锰掺杂WO_3-TiO_2复合光催化剂的制备及其性能研究

溶胶-凝胶和浸渍相结合的方法制备锰掺杂WO3-TiO2复合光催化剂,RXD表征,考察WO3和Mn2+掺入量、焙烧温度、焙烧时间及催化剂用量对光催化降解甲基橙的影响。结果表明,500℃焙烧2 h,掺杂量n(Mn2+)∶n(WO3)∶n(TiO2)=0.8∶1∶100时,光催化活性最高,光催化降解甲基橙溶液,120 m in后,降解率达90%,比单纯TiO2的光催化活性提高81%。

WO_3-TiO_2复合材料的制备及其光催化应用研究进展

TiO_2被认为是一种应用于分解有机污染物和裂解水制氢较好的光催化剂,但由于其较宽的禁带宽度,使得其只能吸收紫外光才能激发光催化活性。将禁带宽度较窄的WO_3与TiO_2复合后可以有效地提高在可见光下的光催化活性。主要介绍了近几年来WO_3-TiO_2复合材料制备方法,以及其在光催化降解及水制氢方面的应用,最后展望了该复合材料的发展方向。

WO_3-TiO_2复合光催化材料的水热合成及其光催化性能

以无水Ti(SO4)2和Na2WO4为原料,采用一步水热法制备了WO3-TiO2复合光催化材料。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对复合材料的结构和性质进行了表征。研究了WO3-TiO2复合材料对罗丹明B的光催化降解能力,结果表明,可见光(高压汞灯)照射下,WO3-TiO2复合材料的光催化性能优于P25粉末以及相同条件下制备的TiO2粉末,0.1g WO3-TiO2粉末(WO3摩尔分数2%)对20mL罗丹明水溶液(1×10-5 mol/L)进行光催化降解,5h后降解率达到了98.09%。

Sol-gel法制备介孔WO_3-TiO_2复合材料及其光催化性能

以非离子表面活性剂P123为结构导向剂,采用溶胶-凝胶法,通过调整P123与(W+Ti)的摩尔比例,经500℃煅烧制备出一系列不同介孔特性的WO3-TiO2复合光催化材料。利用X射线衍射图谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、比表面积分析仪(BET)对复合材料的形貌、孔结构及光谱性质进行表征。研究了介孔WO3-TiO2复合材料对罗丹明B的吸附/光催化降解能力。结果表明,以P123为模板剂所制备的介孔WO3-TiO2复合材料表现出较好的吸附/光催化性能,可见光照射下,0.5g的P123、(W+Ti)摩尔比为0.6%的复合材料经500℃煅烧,对200mL罗丹明B(10mmol/L)的吸附降解率140min后达到97.7%。

负载型纳米复合半导体WO3-TiO2／AC光催化降解刚果红废水

采用溶胶-凝胶-浸渍-焙烧法制备了负载型纳米复合半导体WO3-TiO2/AC光催化剂,以偶氮染料刚果红为目标降解物,通过正交实验优化了刚果红废水的降解条件,并对其光催化动力学进行了探讨。结果表明,刚果红废水的最佳降解条件为:催化剂投加量10 g/L,pH=7,H2O2用量为3.5 mL/L。在最佳条件下,当刚果红废水起始浓度为40 mg/L时,反应120 min后,刚果红溶液的去除率可达95.21%,较相同条件下TiO2/AC对刚果红染料的降解率提高了19.57%。光催化剂对刚果红的光催化降解符合Langmuir-Hinshelwood(L-H)模型。

WO_3-TiO_2纳米复合光催化剂的制备及其对曙红Y的光催化降解

通过溶胶-凝胶法制取掺杂三氧化钨的纳米TiO2复合光催化剂,并通过对染色剂曙红Y进行光催化降解,讨论催化剂用量、加入氧化剂H2O2量等因素对光催化剂降解效率的影响。研究结果表明:在酸性环境的条件下,加入催化剂量为0.15g、双氧水用量为2mL时复合光催化剂有较好降解效果。

WO_3-TiO_2复合空心球的制备及其光催化性能

以钛酸四正丁酯和偏钨酸铵为原料,采用水热-模板法制备复合WO3-TiO2光催化剂。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面积（BET）和紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）等手段对催化剂的结构和光学性能进行表征。结果表明：WO3-TiO2复合半导体中的TiO2为锐钛矿晶型,焙烧后的WO3-TiO2呈中空球形结构,粒径在320 nm左右,且粒径分布均匀,其比表面积和平均孔径分别为40.95 m2/g和16.91 nm,WO3-TiO2复合半导体的紫外-可见吸收边带较TiO2的红移约50 nm,并在400~500 nm处有吸收。光降解甲基橙（MO）实验显示：经过80 min光照后,WO3-TiO2复合半导体在紫外和可见光下对甲基橙的降解率分别为99.2%和81%,而TiO2的仅为64%和25%,且在紫外和可见光下WO3-TiO2复合半导体的表观速率常数分别是TiO2的3.2和4.9倍左右。

WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体的制备及对甲基橙的太阳光催化降解

以纳米Fe_3O_4粉体为原料与葡萄糖溶液采用高压水热反应制备C@Fe_3O_4纳米载体,并以其为核采用溶胶-凝胶法制备了WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体.通过X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)等进行了表征,并测定了其对甲基橙溶液的太阳光催化性能.结果表明,pH=5时,WO_3-TiO_2/C@Fe_3O_4纳米复合粉体对甲基橙的催化活性最高,太阳光照射6 h后降解率达到45.3%,并能实现粉体与甲基橙溶液的有效分离.

Si改性对V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂NH_3-SCR活性和热稳定性的影响（英文）

V_2O_5/WO_3-TiO_2是NH_3-SCR领域应用最为广泛的商用脱硝催化剂,该催化剂具有良好的抗硫中毒性能;但其水热稳定性却相对较差,高温条件下运行会严重失活.这主要是由于锐钛型TiO_2在高温下发生团聚或相变,生成比表面积较小的晶红石型TiO_2,进而导致活性组分V_2O_5和WO_3团聚或挥发.结局问题的关键是提高载体TiO_2的水热稳定性,而添加Al,Zr和Si等元素对TiO_2进行改性则被认为是最有效的方法之一.Si改性的V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热老化后仍然具有较高的比表面积、较多的酸性位和稳定晶体结构,但其作用机理仍不明确.本文分别考察了750oC水热老化处理24h对V_2O_5/WO_3-TiO_2和V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂结构和催化活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、拉曼光谱(Raman)和氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)等手段研究了Si改善V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热稳定性的原因.结果表明,水热老化后,Si改善的催化剂和载体的比表面积降幅较小.XRD结果表明,Si添加到TiO_2中可形成Ti-O-Si固溶体,固溶体的形成使TiO_2晶界能提高,可防止水热老化过程中TiO_2的团聚和相变,进而提高其水热稳定性.负载V后,Si对载体的稳定作用则更加明显.这主要是因为低熔点的V_2O_5会加剧载体的团聚和相变.结合H_2-TPR和Raman结果可知,V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂水热老化后发生TiO_2团聚或相变,进而导致活性组分多聚态V_2O_5团聚生成V_2O_5晶粒或Ti-V-O固溶体,而后者对SCR反应活性的贡献非常低;同时,水热老化还使得助剂WO_3从WO_3-TiO_2中脱离出来,因而导致催化剂活性和选择性下降.然而由于V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂载体具有良好水热稳定性,经水热处理后仍保持着锐钛晶型和较小的晶粒,抑制了活性组分V_2O_5的严重团聚或形成固溶体;同时还使得高分散态V_2O_5轻微团聚形成主要活性组分多聚态V_2O_5,因此催化活性反而提高.另外,由于V_2O_5/WO_3-TiO_2-SiO_2催化剂中形成了Ti-O-Si固溶体,进而产生更多的酸性位,水热处理后,其酸性位降低幅度较小;而V_2O_5/WO_3-TiO_2催化剂酸性位数量明显减少,这与其载体和活性组分的烧结和相变相关,这也是导致其失活的主要原因之一.

Fe_2O_3-TiO_2磁性复合材料的制备及可见光催化性能

以FeCl3和Ti(C4H9O)4为前驱体,通过复合溶胶法制备了Fe2O3-TiO2磁性复合光催化剂,并用XPS,XRD,SEM,EDS及BET进行了表征.对亚甲基蓝的降解实验证明,Fe2O3的引入将复合材料的光响应范围扩展至可见光区,且掺杂的Fe2O3摩尔分数为1.0%时,样品可见光催化性能最高.磁强计的测试结果显示,复合光催化剂具有一定的磁性,可在反应结束后利用磁场从体系分离,使催化剂得到回收再利用.

WO_3-TiO_2/SBA-15的制备及其光催化氧化脱硫性能

采用孔道内水解法制备了WO_3-TiO_2/SBA-15催化剂用于光催化氧化柴油脱硫,利用XRD、SEM、EDS、N2吸附-脱附、FT-IR、TG-DTA和UV-vis等技术对该催化剂进行了表征,考察了WO_3和TiO_2负载量、焙烧温度和焙烧时间对其光催化氧化脱硫性能的影响。结果表明,WO3和Ti O2负载量分别为1.6%和15%,焙烧温度500℃,焙烧时间为3 h条件所制备的催化剂性能最佳;在该条件下制备的WO_3-TiO_2/SBA-15催化剂仍保持SBA-15的六方介孔结构,模拟柴油的脱硫率高达87.9%,且具有良好的回收再生性能。

WO_3/TiO_2复合纤维的制备及储能光催化性能

以钛酸正丁酯为前驱体,采用静电纺丝技术制得了纯锐钛矿TiO2纤维,并以其为基质,通过水热法制备了具有异质结构的WO3/TiO2复合纤维.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对样品的结构和形貌进行了表征.以罗丹明B的脱色降解为模型反应,考察了样品的光催化性能和储能光催化性能.结果表明,花状WO3微球包裹在TiO2纤维上,得到了具有异质结构的WO3/TiO2复合纤维光催化剂.WO3与TiO2复合有利于光生载流子的输运和分离,增强了体系的量子效率,提高了光催化活性.WO3/TiO2复合纤维经光照处理后,在黑暗条件下显示出储能光催化特性.

激光原位合成Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层组织结构与性能

先利用火焰喷涂技术在中国低活化马氏体钢表面制备了CrFeAlTi涂层,然后通过激光原位反应技术在火焰喷涂涂层表面原位合成了Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层。分别采用体视显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、立式万能摩擦磨损试验机以及静态铅铋腐蚀实验装置等分析测试手段对涂层的形貌、微观组织结构、物相组成、显微硬度、干滑动摩擦磨损性能以及耐液态铅铋合金腐蚀性能等进行了研究。实验结果表明:激光原位合成的Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层表面整体平整、光滑、致密,基本没有凹坑、裂纹和孔隙等缺陷,与基体之间形成了良好的冶金结合。涂层内部存在完全结晶区和非结晶区,且界面明显。涂层表面主要物相为Al_2O_3,TiO_2,(Al.948Cr.052)_2O_3,Fe_2TiO_5和FeCr等。涂层截面平均显微硬度约为1864.2HV0.2,比基体CLAM钢提高了约3倍,且沿横截面方向呈平稳过渡的阶梯状分布。与基体CLAM钢相比,涂层具有良好的耐磨性能,其磨损量仅为基体的1/6,并且涂层在液态铅铋中表现出良好的耐腐蚀性能。

WO_3/TiO_2复合材料的制备及对甲醛的光催化降解研究

以三氧化钨粉体和钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备WO3/TiO2复合材料;以紫外灯为光源,甲醛的光催化降解为模型反应,考查了热处理温度和样品的组分对其形貌、晶型及降解甲醛的光催化性能的影响和动力学研究;采用X射线衍射、IR光谱、UV光谱手段对其结构进行了表征.研究结果表明:在热处理温度为500℃,WO3与TiO2的摩尔比为2%时,该催化剂对甲醛的降解率达到最高.光催化降解甲醛的动力学研究表明,该反应属于一级反应.

ZnTiO_3-TiO_2纳米复合材料的光催化性能

通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了ZnTiO3-TiO2纳米复合光催化剂,利用透射电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和ζ电位等测试技术对其形貌、晶体结构及其光谱响应特性进行了表征。以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了光源和焙烧温度对该纳米复合材料光催化性能的影响。结果表明,所得纳米复合材料的催化性能与材料的尺寸、在介质中的分散性能、表面荷电性质等有关。600℃下焙烧3h所得的ZnTiO3-TiO2纳米复合材料尺寸小(约60nm)、分散性能好、表面荷负电荷量最高、催化性能最好,且在太阳光下的活性高于紫外光下的。如太阳光下7h可使亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解率达到93%,而在紫外光下只有82%;并且其催化活性高于纯TiO2和ZnO的。该纳米复合催化剂重复使用4次仍能使亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解率在80%以上。因此,具有较好的光催化稳定性能。

超声场作用下薄膜型WO_3-TiO_2光催化剂制备与性能表征

在超声场作用下采用溶胶-凝胶法制备了纳米WO3-TiO2复合光催化剂。利用薄膜对罗丹明B溶液的光催化降解作用,考察了钨酸铵掺杂量、镀膜层数、烧结温度、烧结时间、基质、pH值、溶解氧及超声波等因素对光催化活性的影响,并与普通溶胶-凝胶法进行了比较。结果表明,在超声场作用下,溶胶的胶凝时间显著缩短,光催化剂颗粒粒径明显减小,催化活性显著提高,当钨酸铵掺杂量为0.5%(质量分数)、多孔钛片为基质、镀膜9层、575℃下烧结1 h得到的WO3-TiO2薄膜的光催化活性最高。该温度下制备的WO3-TiO2薄膜几乎均为金红石型TiO2。

具有双孔径分布的介孔C-Al_2O_3-TiO_2纳米复合材料的合成及其红外发射率

以嵌段共聚物F127(PEO106PPO70PEO106,MW=12600)为模板剂,异丙醇铝和钛酸四丁酯为金属源,低分子量的酚醛树脂为碳源,通过溶胶-凝胶三元共组装法合成了具有双孔径分布的C-Al2O3-TiO2纳米复合材料.用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及N2吸附-脱附对该复合材料进行结构表征.结果显示,当铝钛原子的摩尔比为1:10时,对应的纳米复合材料具有较好的有序介孔结构,其双孔径分别为3.9和6.5nm,比表面积可达259m2·g-1,孔容0.37cm3·g-1.以三元乙丙橡胶(EPDM)为粘结剂,与介孔纳米复合材料混合制备涂层.通过调节复合材料中铝钛摩尔比和涂层厚度,红外发射率在0.450-0.617之间可调.

复合氧化物WO_3-SnO_2催化合成己二酸

制备了复合氧化物催化剂WO3-SnO2用于催化H2O2氧化环己酮合成己二酸,适宜制备条件为n(WO3)∶n(SnO2)=1∶2,500℃焙烧3h,采用IR分析对其进行了表征。考察了催化剂用量、30%H2O2用量、反应时间及催化剂重复使用性等因素对己二酸收率的影响。己二酸适宜合成条件为:环己酮100mmol,催化剂1.25g,30%H2O250mL,回流反应5h,己二酸收率达82.5%。结果表明,复合氧化物WO3-SnO2的催化活性高于WO3。此外,若将WO3-SnO2进行镧改性后,催化活性虽不及WO3-SnO2,但可有效提高催化剂使用寿命。

WO_3-TiO_2/SBA-15的光催化氧化柴油脱硫性能

以钛酸四正丁酯为钛源、钨酸钠为钨源、SBA-15为催化剂载体,采用孔道内水解法制备WO_3-TiO_2/SBA-15样品,并用XRD、BET对其进行表征,并将其应用于模拟柴油的光催化氧化脱硫实验,考察催化剂用量、n(O)/n(S)、反应温度、反应时间等对光催化氧化脱硫的影响。结果表明:在催化剂用量为4g/L、n(O)/n(S)为8、反应温度为50℃、反应时间为2h的条件下,模拟柴油的脱硫率可达87.9%,催化剂重复使用5次后脱硫率仍可达到64.9%。表明WO_3-TiO_2/SBA-15催化剂具有较好的光催化氧化脱硫性能和再生性能。

微波辅助合成纳米WO_3/TiO_2复合材料及其气敏性能

为改善WO3基敏感材料的气敏性能,采用微波回流法一次性合成了纳米WO3/TiO2复合材料,并研究TiO2掺杂量对用其制备的气敏元件气敏性能的影响。结果表明:此气敏元件对体积分数为100×10-6的NOx、二甲苯、H2S和丙酮气体具有较强的敏感性,掺杂w(TiO2)为20%的元件,对H2S和NOx的灵敏度分别为31.18和695.84;掺杂w(TiO2)为30%的元件,对二甲苯和丙酮的灵敏度分别为39.19和35.69。