TiO_(2)/ZnO/SnO_(2)的制备及光臭氧协同催化深度处理制革废水

采用溶剂热法制备了复合金属氧化物催化剂(TiO_(2)/ZnO/SnO_(2)),以生化制革废水为处理对象,废水COD为110~140 mg/L,对催化剂光催化臭氧氧化性能进行了探。考察了催化剂种类、反应时间、催化剂用量、臭氧浓度等因素对生化制革废水COD去除率的影响。XPS、XRD、UV-Vis DRS、SEM、TEM及FT-IR等结果证明,实现了复合金属氧化物催化剂的制备。光催化臭氧氧化实验结果表明,与单独光催化和臭氧催化氧化相比,光催化臭氧氧化能明显提高生化制革废水的COD去除率。当催化剂用量为0.8 g/L,臭氧浓度20 mg/L,复合催化剂光催化臭氧氧化效果最佳,反应150 min后,COD去除率达到83.7%。重复实验结果表明TiO_(2)/ZnO/SnO_(2)稳定性较好。本研究利用光催化和臭氧催化氧化协同作用深度处理制革废水,效率较高、无二次污染,可为工业污水深度处理提供参考。

ZnO-TiO_2在三相光催化反应器中降解酸性大红的研究

以Ti(SO4)2和ZnSO4.7H2O为原料,利用共沉淀法制备了ZnO-TiO2纳米复合材料作为光催化剂,用XRD和UV-vis等对其进行了表征。在自制的三相内循环光催化反应器中,对pH值、催化剂加入量、酸性大红初始浓度对降解率的影响进行了探讨。结果表明,当pH=10、催化剂用量为0.8mg/L、初始浓度为25mg/L、光照时间为90min时,酸性大红的降解率可达98.82%;动力学研究表明:在实验浓度范围内,酸性大红的光催化反应符合一级动力学方程,反应速率常数(k)与初始溶液浓度(C0)的关系为lnk=-0.8096lnC0-1.2362。

天然沸石负载La2O3-ZnO-TiO2光催化降解活性艳红K-2BP

利用80目天然斜发沸石作载体制备La2O3(0.5%)-ZnO(20%)-TiO2/沸石复合光催化剂,以20 W紫外灯为光源,在自制的光催化反应器中降解活性艳红K-2BP,考察了光照时间、空气通入量、催化剂用量、溶液初始浓度、H2O2与Fe3+投加量等对活性艳红K-2BP光催化降解率的影响。结果表明,当溶液初始浓度为60 mg/L,催化剂投加量为12 g/L,通气量为1 200 mL/min,光照2.5 h,活性艳红K-2BP的降解率可达99.2%;H2O2和Fe3+投加量为4 mL/L和3 g/L时,光照1 h活性艳红K-2BP降解率分别为100%和97.2%。紫外-可见吸收光谱显示,LZTZ光催化剂可有效降解印染废水。

掺杂Li_2CO_3低温烧结ZnO-TiO_2系介质陶瓷的研究

用传统工艺合成了Li2CO3掺杂的ZnO-TiO2系微波介质陶瓷,系统研究了其烧结行为、显微结构和介电性能。结果表明:掺杂质量分数1%的Li2CO3可使ZnO-TiO2陶瓷的烧结温度从1100℃降到980℃;掺杂3%Li2CO3时,在950℃保温2h烧结,于6～8GHz测试试样的介电性能为:εr约为20,Q·f约为40000GHz,τf约为–14×10–6℃–1。

ZnO-TiO_2复合催化剂上尿素与甲醇合成碳酸二甲酯

考察了摩尔比不同、煅烧温度不同的ZnO-TiO2复合催化剂对尿素醇解合成碳酸二甲酯的催化活性。讨论了催化剂用量、反应时间、反应温度和原料配比等因素对合成碳酸二甲酯(DMC)收率的影响。实验结果表明ZnO-TiO2复合催化剂上最佳反应条件为:催化剂用量为反应体系总质量的1%,反应时间为4 h,反应温度为160℃,甲醇和尿素的摩尔比为14。碳酸二甲酯(DMC)的最高收率为19.2%。

CO_2和C_2H_4光催化合成丙烯酸的Cu/ZnO-TiO_2催化剂

采用溶胶凝胶法制备了金属负载的复合型固体材料Cu/ZnO-TiO2,并用X射线衍射、透射电子显微术、BET比表面测试、红外吸收光谱、紫外-可见漫反射光谱以及光催化反应等实验技术对固体材料的表面结构、光响应性能、化学吸附性能以及光反应性能进行了表征和评价.实验结果表明,制得的固体材料粒径约为10 nm,晶体结构以锐钛矿型TiO2为主; ZnO和TiO2复合后部分地形成了Zn - O - Ti键联,提高了对250～400 nm光的吸收强度;金属Cu的负载扩展了材料在可见光范围的吸收,且使其紫外吸收限发生蓝移;反应物在固体材料表面的吸附态是影响光反应结果的主要因素; CO2卧式吸附态和C2H4非解离双点吸附态是光合成丙烯酸的有效吸附态, 100℃以下合成丙烯酸的选择性大于87%.

铜钼复合添加ZnO-TiO_2微波介质陶瓷的低温烧结及相转变

研究了添加0.25CuO-0.75MoO3(摩尔比,简记为CM)对ZnO-TiO2(简记为ZT)陶瓷的低温烧结特性、相转变及微波介电性能的影响.CM添加的ZT陶瓷由传统的固相反应方法制备而得,烧结温度限定在900～1050℃范围内.样品的显微形貌、元素成分、物相构成及微波介电性能分别由FE-SEM、EDS、XRD及网络分析仪进行表征或测量.EDS及XRD分析显示,Cu2+和Mo6+均进入了ZT陶瓷的主晶相的晶格,并导致ZnTiO3分解温度的降低,同时,也降低了在Zn2TiO4和金红石之间形成固溶体(Zn2Ti3O8)的起始温度.实验结果表明,CM的添加可有效地促进ZT陶瓷的低温致密化烧结.添加4wt%CM且在975℃烧结4h后的ZT陶瓷的密度可达理论值的94%,其微波介电性能为品质因素Qf=12150GHz,介电常数εr=28.6,谐振频率温度系数τf=+17.8×10-6/℃.

ZnO和TiO_2纳米粒子的光致发光性能及其与光催化活性的关系

采用沉淀法和溶胶 -凝胶法制备了 Zn O和 Ti O2 及掺 Zn2 + 的 Ti O2 纳米粒子 ,用 XRD和荧光光谱 (FS)等手段对样品进行了表征 ,重点探讨了样品光致发光机制及与光催化活性的关系 .结果表明 ,Zn O和 Ti O2样品在大于带隙能的光激发下均表现出明显的 FS信号 ,热处理温度升高 ,FS信号强度下降 ,并且二者的FS信号类似 ,这可能与二者具有类似的电子能带结构有关 ,同时也说明 FS信号主要源于表面氧空位以及吸附氧物种等引起的激子或表面态能级 .掺杂 Zn2 +使 Ti O2 纳米粒子 FS信号增强 ,这主要与表面氧空位和缺陷等量增加有关 ;此外 ,在光催化氧化苯酚实验中 ,样品光催化活性与其 FS信号强度顺序一致 ,即 FS信号越强 ,活性越高 .这是由于在光致发光过程中 ,FS信号主要源于表面氧空位 ,而在光催化反应中 ,表面氧空位有利于氧化反应进行 .

三维有序大孔复合材料Ag/ZnO-TiO_2的制备及微波辅助光催化性能

采用聚苯乙烯(PS)微球作为模板剂,经溶胶-凝胶及煅烧后处理等方法制备了三维有序大孔复合材料Ag/ZnO-TiO2.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-脱附和扫描电子显微镜配合X射线能量色散谱(SEM-EDS)等手段对其组成、结构及形貌等进行了表征.结果表明,经PS微球处理后的Ag/ZnO-TiO2具有锐钛矿晶型结构,Ag以单质形式存在.该复合材料的孔结构排列整齐有序,孔壁为介孔结构,粒子堆积致密,平均孔直径约为150 nm,属于三维有序大孔材料(3DOM).在微波辅助光催化降解甲基橙等染料的研究中,该复合材料表现出较好的光催化性能,其活性明显高于商用光催化剂(Degussa P-25)等单体以及ZnO-TiO2二元体系.

ZnO-TiO_2纳米复合材料的制备及光催化性能研究

以工业级偏钛酸、醋酸锌和尿素为原料,采用一步均匀沉淀法,在600℃、2h条件下,成功制备出ZnO-TiO2纳米复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)测试手段对反应产物进行了分析。实验结果表明,400℃时,只有锐钛型TiO2的衍射峰;500℃时,开始出现ZnO的衍射峰;600℃以上,开始出现金红石型TiO2和ZnTiO3的衍射峰,并且随着煅烧温度的升高,衍射峰强度逐渐增强。600℃制备的复合粉体结晶完整,无明显团聚现象,颗粒呈球形或类球形,平均粒径在20nm左右。复合粉体表面主要由Zn、Ti、O和C4种元素组成,Zn和Ti元素主要以ZnO、TiO2和Zn-TiO3形式存在。在室内自然光条件下,ZnO-TiO2纳米复合材料可以在一定程度上降解甲基橙。

纳米TiO_2-ZnO复合材料的合成、结构与光催化性能

Using ZnSO4 and TiCl4 as raw materials, nanometric TiO2 ZnO (ZnTiO3) is prepared at 180℃,0.8MPa by hydrothermal method. The effects of the reaction temperature and time on the nanometric TiO2 ZnO are also discussed. XRD shows that the product is TiO2 ZnO (ZnTiO3) with noncrystal phase, and it changes to rhombic form above 870℃. TEM measurement indicates that the TiO2 ZnO is spherical particles, and the average diameter of the particles is 20nm. The UV light absorption properties are detected by UV spectrophotometer. The results show that the nanometric TiO2 ZnO has strong absorption at 200～370nm and at visible region. Photodegradation of dyes in an aqueous solution is investigated using nanometric TiO2 ZnO as a photocatalyst. The results show that after 60min illumination, the decolorization rate of the acidic red B and acidic black 234 dye can be arrived at 100%.

ZnO-TiO_2系微波介质陶瓷的相结构及研究进展

对ZnO-TiO2体系相结构进行了分析,并从制备工艺、掺杂改性和低温烧结三个方面综述了ZnO-TiO2系微波介质陶瓷的研究进展,提出ZnO-TiO2系微波介质陶瓷的主要发展方向:①掺杂金属阳离子改性;②采用物理方法(包括半化学法)降低颗粒半径,在提高反应活性的基础上,掺杂适量助烧剂,实现陶瓷的低温烧结。

抗紫外纳米ZnO/TiO_2粉体的氧化铝表面改性

用液相沉积法对纳米ZnO/TiO2进行了表面改性。用TEM、XRD和FTIR对产物进行了结构表征,用静态沉淀法分析了改性前后纳米ZnO/TiO2的分散稳定性,用紫外-可见分光光度计对其紫外屏蔽性能进行了检测。结果表明,改性纳米ZnO/TiO2表面存在致密的氧化铝膜,产物经充分分散后在有机介质中或水中的稳定时间分别由改性前的2 m in和5 m in提高到2 h和1 d,紫外线透过率由改性前的大于8.5%降低到小于7%。

纳米ZnO-TiO_2复合光催化剂的制备与表征

以Ti(SO4)2和ZnSO4.7H2O为原料,以一定体积分数的乙醇作溶剂,用改进后的共沉淀法制备纳米ZnO-TiO2复合光催化材料,探讨了Zn与Ti物质的量之比、煅烧温度、乙醇体积分数等制备条件对样品光催化活性的影响,并采用XRD,TG-DSC,BET,UV等测试手段对其进行表征。光催化活性测试表明,初次使用和重复使用2次后的ZnO-TiO2纳米复合材料对甲基橙的降解率均远高于TiO2。

制备温度对TiO_2基膜表面非晶态ZnO薄膜发光特性影响的研究

利用电子束热蒸发镀膜的方式,以高纯度的ZnO和TiO2颗粒为原料,以Si为基底在有氧的气氛中制备ZnO/TiO2复合薄膜。研究制备温度对ZnO/TiO2薄膜的结构以及发光性能的影响。通过拉曼(Raman)谱和X射线衍射(XRD)谱分析了ZnO/TiO2薄膜的结构,表明所制备的ZnO薄膜为非晶态。用光致发光(PL)谱表征了它的发光特性,数据表明在250℃时制备的非晶态ZnO薄膜在波长389 nm处具有极强的紫外光发射,在波长431 nm处发出很强的紫光,在波长519 nm处发出较强的黄绿光。

ZnO/TiO_2纳米管复合材料的制备及光电化学性能研究

采用电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管,然后用光化学沉积法在TiO2纳米管表面沉积ZnO纳米颗粒制备ZnO/TiO2纳米复合材料。对样品进行了Raman谱、XRD和SEM表征,通过测定光电流-时间(I-t)和开路电压-时间(OCPT)曲线对ZnO/TiO2纳米复合材料的光电化学性能进行研究。结果表明,沉积ZnO没有改变TiO2的相结构;复合ZnO提高了TiO2的光电性能;在Zn(NO3)2浓度为10-3 mol.L-1的条件下制得的ZnO/TiO2纳米复合材料具有较好的光电性能。

ZnO-TiO_2/AC复合光催化剂的制备、表征及其光催化性能

以乙酸锌、钛酸四正丁酯及活性炭(AC)为原料,采用溶胶-凝胶法制备了一系列ZnO-TiO2/AC复合光催化剂.用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合光催化剂的表面形貌、晶形等进行了表征,紫外光照下研究了样品对甲基橙溶液的降解行为,考查了其光催化活性,研究了ZnO和AC的掺杂量及不同焙烧温度对样品光催化活性的影响.结果表明,400℃为最佳焙烧温度,ZnO和AC的最佳掺杂量为ZnO(9.52%)-TiO2/AC(40%),紫外光照射下复合光催化剂对甲基橙溶液的降解率在3h内可达87%.

Cu/ZnO-TiO_2复合半导体光催化材料的制备与表征

O引言ZnO和TiO2两种宽禁带半导体由于在光催化方面显示出的优异性能而倍受关注[1].但是单一半导体在反应中存在易发生光腐蚀、光子利用率低以及氧化还原电势无法调变等缺陷[2],使其应用受到限制.基于此种原因,目前的研究多以ZnO或TiO2为基础,通过金属离子掺杂、金属负载以及半导体复合等手段进行修饰以优化其性能[3],但是对于ZnO和TiO2复合体系的研究较少,且制备方法集中于机械混合法[4,5].ZnO和TiO2具有相近的禁带宽度(Eg=3.2 eV)[2]和交错的能带位置[6],若将二者在分子水平上混合并加入金属进行调变,其结果及性质的变化将对光催化材料的设计及制备等研究具有重要意义.本文采用溶胶凝胶法制备了金属负载的复合型半导体材料Cu/ZnO-TiO2,并着重研究了这种材料的晶体结构、化学组成以及光响应性能.

ZnO-TiO_2纳米纤维的制备及亚甲基蓝的太阳光催化降解

以钛酸四丁酯〔Ti(OC4H9)4〕、硝酸锌和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为原料,采用溶胶-凝胶法和静电纺丝法制备无机有机复合的PVP/ZnO-TiO2纤维,高温焙烧制得直径100～200 nm的ZnO-TiO2纳米纤维。通过差动-热重(DSC-TGA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等进行了表征,并测定了其对亚甲基蓝溶液的太阳光催化性能。结果表明,w(ZnO)=3%时,ZnO-TiO2纳米纤维对亚甲基蓝催化活性最高,太阳光照射6 h后降解率达99.4%,重复使用8次降解率仍然在95%以上。

Ag-TiO_2-ZnO复合半导体的光催化性能及其动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ag和TiO2的质量分数分别为1%和20%的Ag-TiO2-ZnO光催化剂,研究了溶液初始pH、光源功率、催化剂投加量及染料初始质量浓度对降解活性艳兰KN-R动力学的影响。结果表明,光源功率和催化剂投加量对染料降解影响较大,pH的影响较小,其最佳反应条件分别为紫外汞灯300 W、催化剂投加量3.0 g.L-1和pH=9.30;对初始质量浓度为84 mg.L-1的活性艳兰KN-R光照30 min时,降解率可达99.9%,且在一定初始质量浓度下,光催化降解过程表现为1级反应。