[color=#000000]氙灯是利用高气压或超高气压氙气的放电而发光的电光源,其发出的光为连续光谱,从200 nm~2000 nm都有能量分布,也就是说从紫外光到红外光的能量输出都是不间断的,尤其在可见光谱区,氙灯的能量分布特性和太阳光谱的能量分布特性极为相似。[/color][color=#000000]因此国内外的学者常将氙灯作为太阳光的模拟光源,比如在光催化分解水制氢/氧/全分解水、co?还原、光降解等各类光催化实验中,氙灯光源就经常出镜。[/color][color=#000000]常用设备有:泊菲莱科技的[url=https://www.perfectlight.cn/product/detail/id/16.html]pls-sxe 300[/url]、[url=https://www.perfectlight.cn/product/detail/id/28.html]pls-sxe 300d[/url]、[url=https://www.perfectlight.cn/product/detail/id/72.html]microsolar 300氙灯光源[/url]。[/color][color=#000000]氙灯光谱中紫外的成分虽然没有汞灯强,但这并非意味着在需要紫外光的实验中就没氙灯的一席之地了。 pls-sxe 300uv、pls-sxe 300duv、microsolar 300(紫外加强型)氙灯光源就可以应用在偏重高能量紫外连续分布的研究中,比如模拟阳光中的紫外部分并做紫外加速实验等,这3款设备就可以解决以往紫外光实验中过于依赖汞灯光源的状况,并实现了一台光源同时具备研究紫外光和可见光的能力。 需要重点强调的是,紫外加强型的氙灯光源在紫外区的能量是连续分布的,并不像汞灯只有某几个特征峰的线光谱。[/color][url=https://perfectlight.cn/productcat/c_14_p_1.html]?点击了解氙灯更多详情[/url][color=#000000]除此之外,氙灯在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/1p][color=#3333ff]近红外光谱[/color][/url]区(800 nm~1200 nm)有很强的能量分布,所以氙灯也可以作为红外光源使用。 [/color][color=#000000]氙灯具备如下特点:[/color][color=#000000]1.光谱形态接近太阳光谱 [/color][color=#000000]在光谱图中,可以清楚的看到太阳光谱与氙灯光谱的相似程度,如果有更高的需求,氙灯光源还可以搭配全反射滤光片+am 1.5g滤光片的形式来获得更高拟合度的太阳光谱。 [/color][color=#000000]2.连续光谱 [/color][color=#000000]氙灯光源为连续光谱,当实验中需要连续光谱时,选氙灯就非常合适。 不过氙灯光源可以通过滤光片、单色仪等配件实现窄带波长的输出,来用于量子效率的测量。目前泊菲莱科技在售的单色光滤光片共有15种,包含紫外、可见光区的常用波长。[/color][color=#000000]3.更高的光功率密度[/color][color=#000000]氙灯光源在其出光口位置,光功率密度可达1500 mw/cm2,远高于太阳光的光功率密度100 mw/cm2,因此,氙灯光源在光催化实验中,能够更好的促进反应的进行。 到这里,氙灯光源的特点就介绍完了,接下来一起来看看汞灯光源。[/color][color=#000000]汞灯是利用汞放电时产生汞蒸气获得可见光的电光源,汞灯的光谱偏向于紫外区域,当一些实验中的催化剂只有紫外光响应,没有可见光响应时,就可考虑采用汞灯作为光源来模拟紫外光,比如tio?只有在紫外光下才能被激发产生电子空穴对,才会有较好的光催化性能。 推荐设备:泊菲莱chf-xm系列汞灯光源,有250 w和500 w两款可选。[/color][color=#000000]与氙灯不同的是,汞灯所发出的光其光谱为特征谱线,典型波长为254 nm、313 nm、550 nm等,汞灯的输出光谱与汞蒸气的填充压力有关。 [/color][color=#000000]汞灯可分为低压汞灯、高压汞灯和超高压汞灯3种:[/color][color=#000000][/color][color=#000000]低压汞灯点燃时汞蒸气压1 mpa,该灯从长波紫外到可见光都有很强的辐射,主要辐射波长在546.1 nm。[/color][color=#000000]关于氙灯光源和汞灯光源的内容很多,若有相关问题,可通过泊菲莱科技在线客服咨询![/color]
光催化氙灯光源 光化学 模拟日光光源HSX系列氙灯光源,光源内部安装美国进口氙灯灯泡,在高频高压激发下形成弧光放电,点燃时辐射出强而稳定的、从紫外到近红外强烈连续光谱,可见区光色极近似于日光,能量密度高,输出稳定。电源和灯箱分体设计,提高了氙灯光源的便携性。独特的电源电路设计,实现氙灯功率可调;灯箱主体采用国际先进的散热结构,散热效果极佳;光路转向头采用了多次滤光结构,滤除了大量红外光,最大程度地降低红外线在实验中对溶液或样品影响(加热和挥发);滤光转向头兼容多种规格滤光片、透镜;滤光转向头可360°旋转,实现任何方向的光照;智能化的面板设计,操作简单方便。主要特点◣采用美国进口的氙灯灯泡,光能量输出集中,高能量密度,提高了实验效率。◣采用国际先进的散热结构,延长灯泡使用寿命,最高达3000小时。◣高效的电光转换效率,输出高能量平行光,总光功率达50W。◣简易的光学结构,可以提供不同波段、指定波长的光谱,满足多样化使用需求。◣模块化的设计极大提高了产品的安全性和稳定性,可实现长时间的连续照射。◣出光口兼容多种规格、品牌的国内外滤光片和透镜(如:25.4mm,50.8mm,,M52,M62等)。主要应用此系列氙灯光源广泛应用于光解水产氢、光化学催化、二氧化碳制甲醇、光化学合成、光降解污染物、水污染处理、生物光照,光学检测、各类模拟日光可见光加速实验、紫外波段加速实验等研究领域。光谱曲线技术参数主要参数HSX-F300 HSX-UV300输入功率Power(Watts)300W(180W~320W)300W(180W~320W)工作电流Current (Amps DC)21A(10A~22A[/colo
[color=#444444]请问一下,做光催化产氢性能实验之前,是不是要校准氙灯(300W)的光强?用什么仪器校准?在什么位置处校准?校准到什么程度才算是校准成功?请各位前辈帮忙解答一下,谢谢![/color]
随着我国社会经济的迅速发展,不可避免地伴随着大量废弃物排放,这导致了严重的环境污染和生态破坏。这些因素正危及我国居民生存安全。另外,调查表明环境污染问题也会影响到我国的可持续性发展。所以,保护与治理环境是构建环境友好、和谐社会和实现我国社会经济叮持续发展的重要任务。传统污染物处理方法不能彻底消除降解污染物,也容易造成二次污染,使用范围窄。仅适合特定的污染物,还伴随着能耗高,不适合大规模推广等缺陷。近些年来,利用光催化技术降解和消除污染物得到人们的广泛关注。光催化氧化技术是一种集高效节能、操作简便、反应条件温和、同时可减少二次污染等突出特点于一身的一项新的污染治理技术,而且从地球卜物质循环的角度来看,光催化技术可以将大量的有机污染物降解为CO2和H2O.从而被植物利用.形成了循环,如图l所示,可以说光催化技术正足人类所急需的一种技术。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206281052_374718_2556116_3.jpg 光催化技术起源于20世纪70年代.自从日本学者Fujishima和Honda发现了利用TiO2单晶可将水光催化分解之后。世界范围内,便开始了光催化氧化技术在污水处理、空气净化、抗菌杀毒等方面的应用研究,于是光催化技术受到全世界的广泛关注。并得到了快速发展。如今人们对于光催化技术的研究主要分为对光催化剂的研究(如TiO2、ZnO)和对光催化反应条件的研究,其中。对反应条件的研究中,人们为了让光催化氧化反应能稳定和高效的进行,会设计出相应的反应器,用来为反应提供良好的平台,一个设计良好的反应器,将能大大提高反应体系的反应效率,从而达到高效、节能、稳定等目的。1 光催化反应器的设计依据 光催化反应器的设计主要目的是为了给光催化氧化反应提供高效和稳定的反应空间和环境。实现光催化过程对光的充分利用,从而提高反应效率。由于光催化反应需要有光子参与,光催化剂才能将光能转化成为化学反应所需的能量,来进行催化降解作用,因而在设计反应器的时候,最主要的两个理论依据就是光的传输理论和催化反应动力学理论。光的传输以及在光在反应器中的分布直接影响到催化剂对于光的吸收效率。充分均匀的催化剂分散可保证光在传输途中浪费少,这样催化剂对光的利用效率高,反之将会有较多催化剂由于得不到或者只接受到很少的光照而不能充分的进行光催化氧化反应。2 国内外光催化反应器的发展 早期的光催化研究大多是在一些很随意的反应条件下进行的。比如在液相光催化反应中,催化剂与污染物溶液混合时,一般的实验过程都是人工用玻璃棒进行搅拌。由于人为误差的因素难以避免,会对结果的准确性和再现性产生较大影响。为了满足对光催化反应器准确、稳定和高效的要求,反应器的设计也在不断的变化。一个设计较好的反应器,不仪可以提高光催化反应的效率,而且可以将其大规模化。可高效稳定的进行光催化作业,从而实现产业化。到目前为止,有一些类型的反应器已经用于诸如污水和空气处理的工业化应用。2.1流动床光催化反应器 流动床光催化反应器是将催化剂与待降解物质直接混合的一种反应器。一直以来,人们都在为满足不同的光催化反应要求,设计不同的反应器。应用最多的儿种类型的反应器包括椭圆型、底灯型和柱型,如图2所示。这几种反应器的特点是不仅效率较高,制作难度低。而且可以用于大多数的反应类型,可以同时满足液相和气相两种类型的光催化反应,因而得到了广泛的应用。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206281053_374721_2556116_3.jpg 椭圆型反应器(图2(a)所示)是将灯管和反应区分别放在椭圆的2个焦点上,这样可以很好的将灯管所发出的光集中在反应区内,减少了光的浪费,提高了整体的效率。虽然反应器中的反应区在椭圆型焦点上,但是这不表示灯管所发出的所有光线都能达到反应器,而且这种类型的反应器.光的传输路程较长,这样就增加了光在传输过程中的损失,并且反应区域内光的分布不均匀。底灯型反应器(图2(b)所示)是对椭圆型反应器的改进,它的光源位于抛物线的焦点上,但是光源的光线并不是聚焦在另一个焦点,而是从下往上射人反应区,光进入了反应区域后就不会再被反射回来。更大程度的利用了光源。柱型反应器是现在比较成熟的类型,一般可分为中灯外反应区(图2(c)所示)和中反应区外灯(图2(d)所示)2种。柱型反应器有着较高的光利用率和良好的对称性(可使光在反应区内均匀的分布,减少局部差异)。一些发达园家,这两种反应器已经用来处理污水,在这2种反应器中.光从光源发出来后,基本上都会通过反应区。特别是中灯外反应区这样的反应器.光的利用率几乎可以达到最大。在光源的光照强度合适的情况下,甚至可以不需要反射壁。都可以达到光的最大利用率。而且这种柱型的反应器制造难度小,成本低。适合大规模的生产和运用。因此现在的大多数针对反应器的研究,也是以柱型为模型来进行的。2.2 固定床光催化反应器 在近年来,人们将催化剂固定在一些载体表面来进行催化反应.即固定床反应器,这样避免了光催化剂的分离问题。固定床与传统的流动床的区别在于,催化剂不随液体或者气体一起流动.而是固定在玻璃或者其它介质表面,污染物流经其表面来进行反应。这样一来,人们就可能更精确的了解催化剂的性质,并易于控制催化反应的进行,也易于催化剂和反应物的分离。基于这种思路,人们设计了一些新型的光催化反应器,其中效果比较好的是平板型和喷泉型,如图3所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206281053_374722_2556116_3.jpg 平板型的反应器是将催化剂固定在平板上,在光照的条件下.将污染物液体或者气体缓慢的通过催化剂表面降解,属于层流型反应器。这种反应器的好处在于制造简单,待降解物经过催化剂的时候光照时间和光照强度基本一致,并很容易控制流动速度。当流速放慢的时候可提高反应物的降解程度。但是所需时问也就相应增加;当加快流速的时候虽然降解的程度不如流速慢的情况.但是所需时间较少。这种平板反应器可以根据不同的降解需求。调整流速,达到相应的效果。平板型的反应器还有另一个其他反应器不具备优点,由于催化剂是固定在平板上的。不会随着待降解物的流动而流动,也就省去了后续催化剂分离的步骤。但是也由于催化剂固定的原因,在降解一定时间后,催化剂的催化效率会降低,而更换催化剂比较困难,并且光的损失也比较严重。因为光源发出的光最多只有50%被利用.即使加装了反射壁.也会有大量的光损失掉。鉴于平板型反应器的造价低.易于控制的优点,很多实验室都运用平板反应器来进行一系列的光催化研究。 喷泉型反应器是近几年由Puma和Yueu等人提出的,此类反应器与平板型反应器大致相同,将催化剂固定在斜面上,在顶部固定光源,将待降解物斜面中心的喷嘴喷出,然后在重力作用下流经催化剂从而得到降解。此种反应器主要是用于研究催化剂的反应效率.由于结构相对比较复杂,所以应用也较少。还有很多种新型的反应器.比如球型反应器.这种反应器在理论上能达到非常高的光利用率,并且无论是光的分布。还是污染物的分布.还有催化剂的分布都能达到非常高的均匀性和稳定性.反应效率也是非常理想的,但是制作非常的困难.所以现在这种球型的反应器并不常见,是一种理想化的反应器。3 结语 随光催化技术的提高,光催化反应器也在被不断的改进和优化.越来越受到人们的重视.特别是光催化技术实现工业化后,反应器的设计需要进行系统的优化没计才能使光催化反应效率达到最优值,一个设计优良的反应器,不仅可以提高反应效率,还能减少对能源和原材料的浪费.提高经济效益。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206291103_374928_2556116_3.jpg
光催化转化氮氧化物的研究进展 马睿 谭欣 赵林 ( 天津大学环境学院, 天津 300072) 摘要:对光催化转化氮氧化物的研究进展进行了综述。首先介绍了氮氧化物的危害及传统处理方法的缺点以及光催化反应的机理 随后着重介绍了以 TiO2 为催化剂对 NOx 去除的研究进展, 并对其他用于分解氮氧化物新型光催化进行了介绍 最后对应用前景作出 展望。光催化转化氮氧化物的研究分为光催化氧化和光催化还原 2 种, 反应器则主要为固定床反应器和流化床反应器。N 原子的搀 杂、氧空穴的产生以及表面负载 Pt 均能有效地利用可见光, 炭( AC) 、沸石、氧化钙、ZrO2、高岭土等载体也可明显地提高光催化转化 氮氧化物的效率。此外, 植入过渡金属离子沸石, 也可有效地转化氮氧化物。 关键词 TiO2 氮氧化物 光催化 脱除 载体 可见光 进展 中图分类号 O43 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611( 2007) 08- 02215- 03目前, 脱除 NOx 的技术措施主要有非催化法和催化还 原法两类[1]。非催化法主要包括湿式吸收法、固体吸附法、电 子束照射法等, 这些方法往往需要复杂的设备、较高的成 本, 且存在二次污染问题。选择性催化还原法是目前主流发 展方向, 但也存在二次污染及要求较高的反应温度等问题。 例如, 在 Ag/Al2O3 催化剂上选择性还原 NO 的最佳操作温 度是 500 ℃[2], 在 Ba/MgO 催化剂上选择性还原 NO 的最佳操 作温度是 700 ℃[3]等。光催化技术是近几年发展起来的一项 空气净化技术, 具有反应条件温和、能耗低、二次污染少等 优点[4], 笔者对光催化分解氮氧化物的研究进展进行了综述。1 光催化反应机理半导体材料存在能级分布, 当用能量大于半导体禁带 宽度的光照射半导体时, 光激发电子跃迁到导带, 形成导带 电子( e-) , 同时在价带留下空穴( h+) 。由于半导体能带的不 连续性, 电子和空穴的寿命较长, 它们能够在半导体本体和 表面运动, 与吸附在半导体催化剂粒子表面上的物质发生 氧化还原反应, 而将污染物分解掉。以 TiO2 为例, 它的禁带 宽度为 3.2 eV, 在波长小于 380 nm 光照下, TiO2 的价带电 子被激发到导带上, 产生高活性的电子- 空穴对。图 1 绘出 了受光源照射时半导体内载流子的变化。电子和空穴被光 激发后, 经历多个变化途径, 主要存在俘获和复合两个相互 竞争的过程。光致空穴具有很强的氧化性, 可夺取半导体颗 粒表面吸附的有机物或溶剂中的电子, 使原本不吸收光而 无法被光子直接氧化的物质, 通过光催化剂被活化氧化。光 致电子具有很强的还原性, 能使半导体表面的电子受体被 还原, 这两个过程均为光激活过程。同时迁移到体内和表面 的光致电子和空穴又存在复合的可能, 此为去激活过程, 对 光催化反应无效。空穴能够同吸附在催化剂粒子表面的OH-或 H2O 发生作用生成 HO?。HO?是一种活性很高的粒 子, 通常被认为是光催化反应体系中主要的氧化剂。光生电 子能够与 O2 发生作用生成 HO2?和 O2?-等活性氧类, 这些活 性氧自由基也能参与氧化还原反应。目前对 NOx 的光催化 反应的研究分为光催化氧化和催化分解 2 种。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/03/200903201415_139711_1614854_3.gif[/img]
光催化材料是具有环境净化和自洁功能的半导体材料的总称。它在微量紫外线作用下,能产生强大的光氧化还原能力,催化分解附表的有机物和部分无机物。光催化技术的特点是能有效利用光能、易操作、无二次污染,在环境保护(废水废气净化、空气净化)、新能源开发、有机合成、自洁和抗菌材料生产等领域具有广阔的应用前景。 TiO2是公认的最有效光催化剂,它的显著优点是:能有效吸收太阳光谱中的弱紫外辐射部分;氧化还原性较强;在较大pH值范围内的稳定性强;无毒。但由于TiO2的禁带宽度为3.2eV,只能吸收波长小于387nm的紫外辐射,不能充分利用太阳能。另外,TiO2的光量子效率也有待进一步提高。有鉴于此,国内外已从多种途径对TiO2材料进行改性,包括TiO2表面贵金属淀积、金属离子掺杂、半导体光敏化和复合半导体的研制等。近来研究发现纳米级TiO2材料的催化效率高于一般半导体材料。纳米半导体粒子存在显著的量子尺寸效应,它们的光物理和光化学性质已成为目前最活跃的研究领域之一,其中纳米半导体粒子优异的光电催化活性倍受世人注目。与体相材料相比,纳米半导体量子阱中的热载流子冷却速度下降,量子效率提高;光生电子和空穴的氧化还原能力增强;振子强度反比于粒子体积而增大;室温下激子效应明显;纳米粒子比表面积大,具有强大的吸附有机物的能力,有利于催化反应。 纳米TiO2具有良好的半导体光催化氧化特性,是一种优良的降解VOCs(可挥发性有机化合物)的光催化剂。它的本质是在光电转换中进行氧化还原反应。根据半导体的电子结构,当其吸收一个能量不小于其带隙能(Eg)的光子时,电子(e-)会从充满的价带跃迁到空的导带,而在价带留下带正电的空穴(h+)。价带空穴具有强氧化性,而导带电子具有强还原性,它们可以直接与反应物作用,还可以与吸附在催化剂上的其他电子给体和受体反应。例如空穴可以使H2O氧化,电子使空气中的O2还原,生成H2O2,OH" 基团和HO2" ,这些基团的氧化能力都很强,能有效的将有机污染物氧化,最终将其分解为CO2、H2O、PO43-、SO42-、NO23-以及卤素离子等无机小分子,达到消除VOCs的目的。TiO2 +hv —— e - + h +e - + h + —— N +能量 (hv’入射光能量hv或热能)HO- +h+ —— OHH2O + h+ —— OH +H+O2 + e- —— O2-O2-+H2O —— OOH +OH-2OOH —— H2O2 +OH-OOH +H2O+ e- ——H2O2 +OH-H2O2 + e- —— OH+OH-
不知大家做光催化实验的时候是用什么设备?自己简单制作一个平台还是买仪器?那都买什么仪器?
我们在做光催化实验的时候需要用到光源,一般来说,我们所最常用的光源就是高压汞灯。下面就来简单了解一下高压汞灯。 高压汞灯点燃时汞蒸气压为2~5个大气压,内管用石英玻璃。高压汞灯工作时,电流通过高压汞蒸气,使之电离激发,形成放电管中电子、原子和离子间的碰撞而发光。放电时波长 253.7nm的共振线(辐外光谱)被吸收,可见谱线强度增加,主要辐射的是404.7nm、435.8nm、546.1nm和577.0~579.0nm的可见谱线,此外还辐射较强的365.0nm的长波紫外线。 高压汞灯辐射的紫外线光谱加宽,且偏蓝绿,可用于光化反应、光刻机、紫外线探伤及荧光分析等。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/07/201207061706_376230_2556116_3.jpg 在这里有一组光化学反应仪中高压汞灯的实际参数: 高压汞灯的外型尺寸和光电参数功率W 启动电流A 工作电流A 工作电压V 有效弧长MM 接线方式300 5.4 3.2 220±20 125±10 单端引出500 7.0 5.2 220±20 170±10 单端引出 汞灯的光谱分布和相对强度如下:波长nm 250 313 365 400 510 620 720相对强度% 20 85 100 30 20 40 80 汞灯的发光部位为石英管,手直接接触会造成污染而影响光强。石英器皿外部常用干净脱脂棉沾取少量酒精擦净,清洗内部则用洗液。 除了在实验室能用到高压汞灯之外,高压汞灯也能在照明上得到应用,常采用以下两种方式改善它的光色:①在石英内管外面,再加一个玻璃壳,内壁涂耐较高温度的荧光粉,将紫外辐射转换成红色可见光,使高压荧光汞灯的辐射光谱接近于暖白色,且有较高的发光效率。②玻璃外壳内壁不涂荧光粉,而在壳内与石英灯管之间串联一钨丝,它既作为镇流器,又可辐射出高压汞灯所缺少的红光,以改善光色。这类高压白炽汞灯使用方便,可直接接到220伏交流电源上,发光效率低于高压荧光汞灯,但高于白炽灯。高压汞灯是紫外固化的标准灯,发热大,要用空气或水冷却,但功率高,适用于要求固化速率快的光固化涂料、油墨涂覆流水线。它由荧光泡壳和放电管两部分组成。放电管又细又短、只有人的手指大小、内装高压水银蒸气,放电管外面有一棉球形的荧光泡壳。通电后放电管产生很强的可见光和紫外线,紫外线照射在荧光泡壳上,发出大量可见光。高压汞灯发出的光中不含红色,它照射下的物体发青,因此只适于广场、街道的照明。
一、 研究意义和目的 人类正面临着环境污染的巨大压力。污水中成分复杂,浓度亦不相同,利用光催化技术可将多种有机污染物完全矿化为二氧化碳、水及其他无机小分子或离子;将高毒性的CN-氧化为CNO-,CrO42-还原为Cr3+,来降低它们的毒性;还能将[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]体系中的氮氧化物分解并将有机污染物氧化。如何提高光催化反应的光量子产率,是光催化大规模应用面临的主要难题之一。晶粒尺寸减小到一定程度后,光能隙蓝移,对应于更高的氧化-还原电位,因而有更强的氧化-还原能力;另外晶粒尺寸减小后光生载流子迁移到晶粒表面的时间大大缩短,有效地减少了光生电子和光生空穴的体相复合。因此,制备高比表面积的超细二氧化钛纳米颗粒有望能显著地提高其光催化活性。 我们课题组的研究目标是利用价廉的含钛无机物为主要原料,制备锐钛矿相、金红石相、两相的混晶等多种结构的二氧化钛纳米晶、高比表面积的无定形二氧化钛和由介孔与二氧化钛纳米晶构筑的团聚体。利用苯酚的光催化氧化反应和铬酸根的光催化还原反应为模型,来考察不同结构的纳米二氧化钛的光催化活性。这些研究成果对光催化的基础研究、金红石相二氧化钛纳米晶的应用和高性能的光催化制备有重要的指导意义和借鉴作用。 1.不同结构纳米二氧化钛的制备与性能 以钛醇盐为前驱体,用沉淀法或溶胶-凝胶法都能制备出无定形或结晶度较差的锐钛矿相(anatase)二氧化钛。要获得金红石相(rutile)需经高温煅烧,大约在500t开始锐钛矿相?金红石相转变(具体温度与制备条件有关),要获得纯金红石相需在8000C左右煅烧2h。实际上,金红石相是常温下的稳定相,但在通常条件下难以合成。国内生产的钛醇盐主要是钛酸丁酯,含钛量不高且价格贵,文献中的数据表明,用钛醇盐为原料难以获得高比表面积(大于200m2/g)和超细尺寸的二氧化钛纳米晶(小于10nm)。而且,这种方法得到的粉体往往含有较多的有机物,这些有机物会降低二氧化钛的催化活性。因此,用醇盐得到的二氧化钛需用煅烧的方法来改善结晶度和除掉有机物。我们课题组找到了用廉价原料制备不同晶相的高性能二氧化钛纳米粉体的方法。高温条件下金红石相二氧化钛纳米晶的生长速度快,高温[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]反应(如氯化法)也难以获得金红石相二氧化钛纳米晶。二氧化钛纳米晶在液相介质中,很难分离和回收。文献曾报道用模板剂来合成介孔二氧化钛,但墙体二氧化钛是无定形的,且3500C煅烧介孔开始坍塌,尚不能完全烧掉模板剂。因此,这种介孔并不适合作光催化剂。 我们用四氯化钛为主要原料,通过控制水解条件可以得到锐钛矿相、金红石相以及混晶等多种结构的二氧化钛纳米晶、高比表面积的无定形二氧化钛和三维无序结构的介孔二氧化钛。图1和图2分别为它们的x射线衍射图(XRD)和透射电镜照片(TEM)。 纳米粉体有着更高的光催化活性,但在应用中面临的主要问题是它们难以分离和回收。为了解决这一难题,可将二氧化钛负载在分子筛或介孔材料上,Ying曾制备了二氧化钛介孔材料,但350℃煅烧后孔开始坍塌。这样低的煅烧温度尚不能烧掉孔内的模板剂剂,作为墙体的二氧化钛是非晶的,并不适合于用作光催化剂。我们通过溶胶-凝胶法制备了含少量二氧化硅的钛硅复合氧化物,利用二氧化硅网络阻止煅烧过程中二氧化钛的传质过程从而抑制品粒长大和相变。钛硅复合粉体中二氧化钛晶化后,用化学法洗去二氧化硅,可以得到高比表面积的介孔二氧化钛。与现有文献相比,这种介孔材料的突出特点是:①墙体为锐钛矿相,适合作光催化剂;留颗粒尺寸为10mm级,是一次粒径为1nm的锐钛矿相和介孔构筑的团聚体,既保留了纳米晶高比表面积的特点又可用过滤的方法来分离和回收;③可用光还原的方法在孔壁沉积出贵金属岛,来实现电子和空穴的分离和氧化过程和还原过程的分隔。我们知道铂的密度是锐钛矿相二氧化钛的5.6倍,使用过程中铂原子簇会从颗粒表面脱落。沉积在孔壁上的铂位于孔构筑的笼中,能延长负载珀的光催化剂的使用寿命。 2.发现了不同结构纳米二氧化钛的光催化活性中的一些新现象 苯酚是常见的有机污染物,汽提法不过是将有机污染物由一种介质转移到另一种介质,没有真正降解;利用光催化技术可将苯酚等污染物降解(为二氧化碳和水,实现完全矿化。铬(VI)有致癌作用,并且不易被吸附剂吸附,因而难以固定。利用光催化技术,可以把铬(VI) 还原为毒性较低的铬(Ⅲ),在中性或弱碱性介质中,铬(Ⅲ)可以转化为Cr(OH)3沉淀,能够从溶液中分离出来。选择这两种最常见的污染物来考察二氧化钛纳米晶的光催化活性,发现了一些新现象并得到了有重要意义的结果。 我们首次在国际上报道了超细锐钛矿相二氧化钛纳米晶在苯酚的光催化降解反应中对其深度矿化有更高的选择性。不往反应体系中通人氧气,利用搅拌时空气中的溶解氧来促进苯酚的光催化氧化,发现粒径为3.8nm的锐钛矿相二氧化钛对苯酚的深度矿化的选择性最高,而混晶和金红石相的超细纳米晶的选择性较低。这一发现表明用超细锐钛矿相二氧化钛纳米晶作为光催化剂时,生成的有机中间产物少,不会造成降解产物对水体的二次污染。图3为不通氧条件下,主要的几种二氧化钛纳米晶使苯酚深度矿化的选择性差异3.8nm(A) 6.8nm(A) 14.1nm(A) mixed-1 rdxexl-2 7.2nm(R)Photo0Zcatalysts不同晶相的纳米二氧化钛对苯酚深度矿化的选择性mixed-l=混晶,4.4nm(R)+5.9nm(A);mixed-2=混晶,14.2nm(R)+10.7mm(A).不论是否往反应体系中通人氧气,合成的混晶均表现出最高的催化活性。总有机碳(TOC)含量的结果表明,不通人氧气,用合成的混晶、6.8nm的锐钛矿和7.2nm的金红石相二氧化钛纳米晶作为光催化剂,反应4h后反应体系中TOC分别下降61.2%、50.5%和47.1%。通入氧气后,反应速率迅速提高,反应1.5h后,使用这三种催化剂后,反应体系中的TOC分别下降97.6%、84.5%、91.5%;作为对比,我们选择商品二氧化钛(锐钛矿相,比表面积等于9m2/g)进行光催化实验,同样条件下其TOC含量仅下降21.2%。由此可见纳米晶的高催化活性。紫外-可见光谱表明混晶的漫反射吸收谱不同于两相的机械混合物:它们在可见光区有一较弱的吸收带,高分辨电镜照片表明混晶中不同形貌的纳米颗粒在晶面尺度上形成毗连结构,这种晶面毗连形成了过渡能态,有利于提高其光催化活性。优化混晶中两相的比例、并设计和制备出更多不同相的毗连晶面的高活性光催化剂的工作正在进行之中。 铬酸根的降解反应中,锐钛矿相超细纳米品表现出很高的光催化活性,催化活性随着粒径的减小而大幅度提高。在酸性条件下,纳米晶显示更高的光催化活性,半小时铬酸根的除去率超过90%。从不同晶粒尺寸的锐钛矿相二氧化钛的UV-vis吸收谱来看,其尺寸效应不如金红石相二氧化钛明显。也就是说,锐钛矿相晶粒细化后,光能隙的蔬移并不明显。二氧化钛纳米晶中光生电子由晶粒内部迁移到晶粒表面所需的时间(t)可由下列公式来估算:t=r2/p2D (1)r为二氧化钛纳米晶的半径,D为载流子的扩散系数。电子的扩散系数(De)为2×10-2cm2/s,由此算得粒径为6.8nm、lOnm和lOOnm的二氧化钛中电子由晶粒内部迁移到晶粒表面所需的时间约为0.58ps(皮秒)、1.25ps和125ps。可见粒径细化后,光生电子迁移到晶粒表面所需的时间大大减少。这样可有效地减少了光生电子和光生空穴在体相内的复合,有更多的光生电子参加氧化-还原反应,因而有更高的光催化活性。因此,在铬酸根的光催化还原反应中,晶粒细化后,光生电子迁移到纳米晶表面的时间大大缩短,减少了光生载流子的体相复合是其光催化活性有显著尺寸效应的主要原因。 需要强调指出的是无论在苯酚的光氧化反应还是铬酸根的光还原反应中,介孔二氧化钛的光催化活性大大高于钛硅复合粉体,负载0.22 wt%的Pt后,光催化活性大幅度提高。
那位大侠在做光催化,能否提供一些光催化实验所需注意的事项,比如反应器与光源的距离,搅拌速率,取样位置等等,拜托啦!!!![em09509]
在测量光催化剂能隙的时候,如何通过紫外可见反射光谱图确定 光催化剂的 吸收波长阈值λg(吸收边)?我看网上都说是截止法,是软件直接可以的出来吗?还是手动作图?
用于光催化还原铀的氧化红磷的制备及应用
GC-Labsolar-6A光催化产氢数据不是线性增长
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朋友们,有没有人做光催化啊?有过经验的指点哈![em09511]
如题,我找了很多的文献,只要是纳米二氧化钛的,几乎都是要提高它在可见光区的光催化,而不是抑制光催化,二氧化钛除了是光催化剂外也是白色颜料,我研究的是抑制它作为颜料时的光催化性能,使之更具有耐候性。请大家帮忙找找,要国外的哦
请各位高手指教,我想分析纳米二氧化钛的光催化性能,所以想做个光催化降解实验,因为希望可以发文章,所以得有图表之类的,因此想找个有分光光度计的地方做这个实验,不知道哪里可以做啊谢谢各位啦
各位老师好,我想请教一个问题:光催化还原CO2,尾气排放中有CO生成,液相产物有甲酸等。那么,在不知道进入气相色谱的气体量是多少的情况下,该如何定量分析CO有多少呢?或是哪位老师能给个测定气相产物的方法呢?先谢谢各位老师了
大家好 我做光催化产氢 加的水和甲醇 没有加催化剂 但还是出现了两个峰 请问是什么原因呢?能否确定是哪种物质?色谱型号是福立GC9720 检测器是TCD 用了空气发生器 载气是氩气[img=,690,545]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210081809066610_9574_5577143_3.png!w690x545.jpg[/img]
苯酚溶液光催化过程中产生的几种中间产物:对苯二酚、间苯二酚、苯醌、顺丁烯二酸和乙二酸,做顶空萃取的时候所有产物都可以从水里分离出来吗?进样条件是否会影响出峰?
我做了一些掺杂纳米二氧化钛的涂层,想检测一下涂层在光催化作用下对含有机物(例如有机磷或苯酚等)污水的净化效果,请问哪儿能做这种检测?另外还想做一下这种涂层对甲醛气体的降解检测,哪位知道啊谢谢各位
大家好,我是一名要毕业的大学生,我的毕业设计为:负载TiO2的5A分子筛光催化性能的研究 请问大家 有没有相关方面的资料以及多功能光催化反应仪的工作原理 急急急 帮帮忙吧
本人想用TiO2光催化氧化处理含酚废水,有几个问题请教大家:请问1)市售粉末状TiO2不处理可以直接使用吗?或使用前该怎样处理?2)如果同时使用双氧水和FeSO4,反应结束后,怎样除去多余的双氧水和FeSO4?谢谢。
求助 为什么 我做的 UV_VIS diffuse reflection spectra 图老象以下的这种啊??我浓度都从10ml 一直改变到100ml了(10mg催化剂), 怎么才能做到类似文章的那种图形呢??? 他们文章的数据是直接由紫外测试仪得来的还是经过处理的呢?? (说明:我做的是光催化, 目的是:为了看是否发生 红移 和找出带系) 谢谢各位大侠了http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/03/201203101628_353767_2038337_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/03/201203101631_353768_2038337_3.jpg
[font=&]【题名】:紫外光催化氧化在环境水质分析中的应用[/font][font=&]【全文链接】: [size=14px]https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HXTB200511009.htm[/size][/font]
之前四年我一直跟纳米材料打交道,不过都是在做气体传感器催化发光,最近突然发现二氧化钛光催化技术慢慢火起来了。我查了一下文献,发现二氧化钛本身是很好接近完美的材料,但是市面上好像做二氧化钛用来除甲醛抗菌的产品不多,所以想问问大伙有谁了解这方面的事情,大家一起交流一下啊
[color=#444444]我最近用waters的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Yp][color=#3333ff]液质联用[/color][/url],测试光催化降解甲基橙的中间产物。找液相条件的时候,按着文献的条件,怎么也分峰不好,后来采用梯度洗脱,发现会基线不平,出现很多很杂的小峰。怎么做也做不好[/color][color=#444444]希望懂得的老师,多多指导[/color]
这儿有一份关于TiO2半导体光催化反应器的研究进展的报告,内容浅显易懂且比较全面,大家可以借鉴一下!
求GB/T23761-2009光催化空气净化材料性能测试方法油箱:nanometer@126.com或者直接回复本帖,谢谢!
摘 要 室内装修产生的污染严重影响人们的身体健康,纳米和光催化技术是国际上新出现并普遍认为是最有应用化前景的高新技术,介绍了应用TiO2 纳米光催化技术治理室内空气污染的方法,能在常温下高效、稳定地分解污染物,其处理效果明显,无二次污染,适合室内空气中有害污染物净化。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=94382]室内微污染有机废气的纳米光催化处理[/url]