纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的动力学研究
Mn
·研究探讨·238Mn 掺杂TiO 2光催化降解亚甲基蓝工艺条件的研究浙江工业职业技术学院 张淑娜 杨 彬【摘要】本文通过溶胶-凝胶法制备了TiO 2光催化剂，并在此基础上制备了氯化锰掺杂的TiO 2光催化剂。
通过对亚甲基蓝的光催化降解实验表征了该催化剂在可见光下对染料污染物的降解能力。
【关键词】纳米二氧化钛 掺杂 溶胶-凝胶法自从1972年Fujishina和Honda发现在光照条件下TiO 2能够分解H 2O以来，TiO 2的光催化性能日益受到学者们的重视[1-3]。
但TiO 2光谱响应范围窄限制了它在污染物降解中对太阳能的利用，因此，负载TiO 2成为了研究热点。
本文采用溶胶-凝胶法来制备TiO 2，并在此基础上制备了掺杂了氯化锰的TiO 2光催化剂。
通过亚甲基蓝的光催化降解实验对催化剂的可见光催化性能进行了探究。
1 实验1.1 光催化剂的制备1.1.1纳米TiO 2光催化剂的制备将一定量的无水乙醇溶于盛有称取好的钛酸丁酯（C 16H 36O 4Ti）烧杯中，制得A 液；向A 液中先后滴入盐酸和乙酸，将A 液置于集热式恒温磁力搅拌器上在室温下持续搅拌。
将无水乙醇和蒸馏水的混合液（B 液）缓慢滴入A 液中，待B 液滴完后再继续搅拌2 h 即可得到TiO 2溶胶，陈化24 h，得到凝胶。
将干凝胶研磨后于450 ℃下焙烧4 h 即可得到TiO 2光催化剂粒子。
1.1.2 氯化锰掺杂纳米TiO 2的制备氯化锰掺杂纳米TiO 2的制备方法与纳米TiO 2光催化剂的制备方法相同，只是将B 液换成氯化锰、蒸馏水和无水乙醇的混合液。
2 结果与讨论 2.1催化剂的表征图1 B 为纯的TiO 2、C 为MnCl 2/TiO 2样品的紫外可见漫反射光谱图图1为纯的TiO 2（B）和掺杂MnCl 2/ TiO 2样品（C）的紫外可见漫反射光谱图。
由图可以看出，掺杂氯化锰的TiO 2样品在紫外光区有较低的反射，其反射率小于纯的TiO 2，说明氯化锰掺杂能提高TiO 2对紫外光的吸收，但是并不能改变TiO 2的光响应范围。
tio2光催化降解亚甲基蓝影响因素的考察
tio2光催化降解亚甲基蓝影响因素的考察
亚甲基蓝是一种有毒有害的有机污染物，污染地下水和地表水，对人体健康有很大的威胁。
亚甲基蓝的光催化降解已成为一种新的处理技术，具有一定的应用前景。
那么TiO2光催
化降解亚甲基蓝的影响因素有哪些呢？
答：
TiO2光催化降解亚甲基蓝的影响因素主要有光照强度、温度、pH值、TiO2质量分数以
及添加剂等。
首先，光照强度对TiO2光催化降解亚甲基蓝影响很大。
随着光照强度的增加，光能越来
越多地被激发出，从而加快光催化效果。
其次，温度也是影响TiO2光催化降解亚甲基蓝的重要因素。
提高反应温度可以增加光能
被激发出来，从而有效地降低亚甲基蓝的浓度。
另外，pH值对TiO2光催化降解亚甲基蓝也具有重要作用。
适当的pH值可以改变溶解物
原子的电荷，使TiO2表面上形成的物理和化学反应增强，从而加快光催化反应的效率。
此外，TiO2质量分数也是TiO2光催化降解亚甲基蓝的一个非常重要的影响因素，质量分
数越高，光催化效率越高。
最后，添加剂对TiO2光催化降解亚甲基蓝的作用也很大。
添加合适的添加剂可以改善
TiO2的外在特性，如重量分数、表面特性和粒径，从而提高亚甲基蓝的降解效率。
总之，光照强度、温度、pH值、TiO2质量分数以及添加剂都会对TiO2光催化降解亚甲
基蓝产生重大影响。
为了高效降解亚甲基蓝，这些影响因素都必须得到充分考虑和控制。
(完整版)TiO2掺杂及热处理对光降解亚甲基蓝的影响毕业设计
毕业论文题目TiO2掺杂及热处理对光降解亚甲基蓝的影响学院专业班级学生学号指导教师二〇一五年月日摘要目前，在光催化反应所使用的所有半导体催化剂中，TiO2因为其无毒、抗光腐蚀、氧化能力强、催化活性高、稳定性好、成本低等性质最为常用。
本实验采用高温氨气热处理法制备改性二氧化钛粉体。
选择钛酸四正丁酯作为前驱物，无水乙醇作为溶剂。
制备前驱体后，利用真空高温氨气热处理制备不同温度及热处理条件下的氮掺杂二氧化钛粉体。
并且利用X射线衍射（XRD）和紫外-可见光吸收曲线（UV-Vis）对其进行表征。
采用亚甲基蓝模拟降解物，选择实验制备的二氧化钛粉体进行光催化性能的测试。
结果表明，在温度相同的条件下，真空煅烧的二氧化钛粉体能获得更好的光催化性能。
在相同热处理条件下，在550o C时能获得更好的光催化性能。
以制备的二氧化钛粉体为催化剂，用一定波长的可见光照射一定浓度的亚甲基蓝溶液，实验表明二氧化钛粉体对亚甲基蓝溶液的降解具有明显的催化作用。
关键词：氮掺杂；热处理；二氧化钛；光催化。
ABSTRACTCurrently, all of the semiconductor photocatalyst used in the catalytic reaction, TiO2 because of its non-toxic, anti-light corrosion, oxidation ability, of the precursor, the utilization of (XRD) and UV - visible absorption curve (UV-Vis) were characterized. Use of methylene blue analog degradation, select titania powders prepared photocatalytic experimental performance of the test. The results show that under thesame conditions as temperature, vacuum calcination of titanium dioxidepowder can get better photocatalytic properties. In the same get better photocatalytic properties. Visible light titanium dioxide powder preparation of the catalyst, with a certain wavelength of a certain concentration of methylene blue solution, experiments show that titaniumdioxide powder on the degradation of methylene blue solution doping；Heat Treatment；Titanium dioxide；Photocatalytic.目录摘要 (I)ABSTRACT (I)1.1 二氧化钛的研究背景及现状............................................................................. - 1 -1.2 二氧化钛光催化技术......................................................................................... - 1 -1.2.1 光催化技术现阶段应用........................................................................... - 2 -1.2.2 二氧化钛光催化过程及机理................................................................... - 2 -1.2.3影响光催化特性的因素............................................... 错误！未定义书签。
TiO2／微孔陶瓷的制备及光催化降解亚甲基蓝
TiO2／微孔陶瓷的制备及光催化降解亚甲基蓝赵妍;梁秀红【摘要】为解决粉体TiO2在水体系应用时存在易团聚、固液分离困难、循环使用受到限制等问题,以微孔陶瓷为载体,通过溶胶-凝胶和浸溃工艺制备TiO2／微孔陶瓷负载型光催化材料.研究负载后TiO2烧成过程中的物质变化、载体对TiO2晶型转变温度的影响、TiO2与载体的结合情况、载体对TiO2半导体性质的影响及负载型光催化材料对亚甲基蓝的催化降解能力及光催化稳定性.结果表明:经负载后TiO2从锐钛矿型向金红石型的转变温度由700℃提高到900 ℃;TiO2以物理方式黏附到微孔陶瓷表面及孔道;经微孔陶瓷负载TiO2之后,TiO2的带隙能由3.04 eV增加到3.06 eV;当TiO2／微孔陶瓷使用量为1 9,紫外光照射5h,重复使用6次过程中,对亚甲基蓝溶液的去除率均高于90％,TiO2/微孔陶瓷具有较高的催化活性和使用稳定性.%The aim of this work is to solve the problem that powder of TiO2 is easy to reunite,difficult to be separated from liquid andrecycled.With micro-porous ceramics as cartier,TiO2/micro-porous ceramics photoeatalyst was obtained by sol-gel and impregnation process.Changes of TiO2 in the process of sintering,transition temperature from anatase to rutile after coated,interface combination status between carrier and TiO2,changes of semiconductor nature of TiO2 aftercoated,photocatalyst properties and stability of TiO2/micro-porous ceramics on methylene blue were studied.The results showed the transition temperature from anatase to rutile increased from 700 ℃ to 900 ℃ after coated on carrier,TiO2 was bonded to the surface and pore of micro-porous ceramics by physical method,the band gap of TiO2 increased from3.04 eV to 3.06 eV after coated on carrier,and the removal rate of methylene blue was all higher than than that of 90％ under ultraviolet irradiation for 5 h with 1g TiO2/micro-porous ceramics within 6 times,thus showingthatTiO2/micro-porous ceramicshas high catalytic activity and stabilitv.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】7页(P46-52)【关键词】微孔陶瓷;溶胶-凝胶;二氧化钛;光催化;去除率【作者】赵妍;梁秀红【作者单位】河北工业大学生态环境与信息特种功能材料教育部重点实验室,天津300130;河北工业大学生态环境与信息特种功能材料教育部重点实验室,天津300130;河北工业大学能源与环保材料研究所,天津300130【正文语种】中文【中图分类】TB332随着经济的发展和人们生活水平的提高，环境污染成为人们日益关注的焦点之一.光催化降解技术可以光催化氧化污染物，其中二氧化钛以廉价无毒、降解率高、氧化能力强等优点，被广泛地研究[1].但由于粉体TiO2在工作时，存在易团聚、活性成分损失大、比表面积有限、不易沉降、难回收和循环使用受到限制等问题，严重制约了其在工业方面的应用.近年来，以活性炭[2]、多孔陶瓷[3-4]、光学纤维[5-6]、玻璃[7]等作为载体，通过化学成键或物理黏附的方法，制备负载型纳米TiO2光催化剂，可以有效的解决以上问题，并增加其催化效率和使用稳定性.由于微孔陶瓷大的比表面积、较高的机械强度、良好的吸附性能、对环境无污染、与催化剂相容性好[8]，可以将其作为负载纳米TiO2的载体.将TiO2固定化于微孔陶瓷，既避免了催化剂的团聚、实现了循环使用，又可利用微孔陶瓷良好的吸附性能将目标降解物吸附到载体表面，增大TiO2和目标降解物接触的机率，提高TiO2的降解效率.因此多孔陶瓷作为TiO2催化剂的载体应用于污水处理有良好的应用前景.何秀兰等[9]采用溶胶-凝胶法在多孔陶瓷上负载纳米TiO2，结果表明催化剂对甲基橙溶液具有较好的光催化降解效果，并通过Sm3+掺杂提高其催化活性.高如琴等[10]采用水解沉淀法在多孔陶瓷上合成纳米TiO2薄膜，对甲醛的去除率达94.6%.本工作以自制高气孔率、高强度、良好吸附性能的硅藻土基微孔陶瓷为载体，采用溶胶-凝胶和浸渍工艺，在微孔陶瓷表面及孔道负载纳米TiO2，并研究了载体对TiO2晶型转变温度的影响，TiO2与载体的成键情况，负载TiO2后微孔陶瓷表面的微观形貌，载体对TiO2半导体性质的影响，并考察了负载型TiO2对亚甲基蓝溶液的光催化降解能力和光催化稳定性.选用天津弘喜泰化工贸易有限公司生产的硅藻土为主要多孔矿物原料，添加骨料（高岭土）和烧结助剂（长石和白云石），其质量比为7∶2∶1，采用压制成型工艺，在1 000℃烧结2 h，制备微孔陶瓷（φ= 20 mm），气孔率为56.03%，抗压强度为29.73 MPa，当微孔陶瓷使用量为2 g时，对浓度为10 mg/L的50 mL 的亚甲基蓝溶液的去除率为90.633%.将微孔陶瓷于去离子水中超声波清洗3次，105℃烘干，待用.钛酸丁酯、盐酸、硝酸、醋酸、无水乙醇和亚甲基蓝试剂均为天津大茂有限公司生产，去离子水为实验室自制.将钛酸丁酯、无水乙醇和醋酸，按体积比为3∶6∶2，置于A烧杯中搅拌30 min，将去离子水和无水乙醇，按体积比为1∶2，置于B烧杯并用硝酸调节其pH=1.5.将B烧杯的液体用恒压管以1 mL/min的速度滴入A烧杯，并剧烈搅拌40 min；将混合液体放入锥形瓶中并加入清洗好的微孔陶瓷，置于恒温（30℃）气浴震荡器中震荡60 min，将浸渍后的陶瓷取出，105℃烘干60 min，此步骤重复3次（剩余凝胶干燥20 h，研磨）；将浸渍后的陶瓷和研磨好的粉末置于马弗炉中分别在500～900℃（间隔100℃）煅烧2 h，得到纳米TiO2/微孔陶瓷块体和纳米TiO2粉末.用德国布鲁克AXS有限公司生产的D8 FOCUS型多晶衍射仪，对样品进行测试，分析其物相组成，电压40 kV，电流40 mA，Cu靶，波长λ=0.154 06 nm，步速为10°/min，扫描范围5～80°.采用中国北京恒久科学仪器厂生产的HCT-2型热分析仪对样品进行热重和差热分析，从室温升至1 200℃、升温速率为10℃/min.用美国FEI公司生产的Nova Nano SEM450扫描电子显微镜对样品表面进行显微结构和表面化学元素组成分析.用日本HITACHI公司生产的U-390H型紫外-可见分光光度计测量样品的光谱吸收曲线.用北京产的T6型紫外分光光度计测量溶液的吸光度.将1 g的TiO2/微孔陶瓷放入盛有50 mL初始浓度为10 mg/L亚甲基蓝溶液的培养皿（φ=90 mm）中，置于磁力搅拌器，暗室搅拌30 min，用紫外灯进行光照（光照强度10 mW·cm-2），然后每隔特定时间取样2.5 mL，采用可见分光光度计测量溶液的吸光度（亚甲基蓝λmax=664 nm）.根据Langmuir定律，在最大波长处的吸光度和浓度具有线性关系，换算出浓度，即可计算亚甲基蓝的降解率其中：Q为亚甲基蓝的降解率；C0为亚甲基蓝溶液的初始浓度；C为降解后亚甲基蓝溶液的浓度.2.1.1 热分析结果图1是经105℃干燥后干胶/微孔陶瓷的热分析曲线.由图中热重曲线可知，由于微孔陶瓷载体是在1 000℃下高温烧结的，因此总的失重是Ti的化合物在加热过程中造成的，总失重率约为3%.质量损失过程主要包括3个阶段：室温至200℃，失重率为1.06%，这是因为吸附水和干燥时未脱去的乙醇脱附引起的；200～400℃，失重率为2.03%，这主要是由于羟基缩合反应，由无定形向锐钛矿相的转变而造成的；400～1 000℃，质量损失不明显为0.05%，主要是纳米晶粒表面的羟基基团的脱附造成的，TiO2表面一般存在Ti-OH和Ti-（OH）-Ti 2种类型的羟基基团，2种基团的脱附温度不同，所以羟基基团引起的失重温度较为宽泛[11].由图中差热曲线可知，在低温114℃出现小的吸热峰，对应Ti化合物的脱水脱醇.在328℃左右出现放热峰，对应有机基团的氧化和分解.在814℃出现小的放热峰，这是锐钛矿型TiO2向金红石型转变过程中放热产生的.同时也看到，在400～1 000℃基本没有质量损失，曲线趋于平滑，这是锐钛矿的晶相生长和由锐钛矿向金红石相转变的过程.2.1.2 煅烧温度对TiO2晶型及烧成温度的影响由图2a）可知，当煅烧温度低于700℃时，在2θ为25.2°（101），37.7°（004），48.0°（200）等处为锐钛矿型二氧化钛的特征峰，说明样品中只有锐钛矿型TiO2.当煅烧温度为700℃时，在2θ为27.3°（110），35.4°（101）等处出现金红石型二氧化钛特征峰，说明样品中开始有金红石型TiO2的出现.当煅烧温度为900℃时，样品中的TiO2全部为金红石型.由图2b）可知，微孔陶瓷载体主要成分为方石英型的SiO2，并伴随有少量的石英型SiO2和钙铝氧化物.样品经500℃煅烧，可以看到出现了锐钛矿型的TiO2，并且随着烧结温度的升高衍射峰强度逐渐增大，说明锐钛矿的晶型逐渐完整.当煅烧温度为900℃时，样品中开始有金红石型TiO2的出现这与2.1.1中在814℃出现小的放热峰是一致的.由图2中的a）和b）对比可知，经过负载后TiO2锐钛矿相向金红石相转变的温度有明显的提高，由700℃提高到900℃.说明微孔陶瓷载体阻碍了金红石型TiO2的形成，最终提高了锐钛矿型向金红石型的转变起始温度.在二氧化钛的晶型中，锐钛矿型比金红石型表现出更高的光催化活性，并且TiO2经负载后有更宽的锐钛矿型烧成温度，为了降低烧成成本，选定煅烧温度为700℃.从表1中可以看出，负载前后TiO2的晶粒尺寸都随着煅烧温度的升高而逐渐增大.在同一煅烧温度下，经过负载的TiO2的晶粒尺寸明显小于未负载TiO2的晶粒尺寸，这主要是因为载体阻碍了金红石型TiO2的形成.随着煅烧温度的升高，锐钛矿型TiO2向金红石型TiO2转变.由TiO2热力学焓随颗粒尺寸的变化[12]可知，当颗粒尺寸小于11 nm时，锐钛矿是最稳定的晶相.由表1可知制备锐钛矿TiO2的晶粒尺寸小于10 nm，因此样品中的锐钛矿型TiO2具有很好的稳定性.2.1.3 微孔陶瓷和TiO2/微孔陶瓷的显微和能谱分析由图3a）可以看出，微孔陶瓷中含有硅藻土的原始孔洞和由颗粒堆积产生的三维孔洞，气孔率较高，且孔隙分布均匀，此类陶瓷表面粗糙，具有较大的比表面积，是负载TiO2的理想载体.由图3a）和图3b）图对比可知，基体表面附有大量细小颗粒.图3c）为图3b）的放大图，由图3c）的结构和形貌，可以明显的看出陶瓷表面有分布均匀的颗粒，其大小在纳米级.将样品表面进行能谱分析，根据图4a）可知，微孔陶瓷主要由Si，O，Al，Mg，Ca等元素组成，其中Si，O，Al的含量较高，与2.1.2中微孔陶瓷主要为方石英相一致.在微孔陶瓷负载TiO2后，表面出现了大量Ti元素，并且O元素相对含量增加，Si，Al的含量明显下降.这主要是因为微孔陶瓷表面被大量Ti元素所覆盖，由于Ti与O结合为TiO2，因此O元素含量有所增加.结合显微和表面能谱分析可以说明，TiO2已经负载在微孔陶瓷表面，细小的TiO2晶粒均匀的分布在陶瓷表面与孔洞内.经过负载后既可以增加TiO2光催化材料的光照面积，又利于催化剂的回和收循环利用.2.1.4 傅立叶红外分析图5中a曲线为微孔陶瓷的红外吸收曲线，其中472.54 cm-1、774.65 cm-1和1 134.11 cm-1为SiO2中[Si-O]四面体形成的Si-O-Si的伸缩振动吸收峰.b曲线为干胶/微孔陶瓷的红外吸收曲线，对比a和b曲线可知Si-O-Si的伸缩振动吸收峰的峰位变化不大，有轻微偏移，但是峰强明显减弱，是因为微孔陶瓷表面负载了一层纳米二氧化钛.此外，在1 200～1 800 cm-1波段出现了新峰1 437.28 cm-1和1 554.57 cm-1，这是由醋酸中的羧酸根对称反对称振动所致.c曲线为TiO2/微孔陶瓷-700℃的红外吸收曲线，样品经干燥后偏移的峰位又回到原来位置，这可能是二氧化钛经过煅烧融入到微孔陶瓷载体中所致；出现的羧酸根对称反对称振动峰位消失，这是因为有机体挥发[13-14].由此说明，TiO2以物理方式粘附于微孔陶瓷载体.2.1.5 紫外-可见吸收光谱分析由图6可知，当煅烧温度为700℃时，TiO2粉体的吸收波长阀值λg=407.4 nm，负载后TiO2的吸收波长阀值λg=405.3 nm.通过公式Eg=1 240/λg计算得到，TiO2粉体的带隙能Eg为3.04 eV，负载后TiO2的带隙能Eg为3.06 eV.对比可知，负载后TiO2的吸收边有蓝移效应，这是TiO2与微孔陶瓷载体间的界面效应造成的.由2.1.2中XRD结果可知，在相同温度煅烧时，负载后二氧化钛的晶粒尺寸减小，这会增强TiO2的量子尺寸效应.量子力学理论认为[15]，带隙能量的改变量与半导体化合物粒子尺寸成反比，因此负载后锐钛矿型TiO2晶粒尺寸的减小导致带隙能的增大.TiO2的禁带宽度变宽，使电子-空穴对具有更强的氧化还原能力，从而有利于提高TiO2的光催化能力.此外，从紫外可见吸收光谱中还可以判断氧化钛中Ti4+的配位情况.在图a）和图b）中，233 nm和304 nm处有明显并且宽的吸收峰，这说明TiO2处于六配位状态，（Td）中心Ti4+离子到O配体的电子跃迁所致的[16]，因此图a）和图b）中的TiO2为锐钛矿相，与2.1.2中XRD结果700℃煅烧时，TiO2为锐钛矿相一致.2.2.1 亚甲基蓝的自光解和微孔陶瓷载体的吸附以亚甲基蓝溶液为目标降解物，在紫外灯照射而没有TiO2和微孔陶瓷的条件下测试亚甲基蓝的自身降解率.为了证明TiO2/微孔陶瓷对亚甲基蓝的去除率是以TiO2的光催化降解还是微孔陶瓷的吸附为主，选用没有负载TiO2的微孔陶瓷在相同条件下，测试微孔陶瓷对亚甲基蓝的去除率.图7中的A曲线是亚甲基蓝溶液仅在紫外灯照下的降解率，B曲线是微孔陶瓷在紫外灯照下对亚甲基蓝的去除率.由A曲线可知，亚甲基蓝溶液在紫外灯照下有一定的自降解作用，去除率约为2%.由B曲线可知，微孔陶瓷对亚甲基蓝溶液的去除率为86.153%，微孔陶瓷的表面及孔道存在许多强氧化性的羟基官能团，这使微孔陶瓷有良好的吸附性能.由于染料的自光解率很低，以下实验中忽略不计. 2.2.2 TiO2/微孔陶瓷使用量对亚甲基蓝去除率的影响图8为固定光照强度为10 mW·cm-2，TiO2/微孔陶瓷的使用量为0.1～1.25 g，随着时间的延长亚甲基蓝去除率的曲线图.首先亚甲基蓝溶液与负载型TiO2暗室搅拌30 min，然后打开紫外灯进行光催化反应.由图8可以看出，随着TiO2/微孔陶瓷使用量的增多，亚甲基蓝溶液达到完全去除的时间缩短.当负载型TiO2的投入量较少时，用来吸附目标降解物的陶瓷和降解目标降解物的TiO2位点很少，所以亚甲基蓝的去除速率很慢.当TiO2/微孔陶瓷使用量超过1 g时，去除率增加的趋势变化不大，这主要是因为当催化剂用量过多时，大量的二氧化钛不能参与降解过程，并且光照面积受容器的限制，所以亚甲基蓝的去除率不会随着TiO2/微孔陶瓷使用量的增加而一直增加[17-18]，因此TiO2/微孔陶瓷使用量1 g为宜.2.2.3 TiO2/微孔陶瓷的重复使用稳定性在实际应用中，TiO2光催化材料重复使用和稳定性尤为重要.由图9可知，随着使用次数的增加，亚甲基蓝的去除率降低.在初次使用TiO2/微孔陶瓷时，亚甲基蓝的去除率可达100%；在重复使用6次过程中，亚甲基蓝的去除率均高于90%；当重复第7次使用时，亚甲基蓝的去除率为89.97%.由以上结果可以说明，在去除亚甲基蓝的过程中，是以TiO2的光催化降解为主.因为微孔陶瓷是通过吸附作用而去除溶液中的染料分子，当再次使用时，由于前一次的吸附饱和而几乎丧失吸附能力.在多次使用过程中，TiO2/微孔陶瓷表现出较高的催化活性.这是因为TiO2不断将微孔陶瓷吸附的染料分子降解，而实现载体再生和再利用，实现高效的工作.相比郭宇[19]制备的TiO2/氧化铝重复使用5次过程中对亚甲基蓝的降解率为82%±3%，本实验制备的TiO2/微孔陶瓷具有更高的催化活性和更长的使用寿命.因此TiO2/微孔陶瓷的稳定性和使用寿命都较理想，使其在今后水处理领域的应用成为可能性.1）利用溶胶-凝胶和浸渍工艺，将TiO2负载到微孔陶瓷表面及孔道，并且细小的纳米级TiO2晶粒分布均匀，没有出现团聚现象，成功制备了高稳定性和高催化活性的纳米TiO2/微孔陶瓷光催化材料.2）通过在微孔陶瓷上负载TiO2，载体提高了TiO2由锐钛矿型向金红石型的转变温度，使高催化活性的锐钛矿型TiO2的烧成温度宽化为500～800℃.3）经过微孔陶瓷负载TiO2后，TiO2的吸收边从407.4 nm减小到405.3 nm，出现蓝移现象，带隙能增加，由3.04 eV增加到3.06 eV，增加了0.02 eV，使电子-空穴对具有更强的氧化还原能力，提高了TiO2的光催化能力.4）TiO2/微孔陶瓷在700℃煅烧，使用量为1 g，紫外光照5 h时，对亚甲基蓝溶液6次降解过程的去除率均高于90%，TiO2/微孔陶瓷表现出较高的催化活性和使用稳定性.【相关文献】[1]陈桂华，葛昌华，潘富友，等.化学沉淀法制备纳米Fe/TiO2及其光催化活性的研究[J].人工晶体学报，2010，39（2）：433-439.[2]CARPIO E，ZUIGA P，PONCE S，et al.Photocatalytic degradation of phenol usingTiO2nanocrystals supported on activated carbon[J].J Mol Catal A：Chem，2005，228（1/2）：293-298.[3]孟宪谦，薛友祥，吕华，等，TiO2光触媒担载多孔陶瓷室内空气净化元件的研究[J].现代技术陶瓷，2004，25（2）：16-18.[4]董秋花，赵中一，高宏宇，等.负载TiO2陶瓷管治理室内空气中的甲醛[J].南昌大学学报，2005，27（3）：64-70.[5]PEILL N J，HOFFMANN M R.Development and optimization of a TiO2-coated fiber-optic cable reactor；photo-catalytic degradation of 4-chlorophenol[J].Environ Sci Technol，1995，29（12）：2974-2981.[6]MOHSENI M.Gas phase trichloroethylene（TCE）photo oxidation and byproduct formation：Photolysis vs.titania/silica based photocatalysis[J]. Chemosphere，2005，59（3）：335-342.[7]高如琴，郑水林，刘月，等.硅藻土基多孔陶瓷的制备及其对孔雀石绿的吸附和降解[J].硅酸盐学报，2008，36（1）：22-24.[8]李恒，杜庆洋，李国昌，等.淀粉固化法制备堇青石多孔陶瓷[J].人工晶体学报，2013，42（9）：1936-1939.[9]何秀兰，郭英奎，王春艳，等.多孔陶瓷负载TiO2光催化降解甲基橙溶液的研究[J].人工晶体学报，2015，44（2）：504-508.[10]高如琴，郝丹迪，耿悦.多孔陶瓷固载TiO2薄膜的制备及甲醛光催化动力学[J].复合材料学报，2016，33（1）：143-147.[11]BACSA R R，KIWI J.Effect of rutile phase on the photocatalytic properties of anocrystalline titania during the degradation of p-coumaric acid[J]. Applied Catalysis B：Environmental，1998，16（1）：19-29.[12]Zhang H，Banfield J F.Understanding polymorphic phase transformation behavior during growth of nanocrystalline aggregates：insights from TiO2[J]. The Journal of Physical Chemistry B，2000，104（15）：3481-3487.[13]Nikaido M，Furuya S，Kakui T，et al.Photocatalytic behavior of TiO2nanoparticles supported on porous aluminosilicate surface modified by cationic surfactant[J].Advanced Powder Technology，2009，20（6）：598-604.[14]Ahn Y U，Kim E J，Kim H T，et al.Variation of structural and optical properties of sol-gel TiO2thin films with catalyst concentration and calcination temperature[J].Materials Letters，2003，57（30）：4660-4666.[15]Henglein A.Small-particle research：physicochemical properties of extremely small colloidal metal and semiconductor particles[J].Chemical reviews，. 1989，89（8）：1861-1873.[16]Luan Z，Maes E M，Van der Heide P A W，et al.Incorporation of titanium into mesoporous silica molecular sieve SBA-15[J].Chemistry of Materials，1999，11（12）：3680-3686.[17]OH S M，PAPK D W.Production of ultrafine titanium dioxide by DC plasma jet[J].Thin Solid Films，2001，386（2）：233-238.[18]Yu J G，Ma T T，Liu S W.Enhanced photocatalytic activated of mesoporousTiO2ggregates by embedding carbon nanotubes as eledtron-transfer channel[J].Physical Chemical Physics，2011，13（8）：3491-3501.[19]郭宇，金玉家，吴红梅，等.负载型二氧化钛光催化材料的制备及其光催化性能研究[J].光谱学与光谱分析，2015，35（6）：1677-1681.。
亚甲基蓝溶液的光催化脱色及降解
亚甲基蓝溶液的光催化脱色及降解
李芳柏;古国榜
【期刊名称】《环境污染与防治》
【年(卷),期】1999(012)006
【摘要】以高压汞灯为光源,在自制TiO2纳米粉末悬浮体系内,以亚甲基蓝溶液光催化降解脱色反应为模型,研究了其脱色降解动力学及其影响因素.研究表明,亚甲基蓝光催化反应动力学常数为4.53 μmol/L.min,吸附常数为33.55 L/mmol;随着pH值的上升以及H2O2的加入,其脱色降解速率明显加快.离子色谱分析表明,光照40 min后,亚甲基蓝部分分解为Cl-、NH+4、NO-3和SO2-4.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】李芳柏;古国榜
【作者单位】华南理工大学应用化学系,广州,五山,510650;华南理工大学应用化学系,广州,五山,510650
【正文语种】中文
【中图分类】X7
【相关文献】
1.AgBr/Zn3(OH)2V2O7·2H2O可见光催化降解亚甲基蓝溶液 [J], 黄雪松;黄珍珍;曹江平;李雯欣;陈建林
2.SnWO4/g-C3N4复合光催化剂降解亚甲基蓝溶液 [J], 李雯欣;王洁;张彩;陈建林
3.光催化协同臭氧氧化降解亚甲基蓝溶液实验 [J], 陆泽伟;黄敏怡;刘国辉;谢智浩;
朱豪成;林洁丽
4.光催化协同臭氧氧化降解亚甲基蓝溶液实验 [J], 陆泽伟;黄敏怡;刘国辉;谢智浩;朱豪成;林洁丽
5.膨润土负载PbSnO_3光催化剂对亚甲基蓝溶液的脱色性能 [J], 王红军;汪朋方;任欣欣;张文博;方旭旭;杨术明
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掺杂Zn^(2+)纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝
掺杂Zn^(2+)纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝王景芸;钟忻【期刊名称】《科技导报》【年(卷),期】2009(0)19【摘要】印染废水治理是水系环境治理的重点,而亚甲基蓝是印染废水中典型的有机污染物。
本研究选用掺杂Zn2+的纳米TiO2作为光催化剂对亚甲基蓝进行降解研究。
XRD谱图分析表明,Zn2+的掺入可改变纳米TiO2锐钛矿型和金红石型的组成。
制备工艺参数对样品光催化降解亚甲基蓝的活性具有很大影响,纯TiO2样品在450℃焙烧时的活性较其他温度的高;而掺杂Zn2+的样品则在500℃焙烧时的光催化活性相对最佳。
催化剂的加入量过高或过低都不利于光催化活性的提高,催化剂的加入量为1g/L时,光催化剂对亚甲基蓝的降解效果最好;Zn2+掺入量为0.5%时,掺杂粉体的光催化活性相对较高。
随着掺杂量的进一步增加,光催化活性降低。
被降解有机物浓度过高时,紫外光较难到达催化剂表面,光的利用率降低,导致催化剂活性降低。
亚甲基蓝的初始浓度为5mg/L时的降解速率较快。
【总页数】4页(P104-107)【关键词】掺杂Zn2+;纳米TiO2;光催化降解;亚甲基蓝【作者】王景芸;钟忻【作者单位】辽宁石油化工大学职业技术学院【正文语种】中文【中图分类】O626.41【相关文献】1.Zn掺杂TiO<sub>2</sub>薄膜制备及其光催化降解亚甲基蓝 [J], 无;;2.掺锌纳米TiO_2 光催化降解亚甲基蓝研究 [J], 王景芸3.Sol-gel法制备纳米TiO_2及其对亚甲基蓝染料光催化降解的研究 [J], 吴春山;陈震4.混晶纳米TiO_2薄膜光催化降解亚甲基蓝 [J], 姜承志;苏会东;卢旭东5.纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝 [J], 邱克辉;邹璇;张佩聪;王彦梅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
纳米二氧化钛在膜反应器中循环光催化降解亚甲基蓝
纳米二氧化钛在膜反应器中循环光催化降解亚甲基蓝韩琳;陈向荣;万印华;廖立兵【期刊名称】《青岛科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2008(029)004【摘要】以低压汞灯为光源,纳米二氧化钛为催化剂,对纳米二氧化钛在膜反应器中循环光催化降解亚甲基蓝进行了研究,探讨了催化剂加入量、进料速度对降解率和降解速率的影响.结果显示,当纳米二氧化钛加入量和亚甲基蓝进料速度一定时,在一定时间内亚甲基蓝的光催化降解可达到平衡,降解曲线出现拐点.随着催化剂加入量的增加或进料速度变慢,降解拐点前移,降解率提高.纳米TiO2加入量为2.0 g·L-1,进料速度为15 mL·h-1时,降解拐点时间为150 min,降解率高达到88%.对膜反应器截留效果及膜污染情况进行的分析表明,膜反应器对纳米TiO2有很好的截留作用,在连续补充料液的循环反应中,透过液中TiO2的浓度为2.836 mg·L-1时, TiO2损失率仅0.142%.【总页数】4页(P287-290)【作者】韩琳;陈向荣;万印华;廖立兵【作者单位】中国地质大学,北京,材料学院,北京,100083;中国科学院,过程工程研究所,北京,100080;中国科学院,过程工程研究所,北京,100080;中国地质大学,北京,材料学院,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】O461.2【相关文献】1.改性纳米二氧化钛光催化降解水中微量溶解性亚甲基蓝 [J], 刘彦平;郝利辉2.纳米Fe2O3对甲基橙、亚甲基蓝和罗丹明B的光催化降解研究 [J], 黄若宾;李松;胡建设;秦高梧3.TiO2 薄膜光催化降解甲基橙和亚甲基蓝 [J], 武正簧;周丽4.SBA-15/凹凸棒土/活性炭复合材料在光催化降解亚甲基蓝中的吸附性能 [J], 刘超;刘煜欣;王广健;吴小妹;郭亚杰5.纳米二氧化钛光催化降解亚甲基蓝的研究 [J], 韩琳;廖立兵;陈向荣;万印华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
TiO2负载钡铁氧体光催化剂降解亚甲基蓝光催化性能研究
安徽 农业 科学 ， ｕｎｌ ｆ ｎｕ Ａ ｒ Ｓｉ２０ ，６ １ ）７９ — ３５ Ｊ ｒａｏ ｈｉ ｇ ． ｃ ０ ８３ （７ ：３４７ ９ ｏ Ａ ｉ ．
责任 编辑 王 淼 责 任校 对 卢 瑶
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合肥学院二氧化钛纳米光催化性能的研究实验报告
学号：1003021022合肥学院化学与材料工程系《专题研究训练》选课实验报告《二氧化钛纳米光催化性能的研究》刘克峰化学工程与工艺张慧2012年6月19日项目名称 实验者 所属专业 指导教师 提交日期专题研究训练实验课程组、《专题研究训练》实验报告二、实验报告正文《氧化钛纳米光催化性能的研究》实验目的：让化学本科生尽早了解和掌握光催化原理，熟悉光催化剂的制备和光催化反应，在大量研究工作的基础上，设计涉及纳米光催化剂的制备、催化剂的简单表征和催化活性评价的综合性实验。
让学生能够对光催化具有较好的了解。
实验原理：光催化基本原理是指光催化剂受到大于禁带宽度能量的光子照射后，发生电子跃迁，生成光生电子（e ）和空穴对（h ），光生电子具有很强的还原能力，可以还原去除水中的金属离子，而空穴具有极强的氧化性，可对吸附于其表面的污染物进行直接或间接的氧化降解，此外，空穴还可以氧化"O和01一生成反应性极高的羟基自由基（・0H）,・0H!—种强氧化剂（氧化还原电位为+2. 8V），它可以将大多数有机染料氧化为可矿化的最终产物。
以本实验中的Ti02为例。
Ti02的带隙能火3.2 eV,相当于波长为387.5nm光子能量，抵达地面太阳能最小波长为300.0nm, 300.0〜387.5nm之间的紫外光能约占太阳能的1%左右［i］。
当TiO?受到太阳能辐射后，处于价带的电子就被激发到导带，价带便生成空穴（h+）。
光催化反应机理可用以下各式表示：TiO? +hv（UV）—TiO2（e-+ h +）TiO2（h+）+ H 2—TiO 2+ 出0+・ OHTiO2（h+） + OH 一—TiO2 + • OH有机染料+ • 0H-降解产物有机染料+h+—氧化产物有机染料+e一—还原产物式中hv是将TiO2的电子从价带激发到导带的光子能量。
HCOHjOJtH HO； K图半导体Ti6光催比氧化反应机理示意图本次试验采用溶胶-凝胶法。
混晶纳米TiO_2薄膜光催化降解亚甲基蓝
混晶纳米TiO_2薄膜光催化降解亚甲基蓝
姜承志;苏会东;卢旭东
【期刊名称】《环境科学与技术》
【年(卷),期】2008(31)3
【摘要】以钛酸四丁酯为原料采用浸渍提拉法在普通瓷片表面制备TiO2混晶薄膜,用XRD对薄膜进行表征,选用亚甲基蓝催化降解考察TiO2混晶薄膜的催化能力,探讨了紫外光光照强度、亚甲基蓝初始浓度和pH对光催化降解的影响。
结果表明:600℃煅烧4h可制备金红石为13.2%的混晶薄膜,平均粒径为22nm;初始浓度在0.313～0.937mg/L,催化反应符合一级动力学方程,半衰期随初始浓度的增加而减小;在光照强度为40W和pH为13时降解率为45.6%,并可多次重复使用。
【总页数】4页(P26-29)
【关键词】TiO2纳米薄膜;晶相结构;溶胶-凝胶;光催化活性
【作者】姜承志;苏会东;卢旭东
【作者单位】沈阳理工大学环境与化学工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】X132;O643
【相关文献】
1.混晶TiO2微纳米管的制备及其对亚甲基蓝染料的光催化降解性能研究 [J], 许茂东;杜坤;吴之传
2.掺锌纳米TiO_2 光催化降解亚甲基蓝研究 [J], 王景芸
3.活性炭纤维负载TiO_2薄膜的制备及对亚甲基蓝的光催化降解 [J], 员汝胜;郑经堂;关蓉波
4.掺杂Zn^(2+)纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝 [J], 王景芸;钟忻
5.TiO_2薄膜的低温制备及紫外光催化降解亚甲基蓝 [J], 姚俊;王潮霞
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（ ． ｈ ｎ ｈ ｉ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ ｅ ｇｙ ｓ ｖ ｎ ｇｉ ｅ ｒ ｎ ｏ Ｌ ｄ Ｓ ａ ｇ ａ ０ ０ １ Ｃｈ ｎ １ Ｓ ａ ｇ ａ Ｅｎ ｉ ｏ ｍｅ ｔ ｌＥｎ ｒ — ａ ｉ ｇ Ｅｎ ｎ ｅ ｉ ｇ Ｃ ．， ｔ ．， ｈ ｎ ｈ ｉ２ ０ １ ， ｉ ａ
应 速 率 常 数 Ｋ 为 ０ ２ ４ ４ｍｇ （ ・ ｎ ， 附平 衡 常数 ＫＡ为 ０ ４ ７４ ｍｇ ・ ． ５ ／ Ｌ ｍｉ ） 吸 ． ４ Ｌ。 关 键 词 ：光 催 化 ； 米 Ｔ ０ ； 甲基 蓝 ； 应 动 力 学 纳 ｉ ｚ亚 反 中 图分 类 号 ： ７ ３ ５ ０ ４ Ｘ ０． ； ６３ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ １１ ５ （ ０ Ｏ ０ — ０ ７０ １ ７ — ５ ６ ２ １ ） ４０ １ － ４
第 １ ７卷 第 ４期
２ ０年 ０１
安 全 与 环 境 工 程
Ｓａ ｅ ｙ ａ ｆ ｔ ｎｄ Ｅｎｖ ｒ ｎｍ ｅ ａ ｉｏ ｎｔ ｔＥｎｇ ｎ ｅ ｉ ｉ ｅ ｒｎｇ
Ｖｏ１ １ ＮＯ ４ ．７ ．
７月
Ｊ１ ｕ．
２ ０ ０１
纳米 Ｔ Ｏ 光催化 降解亚 甲基蓝 的动力学 研究 ｉ２
催 化 氧 化 亚 甲基 蓝 溶 液 的反 应 动 力 学 进 行 了试 验 研 究 ， 果 表 明 ： 载 Ｔｉ 薄膜 的 聚 丙 烯 多 面 球 光 催 化 降 解 亚 甲 结 负 Ｏ。 基 蓝 溶 液 的反 应 表 现 为一 级 动 力 学 反 应 ， 应 速 率 遵 从 多 相 催 化 动 力 学 方 程 Байду номын сангаас— Ｌ ｎ ｍｕｒＨｉｓｅ ｏ 反 ａｇ ｉ ｎｈ ｌ ｄ方 程 ， — ｗｏ 反
Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｓ ； ａ ｏ ｔ ｒ Ｔｉ ； ｅ ｈ ｌｎ ｌ ｅ ｋ ｎ ｔ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ｐ ｏ ｏ ａ ａ ｙ ｔ ｎ ｎ ｍｅ ｅ ０２ ｍ ｔ ｙ ｅ ｅ ｂ ｕ ； ｉ ｅ ｉ ｃ
０ 引 言
染料废水 具有 色度 大 、 分 复杂 、 质变 化 大 等 组 水 特点 ， 且染 料 中的有毒 成分如硝基 化合物 和胺基 化合 物等具有很 大 的生 物毒性 ， 可造成 严重 的水 污染 。 目 前， 国内外 主要 采 用 生物法 处 理此 类 废水 ， 由于 大 但 部分染料 的可生化性 较差 ， 生物法仅 可对染 料起 吸 附 作用 而不是 降解作用 ， 并且 染料 中 Ｃ 、 ｒ ｕ Ｃ 等重 金属还
赵 倪伟凤 ， 健 ， 军 ， 程 谢煜栋 ， 王小玲
（ ． 海环 境 节能 工程 有 限公 司 ， 海 ２ ０ １ ；． １上 上 ０ ０ １ ２ 上海 市青浦 区环 境监 测站 ， 海 ２ １ ０ ） 上 ０ ７ ０
摘 要 ：采 用 偶 联 剂法 在 聚丙 烯 多 面球 表 面 固 载 纳 米 ＴＯ ， 高 压 汞 灯 照射 下 ， ｉ 在 以亚 甲基 蓝 染 料 为 研 究 对 象 ， 光 对
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