光催化降解乐果的动力学研究

采用30 W石英紫外灯作为光源,研究了乐果在二氧化钛悬浮体系中光催化降解反应的动力学规律。考察了乐果起始浓度、TiO2用量、溶液pH值及温度对乐果光催化降解速率的影响,结果表明,乐果光催化降解符合表观零级动力学规律。由于速率常数k与乐果起始浓度有关,表明乐果光催化降解反应不是一个简单的零级反应。     

TiO2/浮石复合材料降解有机污染物亚甲基蓝的实验研究

利用天然浮石的孔隙结构和小比重等特点,以浮石为原料、TiOSO4为TiO2前驱体,采用水热合成法,在200℃、15 h条件下,制备出可漂浮的TiO2/浮石复合材料.采用10×10-5mol/L亚甲基蓝水溶液,在紫外光下进行光催化实验.并用紫外可见分光光度计检测亚甲基蓝浓度变化.实验结果表明,TiO2/浮石复合材料能够降解亚甲基蓝.该材料的孔隙结构对亚甲基蓝有聚集作用,促进了负载的TiO2的光催化性能的发挥.因为成本低廉,性能优越,TiO2/浮石复合材料在有机污染物治理方面具有很大的应用潜力.     

纳米TiO2/SiO2对甲苯-SO2体系气相光催化作用的影响因素

以纳米TiO₂/SiO₂为光催化剂、C₇H₈(toluene)-SO₂-O₂-TiO₂/SiO₂为重点研究体系,研究了甲苯的初始浓度、氧气含量、水蒸气含量和光强对甲苯光催化降解的影响。结果发现,甲苯的初始反应速率随其初始浓度的增加而增大,并最终趋于稳定;随着含氧量增加而不断增大,体积分数为25％时达到最大,之后逐渐减小;水蒸气的体积分数为0.4%时,甲苯降解速率最大;光强增加,甲苯增大反应速率, 3.0 mW/cm²时反应速率趋于定值。体系中引入SO₂促进了甲苯的初步降解,却抑制反应中间产物的进一步降解;同时甲苯的存在也抑制了SO₂的降解。     

蒙脱石基纳米FeOOH/TiO2复合材料的制备与光催化活性研究

以蒙脱石为基底,采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛/蒙脱石(TiO2/Mmt)复合光催化材料,通过Fe(NO3)3-HNO3体系水解生长纳米FeOOH,从而制备出负载型羟基氧化铁/二氧化钛/蒙脱石(FeOOH/TiO3/Mmt)复合光催化材料以改善材料在可见光下的光催化性能.高分辨透射电镜的表征结果显示,FeOOH/TiO2复合薄膜厚度约为10～40 nm,TiO2为晶粒粒径约为5～10nm的锐钛矿,FeOOH为长10～30 nm,宽约4 nm的针铁矿.以甲基橙为目标物,对FeOOH/TiO2/Mmt复合材料的光催化性能进行初探,在甲基橙初始浓度为5 mg/L,催化剂用量为1.875 g/L,H2O2初始浓度为2 mmol/L,pH值为6.5,350 W氙灯照射1 h,甲基橙脱色率达到99%,明显优于相同条件下TiO2/Mint对甲基橙的45%脱色率;同时甲基橙残液的红外光谱图显示FeOOH/TiO2/Mmt/H2O2/UV体系比FeOOH/TiO2/Mint/H2O2/Visible light体系具备更好的光催化氧化苯环的能力,降解更为彻底.     

紫外光及日光下天然金红石光催化降解苯酚的研究

研究了山西代县天然金红石在紫外光和日光照射条件下对苯酚的光催化降解性能,考察了光照时间、pH值、苯酚初始浓度以及H2O2添加量对降解过程的影响。在紫外光照射下,酸性条件(pH=3.5)利于光催化降解,中性和碱性条件下降解效率较低;当初始浓度为60mg/L时,降解速率可达1.922mg/(L.h);H2O2作为电子捕获剂可提高苯酚降解速率,最佳投加量为2mL/L。在日光条件下,天然金红石对苯酚表现出良好的降解性能,照射7h后,降解率达87.68%,仅略低于P25型TiO2(99.72%),可在14h内完全降解。根据电子探针和X射线衍射分析结果,认为天然金红石晶格中的V、Fe等杂质可能是提高其可见光响应效果和光催化活性的主要原因。     

天然沸石对提高TiO2光催化活性的作用

以天然沸石为载体,研究了其负载TiO2后对甲基橙溶液的光催化降解效果,探讨了TiO2与沸石的结合类型。通过对负载前后反应动力学模式变化的研究,阐释TiO₂/沸石体系的光催化反应进程。从复合前后样品的AFM、IR、发射光谱变化上看,部分TiO₂与沸石载体形成了新的Ti－O－Si或Ti－O－Al的化学键。光催化实验结果和动力学分析显示,在反应的初始阶段,当TiO₂中引入多孔的沸石载体后,催化剂对甲基橙的降解过程由原来纯粹的吸附控制模式向反应控制模式转变,但还没有达到纯粹的反应控制的程度。沸石载体是通过提高吸附过程的速率,来提升初始阶段的光催化反应速率（R₀）的。     

膨胀石墨负载纳米TiO_2材料对机油的吸附和光催化降解

用溶胶凝胶法将纳米锐钛矿负载到膨胀石墨上,制备了即可吸油,又可降解油的膨胀石墨-TiO_2复合材料(EG-TiO_2)。在制备EG-TiO_2的工艺条件中,浸渍次数是影响其吸油能力的最主要因素,浸渍次数增多饱和吸油量下降。用失重法和红外光谱法研究EG-TiO_2催化降解机油的结果表明,EG-TiO_2对机油有明显的光催化降解效果,性能优于纯纳米TiO_2粉,其原因与EG-TiO_2中的纳米TiO_2具有三维立体薄片状结构及具有较高吸油性能有关。膨胀石墨负载纳米TiO_2材料对机油的吸附和光催化降解@曹宏$武汉工程大学材料学院!430074 @马恩宝$武汉工程大…     

制备多孔镍负载TiO2薄膜光催化降解喹啉和化工废水

为了获得具有高光催化活性和稳定性的TiO2薄膜,采用浸渍涂布法不加黏结剂将Deguessa P-25TiO2固定在泡沫镍基片上,制备成泡沫镍基负载TiO2薄膜,并以Ti-10薄膜为光催化组件制备了一种新型连续流内循环光催化反应器。表征结果显示:P-25薄膜呈混晶相,增大负载浓度会增加基片上结晶质(如锐钛矿相(101))数量、团聚颗粒数量、表面微裂痕以及比表面积;高温煅烧下泡沫镍基片上Ni元素以金属Ni和NiO形式扩散到薄膜表面,形成NiO-Ni体系,有助于提高薄膜的光催化活性;当负载P-25质量分数为10%时,薄膜表层Ni原子比为12.29%,此时薄膜具有最佳光催化活性。以Ti-10样品为光催化薄膜组件制备了一种连续流光催化反应装置,该装置降解化工废水的实验结果显示反应装置连续运行一周,出水可达到一级排放标准。     

掺铂有机-钛柱撑膨润土复合材料的吸附和光催化性能研究

采用阳离子表面活性剂十六烷基二甲基溴化铵对临安膨润上进行改性修饰，以钛酸丁酯和K2P1Cl6为前驱体，利用掺有小同量铂的TiO2溶胶对改性膨润土进行反应，制得一系列掺铂有机-钛柱撑膨润土复合材料。测定了复合材料的BET比表面积，利用X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能量分散光谱（EDS）等手段对其微观结构进行了表征。以甲基橙染料为目标污染物，考察了复合材料的吸附能力和光催化活性。实验结果表明，掺铂的有机-钛柱撑膨润土复合材料比未掺铂的复合材料具有较好的层状结构，且对甲基橙的吸附能力较佳。由于铂能够充当捕获载流子的陷阱，能够有效抑制TiO2光生电子-空穴的复合，所以掺铂有机-钛柱撑膨润土复合材料具有更好的光催化性能，其中掺铂量为0．2％的复合材料的光催化活性最佳，对甲基橙的降解效果最好。     

纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝

在以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法合成制备纳米TiO2催化剂样品的基础上,将其用于在紫外光照射和无光照射条件下进行亚甲基蓝降解的实验研究,并与P-25纳米TiO2进行光催化降解对比研究。对在不同条件下合成制备样品的光催化降解率的差异,通过X射线粉晶衍射、扫描电镜等从物相组成、微观结构等因素上进行了分析和探讨。结果表明,采用溶胶-凝胶法在450℃焙烧2 h所得到的纳米TiO2具有很好的光催化降解亚甲基蓝的能力,当催化剂样品质量浓度为2.5 g/L,亚甲基蓝初始浓度为5.0 mg/L时,室温下光催化反应3 h,其降解率达98%以上,其光催化降解率比P-25纳米TiO2高;光催化降解率与催化剂样品的制备条件、物相组成、颗粒尺寸等因素有关。     

坡缕石/磁性铁氧化物/TiO2复合光催化剂性能实验研究

用醇盐水解法、硫酸亚铁-硝酸钾氧化法制备TiO2光催化剂、坡缕石/TiO2复合光催化剂和坡缕石/磁性铁氧化物/TiO2复合光催化剂.通过XRD、TEM、UV-Vis和MS分析光催化剂的物相组成、形貌特征、对紫外可见光的漫反射以及磁化率,并以甲基橙为处理对象,对比研究了TiO2光催化剂、坡缕石/TiO2复合光催化剂和坡缕石/磁性铁氧化物/TiO2复合光催化剂的光催化效果.结果表明:坡缕石/磁性铁氧化物的复合能降低复合光催化剂中锐钛矿的平均粒径,提高锐钛矿的分散性.铁的复合是否提高光催化剂的光催化效率与催化剂的煅烧温度有关.坡缕石的复合对光催化剂的最佳煅烧温度有影响.     

Preparation and Photocatalytic Ability of Magnetic Nanosized Titania/Expanded Graphite Light Catalyst

By using hydrothermal synthesis method, successively adding tetrabutyl titanate and expandable flake graphite in 40 mL 0.95% NH4Cl solution prepared the nano TiO2/expandable flake graphite, which was then settled in muffle furnace in the expansion of 10 s under 800 ℃ and got nanosized TiO2/expanded graphite. Synthesized that with CoFe2O4 by chemical coprecipitation method finally prepared magnetic nanosized photocatalyst TiO2/expanded graphite. Magnetic nanosized TiO2/expanded graphite was studied on the photodegradation performance of methyl orange solution and the magnetic recovery after the degradation of methyl orange solution. The experiment result showed that in 50 mL 25 mg/L methyl orange solution joined 120 mg loading 50% TiO2 of the expanded graphite, exposed to ultraviolet irradiation for 1 h, the methyl orange decolorization ratio was 90%. When the load of CoFe2O4 in nanosized TiO2/expanded graphite reached 40%, its magnetic recovery efficiency reached 94.3%.     

Structural characteristics of zeolite/TiO2 composite and photocatalysis of toluene degradation

Zeolite/TiO2 composite photocatalysts were prepared by adding a certain amount of mordenite in TiO2, and degradation experiments on toluene through photocatalytic reactions were implemented. In this paper, these photocatalysts were characterized by using SEM, IR, RAMAN, XRD and UV-Vis to shed light on the microstructure and photocatalytic performance of the composite photocatalysts. The results indicated that the structural hydroxy of zeolite can participate in bonding reaction with TiO2, the addition of zeolite can greatly reduce the diameter of nanometer TiO2 particles in the composite photocatalysts, and enhance the ultraviolet light absorptance of the composite photocatalysts. When the percentage content of zeolite reached 20%, the photocatalytic performance of this catalyst would be highest, with the toluene conversion rate up to 94.58%.     

微晶白云母负载纳米TiO2及其光催化性能研究

以微晶白云母为载体,钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法合成制备微晶白云母负载纳米TiO2光催化剂,然后用X射线衍射,扫描电镜等对微晶白云母负载TiO2光催化剂进行表征。再以微晶白云母负载纳米TiO2光催化剂对亚甲基蓝进行了光催化降解研究,特别针对有无紫外光照射条件下微晶白云母、纳米TiO2、微晶白云母/纳米TiO2等在亚甲基蓝溶液中的行为进行研究,结果表明:所制备的微晶白云母负载TiO2光催化剂对亚甲基蓝具有较好的光催化降解能力,1250目微晶白云母负载TiO2在紫外光照射下光催化反应4h,其降解率可达99%以上。     

TiO2/电气石复合物的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备TiO2/电气石复合光催化剂,通过光降解甲基橙实验考察复合光催化剂的活性,发现复合物中2%电气石的制备比例就可以显著提升TiO2降解有机物活性,降解率(0.5h)达99.87%,明显优于纯TiO2(0.5h)83.64%,提高了约20%。经XRD、BET、SEM等手段对样品进行分析得知:经800℃以下长时间热处理,电气石的结晶构造不变;900℃热处理使电气石结构破坏。SEM分析显示复合物中TiO2颗粒呈球簇状,均匀包覆在电气石表面形成颗粒膜层。     

掺铁-TiO2/膨润土复合光催化材料制备及性能

采用酸性溶胶法制备掺铁-TiO₂/膨润土复合光催化剂,利用XRD﹑IR等测试手段对其进行了表征。通过测试甲基橙溶液的脱色率和COD去除率对复合光催化剂的光催化活性进行了评价。结果表明,该催化剂有较高的催化氧化性能,在太阳光照射下,对pH=4﹑质量浓度为20 mg/L的甲基橙溶液进行降解时,其脱色率可达95%以上,COD去除率可达85%以上。该催化剂在经过200℃焙烧活化2.5 h后可多次重复利用。     

TiO_2-I~-/γFe_2O_3磁性复合催化剂的制备及性能

以四氧化三铁、钛酸四丁酯和氢碘酸等为原料,采用溶胶-凝胶法制备了一种新型磁性复合催化剂TiO_2-I~-/γFe_2O_3.通过X射线衍射分析、热重差热分析、透射电镜以及红外光谱进行分析,研究了热处理时间、温度以及碘掺杂量对光催化剂性能的影响.结果表踢:最佳碘掺杂量为0.5%,烧结温度为400℃,最佳烧结时间为0.5 h,材料对甲基橙的降解率达99%,3次循环使用后甲基橙的降解率仍保持在80%.     

天然沸石负载二氧化钛光催化剂的制备与性能研究

以钛酸丁酯为钛源，天然沸石为载体，用溶胶．凝胶法制备了天然沸石负载TiO2光催化剂，用紫外可见吸收光谱、比表面积、红外光谱和X射线衍射等分析技术对沸石负载TiO2光催化剂进行了表征，以甲基橙为目标降解染料，考察了TiO2负载量、催化剂用量、热处理温度等不同条件下催化剂的光催化活性，结果表明，用天然沸石为载体所制得的TiO2光催化剂对于甲基橙具有较好的光催化降解效果。     

Facile synthesis of hexamine–silicotungstic acid hybrid and its photocatalytic activity toward degradation of dyes

A new organic hybrid of silicotungstic acid was prepared by means of an easily available, very cheap, and non-toxic amine via a facile precipitation method. Characterization of hybrid was carried out by elemental analyses, Fourier transform infrared spectroscopy, powder X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, and scanning electron microscopy. Dye adsorption and photocatalytic properties of the prepared water-insoluble hybrid were examined by studying the decolorization of model dyes such as methylene blue and methyl, orange and their mixture solutions under ultraviolet, visible, and sunlight irradiation. The effect of different factors containing the initial concentration, pH, catalyst dosage, H₂O₂ dosage, and salt adding was investigated on the decolorization of dyes. The results showed that the hybrid is a good heterogeneous photocatalyst in the degradation of methylene blue, methyl orange and their mixture and can be recovered and reused. The methylene blue is removed via combination of adsorption and photocatalytic degradation under ultraviolet, visible, and sunlight through direct oxidation by hybrid. The methyl orange is removed via ultraviolet and solar photocatalytic degradation through indirect oxidation by ^·OH radicals. While the visible light is not able to degrade methyl orange solution alone in the presence of hybrid, it degrades the methyl orange mixed with methylene blue solution.     

掺铁二氧化钛薄膜的自组装制备、表征与光催化性能研究

采用自组装方法于低温液相反应体系中成功制备出大尺寸二维纳米二氧化钛薄膜和掺铁二氧化钛薄膜。样品通过荧光发射光谱、拉曼光谱、高分辨透射电镜等方法进行表征,并研究了紫外光和可见光下Fe3+/TiO2纳米薄膜对甲基橙溶液(MO)的光催化降解过程,探讨了Fe3+对TiO2的光催化活性的影响。结果表明,此方法不需要高温煅烧即可得到高催化活性的金红石和锐钛矿混合型二氧化钛薄膜,以金红石为主。Fe3+掺杂明显提高了TiO2对甲基橙溶液的光催化降解效率:掺杂Fe3+浓度为0.5 mmol/L时光催化效果最优,且更利于较低浓度甲基橙溶液的降解,在紫外光和可见光下对初始浓度5 mg/L甲基橙溶液的降解率分别达到98.62%和89.24%。