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.     

光催化/VUV/海水吸收协同用于舰船烟气脱硫脱硝的研究

针对舰船烟气脱硫脱硝需求,提出采用光催化/真空紫外(Vacuum Ultraviolet,VUV)辐射协同海水吸收脱硫脱硝一体化技术,强化SO2和NO在海水中的传质吸收过程.基于舰船烟气脱硫脱硝的过程分析机理,设计小试装置模拟舰船的烟气脱硫脱硝系统,开展实验探究液气比、温度、空速、SO2和NO初始浓度等关键参数下的系统...     

氢气还原针铁矿紫外光协同催化双氧水氧化气体中甲醛

甲醛作为一种致畸、致癌的高毒性有机污染物,对人体健康构成威胁,如何有效去除气体中的甲醛是关注的热点问题之一。采用粒径0.84～3.35 mm的天然针铁矿矿石于300℃氢还原转化为磁铁矿纳米材料,将纳米磁铁矿固定床非均相Fenton氧化反应器与紫外光催化双氧水氧化反应器串接,对比研究了双氧水、双氧水-紫外光、磁铁矿-双氧水、磁铁矿-双氧水-紫外光4种不同反应体系中双氧水投加量、甲醛初始浓度、载气流量对甲醛净化效率的影响。通过小型质谱仪对甲醛Fenton光催化氧化产物进行在线监测及TOC碳平衡分析,探讨甲醛净化的机理。结果显示制备的磁铁矿作为催化剂去除甲醛气体效果明显,在紫外光-10%双氧水-磁铁矿协同作用下,最高去除率可达98%,且在不同气速下对气体中不同浓度的甲醛都有很好的净化效果。研究结果表明,制备的磁铁矿纳米材料催化剂在去除甲醛气体过程中起着重要作用,经紫外光均相催化的双氧水协同作用可以在常温下很好地把气体中的甲醛氧化为CO₂,是一种低成本的有机废气净化技术方法。     

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。     

不同产地矿物对有机-钛柱撑蒙脱石复合材料光催化活性的影响

以钛酸丁酯为前驱体,采用醋酸为酸催化剂制备TiO2溶胶,将制备的溶胶分别加入经表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵改性的河北、临安、安吉、内蒙古膨润土中,制备有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂,并对其进行XRD、SEM、BET表征。结果表明,TiO2插入了膨润土层间,并以锐钛矿型的晶形存在,制备的复合光催化剂仍有较好的层状结构,其比表面积均比相对应的不同产地的膨润土的比表面积大。以甲基橙为目标污染物,考察了有机-钛柱撑膨润土复合光催化剂的吸附性能和光催化活性,发现所制备的复合光催化剂具有较好的光催化活性,而且用不同的膨润土合成的催化剂的光催化活性差别很大。膨润土的化学组成和层状结构上的差异是复合催化剂吸附性能和光催化活性差别的主要原因。其中有机-钛柱撑临安膨润土复合光催化剂的光催化活性最好。     

自然光下羟基氧化铁处理水溶液中甲基橙的研究

自然界广泛存在羟基氧化铁,研究其在地质中的光催化作用对环境的污染防治有着重要意义。在自然光照下,用针铁矿和四方纤铁矿处理甲基橙溶液,不同反应时间取样经高速离心后,用紫外/可见分光光度计和傅立叶变换显微红外光谱仪(FTIR)进行分析。结果表明,FeOOH/Visible light体系能使甲基橙溶液脱色率达83%,四方纤铁矿比针铁矿有更好的光催化降解效果;FeOOH/Visible light体系能将甲基橙分子中的偶氮键打开,从而使溶液脱色,FeOOH/Visible lihgt/H2O2则能进一步降解甲基橙,使其分子中的苯环部分打开。     

Fe-TiO2的制备及在可见光下催化降解对硝基苯胺

采用水热法自制了铁掺杂的锐钛矿型铁二氧化钛光催化剂Fe-TiO2。通过分析对硝基苯胺溶液的初始浓度、二氧化钛掺铁量、TiO2用量和溶液的pH值对光催化速率的影响,研究了Fe-TiO2光催化对硝基苯胺动力学行为。结果表明,在对硝基苯胺的初始浓度为25mg／L,Fe-TiO2掺铁量为0．2％（摩尔分数）,TiO2用量为0．1g／L,溶液pH=6,室温下可见光照反应10h,对硝基苯胺的降解率D和表观反应速率常数k达到最大。光催化反应符合L-H动力学规律,对硝基苯胺的降解过程为拟一级反应,k为0．0314h^-1。     

复合光催化剂Cu_2(OH)PO_4/Ni(OH)_2的制备及其光催化性能

采用水热合成法在Cu2(OH)PO4表面原位沉积Ni(OH)2,制备异质结型的复合光催化剂Cu2(OH)PO4/Ni(OH)2;利用X线粉末衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis-DRS)和扫描电子显微镜(SEM)等,对其相结构、光吸收性能和微观形貌进行表征.结果表明:该复合光催化剂具有良好的紫外光吸收特性,是一类新型的光催化剂.复合光催化剂在紫外光下可以有效降解亚甲基蓝(MB)溶液,当Cu2(OH)PO4与Ni(OH)2的摩尔比为0.2时,Cu2(OH)PO4/Ni(OH)2具有最大催化活性.根据光催化中加入不同活性物种牺牲剂的实验,推测该异质结型材料光催化过程中光生载流子的传输方向及活性物种.Cu2(OH)PO4/Ni(OH)2的催化活性增强主要归结为复合时在两者之间形成有效的异质结,结区的内建电场能够促进光生载流子的分离,同时·OH和h+在光催化降解过程中是主要的活性物种.     

Microstructure and Photocatalytic Decomposition of Methylene Blue by TiO2-Mounted Halloysite, a Natural Tubular Mineral

On the basis of analysis of structure and properties, halloysite, a natural tubular mineral, was developed for an environmental treatment. TiO2 was mounted into halloysite by using hydrolysis of tetrabutyl titanate at room temperature. The adsorption and photocatalytic performance of halloysite and TiO2-mounted halloysite have been examined in methylene blue aqueous solution in the dark and under ultraviolet ray irradiation, respectively. Their performance of adsorption and photodecomposition was evaluated from the adsorbed and degraded amounts of methylene blue （MB）. Due to the mixture of adsorption and photodecomposition, the concentration of MB, organic pollution, in water decreased rapidly with TiO2-mounted halloysite powder, which is a faster reaction than that with halloysite-only adsorption. This new use of halloysite is leading to many interesting applications in the decomposition and elimination of various pollutants in air and water.