橙降解率达到30%以上,使TiO2的光催化效率提高了10倍。

Fe-S共掺杂锐钛矿相TiO_2的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法对未掺杂、Fe和S单掺杂及Fe-S共掺杂锐钛矿相TiO2的电子结构进行计算,分析Fe、S单掺杂及Fe-S共掺杂对锐钛矿相TiO2的晶体结构、能带、态密度和光吸收性质的影响。结果表明,掺杂后TiO2的晶格发生畸变,原子间键长的变化使晶格发生膨胀;掺杂后TiO2的禁带宽度减小,并在禁带中引入杂质能级,导致TiO2的吸收带边红移;与Fe和S单掺杂相比,Fe-S共掺杂锐钛矿相TiO2的吸收带边红移程度更大。

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.