N-CQDs/N-TiO_(2)复合光催化剂的制备及其催化降解甲基橙性能研究

采用水热法制备了一种新型的复合光催化剂N-CQDs/N-TiO_(2)。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、固体荧光(PL)与比表面积仪(BET)等手段对其物相、形貌及光吸收性能进行表征,并研究了N-CQDs掺杂质量比对N-CQDs/N-TiO_(2)复合光催化剂对甲基橙光降解性能的影响。结果表明:与纯N-TiO_(2)相比,0.5%N-CQDs/N-TiO_(2)复合光催化剂对甲基橙溶液的降解效率为95.43%,这归因于N-CQDs可促进纯N-TiO_(2)对可见光的吸收,同时也可降低光生电子-空穴对的复合几率。捕获实验结果表明在可见光降解甲基橙过程中主要的活性物质为超氧基团(·O_(2)^(-))和光生空穴(h+),且·O_(2)^(-)占主要地位。

TiO_2/膨润土纳米复合光催化剂降解偶氮染料的研究

采用酸性溶胶法合成TiO2 膨润土纳米复合光催化剂 ,并研究其光催化降解阳离子偶氮染料 .X射线衍射 (XRD)分析表明 ,TiO2 膨润土纳米复合物的d0 0 1衍射角为 9 0 6° .该复合催化剂具有较高的光催化降解有机污染物的活性 ,随着光照时间的延长 ,阳离子红GTL的特征峰 490 5nm强度逐渐减弱 ,最后它的特征峰可彻底消失 ,GTL的偶氮键是最活跃的化学键 ,它易于被氧化断键 .该复合催化剂的催化活性受溶液的pH影响较大 ,在中性和碱性条件下其光催化活性更强 .适量的过氧化氢可以加速光催化氧化反应 ,但过量的H2 O2 却抑制了羟基自由基的生成 ,从而使H2 O2 的利用效率下降 ,在本实验条件下其最佳用量是 6mmol L .

钇掺杂TiO_2/膨润土纳米复合光催化剂的性能研究

以膨润土为载体,钛酸四丁酯和氯化钇为原料,采用溶胶-凝胶法制备钇掺杂TiO2/膨润土纳米复合光催化剂,运用X射线衍射(XRD)、差热-热重(DTA-TG)和红外光谱(IR)对纳米复合光催化剂进行了表征,在太阳光照射下,通过染料酸性红B的降解反应,考察其光催化活性。实验结果表明:钇掺杂TiO2已进入膨润土层间,经500℃热处理后,在膨润土表面有锐钛矿型TiO2生成,并结合牢固;适量的钇掺杂降低了TiO2粒子的粒径,显著提高了光催化降解有机物的活性;随着光照时间的延长,染料酸性红B的特征峰510nm强度逐渐减弱,2h后彻底消失,酸性红B的去除率达97.38%。

插层膨润土负载掺铁TiO_2光催化剂的制备及其对亚甲基蓝的光降解

采用溶胶-凝胶法制备了具有高活性的可见光响应插层膨润土负载掺铁TiO2光催化剂(以下简称光催化剂),利用IR、XRD对光催化剂的组织构造和微观结构进行表征,并以亚甲基蓝为目标降解物,讨论了光催化剂在可见光下的催化活性。结果表明:掺铁TiO2成功负载于插层膨润土片层表面,当有机土和掺铁TiO2的配比为2∶1,烘干温度为80℃,焙烧温度为300℃,所制得光催化剂在可见光下,对pH值为4的亚甲基蓝废水溶液50min的降解率可达99.6%。

TiO_2/膨润土光催化剂的性能及表征

以膨润土为载体,用溶胶-凝胶法制备了一系列TiO2/膨润土光催化剂,考察了TiO2负载量、焙烧温度对光催化剂性能的影响.结果表明,当TiO2负载量为50 wt%、焙烧温度为400℃时,该光催化剂处理罗丹明-B染料废水的效果最好,其脱色率和COD去除率分别高达96.8%和91.3%.通过XRD、FT-IR、BET技术对光催化剂结构进行表征发现,TiO2粒子进入了蒙脱石层间置换出了蒙脱石层间的水合钙离子,形成了新的Ti-O-Si键,实现了TiO2胶粒与膨润土的复合;适当的焙烧温度可使膨润土中Al2O3微晶中的结构水及蒙脱石层间水分子减少,促使光催化剂中空隙数目增多、催化剂比表面积增大.光催化剂比表面积越大越有利于其活性的提高.

改性膨润土负载TiO_2光催化剂处理含酚废水的研究

以钛酸四丁酯和乙醇为原料,采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备以改性膨润土为载体的负载型TiO2光催化剂,通过自行设计的光催化反应器考查了焙烧温度、焙烧时间、光催化剂用量、酸化时间、通气量及双氧水浓度等因素对光催化剂降解苯酚废水性能的影响,确定了制备改性膨润土负载TiO2光催化剂的最佳实验条件。实验结果表明:膨润土/TiO2对苯酚废水的光催化降解率可达80%。

微波法制备膨润土负载N/Fe共掺杂TiO_2光催化剂

以膨润土为载体、N2H4.H2O为氮源,用微波法合成了膨润土负载N/Fe共掺杂TiO2光催化剂.用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征物相特征.讨论了影响亚甲基蓝降解的主要因素.结果表明:当微波功率为600 W、微波反应时间为15 min时,所得光降解催化剂30 min对亚甲基蓝的降解率可达99.6%.

膨润土负载氮掺杂TiO_2光催化剂制备及性能研究

以钛酸四丁酯和氨水为原料,膨润土为载体,采用溶胶-凝胶法制备了膨润土负载掺氮TiO2光催化剂。并利用IR对光催化剂组织结构进行表征。在可见光下考察了焙烧温度、光催化时间、光催化剂用量、酸度等因素对光催化剂降解亚甲基蓝废水性能的影响。实验结果表明:450℃下焙烧所得的催化剂,用量为1.2 g/L,在碱性条件下常温光照20 min后对浓度为10 mg/L的亚甲基蓝废水溶液的降解率可达99.7%。

改性膨润土负载纳米TiO_2光催化剂制备及催化性能研究

以钛酸丁酯(TNB)为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了负载纳米TiO2光催化剂,采用膨润土酸活化制备的改性膨润土作为催化剂载体,并用XRD对其结构进行了表征;探讨了负载纳米TiO2光催化剂的最佳制备条件,同时通过负载纳米TiO2光催化剂对模拟工业废水中苯酚的光降解反应考察其催化活性。实验表明:该负载纳米TiO2光催化剂的最佳制备条件是:负载纳米TiO2光催化剂载体与TNB的比为1.2∶1(g/ml),TNB、无水乙醇、硝酸、水的体积比为1∶5∶4∶5,pH值为3左右,搅拌3h。而且该负载纳米TiO2光催化剂对模拟工业废水中的苯酚具有良好的降解率,可望用于实际生产工艺中。

铜铁共掺杂TiO_2/膨润土光催化剂的制备及光催化性能

以溶胶-凝胶法、液相沉淀法和机械混合法制备了Cu-Fe双金属掺杂的TiO2/膨润土复合光催化剂,采用XRD、FTIR对其进行了结构表征,以紫外光和可见光催化降解直接天蓝染料废水为模型,考察了制备方法对催化剂光催化性能的影响。结果表明:各催化剂中均有锐钛矿型TiO2生成,且部分TiO2进入了膨润土的蒙脱石层间,改变了其层间的有序性,生成了Ti—O—Si键,实现了TiO2粒子与膨润土的复合。溶胶-凝胶法制备的催化剂中TiO2与膨润土的复合程度最高,Cu2+和Fe3+成功掺入了TiO2晶格,形成了复合半导体,拓宽了TiO2的光谱响应范围,使该催化剂表现出最优的光催化活性,并且该催化剂性能稳定,易于沉降分离,经高温活化再生后仍具有良好的催化活性,可重复多次使用,表现出良好的再生性能。

膨润土负载N/Ag共掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化降解性能

采用溶胶-凝胶的方法,以硝酸银、钛酸四丁酯和尿素为主要实验原料,制备了膨润土负载N/Ag共掺杂半导体TiO2光催化剂.通过X射线衍射仪XRD、X射线光电子能谱XPS、扫描电镜SEM、透射电子显微镜TEM及能量弥散X射线谱图EDS对样品的晶相、掺杂成分进行测试和表征,并在可见光下进行亚甲基蓝溶液的降解实验.结果表明,氮元素以化学键形式存在TiO2晶格中,Ag元素则以纳米粒子单分散状态存在,催化剂的比表面积达到49.3 m^2/g,在用量为2.0g/L、光照时间为50 min、400℃焙烧所得催化剂对15 mg/L亚甲基蓝的降解效果最好,降解率可达到99.2%.

钇掺杂TiO_2/膨润土复合光催化剂降解染料X-3B的研究

以膨润土为载体,钛酸四丁酯和氯化钇为原料,采用溶胶-凝胶法制备钇掺杂TiO2/膨润土纳米复合光催化剂,在太阳光照射下,通过染料活性艳红X-3B的降解反应,考察其光催化活性。实验结果表明:随着光照时间的延长,染料活性艳红X-3B的特征峰540nm强度逐渐减弱,2h后可彻底消失,脱色率达96.86%;染料活性艳红X-3B的降解速率随着外加氧化剂H2O2的增多而增大,但过量的H2O2也会抑制复合光催化剂的活性;在强酸和强碱条件下,染料活性艳红X-3B的降解率较高。

用TiO_2-Ag-改性膨润土复合催化剂光催化氧化处理染料废水

制备了一种TiO2-Ag-改性膨润土复合催化剂,用该催化剂对直接黑L-N和直接铜蓝BR染料废水进行了光催化氧化处理,取得了较好的实验效果。

TiO_2/膨润土光催化降解有机污染物

用溶胶-凝胶法制备了一系列TiO2/膨润土光催化剂(不同负载量和不同焙烧温度),以罗丹明B(RhB)为模型化合物,通过测定染料吸光度和体系化学需氧量(COD)变化,来研究它们在紫外光照射下降解有机污染物的性能.评价结果表明,负载量为50%和焙烧温度为400℃的催化剂Ti400样品降解RhB活性较好,虽然其矿化活性略小于P25(光照4hP25的COD变化为99.7%,400℃焙烧的TiO2/膨润土催化剂Ti400的COD变化为97.0%),但是TiO2/膨润土催化剂更易于回收再利用.用Ti400做催化剂降解RhB,连续循环使用7次,其催化活性基本不变.用XRD、BET和紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等方法对这些催化剂进行了表征.表征结果表明催化剂比表面积大有利于催化活性的提高.

载体酸洗对SCR脱硝催化剂性能影响研究

为实现废SCR催化剂中高含量TiO_(2)载体的绿色再利用,对碱浸渣体进行酸洗脱钠回收TiO_(2),后采用等体积共浸渍法制备V_(2)O_(5)-WO_(3)/TiO_(2)催化剂。考察了H_(2)SO_(4)洗涤浓度、焙烧温度对再合成SCR催化剂脱硝活性和物化性质的影响。研究表明:H_(2)SO_(4)能够有效脱除浸出渣中残留的碱金属和碱土金属,同时含有的SO_(4)^(2-)离子可发挥改性作用,增加催化剂的Bronsted酸性位点量,提高氧化还原性。与废催化剂相比,优化工艺下制备的SCR催化剂比表面积、氧化还原性及表面酸性位点量得到提升,脱硝活性明显恢复且低温脱硝段接近于商业催化剂水平。

氟离子对TiO_2/膨润土光催化降解酸性桃红的影响

研究了在紫外光照射下,添加氟离子对P25(锐钛矿)和TiO2/膨润土光催化降解酸性桃红(SRB)的影响.紫外可见光谱测定结果表明无氟的反应体系,pH值越小,光降解速率越快;pH值固定,添加氟离子越多,反应速率越快,在TiO2/膨润土催化剂上,当氟离子浓度达到一定程度时,反应速率不再变化.在P25和TiO2/膨润土催化剂上,添加氟离子对H2O2的产生量影响不同,通过电子顺磁共振(EPR)技术探测到了超氧自由基和羟基自由基,这两个体系添加氟离子对其产生强度影响不同,这可能是因为TiO2/膨润土催化剂为层状结构,BET比表面积较大,经XRD和TEM测试表明其晶粒直径约为57.9nm.TiO2/膨润土催化剂连续循环使用11次,光催化活性基本不变,这个现象说明TiO2/膨润土催化剂既易于从分散体系中分离出来,而且其稳定性也好,它是一个有应用前途的催化剂.

紫外和可见光照射下金属离子对TiO_2/膨润土光催化降解罗丹明B的影响

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法将TiO2负载到膨润土上,制备了TiO2/膨润土催化剂.在紫外光和可见光的照射下,以TiO2/膨润土及P25为催化剂,分别在溶液中加入金属离子Cu2+、Zn2+、Al3+、Mg2+,以罗丹明B的降解率及COD去除率评价反应降解活性,以电子顺磁共振方法捕获自由基.实验结果表明:紫外光照射下,用TiO2/膨润土做催化剂,金属离子加入均阻碍了光降解过程,并且均阻碍.OH和O-2.的生成.可见光照射下,TiO2/膨润土催化剂降解率和COD去除率均大于P25,且TiO2/膨润土催化剂更易于沉降,说明它是一个在可见光下效果较好的光催化剂.而且加入金属离子对这两种催化剂降解活性影响都不大.

TiO_2/wAC复合光催化剂的酸催化水解合成及表征

以TiCl4为钛源,采用酸催化水解法合成了活性炭(AC)复合光催化剂TiO2/wAC(w:AC的质量分数,%).通过对苯酚、甲基橙以及六价铬的光催化降解,考察了AC含量、反应溶液初始pH值、使用次数对TiO2/wAC光催化剂催化活性的影响,并采用重力沉降法测试了催化剂分离性能.采用XRD、DRS、FTIR、SEM、低温液氮吸附等对光催化剂晶相结构、光谱特征、表面结构等进行了表征.结果表明,适宜AC含量的TiO2/wAC(wAC=5%,记为5AC)具有较高的光催化活性.AC掺杂可减小TiO2粒子凝聚,而对TiO2的晶相结构、晶粒大小以及表面性质影响不大,对TiO2能阈结构不产生影响.TiO2与AC结合牢固,接触界面处有Ti—O—C键生成.TiO2/5AC表现出高光催化活性的主要原因是,AC所提供的适宜高浓度环境及对纳米尺寸TiO2团聚的有效抑制.TiO2/5AC的高活性,不易失活,易分离以及活性受pH变化影响较小的特性,使其在实际废水处理方面具有潜在应用价值.

K2O对V2O5-WO3／TiO2催化剂的中毒作用

实验室制备了V2O5-WO3/TiO2的脱硝催化剂,采用模拟中毒法,在此催化剂上负载碱金属氧化物K2O,通过BET,XRD,SEM等方法对微观结构进行表征.在SCR活性试验台上研究不同含量K2O对催化剂脱硝活性,N2O生成率和SO2氧化率的影响.结果发现:K2O对于催化剂的毒性较强,随着添加量的增大,NO脱除率急剧下降,SO2的氧化率大大提高;较大含量的K2O(nK/nV=1,摩尔比)使催化剂比表面积有所减少,催化剂颗粒发生轻微团聚,微观结构变化不大,但NO的脱除率小于50%(380℃),N2O的生成率和SO2的氧化率均增加;K2O通过与V2O5的活性酸性位结合,使催化剂中有效活性位数量大为降低,导致脱硝活性下降.

贵金属改性TiO_2光催化剂的机理及研究进展

利用贵金属改性TiO2光催化剂是提高TiO2光催化活性的主要方法之一,在离子掺杂改性TiO2研究中受到重点关注。综述了贵金属改性TiO2光催化剂的机理,总结了贵金属改性TiO2光催化剂的主要制备方法,分析了目前贵金属改性TiO2光催化剂研究中存在的问题,指出通过某些贵金属掺杂TiO2光催化剂能克服贵金属表面沉积改性方法的不足,并能有效改善TiO2光催化剂的光催化性能。