离子液体@TiO2纳米复合材料的制备及其光催化性能

利用—Si—O—共价键将离子液体嫁接在纳米TiO_2表面,制备离子液体@TiO_2纳米复合材料,并利用红外光谱、差热分析、元素分析等技术手段进行了分析。光催化性能研究表明,在紫外光照射60 min后,[C8tespim]Br@TiO_2([C8tespim]:N-3-(3-三乙氧基硅烷基丙基)-4,5-二氢咪唑)复合材料能够将甲基橙100%脱色,明显优于TiO_2P25的光催化降解性能。同时发现其光催化性能与阴离子类型有密切关系,活性顺序为[C8tespim]Br@TiO_2<[C8tespim]PF6@TiO_2<[C8tespim]Tf2N@TiO_2。

微波助离子液体中铜–铈共掺杂TiO2光催化剂的制备及微波强化光催化活性

在[Bmim]PF6离子液体中,用微波辐射干燥的方法制备了铜–铈共掺杂纳米二氧化钛光催化剂TiO2-Cu-Ce,用IR、XRD、SEM、BET对催化剂进行了表征。通过测试催化剂TiO2-Cu-Ce对甲基橙溶液的微波(MV)、紫外(UV)、微波–紫外(MV-UV)三种条件下的降解率,着重考察了微波加热功率、微波加热时间、煅烧温度、煅烧时间及铜和铈掺杂量等因素对TiO2-Cu-Ce催化活性的影响。结果表明,掺杂物质硝酸铜和硝酸铈与钛酸丁酯的物质的量之比分别为n(Cu)/n(Ti) = 0.025和n(Ce)/n(Ti) = 0.050,在微波功率为210 W时干燥20 min,再在高温箱式电阻炉中于500℃下煅烧2 h,所制得的TiO2-Cu-Ce催化剂具有较高的光催化活性;在MW、UV和MW-UV三种降解条件下,TiO2-Cu-Ce对甲基橙的降解率分别为6.89%、96.91%、99.85%;并且在三种降解条件下,甲基橙降解率始终是:MW-UV >UV >MW。这表明在紫外光照条件下,微波辐射具有强化TiO2-Cu-Ce催化剂降解甲基橙的作用。催化剂结构分析表明,TiO2中掺入铜和铈后制得的催化剂,具有粒径均匀,比表面积、孔容、平均孔径和半孔宽均较大等特点,这也是TiO2-Cu-Ce催化剂具有较高的光催化活性的主要原因。

反应物流速和湿度对室内污染物甲醛的光催化氧化影响的实验研究

为了分析流速和湿度对室内污染物甲醛的光催化氧化影响,在搭建光催化氧化分析动态实验台的基础上,利用浸渍涂膜法制得TiO2光催化剂薄膜进行甲醛的光催化实验。实验结果表明,随着流速的增加,污染物的光催化氧化逐步由传质控制过程过渡到光催化氧化控制过程;而湿度对甲醛的光催化氧化则存在一最佳范围。

TiO_2-SnO_2复合粉体光催化降解亚甲基蓝

以钛酸四丁酯和SnCl_(4.5)H_2O为先驱物,乙醇为溶剂,经过溶胶-凝胶法和热处理制备出TiO_2-SnO_2复合纳米粉体.探讨了掺杂锡量、热处理温度对TiO_2-SnO_2复合纳米粉体光催化降解亚甲基蓝的影响,采用X射线衍射分析了热处理过程中样品的晶型转化.考察了水溶液pH值和粉体用量对光降解速率的影响,分析了TiO_2-SnO_2粉体对亚甲基蓝降解过程的表观动力学特点.

二氧化钛/蒙脱土复合光催化剂制备及对亚甲基蓝的催化降解

报导了二氧化钛/蒙脱土复合光催化剂的制备方法，4 mmol TiO2溶胶与2 g钠基蒙脱土在60 ℃复合、400 ℃灼烧得到的复合光催化剂具有良好的光催化性能。该催化剂在中性或碱性环境中能有效地吸附和降解亚甲基蓝有机染料。

铽掺杂二氧化钛复合光催化剂的制备及性能

采用Sol-Gel凝胶法制备了纳米二氧化钛复合陶瓷光催化剂(Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO)2,原料配比为Al∶Zr∶Si∶Ti=4∶1∶1∶1(摩尔比);并按照Ti物质的量掺杂稀土元素Tb,对Al2O3-SiO2-ZrO2-TiO2复合催化剂进行改性,制备了高催化活性的复合催化剂。在掺杂铽时,先用硝酸溶解氧化铽,然后再将其掺入Zr-Si-Ti醇溶液中。分别以甲基橙和有机污染物为光催化降解反应化合物,进行了光催化实验,研究了铽的掺杂量对催化性能的影响,Tb掺杂量为0.7%催化性能最好。分光光度法测定甲基橙的脱色率达到100%;COD去除率达98.5%。稀土铽的掺杂明显提高TiO2的光催化效能。对Tb掺杂量为0.7%的样品进行了XRD检测其微观结构,得出了氧化铝的主要晶型为γ-Al2O3,晶粒均为纳米级。

多级孔结构TiO_2微球光催化剂的制备及其性能研究

采用模板-超声-水热过程,制备出了性能良好的多级结构TiO2微球。该过程的最佳工艺条件为:乙醇中水浓度为10%(V/V)n,(H2O)/n(Ti)≈5,n(Ti)/n(P123)≈46,超声作用时间为90 min,水热定型处理后煅烧温度约为400℃。采用场发射扫描电镜(FESEM)、N2吸附仪和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2微球样品进行了表征,表明该光催化材料主要为具有多级结构的TiO2微球,其比表面积达185 m2/g,晶相中锐钛型/金红石≈7∶3。样品的实际光催化效率是商业化P25催化剂的3.5倍以上,在实际废水处理领域具有较好应用前景。

偏钛酸制备纳米TiO_2粉体及其光催化性能研究

以偏钛酸为原料通过常温水解-沉淀法制备了纳米TiO2粉体,用XRD和TEM等手段对粉体的晶型和形貌进行表征,根据Scherrer方程计算得到晶粒尺寸与电镜照片结果吻合。用甲基橙为目标降解物,研究了其对甲基橙的降解性能,当分散剂加入质量分数为13.5%,氨水溶液的pH值为4.0时得到的光催化剂粉体的晶粒尺寸均匀,粒径为10—20 nm,降解甲基橙的效率最高。

微乳液制备粉煤灰微珠负载型La^(3+)、Fe^(3+)共掺杂TiO_2光催化剂

以粉煤灰微珠为载体,采用微乳液法制备La3+、Fe3+共掺杂TiO2光催化剂.并用透射电镜、扫描电镜对复合粒子的形貌进行观察;X射线衍射对煅烧后复合粒子中的组分进行分析;分光光度法测得TiO2在粉煤灰微珠表面的包覆率;分光光度计测定催化剂甲基橙的脱色率.实验结果表明:采用微乳液法制备的负载型Fe3+、La3+共掺杂TiO2尺寸均匀,分散度较好,包覆率达到35.67%,甲基橙的脱色率为48%,催化剂可再生5次.Fe3+、La3+共掺杂的协同作用使催化剂活性更高,Fe3+、La3+的最佳掺杂量分别为0.3%、1.0%.

环境材料纳米TiO_2的光催化研究及应用

环境材料纳米TiO2已成为环保领域和纳米新材料领域共同关注的焦点,从电子转移、催化效率等角度对纳米TiO2催化机理和影响其光催化活性的物理因素进行分析,尤其对影响纳米TiO2光催化体系的方法和效果进行综合评价,可以明显看出其目前的应用局限和长远的前景展望,多相催化机理的深入研究势在必行。

掺铁纳米TiO_2光催化性能研究

应用超临界流体干燥技术,采用溶胶-凝胶法制备了掺铁的纳米TiO2粉体材料,使用TG-TDA、XRD、激光粒度分析仪、扫描电镜对粉体进行表征.通过甲基橙溶液光催化降解实验,发现掺入质量分数为0.05%Fe的TiO2比纯TiO2催化效率提高了1.58倍.

预测TiO_2光催化烟气同时脱硫脱硝效率的遗传程序设计方法研究

影响TiO2光催化烟气同时脱硫脱硝效率的因素包括温度、催化剂、含湿量、氧浓度、光、SO2和NOx浓度等,它们呈复杂的非线性关系。在紫外光下,利用催化剂及混合烟气中氧气浓度为8%的条件下,以TiO2光催化烟气同时脱硫脱硝的试验数据为样本,采用遗传程序设计(GP)方法自动找出脱硫脱硝效率随各主要影响因素变化的规律,并通过检验样本数据对模型进行了预测。结果表明,该方法避免了事先确定变量之间函数关系的主观性,预测数据的准确度较高。

光触媒TiO_2催化机理及空气净化方法探悉

研究了光触媒TiO2催化净化方法和具有光催化TiO2装置的中央空调系统.提出了光催化TiO2净化装置在中央空调系统中应用的技术方案.对光催化TiO2装置的催化作用机理、反应过程以及对环境的净化功能和净化效率进行了论述.

负载型TiO_(2-x)N_x的制备表征及可见光催化降解亚甲基蓝

以溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,负载于玻璃微珠表面,在NH3气流中直接进行热处理,制备负载型掺氮纳米TiO2薄膜催化剂.选取亚甲基蓝为处理对象,结合对催化剂表面结构、晶型和紫外可见吸收的表征,对制备的催化剂进行评价.结果表明,450℃下焙烧3 h所制备的负载型催化剂为锐态矿相;可见光的范围拓展到700 nm左右;负载均匀致密;实验进一步探讨TiO2-xNx负载型催化剂投加量、pH及曝气量对可见光催化降解反应的影响.溶液中亚甲基蓝的光催化降解动力学研究表明其符合Langmuir-Hinshelwood动力学方程,呈一级动力学反应特征.光谱分析发现反应过程中其最大波长逐渐蓝移,表明反应过程中有不稳定中间产物的存在.

钕、氟掺杂二氧化钛光催化剂的制备及其光学性能的研究

以钛酸正四丁酯为原料,通过沉淀-溶胶法制备了钕、氟离子共掺杂TiO2的溶胶,运用高分辨透射电镜、X射线粉末衍射、Fourier变换红外光谱、紫外-可见漫反射光谱等对样品的晶体结构、晶粒大小和光谱性能进行表征.结果表明,在催化剂的制备过程中,F和Nd离子共掺杂时发生了协同作用,使TiO2发生吸收带边不同程度的红移,掺Nd离子的最佳摩尔比为1.2%,F离子的最佳摩尔比为8%,焙烧的最佳温度为500℃,催化剂在太阳光下对甲基橙的光催化脱色率达到54%.

A-TiO_2材料的低温制备及表征

TiO2晶体存在三种型态:锐钛矿型(anatase)、板钛矿型(brookite)和金红石型(rutile),但只有锐钛矿型的TiO2(A-TiO2)具有较好的光催化活性。因此制备A-TiO2技术困难,因为它不稳定容易转化为最稳定的金红石型。本工作在低温下(90℃)以硫酸钛的水溶液加尿素配位剂(尿素/Ti3+摩尔比1/10)用水热法在玻璃基板上制备了TiO2光催化晶体材料,SEM和XRD技术表征结果说明,生成的TiO2为型晶体为锐钛矿型,并讨论了晶体材料的生成机理。

MnO_2催化生成O_2作电子捕获剂协同TiO_2催化剂的制备及研究

为提高氮掺杂二氧化钛的可见光响应及反应效率,以尿素为氮源,硅胶为负载剂,采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载氮掺杂二氧化钛粉末,再采用等体积浸渍法将二氧化锰负载在上述催化剂上,经过烘干、焙烧制得具有可见光响应的复合型光催化剂;利用TEM、SEM、XRD、XPS等方法对制备的复合型光催化剂进行了表征,在可见光照射下对复合型光催化剂的光催化活性进行了测试,并考察了氮的掺杂量和焙烧温度对其光催化活性的影响。试验结果表明:改性后的复合型光催化剂光响应范围由紫外光区拓展到可见光区,在降解甲基橙的试验中表现出良好的可见光催化活性;通过对其光催化反应机理的探讨及处理效果的分析,负载的二氧化锰催化产生的O_2可作为良好的电子捕获剂而提高反应效率;随着氮掺杂量的减少、焙烧温度的提高,复合型光催化剂的可见光催化活性减弱。

TiO_2-Ca(OH)_2-石墨的制备与光催化降解染料废水

将采用溶胶-凝胶法制备的光催化剂TiO2-Ca(OH)2_与石墨机械研磨制备了新型复合光催化剂TiO_2-Ca(OH)2-石墨。运用XRD、SEM、PL等手段对制备的新型复合光催化剂进行了表征,并对影响太阳光下光催化降解茜素红效果的因素进行了考察。结果表明,复合光催化剂TiO_2-Ca(OH)_2-石墨具有较好的光催化降解效果,在其质量比为1∶0.02∶0.006的光催化体系中,茜素红去除率可达99.65%。TiO_2-Ca(OH)_2-石墨中的各组分具有显著的协同效应。

Pt-RGO-Cu_2O/TiO_2催化剂的制备及光催化制氢活性

采用化学沉积法和溶剂热法制备了RGO-Cu_2O/TiO_2复合光催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)表征复合催化剂的微观形貌、结构和光学特性。以H2Pt Cl6为无机前驱体对其进行Pt负载,研究了不同石墨烯含量对制氢活性的影响及不同光源下的制氢活性。结果表明:该复合催化剂表现出较好的光催化制氢活性,其中石墨烯的质量分数为0.5%,氢气的产生量最高。