CTSSiO2复合材料对甲基橙溶液的脱色研究毕业设计
光电化学协同催化降解甲基橙的研究
极槽均注入 10mg/L 的甲基橙溶液(色度为 200),
如未特别说明,阴极槽中甲基橙溶液用 NaOH 和
H2SO4 溶液调节至 pH3.0,阳极槽保持 pH5.6,两槽 溶液中 Na2SO4 浓度均为 0.02mol/L.阳极槽采用 磁力搅拌器进行搅拌,阴极槽采用鼓空气的方式
进行搅拌,同时向阴极补充溶解氧.为保证阴极槽
中国环境科学 2009,29(5)：512~517
China Environmental Science
光电化学协同催化降解甲基橙的研究
李明玉 1*,尚 薇 1,王心乐 1,苏有武 1,宋 琳 1,张渊明 2 (1.暨南大学环境工程系,广东 广州 510630；2.暨南
大学化学系,广东 广州 510630)
摘要：以 TiO2/Ti 薄膜电极为阳极、石墨电极为阴极、饱和甘汞电极为参比电极,设计了一种新型的双槽光电化学协同催化反应器,考察了 阴极电位、反应时间、电解质浓度、溶液 pH 值等因素对甲基橙降解效果的影响.结果表明,电解质浓度对甲基橙的降解脱色效果影响不明
显,而阴极电位、溶液 pH 值和反应时间则影响显著;色度为 200 度的甲基橙溶液,在阴极电位(Ec)为-0.6V、阴极槽初始 pH3.0 和阳极槽初 始 pH5.6、反应 90min 的条件下,阴极槽和阳极槽中甲基橙的脱色率分别为 98.3%和 51.3%,与仅靠 TiO2/Ti 薄膜阳极对有机物进行催化降 解的“双槽单效”光电催化反应器相比,对甲基橙的催化氧化降解效率显著提高.降解前后的紫外-可见吸收光谱的变化表明,该双槽光电化
光电化学协同催化反应器如图 1 所示.通过 盐桥连通阳极槽和阴极槽,紫外光由高压汞灯提 供;采用热氧化法[9]制备的 TiO2/Ti 薄膜阳极、石 墨阴极和参比电极分别与 DJS-292 双显恒电位 仪的相关输出段连接,工作于恒电位模式,阳极和
氮掺杂TiO2光催化降解甲基橙染料废水的试验研究
氮掺杂TiO2光催化降解甲基橙染料废水的试验研究夏 勇1,2,鲁立强1,2,沈 翔1,2(1.中国地质大学教育部纳米矿物材料及应用工程研究中心,武汉430074;2.中国地质大学材料科学与化学工程学院,武汉430074)摘 要:采用溶胶2凝胶法以尿素为氮源制备了氮掺杂锐钛矿型纳米TiO2光催化剂(TEM像图显示制备的样品的平均粒径在20nm左右,UV2vis漫反射分析表明氮掺杂使催化剂的吸收带边红移至550nm的可见光区域),以氙灯为辐照光源,用自制光催化反应器降解甲基橙染料溶液,研究了催化剂用量、染料初始浓度和环境p H值变化对甲基橙降解率的影响,同时考察了催化剂在太阳光下的光催化活性,结果表明:当催化剂用量为2g/L、溶液p H 值为2.74时,初始浓度为10mg/L的甲基橙在氙灯光照45min后降解率达100%;自然光照120min后降解率为95.4%。
关键词:氮掺杂TiO2;光催化;甲基橙染料废水;降解率中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:167121556(2010)022*******Photocatalytic Degradation of Methyl OrangeW aste w ater with Nitrogen2doped TiO2XIA Y ong1,2,L U Li2qiang1,2,SH EN Xiang1,2(1.Engineering Research Center of N ano2geomaterials of Ministry of Education,China University of Geosciences,W uhan430074,China;2.College of M aterial Science&Chemical Engineering,China University of Geosciences,W uhan430074,China)Abstract:The N2doped TiO2p hotocatalyst s were p repared by t he sol2gel met hod wit h urea as t he nit rogen source.The TEM analysis shows t hat t he average grain size of N/TiO2is about20nm.The UV-vis diff use reflectance spect rum indicates t hat t he absorption edge of N/TiO2shift s to550nm.The degradation of met hyl orange(MO)was investigated in a self2made p hotoreactor wit h Xenon lamp as t he irradiation source.The effect of t he initial concent ration of MO,catalyst dosage and p H value on MO degradation was st udied.The catalytic activities of p hotocatalyst s under sunlight irradiation were also investigated.In t he condition of TiO2dosage of2g/L and p H of2.74,t he MO aqueous solution wit h initial concent ration of10 mg/L reaches a degradation efficiency of100%,wit h Xenon2light irradiation for45minutes.The degrada2 tion efficiency of sunlight irradiation is95.4%for120minutes.K ey w ords:nit rogen2doped TiO2;p hotocatalysis;met hyl orange wastewater;degradation efficiency0 引 言我国染料工业具有小批量、多品种的特点,废水间断性排放、水质水量变化范围大,废水组分复杂、毒性大、浓度较高,废水中的有机组分大多以芳烃及杂环化合物为母体,并带有显色基团(如2N=N2、2N=O)及极性基团(如2SO3Na、2O H、2N H2),严重危害着生态环境。
TiO2光催化氧化降解甲基橙的研究进展
TiO2光催化氧化降解甲基橙的研究进展[摘要] 水污染问题尤其是高毒性难降解的染料废水污染问题已经成为人们关注的热点。
水溶性偶氮染料是印染业污染治理的主要对象,该类物质不仅色度高,而且难以降解。
甲基橙是典型的偶氮染料,本文主要就以TiO2光催化降解甲基橙的研究现状进行了综述。
[关键词]TiO2甲基橙光催化氧化[Abstract] The problem of water polution especially the dye wastewater with high toxic and difficult degradation is attracting more and more attentions.Water-solube azo dyes not only with high chroma but degradate very difficultly ,which has became the main project of deal polution in dying industry.MO is the typical azo dye.In this paper,the present research about photocatalytic degradation MO with TiO2 are reviewed.[Keywords] TiO2Methyl Orangephotocatalytic oxidation染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业,是由各种产品和中间体结晶母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成[1]。
染料废水具有成分复杂、色度高、排放量高、毒性大、可生化性差的特点。
偶氮染料是印染行业中最常用的染料之一,占染料总使用量的50%左右[2],具有很大的生物毒性,严重污染了环境,因此染料废水一直是废水处理中的难题。
甲基橙是典型的偶氮染料,其水溶液具有染料废水的典型特征,不仅色度高,而且难以降解,故实验室常用甲基橙作为模型反应物研究如何有效的进行废水处理。
Fe 3+／TiO2-SiO2纳米复合材料的制备及对甲基橙的光催化降解
催化 活 性 。 光 催 化 反 应 在 自制 光 催 化 器 中 进 行 】 。甲基 橙 水 溶 液 初 始 质 量 浓 度 为 １ ｇ Ｌ ０ｍｉ２ 量 为 １５ｇ Ｌ 在 。 ｅ ＴＯ 一Ｓ 用 Ｏ ． ／ ， Ｆ ｋ Ａ ５型乳 化 机 中 高 速 分 散５ｍｎ 使 催 化 剂 ｌ ｏＦ ２ ｕ ｉ，
验 结 果 表 明 ，ｉ 杂 量 ３ 、ｅ’ 杂 量 ２ ， 焙 烧 温度 ７０ ℃下 制 备 的 复 合 材 料 的 光 催 化 活 性最 Ｓ掺 ％ Ｆ３ 掺 ％ 在 ０
高 。与 未 掺 杂 的 Ｔ０相 比 ， 催 化 活 性 提 高 了约 ２倍 。 ｉ２ 光 关键词 纳 米 复 合材 料 二 氧 化钛 掺杂 溶 胶 一凝 胶 法 光 催 化 降 解
苏广 均
（ 南通 大学 化学 化工 学 院 ， 通 ２６０ ） 南 ２０７
摘 要
采 用 溶 胶 一凝胶 法 制 备 了 Ｓ、ｅ ｉＦ３ 杂 的 Ｆ３／ ｉ 一ｓ ２ 米 复 合 材 料 。 以 １ Ｌ 掺 ｅ’ ＴＯ ２ ｊ纳 ０ ０ｍ
甲基 橙 溶 液 为 目标 降 解 物 ， 究 了 Ｓ、ｅ 研 ｉＦ ３ 杂 量 及 焙 烧 温 度 对 复 合 材 料 光 催 化 活 性 的 影 响 。 实 掺
１１ Ｆ ３ ／ ｉ ２ ｉ ２ ． ｅ ＴＯ 一Ｓｏ 纳米复 合材 料的 制备 按 ｎ（ ｉ （ ２ Ｔ ）： Ｈ Ｏ）： （ Ｈ Ｃ ２ Ｈ） ： ｃ ｓＨ Ｏ
型粉末 ｘ射 线衍 射仪 对制备 的 Ｆ¨／ ｉ２ ｉ２ ｅ ＴＯ 一Ｓ０ 纳 米 复合 材 料 作 ｘ射 线 衍 射 分 析 。操 作 条 件 ： 铜
１２ Ｆ３ ／ ｉ ２ ｉ ２ 米 复合 材 料光 催 化 活 性 ． ｅ Ｔ０ 一Ｓ０ 纳
TiO2对甲基橙的光催化降解的研究
TiO2对甲基橙的光催化降解的研究摘要：本文主要先是关于现在的对TiO2光催化降解甲基橙的研究进展和现状。
进而仔细研究TiO2光催化降解甲基橙的降解机理和其实际运用意义。
然后通过6组实验了解影响TiO2光催化降解的因素，并且通过对各种因素的实验来得到最佳的实验效果。
如TiO2的最佳投加量是0.8g/l。
PH值在3的时候甲基橙变红色，也是光催化降解效率最大的时候，但是我们综合考虑还是选择不调节PH,甲基橙溶液的PH值为5.17，其降解效果和PH=3时的降解效率相差不大。
也研究得出双氧水的最佳掺和比例是 1.5/100。
同时探讨了光照强弱对实验的影响，光强越大，其降解效率就越高。
还在上述确定的最优条件下，来外加电源电压进行光电流测试，得到的结果是光电流对该光催化反应的促进作用几乎可以忽略不计。
然后进行研究甲基橙初始浓度的影响，在一定范围内随着初始浓度增加，降解效率降低。
从而得到最优的降解配方，然后对甲基橙，罗丹明B，金橙2，亚甲基蓝这四种染料进行降解，发现这四种染料都在一定程度上降解，说明这个降解配方的通用性。
关键词：TiO2；甲基橙；降解机理；光催化降解；影响因素Study on the degradation of methyl orange by TiO2 photocatalyticAbstract:In this paper, first research on the progress and present situation of photocatalytic degradation of methyl orange by TiO2. And then carefully study the degradation mechanism of TiO2 photocatalytic degradation of methyl orange and its practical significance.Then understand the influence factors of TiO2 photocatalytic degradation through 6 groups of experiments , and to get the best result through a variety of experimental factors.Such as the optimum dosage of TiO2 is 0.8g/l.The methyl orange become red at ph=3 when the photocatalytic degradation efficiency become to the largest , but we chose not to adjust the PH, because methyl orange solution pH is 5.17,and the degradation efficiency at that PH had little difference with the degradation efficiency at PH=3.Also studied the best optimum blending ratio of hydrogen peroxide is 1.5/100.At the same time to investigate the effects of light intensity,we can see the intensity get greater, the degradation efficiency is higher.The optimal conditions were determined, and carry on the light current test under applied voltage, the result is the promote the role of the light current to photocatalytic reactionis almost negligible.Then the influence of initial concentration of methyl orange, in a certain range with the increase of the initial concentration, the degradation efficiency decreased.so we get the optimal formula for degradation of methyl orange, then have degradation of Luo Danming B, 2 golden orange, methylene blue four dye , found that four kinds of dyes were degraded to a certain extent, which prove that this optimal formula for degradation is universal.Keywords: TiO2; methyl orange; degradation mechanism; photocatalytic degradation; influence factor1 引言1.1 研究背景和意义众所周知，我们的纺织印染业很发达，也可以说是我国是纺织印染的第一大国,在全国各地都有很多纺织印染城，比如浙江绍兴柯桥有个国际轻纺城，还有温州那一块是皮革印染业很发达，毋庸置疑，纺织印染作为第二产业里对整个城市的经济发展具有很大的推动力，然而纺织印染行业同时也排放了相当多的工业废水,约占整个工业废水排放量的10％。
环境工程毕业论文--改性纳米TiO2光催化降解甲基橙的研究
摘要当今全球范围内都不同程度地出现了环境污染问题, 探索和研究经济有效的消除环境污染物的新技术和新方法具有重要的意义。
二氧化钛光催化作为一种先进的氧化技光催化剂有其自身的缺陷：量子术,在环境领域具有十分广阔的应用前景。
然而，TiO2产率低和太阳能利用率低。
研究表明，在TiO2中掺杂金属离子，不仅能影响电子--空穴对的复合率，提高表面羟基位，改善光催化效率，还可能使TiO2的吸收波长范围扩大到可见光区域，增加对太阳能的转化和利用。
但金属沉积量过大会使TiO2光催化性能下降。
此外，超声可以有效改善粒子的结构，提高其光催化性能。
本文针对不同金属（Ho、Gd、Zr、Ag）的不同含量（0.5%、1%、2%、3%、4%）进行掺杂改性超声制备，研究其对TiO的光2催化活性的改变。
首先,本文将概述TiO2的制备方法,光催化氧化的机理及应用,并且通过国内外对TiO2研究进展,阐述研究金属掺杂改性、超声浸渍制备TiO2的原因。
其次,本文将详细介绍制备纯TiO2和金属掺杂改性TiO2的超声制备溶胶－凝胶法。
再次，通过紫外光下样品的降解甲基橙实验，研究其光催化性能。
研究结果表明：溶胶－凝胶法成功制备TiO2，金属掺杂改性可以提高其光催化活性，并初步判断所选取金属元素的合适掺杂量。
关键词：TiO2,光催化活性,溶胶-凝胶，金属掺杂，超声AbstractNowadays,various degree of the problems of environmental pollution have been presenting in the global range. In order to eliminate environmental pollutants , it has significant meanings that effectively new technology methods are explored and studied Therefore, as an advanced photocatalysis technique, TiO2photocatalysis technique has an extremely wide application prospect in the domain of environment. However, TiO2has its own shortcomings : low quantum yield and low utilization of solar energy.Research shows that the TiO2-doped metal ions, can not only affect the electronic -- hole on the composite rate, improve surface hydroxyl groups and photocatalytic efficiency, but also result in the absorption wavelength range extended to the visible region and the increase of solar energy conversion and utilization. However excessive metal deposition will affect TiO2photocatalytic properties. Moreover, ultrasound can effectively improve the particle structure and enhance its photocatalytic properties. We study on TiO2,which is made by ultrasound ,photocatalytic activity changes on different metals (Ho, Gd, Zr, Ag) of different content (0.5%,1%,2%,3%.4%).First of all, this paper would summarize the making method of TiO2,the mechanism and the application of photocatalytic oxidation. Then it expounded the reason that researching metal-doped TiO2 made by ultrasound through the relative study internal and external.Secondly, this paper would particular introduce the Sol-Gel with ultrasound method to prepare pure TiO2 and metal-doped TiO2.Thirdly,this paper would study the photocatalytic activity through methyl orange degradation experiment by mercury lamp respectively.The results shows : sol-gel method is successful in the preparation of TiO2, and metal-doped can improve photocatalytic activity. At last, the appropriate metal doping can be judged and selected.Keywords :TiO2 , Photocatalytic activity, Sol-gel, Metal-doped, Ultrasound目录1.绪论 (1)1.1.纳米二氧化钛光催化概述 (1)1.1.1.纳米二氧化钛光催化机理及特性 (1)1.1.2.纳米二氧化钛光催化的应用 (3)1.2.影响纳米二氧化钛光催化活性的因素 (4)1.2.1.晶体结构的影响 (4)1.2.2.粒径的影响 (5)1.2.3.比表面积的影响 (6)1.2.4.表面羟基的影响 (6)1.2.5.载流子俘获剂的影响 (7)1.3.纳米二氧化钛的制备 (7)1.3.1.气相法制备纳米TiO2粉体 (7)1.3.2.液相法制备纳米TiO2粉体 (8)1.4.纳米T I O2的改性研究进展 (9)1.4.1.复合半导体 (9)1.4.2.贵金属沉积 (9)1.4.3.过渡金属离子掺杂 (10)1.4.4.稀土元素的掺杂 (11)1.4.5.非金属掺杂 (11)1.5.超声在制备纳米T I O2光催化剂方面的应用 (11)1.5.1.超声化学反应的基本原理——超声空化 (12)1.5.2.超声在TiO2基光催化剂制备中的应用 (12)1.6.课题研究的目的和意义 (14)2.纳米TIO2粉末的制备 (15)2.1.实验材料 (15)2.1.1.化学试剂 (15)2.1.2.实验仪器 (15)2.1.3.实验装置 (16)2.2.T I O2的制备方法 (17)2.2.1.溶胶-凝胶法制备TiO2原理 (17)2.2.2.制备步骤 (18)2.3.目标降解物的选择 (19)2.4.甲基橙的标准曲线 (21)2.5.T I O2光催化活性的评价 (21)2.6.空白实验 (22)3.金属元素掺杂纳米TIO2的实验研究 (24)3.1.纯T I O2的光催化性能研究 (24)3.1.1.制备方法 (24)3.1.2.纯TiO2的光催化性能 (24)3.2.掺杂H O的T I O2的光催化性能研究 (26)3.2.1.制备方法 (26)3.2.2.Ho-TiO2的光催化性能 (26)3.3.掺杂G D的T I O2的光催化性能研究 (27)3.3.1.制备方法 (27)3.3.2.Gd-TiO2的光催化性能 (27)3.4.掺杂Z R的T I O2的光催化性能研究 (29)3.4.1.制备方法 (29)3.4.2.Zr-TiO2的光催化性能 (29)3.5.掺杂A G的T I O2的光催化性能研究 (30)3.5.1.制备方法 (30)3.5.2.Ag-TiO2的光催化性能 (30)3.6.H O、G D、Z R和A G四种金属掺杂T I O2光催化活性比较 (33)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (40)1.绪论1.1. 纳米二氧化钛光催化概述1.1.1.纳米二氧化钛光催化机理及特性半导体粒子具有能带结构，一般由填满电子的低能价带（valence band,VB）和空的高能导带(conduction band,CB)构成，价带和导带之间存在禁带。
光催化甲基橙实验报告单
一、实验目的1. 了解TiO2光催化的基本原理；2. 掌握TiO2光催化降解甲基橙的影响因素，如pH、甲基橙初始浓度等对甲基橙脱色率的影响；3. 学会利用分光光度法测定甲基橙的浓度。
二、实验原理1. 甲基橙（MO）是一种阳离子型染料，其分子结构中含有偶氮基（—NN—），不易被传统的氧化法彻底降解，容易造成环境污染。
2. TiO2作为一种半导体材料，具有良好的光催化活性。
在光照射下，TiO2表面会产生电子-空穴对，电子与甲基橙发生氧化还原反应，使甲基橙褪色。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：紫外可见分光光度计、磁力搅拌器、pH计、锥形瓶、烧杯、容量瓶、移液管等。
2. 试剂：甲基橙、TiO2、无水乙醇、盐酸、氢氧化钠、氯化钠、氯化钾等。
四、实验步骤1. 配制甲基橙溶液：准确称取一定量的甲基橙，用无水乙醇溶解，配制成一定浓度的甲基橙溶液。
2. 配制TiO2悬浮液：称取一定量的TiO2，加入适量无水乙醇，搅拌至TiO2完全溶解。
3. 设置实验组：分别设置不同pH、甲基橙初始浓度、TiO2投加量的实验组。
4. 搅拌：将甲基橙溶液和TiO2悬浮液混合，置于磁力搅拌器上，控制搅拌速度。
5. 光照：将混合液置于紫外可见分光光度计下，进行光照反应。
6. 取样：光照一定时间后，取出部分混合液，用无水乙醇稀释，测定甲基橙的浓度。
7. 计算脱色率：根据甲基橙的浓度，计算脱色率。
五、实验结果与分析1. pH对甲基橙脱色率的影响实验结果表明，随着pH的升高，甲基橙的脱色率逐渐降低。
当pH=3时，甲基橙的脱色率达到最高。
2. 甲基橙初始浓度对脱色率的影响实验结果表明，甲基橙初始浓度越高，脱色率越低。
当甲基橙初始浓度为10 mg/L 时，脱色率达到最高。
3. TiO2投加量对脱色率的影响实验结果表明，随着TiO2投加量的增加，甲基橙的脱色率逐渐升高。
当TiO2投加量为1 g/L时，脱色率达到最高。
六、结论1. 光催化降解甲基橙实验表明，TiO2光催化剂对甲基橙具有较好的降解效果。
二氧化钛光降解甲基橙的实验研究
二氧化钛光降解甲基橙的实验研究作者：吕忆民，李梦晴，吕崔华来源：《教育教学论坛》2014年第37期摘要：二氧化钛（TiO■）作为一种催化剂已经得到了广泛的应用，特别是在污水处理方面。
本课题主要探究了用二氧化钛（TiO■）光降解污水中的有机污染物甲基橙，并对其机理进行了探讨。
通过分析二氧化钛（TiO■）的用量与甲基橙的用量比例、反应时间、pH值以及外界条件等因素对降解结果的影响，找到最佳的降解条件。
实验结果表明：在125W高压汞灯的照射以及在磁力搅拌器的搅拌下，在强酸或强碱的条件下，当甲基橙：二氧化钛=1∶1000时，可达到最佳降解率。
关键词：二氧化钛；光催化；降解中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）37-0231-02随着经济与技术的发展，染料及印染行业生产规模不断扩大，同时因为工业废水具有成分复杂、色度高、排放量大、毒性大（其中含苯环、胺基、偶氮基团等致癌物质）、可生化性差等特点，一直是废水处理中的一个难题。
在众多的光催化材料中，半导体TiO■因其性质稳定、易分离、耐光腐蚀、无毒的特性被应用在工业中。
TiO■粒子具有能带结构，一般由填满电子的低能价带和空的高能导带构成价带和导带之间存在禁带。
当用能量等于或大于禁带宽度（也称带隙，Eg）的光照射半导时，价带上的电子（e-）被激发跃迁至导带，在价带上产生了相应的空穴（h+），并在电场作用下分离并迁移到粒子表面。
本研究采用二氧化钛（TiO■）光降解污水中的有机污染物甲基橙，并对其机理进行了探讨。
通过分析二氧化钛（TiO■）的用量与甲基橙的用量比例、反应时间、pH值以及外界条件等因素对降解结果的影响，找到最佳的降解条件。
一、实验本研究所用到的药品有甲基橙、粉末二氧化钛、氢氧化钠、盐酸等；实验仪器有分光光度计、磁力搅拌器、125W高压汞灯、离心机。
配制一定浓度的甲基橙溶液，用分光光度计在400～600nm之间的不同波长下测定此浓度甲基橙的分光光度值，分析得出甲基橙的最大吸收波长为462nm。
SiO2掺杂TiO2催化超声降解甲基橙溶液
SiO2掺杂TiO2催化超声降解甲基橙溶液王君;张向东;李绮;韩建涛;李莹;赵迪【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2004(015)001【摘要】采用实验室合成的SiO2掺杂TiO2作为催化剂,以甲基橙超声降解反应为模型,研究了各种因素对SiO2掺杂TiO2催化超声降解甲基橙的影响.结果表明在SiO2掺杂TiO2催化剂作用下超声降解甲基橙的效果明显优于非掺杂的锐钛矿型TiO2的催化效果.SiO2掺杂TiO2催化剂用量在O.5～1.0g/L之间,超声波频率25 kHz,输出功率1.0 W/cm2,pH为1.0～3.0时,在甲基橙水溶液初始浓度20mg/L 的条件下,80 min,降解率达到了98%以上,COD的去除率也达到了99.0%.因此,SiO2掺杂TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景.【总页数】4页(P12-15)【作者】王君;张向东;李绮;韩建涛;李莹;赵迪【作者单位】辽宁大学,化学系,辽宁,沈阳,110036;辽宁大学,化学系,辽宁,沈阳,110036;辽宁大学,分析测试中心,辽宁,沈阳,110036;辽宁大学,化学系,辽宁,沈阳,110036;辽宁大学,分析测试中心,辽宁,沈阳,110036;辽宁大学,环境科学系,辽宁,沈阳,110036【正文语种】中文【中图分类】O611.4【相关文献】1.SnO2掺杂TiO2催化超声降解甲基橙溶液的研究 [J], 王绍刚;王君;韩建涛;张鹏;李绮;李莹;李红2.纳米TiO2/壳聚糖催化超声降解甲基橙溶液 [J], 黄利强;黄文树;郭松林3.TiO2催化超声降解甲基橙溶液 [J], 王君;韩健涛;张向东;佟键;李莹;赵迪4.TeO_2掺杂TiO_2催化超声降解甲基橙溶液的研究 [J], 王君;佟健;张向东;韩建涛;张鹏;赵迪5.Fe_2O_3掺杂TiO_2催化超声降解甲基橙溶液的研究 [J], 王君;韩建涛;赵迪;张向东;李绮;李莹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
杂多酸盐／聚苯胺／TiO2复合材料光催化降解甲基橙
Ｐ ＡＮＩ ／ Ｔ ｉ Ｏ２ ｗａ ｓ ８ ５ ． ６ ２ ％ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｂ ｅ ｉ ｎ ｇ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ １ ５ ０ ｍｉ ｎ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｎ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｔ ｐ Ｈ ＝４，ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ２ ０ ｍｇ ／Ｌ ．
Ｄ Ｃ＝（ Ａ ０ 一 Ａ ） ／ Ａ ０ ×１ ０ ０ ％ 式 中 ：Ａ ｎ —— 光照前溶液吸光度
化氧化法具有节 能、高效 、氧化 能力强 、能把污染 物彻底 降解 而无二次污染等优点 Ｊ ，在污水处理 方面表现 出 了优 良的光催 化降解性能 。将 杂 多 酸 负 载 到 Ｐ Ａ Ｎ Ｉ ／ Ｔ ｉ Ｏ 上 ，不 仅 可 以与 Ｔ ｉ Ｏ 起到协 同作用 ，而且可 以对 Ｐ Ａ Ｎ Ｉ 起 到掺 杂作用 ，提 高复 合材料 的光催化活性 Ｊ 。
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ＰＷ ｌ １ Ｔｉ ／ ＰＡＮＩ ／ Ｔｉ Ｏ２ ｗａ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈｅ ｄ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｈｏ ｔ ｏ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｔ ｏ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｏ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｉ ｎ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｈ ｅ ｔ ｅ ｒ ｏ ｐ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｏ ｔ ｕ ｎ ｇ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ；Ｔｉ Ｏ２ ；ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ；ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｏ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ；ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
随着社会经济 的高速 发展 ，人们对环 保意识 的提 高 ，对催
ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｎ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｒ ａ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｉ ｎ ｉ ｉ ｔ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｏ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ Ｈ ｏ ｎ ｄ ｅ ｃ ｏ ｌ ｏ ｒ ｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｅ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ．Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｏ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｗｉ ｔ ｈ Ｐ Ｗｌ ｌ Ｔ ｉ ／
二氧化钛膜光催化降解脱色甲基橙
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第２ ８卷
第 ２期
大 连
交 通
大 学
学 报
Ｖ０ ． ８ Ｎｏ ２ １２ ．
２０ ０ ７年 ６月
Ｊ ＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＬ ＡＮ Ｊ Ａ０ ０ＮＧ ＵＮＩ ＥＲ Ｉ ＯＵ Ｉ Ｉ Ｔ Ｖ Ｓ ＴＹ
Ｊｎ ２ ｏ ｕ ．ｏ ７
文章编号 ：６ ３ ９ ９ （０ ７ ０ —０ ４ ０ １７ ． ５ ０ ２０ ）２ ０ ７ － ６
二 氧 化 钛膜 光 催 化 降解 脱 色 甲基橙
赵 红 ， 金 华 姚
（ 大连 交通 大学 环境与化学工程学院， 宁 大连 ，１０ ８ 辽 １６２ ）
摘
要： 用溶胶 一凝胶法制备了不同载体、 不同层数的锐钛矿纳米 ＴＯ 薄膜 ． ｉ 利用 ＴＯ 薄膜作催化剂 ， ｉ 光
TiOF2光催化降解甲基橙的影响因素研究
TiOF2光催化降解甲基橙的影响因素研究林萍;侯晨涛;柳文莉【摘要】通过溶胶-凝胶法制备氟氧钛(TiOF2)花状纳米球,采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析仪(FT-IR)和固体紫外漫反射仪(UV-Vis DRS)等手段对TiOF2花状纳米球进行表征分析,并通过实验探究了不同条件下TiOF2对甲基橙染料废水的光催化降解性能.在300 W氙灯模拟太阳光照射2.5h条件下,质量浓度0.5 g/L TiOF2光催化剂对初始质量浓度20 mg/L、pH 呈中性、体积为100 mL的甲基橙染料废水在20℃反应条件下降解效果最佳,催化降解率可达97.3％.此结果说明所制备的TiOF2光催化剂对甲基橙染料废水具有良好的光催化活性.【期刊名称】《北京化工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(045)004【总页数】7页(P47-53)【关键词】光催化;甲基橙;氟氧钛花状纳米球【作者】林萍;侯晨涛;柳文莉【作者单位】西安航空学院动力中心,西安710065;西安科技大学地质与环境工程学院,西安710054;中国环境科学研究院,北京100012【正文语种】中文【中图分类】X+703引言甲基橙易溶于水、性质稳定、光敏性较弱，是一种代表性难降解偶氮染料，且其染料废水具有排放量大、成分复杂、色泽鲜艳等特点[1]。
目前国内处理该染料废水多用生化法，但存在运行成本高、色度去除困难和降解效果不佳等问题[2]。
20世纪70年代Fujishima等[3]发现了TiO2的光催化特性，该光催化剂具有催化活性高、化学性质稳定、无毒、价廉等优点，可将有机物完全氧化分解为CO2和H2O 小分子，无二次污染，已成为目前染料污水降解研究领域中最受关注的光催化剂之一[4-5]。
由于TiO2的带隙较宽(约为3.2 eV)，只能吸收太阳光中5%的紫外光，对太阳光的利用率较低，因此近年来许多研究者致力于对其进行金属离子和非金属离子掺杂改性，以改善其对太阳光的响应度[6-8]。
光催化降解甲基橙实验报告详解6页
光催化降解甲基橙实验报告详解6页实验目的：利用TiO2光催化技术，研究甲基橙在紫外光下的降解过程。
实验过程：1.将TiO2复合材料放入普通玻璃试管中，使其均匀分散。
2.分别加入甲基橙溶液，使溶液体积占试管的1/4。
3.将试管放入紫外灯光源下，照射不同时间，记录时间和甲基橙颜色深浅的变化。
4.将反应混合物利用滤纸过滤，将过滤后的溶液用吸光光度计测定其吸光度。
实验结果：1.照射10min后，甲基橙的颜色由橙色转变为浅黄色。
4.用吸光光度计测定吸光度，得到不同时间下的吸光度值，表格如下：时间（min）吸光度0 0.75 0.510 0.415 0.320 0.125 0实验分析：1.光催化技术是利用光照的能量来激发催化剂，从而加速化学反应的过程。
在本实验中，TiO2光催化剂被激发后，产生活性氧和羟基自由基，这些自由基能够降解甲基橙这种有机物。
2.从实验结果可以看出，经过一定时间的紫外光照射后，甲基橙的颜色不断变淡，直至完全消失。
这说明甲基橙被光催化剂分解成了更小的有机物，最终变成了无色化合物。
3.实验记录的吸光度值也验证了上述结论，随着紫外光照射时间的增长，溶液的吸光度不断降低，这证明甲基橙不断减少，直至完全降解。
4.光催化技术具有环境友好、能源高效、降解效果好等优点，因此在环境污染治理、废水处理等方面有广泛的应用前景。
本实验利用了TiO2光催化技术，研究了甲基橙在紫外光下的降解过程。
实验结果表明，经过一定时间的紫外光照射后，甲基橙被光催化剂分解成了更小的有机物，最终变成了无色化合物。
光催化技术具有环境友好、能源高效、降解效果好等优点，值得进一步研究和推广应用。
TiO2-SiO2复合气凝胶的制备及其分解甲基橙的研究
即得 到钛溶 胶 。正 硅 酸 乙酯 、 水 乙醇 、 按 １ 无 水 ： １ ． ９ ２ ． ７ 摩 尔 比 ） 备 。将 正 硅 酸 乙酯用 ８ ０ ：５ ０ （ 准
无 水 乙醇直 接稀 释为 溶 液 ３ 。将 去离 子 水 缓 慢滴 加 到溶 液 ３中 ， 柠檬 酸 和氨水 调 节控制 ｐ 为 ５ 用 Ｈ
—
废 水处 理 的 首 选 材 料 。但 是 应 用 到 废 水 处 理 时 ， 米 粉 体 因 分 离 成 本 高 ， 制 了其 工 业 化 应 纳 限 用； 而且 纳 米颗粒 对光 的散射严 重 ， 使得 光 的利用 率低 。 目前 ， 国内外 对 纳 米 氧 化 钛 在废 水 处 理 方 面 的研 究 集 中在 提 高颗 粒 对 光 的利 用 率 （ 掺 如
杂 等 ） 二次烧 结 制 粒等 方 面 ， 用气 凝 胶 氧 化 钛 ， 采
７ 得 到硅溶 胶 。将钛 溶胶 和硅 溶 胶按 １ １快 速 ， ．
混 合得 到钛 一硅 溶胶 。初 步脱 除部 分溶 剂 以形成 湿 凝胶 ， 在湿凝 胶表 面 加无 水 乙醇 密 封 ， 再 陈化 ７ 天 后进 行超 临界 干燥 。然 后 于 马弗 炉 中 ６ ０【煅 ０ｃ ＝ 烧 ２小 时 ， ＴＯ ＳＯ 复合 气 凝胶 ¨ 得 ｉ 一 ｉ 。
１３ ＴＯ 一ＳＯ ． ｉ， ｉ 气 凝 胶 对 甲基 橙 的 光 催 化 降 解
实验
其 在废 水 处理 中的应 用 前景 Ｊ 。
１ 实 验 部 分
１ １ ＴＯ 一ＳＯ ． ｉ ： ｉ 复合气 凝胶 的制备 将 钛 酸丁 酯 、 水 乙醇 、 离 子水 、 无 去 硝酸 按 １ ： １ ：． ５ ０ ５ （ 尔 比 ） ８ ３ ７ ：． ８ 摩 准备 Ｊ 。将 钛 酸 丁 酯用 无 水 乙醇 （ 料 中的 一半 ） 释 为溶 液 １ 将 去离 配 稀 ， 子 水 、 水 乙 醇 （ 料 中 的另 一 半 ） 硝 酸 混 合 为 无 配 、 溶液 ２ 。将溶 液 ２滴Ｊ ， 液 １中 ， Ｊ Ｊ ￣ 溶 同时 强搅 拌 。
响应面法优化碳改性二氧化钛可见光催化降解偶氮染料甲基橙
响应面法优化碳改性二氧化钛可见光催化降解偶氮染料甲基橙任百祥;朱琳【摘要】利用水解—共沉降的方法制备碳掺杂二氧化钛光催化剂,并利用响应面法评价了钛水比例、煅烧温度、pH值对催化剂性能的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、固体紫外分光光度计(UV-vis)对样品进行了表征分析,通过降解甲基橙溶液来评价样品光催化的效果.结果表明:碳掺杂二氧化钛可以降低二氧化钛的激发能级,增加可见光的吸收,以钛水物质的量比1:20、煅烧温度350℃条件下制备的样品具有更好的光催化性能.【期刊名称】《吉林师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】6页(P89-94)【关键词】响应面法;碳掺杂二氧化钛;光催化【作者】任百祥;朱琳【作者单位】吉林师范大学吉林省高校环境材料与污染控制重点实验室,吉林四平136000;吉林师范大学环境科学与工程学院,吉林四平136000;吉林师范大学吉林省高校环境材料与污染控制重点实验室,吉林四平136000;吉林师范大学环境科学与工程学院,吉林四平136000【正文语种】中文【中图分类】X13光催化氧化水处理技术以其较低的运行成本和高效的处理效率成为研究者们关注的焦点[1-3].在众多半导体光催化剂中，纳米TiO2光催化剂是一种非常有前途的功能材料，TiO2因其氧化能力强，催化活性高，生物、化学、光化学性稳定等优势一直处于光催化研究中的核心地位[4-7].本文通过水解—共沉淀的方法制得C改性TiO2光催化剂(C-TiO2)，通过对不同条件下降解甲基橙效率的影响来确定光催化效果，结果表明C改性TiO2是较为理想的催化剂.1 实验1.1 试剂与仪器试剂：钛酸四丁酯(分析纯)，NaOH(分析纯)，H2SO4(分析纯)，超纯水，偶氮染料甲基橙(methyl orange，MO，配制成1 g/L 的水溶液，用时再稀释到10 mg/L).仪器：FA2004N型分析天平，SGL-1400型真空管式炉，101A-1E型电热鼓风干燥箱，TU-1810型紫外分光光度计，CEL-HXUV300型氙灯光源系统，JJ-1A型数显增力电动搅拌器，HI4522型pH计，JSM-7800F型场发射扫描电镜(FE-SEM)，Rigaku ZSX Trimus型X射线衍射仪(XRD)，Lambda 950型固体紫外分光光度计(UV-Vis).1.2 C改性TiO2催化剂的制备将一定量的钛酸四丁酯逐滴滴加到一定量的剧烈搅拌的水溶液中，滴加完毕后，所得到的悬浮液继续搅拌10～20 min.悬浮液过滤，滤去水，固体粉末在80 ℃下干燥12 h以上，得到C-TiO2的前驱物.将C-TiO2前驱物研磨成粉末后放入真空管式炉中，抽真空分别在250 ℃、350 ℃、450 ℃温度下煅烧2 h，冷却至室温后取出.干燥后的产物经研磨后得到的灰黄色粉末即为C-TiO2.1.3 实验和分析方法光催化降解甲基橙反应来评价所制样品的性能.将50 mg光催化剂加入到50 mL 0.01 g/L甲基橙溶液中，开启光源，照射30 min(实验过程中用循环水冷却)，通过对比甲基橙溶液前后的吸光度来评价光催化剂的性能.公式如下：(1)其中，η为降解率，A0为甲基橙初始吸光度，A为降解后甲基橙吸光度.2 结果与讨论2.1 响应面实验本实验采用响应面法对C-TiO2光催化甲基橙进行研究.其因素水平选择见表1，采用响应面法进行实验设计，其实验表格及其结果如表2所示.表1 因素水平表Table 1 Factor level table因素n(Ti)∶n(H2O)煅烧温度/℃负载次数水平11∶102501水平21∶203503水平31∶304505表2 C-TiO2光降解偶氮染料甲基橙响应面法实验设计及结果*Table 2 Experimental design and results of C-TiO2 photodegradation azo dye methyl orange response surface methodology实验编号n(Ti)∶n(H2O)煅烧温度/℃负载次数降解率/%120.00450.005.0082.76220.00250.001.0091.85310.00250.003.0088.65410 .00350.001.0090.45520.00350.003.0093.70630.00350.005.0076.84730.00250 .003.0072.40820.00350.003.0092.75920.00250.005.0075.531020.00350.003. 0093.091130.00350.001.0093.191220.00450.001.0086.441320.00350.003.00 94.401410.00350.005.0092.751520.00350.003.0094.121610.00450.003.0077. 921730.00450.003.0077.59*MO浓度的质量为10 mg/L，催化剂投加量为1 g/L，可见光光照30 min，pH 未作条件，pH=7.7.其催化剂合成条件对C-TiO2光催化甲基橙的影响见图1所示.可见，其最佳催化剂制备条件为：钛水摩尔比为1∶20，煅烧温度为350 ℃，负载1次，在该条件下反应30 min，降解率可达90%以上.图1 催化剂条件影响对C-TiO2光降解甲基橙效果的影响Fig.1 Effect of catalyst conditions on the photodegradation of methyl orange by C-TiO22.2 C改性TiO2催化剂表征2.2.1 XRD图2为不同条件下合成的XRD谱图，其中衍射角2θ为25.3°、37.8°、48°、62.7°分别属于锐钛矿相(101)、(004)、(200)、(204)晶面衍射峰；27.5°为金红石相(110)的晶面衍射峰[8-9].当煅烧温度从250 ℃提高到350 ℃时，样品X射线衍射峰逐渐变窄变尖，开始出现了明显的锐钛矿特征峰.图2 不同条件下制备的催化剂XRD谱图Fig.2 XRD pattern of catalyst prepared under different conditions2.2.2 FE-SEM不同条件下制备的样品形貌见图3.由图可知，所制备的样品都是由纳米粒子构成的团聚体，但不同条件下粒子间的结构也不相同.在相同的钛水比例条件下，当煅烧温度由250 ℃增加到350 ℃时，样品表面的大孔数量也随之增加，这可能是由于二氧化钛中残留的有机体分解及水的蒸发有关.并且在相同的煅烧温度下，随着钛水比例的增加，样品表面所形成的孔洞结构也相应增加，这可能是由于钛酸四丁酯加入后分解造成质量的缺失及气体的溢出形成的.(A)1∶20，350 ℃；(B)1∶20，250 ℃图3 不同条件下C改性TiO2催化剂的扫描电镜图Fig.3 SEM image of C modified TiO2 catalyst under different conditions2.2.3 UV-Vis图4为C-TiO2光催化剂及购买的纯TiO2(P25，德固赛)的紫外-可见漫反射光谱，可以发现，P25在400 nm后基本不再有吸收，而合成的C-TiO2光催化剂在200～800 nm范围内皆有吸收，弥补了TiO2光催化实验中可见光利用率低的问题，合成的C-TiO2拓展了TiO2吸收波长的范围，使C-TiO2的吸收带比P25明显发生了红移，其吸收长波长以及紫外线的能力更强，对激发的能量要求更低，更有利于光催化反应的发生，因而有机物更容易发生降解[10].图4 TiO2和C-TiO2紫外-可见漫反射吸收光谱图与激发禁带能结果Fig.4 UV-visible diffuse reflectance absorption spectra of TiO2 and C-TiO2 and excitation band gap energy results2.3 pH对光催化效率的影响在以上实验中，并未对pH进行调节(pH=7.7)，甲基橙pH变色范围3.1(红)～4.4(黄)在此次实验中，将甲基橙溶液pH分别调节至3，5，7，9时，其降解率分别为99.26%，99.86%，91.74%，84.05%，如图5.因此，该催化剂在可见光条件下降解甲基橙时，pH有较宽的调节范围，以中性偏酸范围内有较好的催化效果. MO浓度为10 mg/L，催化剂投加量为1 g/L，可见光光照30 min图5 pH对催化效率的影Fig.5 Effect of pH on catalytic efficiency2.4 反应动力学拟合图6为该催化剂在1～20 min内反应的动力学规律，由表4可知，在水钛物质的量比为20，煅烧温度350 ℃时制得的该催化剂光催化MO符合准一级动力学.表4 催化剂降解MO动力学拟合结果Table 4 Catalyst degradation MO kinetic fitting results时间/min反应动力学方程:ln(C/C0)=-kt+aakR2n200.860 60.424 290.985 5972.5 反应前后甲基橙全波长扫描图谱图7为最佳催化剂降解甲基橙反应前后全波长扫描图，甲基橙在紫外和可见光区域各有一个吸收峰，270 nm处代表甲基橙分子结构中苯环的吸收峰，465 nm处代表甲基橙分子结构中偶氮色基团与苯环组成的共轭体系的特征吸收峰.从图中可见，在反应前后，甲基橙的两个主要吸收峰明显下降，说明甲基橙分子在光催化过程中，被有效地降解[11].反应条件：MO浓度为10 mg/L，催化剂投加量为1 g/L图6 该催化剂在1～20 min内MO降解反应动力学拟合Fig.6 Kinetic fit of the catalyst for thedegradation of MO in 1～20 min反应条件：MO浓度为10 mg/L，催化剂投加量为1 g/L，光照30 min图7 最佳催化剂降解甲基橙反应前后全波长扫描图Fig.7 Full-wavelength scan before and after the bestcatalyst degradation of methyl orange3 结论(1)二氧化钛的吸收波长在200～400 nm，碳的掺杂拓展了二氧化钛的吸收波长，在200～800 nm范围内皆有吸收，提高了对可见光的吸收；(2)二氧化钛在锐钛矿相时催化效率更好，在350 ℃时呈现明显的锐钛矿特征；(3)在钛水物质的量比为1∶20，煅烧温度为350 ℃的条件下制备的样品光催化活性较为理想，在50 mL甲基橙溶液(10 mg/L)中加入50 mg C-TiO2光催化剂，可见光光照下降解率可达90%以上.参考文献【相关文献】[1]王丽涛，李芳轶，张朝红，等.氮氟掺杂二氧化钛(N，F-TiO2)的制备及可见光催化活性的研究[J].环境科学学报，2013，33(3)：742-748.[2]吴江，王松，蒋德山.纳米TiO2光催化剂改性方法研究进展[J].当代化工，2016，45(8)：1934-1936.[3]王岩，陈永，孙瑞敏，等.Pd/N共掺杂TiO2的制备及其光催化降解苯酚的研究[J].环境污染与防治，2010，32(9)：32-36.[4]刘千钧，余煜棉，张音波，等.TiO2光催化降解甲基橙若干反应条件的研究[J].环境科学与技术，2003，26(6)：13-14.[5]宋玉芳，周启星，宋雪英，等.土壤整体质量的生态评价毒性[J].环境科学，2005，26(1)：130-134.[6]莫壮洪，黄冬根，全水清，等.RGO/TiO2光催化降解2，4-二氯苯氧乙酸研究[J].环境科学学报，2016，36(1)：178-184.[7]苏荣军，薛雅内，张广山，等.Zn(0.9)Fe(0.1)S硫化物的制备及其光催化降解双酚A的性能[J].环境工程学报，2017，11(1)：303-311.[8]王卫伟，张志焜.铁离子对二氧化钛晶型转变的影响[J].功能材料，2003，34(4)：429-430. 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TiO2CNTs复合材料光催化性能研究
TiO2/CNTs复合材料光催化性能研究摘要:采用水热法制备TiO2负载碳纳米管光催化剂，通过改变水热反应时间，反应温度，乙酸用量，乙醇用量等影响因素来探究水热制备TiO2/CNTs复合材料的最佳条件。
采用差示扫描量热法（DSC）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射(XRD)对TiO2/CNTs 复合材料进行表征。
测试了不同水热条件和不同CNTs质量分数制备的TiO2/CNTs复合材料对甲基橙光催化降解性能，同时考察了甲基橙溶液PH值对光催化性能的影响。
光催化测试结果表明：在水热条件组合为温度140℃、时间16h、乙醇用量20ml、乙酸用量20ml，CNTs质量分数为5%时制备出来的TiO2/CNTs复合材料光催化性能最好，并且当甲基橙溶液为中性时，TiO2/CNTs复合材料具有最佳的降解效果。
关键词：纳米TiO2 ；碳纳米管；水热法；光催化降解；甲基橙The Study on photocatalytic performance of TiO2 / CNTs compositesHUANG Yinghu(Department of Chenical Science and Technology, Zhangjiang Normal University, Zhangjiang524048)Attract：A photocatalyst of nano TiO2 loaded with carbon nanotubes was prepared by hydrothermal method，the optimum condition of preparation of TiO2 / CNTs composites was studied by changing the reaction conditions such as hydrothermal temperature, dosage of acetic acid, dosage of ethanol and other influence factors. Differential Scanning Calorimetry,,Fourier transform infrared spectroscopy, Scanning Electron Microscope, X-ray Diffraction were employed to determine the structure and surface properties of the TiO2 / CNTs composites. Methyl orange was selected as the target pollutants,photocatalytic properties of composites prepared on different hydrothermal conditions and with different CNTs mass fraction were analyzed, PH of methyl orange solution were also discussed. Photocatalytic test results show that the TiO2 / CNTs composites with best photocatalytic properties when hydrothermal condition combination of temperature 140 ℃, time 16 h, 20 ml ethanol, acetic acid 20 ml, CNTs mass fraction 5% and when the methyl orange solution is neutral, the degradation of TiO2 / CNTs composites material has the best effect.Key words: Nano TiO2；carbon nanotubes；Hydrothermal method；Photocatalytic degradation ；Methyl orange1 引言我国已经成为世界上最大的加工制造基地。
过氧化氢光催化脱色甲基橙溶液的研究
过氧化氢光催化脱色甲基橙溶液的研究曾俊;钟俊波;曾凤春;程杰;李建章;王少华【摘要】The photocatalytic decolorization of methyl orange with H2O2 under UV irradiation waa investigated. The results showed that Decolorization of MO increased with increasing the dosage of the H2O2 and had an optimal amount of H2O2 t in case. The decolorization reaction was a pseudo first - order reaction when the concentration of MO was less than 25 mg/L, the decolorization reaction was a zero-order reaction when the concentration of MO was more than 100 mg/L, but it was inconsistent with Langmuir Hinshewood kinetic model. The decolorization efficiency in acid was superior to that in baae. The decolorization efficiency of wastewater of dyes was good under sunlight radiation with H2O2.%本文在H2O2存在下用紫外灯照射对甲基橙溶液进行光催化脱色.结果表明,甲基橙溶液的脱色率随着H2O2的增加而增加,但存在一个最佳值.当甲基橙浓度低于25mg/L时,反应为假一级,当甲基橙浓度高于100mg/L时,反应为零级;但是不符合Langmuir-Hinshewood动力学模型.脱色率在酸性条件下比碱性条件高.日光照射下对实际染料废水的脱色效果好.【期刊名称】《西南农业学报》【年(卷),期】2012(025)002【总页数】4页(P676-679)【关键词】H2O2;光催化脱色;甲基橙;废水处理【作者】曾俊;钟俊波;曾凤春;程杰;李建章;王少华【作者单位】绿色催化四川省高校重点实验室,四川理工学院化学与制药工程学院,四川自贡643000;绿色催化四川省高校重点实验室,四川理工学院化学与制药工程学院,四川自贡643000;绿色催化四川省高校重点实验室,四川理工学院化学与制药工程学院,四川自贡643000;绿色催化四川省高校重点实验室,四川理工学院化学与制药工程学院,四川自贡643000;绿色催化四川省高校重点实验室,四川理工学院化学与制药工程学院,四川自贡643000;绿色催化四川省高校重点实验室,四川理工学院化学与制药工程学院,四川自贡643000【正文语种】中文【中图分类】X52染料废水主要产生于染料及染料中间体的生产行业，成分复杂，含有多种有机物及中间体，色度深，毒性强，难降解，pH值波动大，组分变化多，且浓度高，水量大，一直是工业废水处理的难点［1］。
纳米TiO2复合光催化剂光催化降解甲基橙
1 引言环境污染是全世界都在关注的焦点问题。
世界上每年会产生大量的有毒固体和液体废物，其中相当大的一部分渗透到土地里，染污了地下水和表面水。
科学家们已经发展出物理、化学、生物化学等方法来消除这些有害物质，但这些方法投入大、处理周期长，降解率低，特别是对非生物降解的有毒、有害物质如二恶英等无能为力。
相对廉价的TiO2光催化剂在紫外光的照射下就能去除这些污染物，且不会产生有毒的副产物，因此对它的研究一开始就受到科学家们的高度重视，一些科学家将这一研究称为“阳光工程”，“光洁净革命”[1~3]。
然而,TiO2只有在紫外光的激发下才能表现光催化活性。
紫外光发射装置构造复杂，耗电量大，运行成本高，影响了二氧化钛光催化氧化技术在实际工程中的大规模应用[4]。
太阳光是一种清洁能源。
如果多相光催化技术可以以太阳光为驱动力，无疑具有强大的工程潜力。
但太阳光中紫外光的含量只占3%~5%，因此TiO2直接利用太阳光进行光催化的效率较低。
为了改善TiO2对太阳光的利用能力,许多科学家和实验室都做了大量的研究。
新型纳米TiO2复合材料，能够提高光催化效率，并将可利用的光谱范围由紫外光增至可见光区，更有效地利用太阳光进行环境污染治理或太阳能电池等方面[5]。
1.1 纳米TiO2光催化反应的机理光催化技术采用n型半导体材料为催化剂，n型半导体具有特殊的能带结构，包括一个充满电子的低能价带、一个空的高能导带以及它们之间的禁带。
当用能量大于或等于半导体禁带宽度的光照射催化剂时，其价带上的电子(e_)被激发，跃过禁带进入导带，同时在价带上产生相应的空穴(h+)，从而形成具有高度活性的光生电子—空穴对。
光生空穴本身具有很强的氧化能力，若以氢作为标准电位，其氧化电位可以达到+3.0V，可见光生空穴的氧化能力远大于一般的氧化剂，它能够直接氧化有机物[5]。
颗粒表面或溶液中那些原本不吸收入射光的有机物，将其氧化为自由基离子。
电子受体亦可以通过俘获表面上的光生电子而被还原。
二氧化钛复合纸板对甲基橙水溶液的光催化降解
二氧化钛复合纸板对甲基橙水溶液的光催化降解
翁景峥;陈少平;陈娜洁;吴宗华
【期刊名称】《中国造纸》
【年(卷),期】2009(028)007
【摘要】制备了系列植物纤维-陶瓷纤维-二氧化钛复合纸板,考察了它们对甲基橙水溶液的吸附及光催化降解件能.结果表明.二氧化钛复合纸板对甲基橙具有较好的吸附和光催化降解性能,紫外光照射面积为55 cm2的二氧化钛复合纸板2.5 h后可使15mL、浓度为25 ms/L的甲基橙水溶液的色度减小90%以上.二氧化钛复合纸板在该溶液中的稳定性好,反复使用10次,其时甲基橙的光催化降解性能不变,质量仅减小1.1%.
【总页数】4页(P38-41)
【作者】翁景峥;陈少平;陈娜洁;吴宗华
【作者单位】福建师范大学化学与材料学院,福建福州,350007;福建师范大学化学与材料学院,福建福州,350007;福建师范大学化学与材料学院,福建福州,350007;福建师范大学化学与材料学院,福建福州,350007
【正文语种】中文
【中图分类】TS79
【相关文献】
1.磁性氧化石墨烯/二氧化钛光催化降解甲基橙的影响因素研究 [J], 焦琳娟;张家伟;石玉敏
2.响应面法优化碳改性二氧化钛可见光催化降解偶氮染料甲基橙 [J], 任百祥;朱琳
3.含二氧化钛纳米复合膜的制备及对甲基橙的光催化降解 [J], 牛萍;燕红
4.水溶液中纳米二氧化钛光催化降解甲基橙的影响因素(英文) [J], 张建民;孙秀果;高礼雄;高俊刚
5.高岭土复合纳米二氧化钛光催化降解甲基橙研究 [J], 袁昊;龚文琦;田震;解丽丽;王利军
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光催化二氧化钛降解甲基橙
TiO2光催化降解甲基橙一、目的要求1、了解利用TiO2进行光催化的原理2、掌握确定反应级数的原理和方法；3、测定甲基橙光催化降解反应速率常数和半衰期；4、了解可见光分光光度计的构造、工作原理、掌握分光光度计的使用方法。
二、实验原理光催化始于1972年，科学家发现光照的TiO2单晶电极能分解水，引起人们对光诱导氧化还原反应的兴趣，由此热推动了有机物和无机物光氧化还原反应的研究。
国内外大量研究表明，光催化法能有效地将烃类、卤代有机物、表面活性剂、染料、农药、酚类、芳烃类等有机污染物降解，最终无机化为CO2、H2O,而污染物中含有的卤原子、硫原子、磷原子和氮原子等则分别转化为X--、SO42—、PO43—、NH4+、NO3—等离子。
因此，光催化技术具有在常温常压下进行，彻底消除有机污染物，无二次污染等优点。
光催化技术的研究涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、化学反应动力学、催化材料、光化学和环境化学等多个学科，因此多相光催化科技是集这些学科于一体的多种学科交叉汇合而成的一门新兴的科学。
光催化以半导体如TiO2、ZnO、CdS、Fe2O3、WO3、SnO2、ZnS、SrTiO3、CdSe、CdTe、In2O3、FeS2、GaAs、GaP、SiC、MoS2等作催化剂，其中TiO2具有价廉无毒、化学及物理稳定性好、耐光腐蚀、催化活性好等优点，帮TiO2是目前广泛研究、效果较好的光催化剂。
半导体之所以能作为催化剂，是由其自身的光电特性所决定的。
半导体粒子含有能带结构，通常情况下是由一个充满电子的低能价带和一个空的高能导带构成，它们之前由禁带分开。
研究证明，当pH=1时锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度Eg的关系为λg（nm）=1240/Eg(eV)当用能量等于或大于禁带宽度的光（λ<388nm的近紫外光）照射半导体光催化剂时，半导体价带上的电子吸收光能被激发到导带上，因而在导带上产生带负电的高活性光生电子（e-），在价带上产生带正电的光生空穴（h+）,形成光生电子-空穴对。
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CTS/SiO2复合材料对甲基橙溶液的脱色研究学生：**指导老师：机械与材料学院摘要：本文采用相转移法制备CTS/SiO2复合微球，并探究了复合微球中CTS与SiO2的配比，以及CTS/SiO2复合微球在不同甲基橙溶液浓度、不同投放量、不同温度等条件下对甲基橙溶液的脱色性能。
研究结果表明：复合微球对甲基橙溶液的脱色效果随体系甲基橙溶液初始浓度的增加、环境温度的增加、以及复合微球用量的增加而增大，且交联处理后的微球能增强脱色效果；另外复合微球中CTS与SiO2的配比对脱色效率的影响较大，通过实验确定：CTS与SiO2的质量比为25/15时脱色效果最好。
关键词：CTS；SiO2；复合微球；甲基橙；脱色CTS/SiO2 composite materials decolorization of methyl orangesolutionStudent: Wang MinSupervisor: Hu ZongzhiCollege of Mechanical & Material Engineering，China Three Gorges University Abstract：By phase transfer the Preparation CTS/SiO2 composite microspheres, and explore the ratio of CTS and SiO2composite microspheres, as well as CTS/SiO2composite microspheres of methyl orange solution concentration, the amount of different temperature conditions, such asunder the decolorization of methyl orange solution performance. The results show that: the composite microspheres with the system, the decrease of initial concentration of methyl orange decolorization of methyl orange solution, ambient temperature increase, as well as the amount of composite microspheres increases, and cross-linking treatment microspheres can enhance the color removal; composite microspheres, the CTS and SiO2ratio on the decolorization efficiency, determined by experiment: CTS and SiO2best mass ratio of 25/15 decolorization.Keywords：CTS；SiO2；Composite microspheres；Methyl orange；Decolorization前言目前我国的印染废水污染日益严重，印染废水的处理成为人们普遍关注的问题。
这类废水浓度高、色泽深、难降解、成分复杂。
脱色是印染废水治理首先要解决的问题。
脱色可分为物化法和生化法，吸附法属于物化法的一种,在废水处理中应用非常广泛。
吸附法通常采用多孔性固相物质如活性炭、树脂、天然矿物、废弃物等作为吸附剂。
但由于活性炭、树脂价格昂贵, 使用成本高，且天然矿物、废弃物容易造成二次污染。
所以开发高效、廉价、来源广泛、再生容易的吸附剂是目前研究的热点。
治理染料废水行之有效的途径是先通过物理化学方法将其进行预处理脱色，然后通过后续生化处理,达到综合治理的目的吸附是深度处理印染废水行之有效的方法之一。
作为染料废水预处理的物理化学处理是十分关键的步骤，其中应用最多的是吸附法。
生物吸附技术相对于其他常用技术具有吸附剂价廉易得、吸附量大、选择性好、操作条件范围宽、可回收再利用等优点。
美国、日本等发达国家已经研究利用壳聚糖作为絮凝剂进行污染废水的净化。
壳聚糖作为絮凝剂,，分子结构中含有大量的自由氨基和羟基，不但有高效絮凝的作用，而且具有无毒副作用、易降解等优点。
近年来作为一种新型的有机染料吸附剂成为人们研究和开发的热点。
CTS是由氨基葡萄糖单元通过糖苷键连接而成的线性天然高分子化合物,具有良好的吸附性能。
而且壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，甲壳素广泛存在于虾、蟹等甲壳动物中的生物多聚物，每年生成量近100亿吨,储量仅次于纤维素。
据统计, 在我国仅虾壳废弃物产生量最低可达86万t/a, 若不进行后续处理和资源化必将造成很大的环境污染和资源浪费。
但CTS膜易溶于酸性溶液的特性限制了其在环境保护中的应用，所以通过化学交联和物理处理以提高CTS材料的抗水性能。
通过对CTS进行化学改性，可生成一系列衍生物，CTS的衍生物对染料具有良好的吸附能力，主要吸附机理是离子交换、氢键作用和聚合物内部网状结构所形成的物理吸附。
目前关于CTS及其衍生物吸附有机染料方面已经进行了大量的研究，并取得了一定的成果。
SiO2是一种高活性吸附材料，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定等优点。
它的结构非常像一个海绵体，由互相连通的小孔构成一个有巨大的表面积的毛细孔吸附系统，具有一定的吸附性能。
本课题采用相转移法制备CTS/SiO2复合微球，并研究在不同的甲基橙浓度、不同CTS/SiO2配比、不同的环境温度等实验条件下，CTS/SiO2复合微球对甲基橙溶液的脱色效果。
1绪论1.1二氧化硅结构与性质1.1.1二氧化硅的结构二氧化硅化学式为：SiO2。
在SiO2晶体中，1个硅原子和4个氧原子形成4个共价键，每个硅原子周围结合4个氧原子；同时，每个氧原子跟2个硅原子相结合。
实际上，SiO2晶体是由硅原子和氧原子按1:2的比例所组成的立体网状的晶体。
（1）二氧化硅晶体中最小环为12元环SiO2晶体中Si原子的排列方式和金刚石晶体中碳原子的排列方式是相同的。
在金刚石晶体中，每个最小环上有6个碳原子，因此SiO2晶体中每个最小环上有6个Si原子，另外六边形的每条边上都夹入了一个氧原子，所以最小环为12元环。
（2）每个硅原子被12个最小环共有每个硅原子周围有四条边，而每条边又被6个环所共有，同时由于每个环上有两条边是同一个硅原子周围的，因此还要除以2以剔除重复。
所以最终计算式为（4*6）/2=12 （3）每个最小环平均拥有1个氧原子由于每个硅原子被12个环共有，因此每个环只占有该硅原子的1/12，又因为每个最小环上有6个硅原子，所以每个最小环平均拥有的硅原子数为：6*（1/12）=0.5个。
又因为SiO2晶体是由硅原子和氧原子按1:2的比例所组成，因此氧原子的数目为0.5*2=1。
1.1.2二氧化硅的性质（1）SiO2的物理性质二氧化硅又称硅石，化学式SiO。
自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。
结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。
纯石英为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶。
若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。
普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。
二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键，硅原子位于正四面体的中心，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上，SiO₂是表示组成的最简式，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。
二氧化硅是原子晶体。
SiO₂中Si—O 键的键能很高，熔点、沸点较高（熔点1723℃，沸点2230℃）。
自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅，是低等水生植物硅藻的遗体，为白色固体或粉末状，多孔、质轻、松软的固体，吸附性强。
（2）SiO2的化学性质SiO2化学性质比较稳定。
不溶于水也不跟水反应。
是酸性氧化物，不跟一般酸反应。
气态氟化氢跟二氧化硅反应生成气态四氟化硅。
跟热的浓强碱溶液或熔化的碱反应生成硅酸盐和水。
跟多种金属氧化物在高温下反应生成硅酸盐。
用于制造石英玻璃、光学仪器、化学器皿、普通玻璃、耐火材料、光导纤维，陶瓷等。
二氧化硅的性质不活泼，它不与除氟、氟化氢以外的卤素、卤化氢以及硫酸、硝酸、高氯酸作用（热浓磷酸除外）。
常见的浓磷酸（或者说焦磷酸）在高温下即可腐蚀二氧化硅，生成杂多酸[2]，高温下熔融硼酸盐或者硼酐亦可腐蚀二氧化硅，鉴于此性质，硼酸盐可以用于陶瓷烧制中的助熔剂，除此之外氟化氢也可以可使二氧化硅溶解的酸，生成易溶于水的氟硅酸1.2二氧化硅的应用二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料。
1.2.1二氧化硅在日常材料的应用SiO2是陶瓷及耐火材料瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料；是混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等。
1.2.2二氧化硅在机械与化工中的应用二氧化硅是铸造型砂的主要原料，用于研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）。
在化工方面二氧化硅是硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，且无定形二氧化硅可作为吸附剂来使用.1.3壳聚糖（CTS）壳聚糖(CTS)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。
1.3.1 CTS的制备CTS在自然界中通常以甲壳素的形式存在。
甲壳素又名蟹壳素、壳蛋白、壳多糖,是许多低等动物特别是节肢动物（如昆虫类、甲虫类）外壳的重要成分,也存在于低等植物(如真菌、藻类)的细胞壁中。
它是由生物合成再提取的天然产物，有良好的生物相容性，可被生物降解。
甲壳素是白色或灰白色、半透明、片状固体，其不溶性限制了应用范围，所以大多加工成壳聚糖使用。
CTS的制备方法主要是从虾蟹壳中提取，虾蟹壳的主要成分是碳酸钙、蛋白质和甲壳素(20％左右)，此种生产CTS的简要流程如图1-3所示：图1-1壳聚糖的生产流程目前国内外利用虾蟹壳制备CTS的方法包括酸碱法、酶法、氧化降解法及机械加工法。
其中最常用的方法是酸碱法，但此法仍存在许多问题，如酸碱性过强、降解速度慢、降解产物聚合度低、产物纯化难、生产成本高等。