铜掺杂纳米二氧化钛光催化性能研究进展

铜离子掺杂能够改变TiO2的光生载流子传输,从而影响光生电子-空穴的复合,因此铜离子掺杂能够提高TiO2的光催化活性。铜掺杂纳米TiO2在制备过程中容易受到制备技术、热处理温度等的影响,而使纳米TiO2的晶体结构和表面性质发生变化,这些变化主要体现在晶相结构变化、量子产率增加等方面。针对近年来铜掺杂TiO2的研究及应用进展,综述了影响其光催化效果的因素,指出晶相结构、制备方法、掺杂浓度、反应体系的pH值是主要因素,并提出了未来需要加强研究的方向。

HPA/Bi_2WO_6光催化剂的制备及其脱氮性能研究

以Na2WO4·2H2O和Bi(NO3)3·5H2O为原料,通过不同表面活性剂为模板剂对所制备催化剂的形貌进行调控,将调控形貌后的催化剂固载不同种类杂多酸(HPA),再进行超临界流体干燥制得HPA/Bi2WO6光催化剂。并采用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-vis)、扫描电镜(SEM)、比表面积测定仪(BET)对所制备的催化剂进行表征,通过含氮模拟油对固载杂多酸后的催化剂的脱氮性能进行评价。结果表明,十二烷基硫酸钠(SDS)能起到更好的模板导向作用,从而获得由二维纳米片组装成的三维中空花状结构。采用超临界流体萃取干燥技术对催化剂进行提纯干燥,可有效地避免孔塌陷、团聚等现象,进一步增大了催化剂的比表面积,其脱氮效果有了进一步的提高。固载磷钨酸能有效地提高催化剂的表面酸性位点,从而显著提高了催化剂的催化活性,磷钨酸固载量为10%、剂油比为1∶100时、氙灯光照3 h脱氮率可达92.08%。

超声法制备介孔TiO_2及组合技术脱硫

以钛酸丁酯为钛源、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,在超声波强化作用下制备介孔TiO2,并采用XRD、FT-IR、TG-DTA、UV-Vis、TEM和EDX分析手段对所得样品进行表征,以苯并噻吩为模型化合物,考察其光催化氧化脱硫性能。结果表明,在450℃下焙烧2h、n(TiO2)/n(CTAB)=1/0.04的条件下,可得到球形粒子状、颗粒分布均匀、紫外光吸收边为387nm、禁带宽度为3.32eV、晶粒粒径6.93nm、平均孔径3.21nm、比表面积147.134m2/g、孔容0.259cm3/g的锐钛矿型介孔TiO2。在催化剂用量15mg、H2O2作为氧化剂、nS/nO=1/200、萃取剂甲醇5mL、吸附时间40min、20℃反应3h的条件下,对5mL苯并噻吩石油醚溶液的脱硫率为98.62%。

稀土改性对SO_4^(2-)/ZrO_2固体酸催化剂结构与催化性能的影响

采用共沉淀法和浸渍法在不同条件下制备了稀土-SO42-/ZrO2系列固体酸催化剂。使用废油脂与甲醇的酯交换反应评价了催化剂活性,并通过X射线衍射、红外光谱、比表面积测定表征方法考察了催化剂结构和性能的关系。结果表明,La摩尔掺杂量4%、焙烧温度600℃时制得的SO42-/ZrO2-La2O3催化剂活性最高,此时脂肪酸甲酯的产率为64.68%,且具有较好的重复使用性。稀土的引入使活性四方相ZrO2更加稳定,600℃焙烧使催化剂既具有较多活性四方相ZrO2,又具有较大比表面积,从而提高了催化剂活性。催化剂中形成了固体超强酸结构,且改性后酸强度增大,催化剂活性中心数目增加。

负载型Co/BiVO_4催化剂的制备及其光催化脱氮性能

采用水热法制备BiVO4,再采用浸渍水热法和浸渍焙烧法制备负载型Co/BiVO4。考察了Co负载量、焙烧温度和焙烧时间对Co/BiVO4晶体结构的影响,并采用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱、热重-差热分析等方法对BiVO4和Co/BiVO4进行表征。将Co/BiVO4催化剂用于可见光催化模拟油脱除有机碱性氮,考察催化剂制备条件对Co/BiVO4光催化脱氮活性的影响。结果表明,在Co负载量为5%、400℃下焙烧1h的浸渍焙烧法得到的Co/BiVO4催化剂的光催化脱氮活性最高,含吡啶氮模拟油的光催化脱氮率达到83.59%。