TiO2光催化杀菌技术研究进展

TiO2半导体因具有特殊的光催化性能，使它在光催化氧化环境污染物等方面具有广阔的应用前景。介绍了TiO2光催化剂的杀菌原理、在抗菌方面的应用，以及提高TiO2光催化活性和在可见光下的杀菌效率的最新研究进展，提出TiO2作为光催化剂还存在的一些问题及应用前景。     

H2O2与UV／TiO2协同体系光催化降解酸性品红的研究

采用高压汞灯为光源，考察了H2O2与UV／TiO2协同体系对酸性品红的降解效果。结果表明：H2O2提高了UV／TiO2光催化降解酸性品红的速率。同时，研究了影响纳米TiO2光催化降解酸性品红的主要影响因素。实验结果表明：初始PH值等于7时，光催化效率最佳；随着初始浓度的增加光催化降解效率降低；TiO2的最佳用量为0．2g/L。     

TiO2/高岭土负载型催化剂的制备及其结构性能研究

以高岭土颗粒为载体,用TiCl4水解法制备出TiO2/高岭土负载型催化剂,以XRD、TG-DTA方法对所制备的催化剂进行了表征.以草酸为目标降解物考察了催化剂的光催化活性,结果表明所制得的TiO2/高岭土负载型催化剂具有较高的光催化活性.探讨了煅烧温度、催化剂用量、反应时间等条件对催化剂光催化活性的影响.     

二氧化钛纳米膜制备条件对炼焦厂废水光催化降解性能的影响

以四氯化钛为前驱体,用溶胶—凝胶法制备了TiO2纳米膜,并进行了炼焦厂废水的光催化降解实验,考察了制备条件对其光催化降解性能的影响。结果表明最佳工艺条件为:四氯化钛∶乙醇∶水=30∶400∶25,溶胶体系pH=7,掺铁量Fe∶Ti=0.16,干凝胶在450℃煅烧2h,由此制成的TiO2纳米膜光催化降解炼焦厂废水的降解率超过79%。     

简讯（一）

院长、博士生导师桂和荣教授主持“纳米TiO2光催化技术在矿井水处理中的应用及工艺研究”（2005KJ002ZD）成果通过省教育厅组织的专家签定。该项目在考察无机离子两两同时存在时对改性纳米TiO2光催化降解矿井水中COD的影响，以及在矿井水处理工艺中连用光催化反应器进行矿井水的深度处理等方面，都居于国内同类研究的领先水平。     

纳米二氧化钛与Fenton试剂光催化降解直接耐酸大红的研究

采用高压汞灯为光源,分别考察了纳米TiO2和Fenton试剂对4BS的降解效率。结果表明:纳米TiO2体系光催化降解4BS的效率好于Fenton试剂体系。同时,研究了影响纳米TiO2光催化降解4BS的主要影响因素。实验结果表明:初始pH=4时,光催化效率最佳;4BS脱色率随时间的变化呈现先快后慢的趋势;TiO2的最佳用量为1g/L。     

HMX废水的纳米TiO2光催化处理

采用负载有纳米TiO2的活性碳纤维布，对不同初始浓度的奥克托今（HMX）废水在不同光源下进行了光催化降解研究。结果表明，在HMX初始浓度及催化剂量相同条件下，光源分别为日光灯、太阳光和紫外光时，HMX均迅速发生光催化分解反应，其降解反应速率依次增大，5h后HMX降解率都可达到98％以上。在目光灯照射下HMX初始溶液浓度对其最终降解率几乎没有影响，180min后HMX降解率可达到91％以上。纳米TiO2光催化降解HMX废水反应符合一级反应动力学，并确定了相应反应动力学参数。     

双掺杂二氧化钛的制备及其在降解染料废水中的应用

作者研究了溶胶-凝胶法制备的Sm、Ag共掺杂的TiO2,并用XRD、TEM等技术表征了催化剂的形貌、结构及吸光性能,样品的表征与光催化活性测试结果表明,Sm离子的引入使催化剂增加了储氧能力及热稳定性和选.择性,Ag离子的掺杂显示了电荷分离抑制了光催化的促进作用和对氧气还原反应的催化作用.两种离子的引入使TiO2样品的拓宽了光响应范围,使可见光吸收强度增大.     

超临界干燥法制备的锐钛矿TiO2纳米晶光催化降解亚甲基蓝的研究

以自制的锐钛矿TiO2纳米晶为光催化剂,高压汞灯为光源,考察了亚甲基蓝溶液初始浓度、催化剂用量、pH值、O2和Fe3 等因素对其光催化降解的影响.结果表明,适宜的pH 值为5.6,最佳的催化剂用量为1.5 g/L,通入一定量氧或加入少量的Fe3 离子能有效的促进TiO2光催化亚甲基蓝降解.     

S改性的纳米TiO2的制备及其可见光催化性能研究

以四氯化钛为钛源,硫溶胶为硫源,在室温下采用水解沉淀法制备了单质硫改性的纳米TiO2光催化剂．采用X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X-射线光电子能谱（XPS）、紫91,-可见（uV—Vis）漫反射光谱和N：吸附-脱附对样品进行了表征分析．以次甲基蓝（MB）溶液为模拟废水,对其可见光催化性能进行了评价,研究了不同热处理温度对光催化活性的影响．结果表明,硫掺杂有效地抑制了纳米TiO2在热处理过程中由锐钛矿向金红石的转变,在低温下热处理得到的样品为单质硫与TiO2的复合,而500℃以上热处理得到的样品为S^4＋的掺杂,S复合与掺杂的纳米TiO2光催化剂在可见光区有明显的吸收,400℃热处理所得样品具有最好的光催化性能．这种硫复合或掺杂的纳米TiO2的催化降解性能显著高于相同方法制备的纯TiO2．催化剂经6次重复使用其光催化活性基本保持不变．     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及其光催化降解甲醛的研究

用溶胶-凝胶合成纳米TiO2光催化剂．并在其悬浮体系中对甲醛进行光催化降解实验，考察了溶胶一凝胶法中酸量、乙醇量和热处理温度等对甲醛降解活性的影响．结果表明．溶胶一凝胶法制备的TiO2具有很好的光催化降解甲醛活性．最佳的制备条件是钛酸丁醋；乙醇：盐酸：水=20ml：80ml；3．5ml：l0ml，煅烧温度550℃。     

Ti3+自掺杂纳米TiO2的制备、表征与可见光催化活性

以Ti H2和H2O2为原料,采用水热法制备了米粒状Ti3+自掺杂的TiO2纳米颗粒.采用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X-射线光电子能谱(XPS)对所制备样品的结构、结晶性、形貌和元素的存在状态进行了表征分析.电子顺磁共振谱(ESR)结果表明所制备的样品中含有晶格Ti3+和表面Ti3+.紫外—可见(UV-Vis)漫反射光谱表明这种Ti3+自掺杂的纳米TiO2在可见光区中有较强的吸收.在可见光辐射下,所制备的样品具有优于商业化P25 TiO2的光催化分解水和光催化降解次甲基蓝(MB)溶液的性能.其中160℃下水热处理27 h所得样品光催化降解MB的性能是P25 TiO2的9倍,而光催化分解水制氢的性能是P25 TiO2的12.5倍.     

负载TiO2的规整炭化物催化剂的制备及光催化性能

采用炭化方法制成规整炭化物载体,在其上负载TiO2经烧结成为规整型光催化剂.利用XRD和BET技术对载体和催化剂样品进行了表征.考察了样品的光催化活性.结果表明,规整炭化物载体为多孔物质,以中孔和微孔为主,平均孔径2.1 nm.负载型的规整光催化剂有明显的光催化效果.实验中还探讨了气相光催化反应的动力学过程.     

含N纳米TiO_2的制备及其可见光响应的研究

以纳米TiO2为原料,氨水为掺杂N源,采用高能球磨法合成了含N纳米TiO2粉末.利用XRD、FT-IR、UV-Vis光谱、纳米粒度仪和光催化降解实验对其进行结构及光催化性能表征.研究结果表明,经过氮掺杂的纳米TiO2主要为锐钛矿晶型,晶粒尺寸位于8～10nm之间.对可见光具有良好的吸收性能,其吸收边红移至550nm左右,禁带宽度减小至2.25eV.当太阳光照射30min时,亚甲基蓝溶液的降解率接近100%,体现出良好的可见光响应特性.     

溶胶-凝胶工艺参数对介孔TiO_2的影响

介孔TiO2材料比纳米TiO2有较高的比表面积,具有更高的光催化活性,兼之介孔孔径小,分布较窄等特点,可以作为一种高效的催化剂.本论文以钛酸四丁酯为钛源、柠檬酸作为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备介孔TiO2材料,并利用TEM、XRD、FT-IR、TG-DTA等测试技术探讨了模板剂用量、pH值及焙烧温度等条件对所制备的介孔TiO2的显微结构及晶相的影响.当钛源与模板剂比为1∶1,pH=2时,500℃焙烧后得到的介孔TiO2的平均孔径为4 nm,比表面积为75.0117m2/g,表现出了较好的介孔特性.     

固载纳米TiO2薄膜的制备及光催化降解甲基紫的研究

利用超声波辅助溶胶-凝胶法制备了玻璃板固载TiO2薄膜,并用其对甲基紫溶液进行降解处理,研究了其光催化活性和稳定性.结果表明,涂覆2层且在450℃下焙烧可以得到最佳催化活性的TiO2薄膜.考察了甲基紫溶液初始浓度、pH值以及外加H2O2对降解率的影响,显示初始浓度越低、pH值和降解率越高,添加H2O2能有效提高降解率.     

固载纳米TiO2薄膜的制备及光催化降解甲基紫的研究

利用超声波辅助溶胶-凝胶法制备了玻璃板固载TiO2薄膜,并用其对甲基紫溶液进行降解处理,研究了其光催化活性和稳定性.结果表明,涂覆2层且在450℃下焙烧可以得到最佳催化活性的TiO2薄膜.考察了甲基紫溶液初始浓度、pH值以及外加H2O2对降解率的影响,显示初始浓度越低、pH值和降解率越高,添加H2O2能有效提高降解率.     

微波合成纳米TiO_2/MnO_2/Fe_2O_3复合材料及其光催化性能研究

将微波加热水解法制备的纳米TiO2/MnO2浸入Fe(OH)3胶体中,加热反应3h,制备了纳米TiO2/MnO2/Fe2O3复合材料.通过XRD,DTA,SEM,US-Vis等方法表征了其结构,并研究了其光催化活性.实验结果表明,纳米TiO2/MnO2/Fe2O3复合材料在UV-Vis光谱上的吸收阈值显著红移;在日光下,该纳米复合材料对有机染料直接湖蓝有很好的降解活性,当日光照射45 min后,对直接湖蓝的降解率可达到98.3%.     

掺铈TiO2光催化剂的制备及其光催化性能

以TiCl4为原料,稀土盐Ce(NO3)3·6H2O为掺杂剂,采用水解法制备了Ce4+掺杂光催化剂,并用TG-DTA、XRD和BET等手段对其进行了表征.以草酸为目标降解物,考察了其光催化性能.结果表明,Ce4+的掺杂增加了TiO2粉体的比表面积,减小了晶粒尺寸;适量Ce4+的掺入,可有效提高催化剂的光催化活性.     

氯仿在TiO2悬浮液中的光催化降解

在太阳光照射下氯仿在悬浮TiO3水溶液中能有效地被催化降解,晴天光照2h氯仿（10mg/L)光解率可达到85％左右,氯仿降解初始速率与浓度之间的关系符合Langmiur-Hinshelwood非均相催化动力学方程,在PH－5弱碱性介质或PH8－10弱酸性介质中的氯仿光催化效果较好,溶液中共存的无机阴离子对氯仿光催化有不同程度的影响,NO3对氯仿的光催人降解影响很小,Cl-,HCO-3则对氯仿的光催化降解表现出很强的抑制效应。