有关纳米TiO2与有机污染物作用综述资料..docVIP

半导体TiO2光催化作为一种高级氧化技术在近年来受到人们的广泛关注，在紫外光的照射下，它能够有效催化降解各种有机污染物，在可见光照时，它能够通过染料敏化催化降解多种染料污染物，为环境治理提供了一种有效的方法。通过修饰改性提高TiO2光催化剂的催化活性受到了国内外研究者的广泛关注。　　 本论文使用铝和磷酸对TiO2光催化剂进行修饰。其中Al修饰的WiO2光催化剂在可见光染料污染物的催化降解反应中显示出很高的光催化活性，而磷酸修饰显著加速了多种小分子底物的TiO2紫外光催化降解反应。在详细表征催化剂结构的基础上，研究了修饰组分影响光催化活性的作用机制。主要研究进展如下：　　 1.使用快速凝胶sol-gel法合成铝修饰的TiO2光催化剂(Al-TiO2)，使用XRD、HRTEM、XPS、27Al MAS NMR和zeta电位等方法研究修饰材料的结构和Al的局域环境。FTIR和UV-Vis漫反射光谱研究了Al修饰对于染料和催化剂的相互作用、界面电子转移以及染料可见光催化降解的影响。结果表明，染料RhB在Al-TiO2体系中的降解速率是未修饰TiO2体系的5倍。通过对催化剂结构的详细表征和染料和催化剂的相互作用的研究，阐明了染料在Al-TiO2表面被迅速光催化降解的机理。　　 2.在结晶前后对TiO2纳米例子进行磷酸处理制备了磷酸修饰的TiO2光催化剂。选择多种不同结构的底物研究它们的紫外光催化活性。研究发现，与TiO2表面作用较弱的底物，如4-氯酚、苯酚和RhB，它们的降解反应显著加快，而与TiO2表面有强相互作用的底物，如二氯乙酸、茜素红和儿茶酚，它们的催化降解则被强烈抑制。通过对催化剂结构的详细表征、结晶前后修饰催化剂活性的对比和反应中生成的活性物种和中间产物的检测，提出了机理模型阐述磷酸影响光催化活性的作用机制。 改性纳米二氧化钛的制备及其对有机污染物的光催化降解作用 0推荐 查看全文下载全文 导出 添加到引用通知 分享到| 下载PDF阅读器 在紫外光照射下，纳米TiO2可催化降解水中难生物降解的有机污染物，但存在光催化活性不够高，光能利用率低，催化剂粒子及环境的遮蔽效应强，催化剂难以回收等问题。为解决这些长期未能攻克的难题，本工作重点研究了纳米TiO2的优化制备工艺及过渡金属离子掺杂、半导体复合、硫氮共掺杂等改性纳米TiO2的方法及其作用，并以光导纤维和玻璃为载体，以SiO2溶胶为粘合剂，研究了纳米TiO2复合光催化材料的低温制备方法，进而以此为基础设计了两种光催化反应器，以难生物降解的青霉素为模拟污染物，研究了改性纳米TiO2及其光催化反应器的作用。 研究发现，当以钛酸丁酯为前驱体，冰醋酸为水解抑制剂，乙醇为溶剂制备TiO2纳米粒子时，制备工艺参数对其光催化活性影响较大，其影响主次为煅烧温度、冰醋酸加入量、蒸馏水加入量、无水乙醇用量。在初始钛酸四丁酯为0．05mol的情况下，其优化条件为：冰醋酸加入量为5mL，蒸馏水加入量为5mL，无水乙醇加入量为30mL，450℃下煅烧。在此条件下制得的二氧化钛具有优良的光催化性能。煅烧温度影响光催化性能的实质是影响了纳米TiO2晶型和晶粒尺寸，使其光吸收特性发生变化。同时，TiO2的用量，溶液的pH值、处理溶液的初始浓度以及添加亲水性SiO2均会对TiO2的光催化性能有所影响。 采用溶胶凝胶法制备了不同含量的过渡金属离子Fe掺杂改性的TiO2。过渡金属离子Fe的掺杂可抑制TiO2晶粒的生长，引起TiO2晶格的畸变和晶胞体积的改变，拓宽TiO2的光吸收范围，适量Fe的掺杂可提高TiO2的光催化活性，最佳掺杂量为0．03%。 SnO2复合对TiO2的晶相转变温度影响很大，SnO2的掺杂会降低TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变温度，并且SnO2的掺杂量对TiO2的锐钛矿和金红石相比例有很大影响。SnO2的复合在一定范围内可以抑制TiO2晶粒的生长，同时引起吸收带边的红移，适量的掺杂可以提高TiO2的光催化性能，最佳掺杂量为3%。烧结温度会影响到TiO2的晶粒尺寸、晶型、光吸收特性，从而对复合纳米TiO2的光催化性能产生影响，本实验的最佳烧结温度为450℃。 以硫脲为掺杂剂，采用溶胶凝胶法合成了硫氮共掺杂的纳米TiO2。硫氮共掺杂抑制了TiO2晶粒的生长，同时TiO2晶格的畸变和晶胞体积的改变，这是由于硫氮元素进入TiO2晶格内取代O引起的。烧结温度会影响到硫氮共掺杂TiO2的晶胞参数和紫外．可见吸收光谱，从而对硫氮掺杂纳米TiO2的光催化性能产生影响，本实验的最佳烧结温度为450℃ 使用SiO2溶胶为纳米粘合剂，在较低的温度下将TiO2粉末负载在载体上，TiO2分散在无定形SiO2的三维网状结构中，多孔的结构极大增大了光催化剂的比表面积。SiO2溶胶的陈化时间对光催化剂的比表面积起着十