国内光催化实验组

• 51•文章用水热法制备了BiOCl 、Sn 3O 4以及复合物BiOCl/Sn 3O 4。

用各种现代化表征手段对样品测量。

以甲基橙溶液作为评估标准进行性能测试。

结果显示，与纯BiOCl 相比，复合物的性质更好。

性质较好有以下原因：(1)球状结构增加了催化剂对光的利用。

(2)Sn 3O 4与BiOCl 形成的p-n 结有效地促进了活性物质的分离，产品在干燥箱中80℃干燥5h 。

1.2 合成BiOCl/Sn 3O 4复合材料的结构合成BiOCl/Sn 3O 4复合材料，1mol Bi(NO 3)3·5(H 2O)和1mol KCl 各自溶解在7.5mL 去离子水中。

把上述2.1中提到的A 和B 溶液依次置入KCl 烧杯中形成C 。

将溶液C 加入到Bi(NO 3)·5(H 2O)溶液中形成BiOCl光催化剂的制备及其催化性能哈尔滨师范大学 张燕祥加速了活性物质的迁移。

现阶段合成染料造成的水混杂污浊是被重视的一大问题。

光催化可以有效解决该问题。

光催化被层出不穷的研究源自于1972发现的现象。

BiOX(X=Cl ，Br ，I)是催化材料重要组成部分，因其具有光学稳定、无毒和耐腐蚀等优势被研究。

但是，由于宽带隙、有限的光吸收和光生载流子的快速复合，BiOCl 的光活性仍然不够高。

提高其光催化活性的方法有很多。

如离子掺杂、异质结的构建、晶体工程等。

例如在BiVO 4/BiOCl 、C 3N 4/BiOCl 以及BiPO 4/BiOCl 等材料中，通过构建p-n 结提高了BiOCl 的性能。

本文建构了p-n 结使BiOCl 的性能得以提升。

1 实验部分1.1 合成Sn 3O 4Sn 3O 4通过简单的水热反应合成。

将4.0mol SnCl 2·2H 2O 和10mol Na 3C 6H 5O 7·2H 2O 溶解在10mL 去离子水中，搅拌5 min ，形成均匀透明的溶液A 。

二氧化钛光催化降解活性艳红实验方案据不完全统计，国内印染企业每天排放废水约3×10 9～4×10 9 kg。

印染厂每加工100 m 织物，将产生废水3×10 3～5×10 3 kg。

印染工业中流失的染料占染料产量的15%，是工业废水的主要污染源之一。

目前排放的染料废水有机物含量高, 生化性差。

COD 高, BOD/COD 低，而且色度高，成分复杂，有毒性。

直接排放这类废水，会造成严重的环境污染，且可能通过食物链直接或间接影响人的身体健康。

目前，对染料废水的处理方法已有很多种：吸附法，混凝法，化学氧化法，生物处理法，电化学氧化法，光催化氧化法以及光电催化氧化法等。

其中，光电催化是一种光催化与电化学氧化联用的新型深度氧化技术，二氧化钛光电极在外加电场的作用下，电极内部形成了一个电势梯度。

促使光生空穴和电子向相反方向移动，加速它们的分离，减少光生电子和空穴的复合几率，使空穴和电子得到有效分离，从而提高了量子产率，能够更有效地降解有机物，是目前研究废水中有机污染物降解的前沿方向之一。

本次实验拟采用二氧化钛作催化剂进行光催化降解活性艳红。

一、实验目的和要求（1）熟悉并掌握二氧化钛与活性艳红反应的原理。

（2）了解与掌握二氧化钛降解活性艳红的影响因素。

（3）学会分光光度法分析的数据处理方法。

（4）掌握分光光度法测定活性艳红浓度的原理与操作。

二、实验基本原理以TiO2作为光催化剂,研究了TiO2对活性艳红X- 3B的光催化氧化降解行为。

结果表明,以锐钛矿为主的混晶型TiO2的催化活性最好;X- 3B的光催化降解动力学符合Lang-muir-Hinshelwood动力学模式,并求出其动力学参数k(表观反应速率常数)为0.5921,KA(吸附平衡常数)为0.1725;温度对X- 3B的降解影响很小,其活化能仅为6.04 kJ/mol;溶液中盐度的增加会不断降低TiO2对X- 3B的光催化降解速率。

光催化反应实验研究光催化反应的效果光催化反应是一种利用光照条件下催化剂的作用，促进化学反应进行的过程。

在过去的几十年里，光催化反应已经成为研究的热点领域之一。

本文将讨论光催化反应实验研究光催化反应的效果，以及其在环境保护和能源领域的应用。

实验准备为了研究光催化反应的效果，我们首先要进行实验前的准备工作。

在实验室中进行光催化反应实验，需要准备催化剂、反应物和光源。

催化剂的选择是关键的一步。

通常来说，催化剂应具有良好的光吸收性能以及高的光催化活性。

常用的催化剂包括二氧化钛（TiO2）、二氧化锌（ZnO）等。

在实验中，我们选择了二氧化钛作为催化剂。

反应物的选择也很重要。

根据需求不同，反应物可以是有机物、无机物或气体等。

在本次实验中，我们选择了甲醛作为反应物，以观察光催化反应对甲醛分解的效果。

光源是实验中的另一个关键因素。

光催化反应需要有足够的光照强度来激发催化剂的光催化活性，从而促进反应进行。

我们使用了紫外灯作为光源，提供足够的紫外线辐射。

实验步骤经过实验准备后，我们进行了以下步骤来研究光催化反应的效果：1. 实验装置搭建：将紫外灯固定在实验室台架上，调整合适的光照位置和角度。

将经过清洗和干燥的反应器与催化剂放置在光源下，并连接好反应器与收集装置。

2. 反应条件设定：根据实验要求，设定反应温度、光照时间和甲醛浓度等反应条件。

保持其它条件不变，以保证实验的可比性。

3. 开始光催化反应：先点亮紫外灯，开始记录光源下的光照强度。

随后注入适量的甲醛溶液到反应器中，并开始计时。

实时记录反应器内的温度变化。

4. 数据记录与分析：在不同的光照时间下，定期取样，并经过特定的分析方法，如高效液相色谱等，来确定甲醛的降解效果。

同时，通过比较不同的反应条件，可以得出光催化反应的最佳条件。

实验结果与讨论通过实验，我们得到了一系列的实验数据。

根据实验结果，我们可以发现光催化反应对甲醛的分解具有良好的效果。

光催化剂在紫外光照射下，能够有效地降解甲醛，并将其转化为无害的物质。

中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室基金申请指南2006年～ 2007年催化基础国家重点实验室主要从事催化基础和应用基础研究方面的工作，以新催化反应、新催化材料和新催化表征技术及理论催化的研究为核心，以催化剂活性相、活性中心和反应机理的原位表征和理论计算等基础研究为特色，在能源、环境和精细化学品催化合成等方面进行应用基础研究。

建立实用催化剂活性、选择性的化学和分子设计的科学基础，努力为我国石油化工、精细化工、资源及能源利用有效化学和环境保护作出贡献。

在 2006 -2007年度拟接纳下列方面课题，欢迎申请。

下述建议方向，请参考：(一) 新催化反应低温环境催化（申文杰）生物质衍生化合物的催化转化（申文杰）多相不对称催化反应（李灿）低碳烷烃活化（包信和/ 潘秀莲）光催化分解水和重整生物质制氢（李灿）(二) 新催化材料层状金属和金属氧化物催化材料（申文杰）金属透氢膜（杨维慎）中温混合导电透氧膜材料（杨维慎、熊国兴）均-超细催化材料的低温液相合成新技术过渡金属和分子筛的组合：多相催化剂的化学设计（杨维慎、熊国兴）过渡金属氮化物、碳化物、磷化物和硫化物（李灿/蒋宗轩）钙钛矿型复合氧化物催化、电催化材料、高温催化材料（杨维慎）燃料电池涉及的催化材料（包信和）结构可控的担载型金属催化材料（申文杰）纳米金属催化（包信和）分子筛与多孔催化材料（包信和/ 韩秀文）新型固载催化剂及催化反应研究（杨启华）金属储氢材料的理论研究（李微雪）(三)新催化表征技术及其理论研究催化原位光谱（红外、喇曼、荧光）（李灿/ 冯兆池）催化原位波谱（NMR，ESR等）（张维萍/韩秀文/ 包信和）分子模拟（包信和/ 刘宪春）模拟纳米微探针（STM、AFM、PEEM、HREELS、XPS、UPS）（包信和/ 谭大力）氧化气氛下催化反应的理论研究（李微雪）(四)新设立的方向：酶催化、光催化、电催化新型生物分子固定化和酶催化手性合成（马丁）●欢迎对上述课题有兴趣者前来进行合作研究，实验室对强强联合、优势互补、交叉学科的课题将优先考虑给予支持；●申请者最好在课题申请前与拟合作的题目组有关负责人和研究员共同讨论，确定好研究课题实施方案；●本室外聘研究员不必申请开放课题，可直接进行合作研究；●一般的样品测试不属于开放课题支持范围。

光催化降解效果实验
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
目录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 实 验 目 的
03 实 验 原 理
04 实 验 步 骤
05 实 验 结 果 分 析
06 结 论 总 结
Part One
单击添加章节标题
Part Two
实验步骤：按照实 验要求准备所需的 实验材料和设备， 确保实验条件符合 要求
设定实验条件
确定实验目标：明确实验要达到的 具体指标，如降解效率、反应速率 等。
确定实验参数：如反应温度、湿度、 光照强度等，并保持恒定。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
选择催化剂：根据降解对象和实验 条件，选择合适的催化剂。
实验结果与预期一致，表明光催化材料能够有效降解有机污染物。 结果中存在一些异常值，可能与实验操作、材料性质等因素有关，需要进一步探讨。 对比不同光催化材料的降解效果，发现某材料在实验条件下表现最佳，具有较好的应用前景。 实验结果与相关文献报道的数据进行对比，验证了实验方法的可靠性和准确性。
Part Six
电子-空穴对： 催化剂内部产 生电子和空穴
对
羟基自由基： 电子和空穴与 水反应生成羟
基自由基
有机物氧化： 羟基自由基与 有机物反应， 使其降解为小
分子
Part Four
实验步骤
准备实验材料和设备
实验材料：光催化 剂、有机污染物、 光源等
实验设备：反应器、 光谱仪、分光光度 计等
实验试剂：去离子 水、甲醇等
实验目的
了解不同条件下光催化降解效果的比较
实验目的：比较不同催化剂、光照强度、反应温度等条件下光催化降解效 果

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。

光催化法处理水中污染物
一、实验原理
利用金属氧化物二氧化钛、三氧化钨等作为催化剂, 在紫外光照下, 有色废水溶液中的氧气将有机物氧化、降解成小分子氧化物。

这一方法的优点是不投入化学药剂无二次污染, 特别是可用于一些难以被生物降解、高毒性有机物的去除。

二、实验仪器
721 型分光光度计; PHS-2C 型精密酸度计; JA 2003 型电子天平; 0～100℃温度计50×300mm 石英玻璃管; 2L 高型烧杯; 15W 紫外灯; 小型冲气泵( 增氧泵) ; 二氧化钛; 商品化直接湖蓝5B; 商品化酸性红B。

实验装置见图。

三、实验步骤
①配制30mg/l的甲基橙溶液，再根据表格中的要求调节ph
②依据实验表格所要求的量的加入二氧化钛, 在磁力搅拌器上搅拌5min 后取下。

③在烧杯中放入曝气头,打开冲气泵,盖上遮光箱盖。

接通紫外灯电源,降解反应开始,记录反应时间。

第一组。

光催化重点实验室课题基金申请指南一、前言光催化技术是当今研究领域中备受关注的一个重要方向，其在环境治理、能源开发、化学合成等方面都具有重要的应用价值。

而在这一领域中，光催化重点实验室的课题基金申请则是研究人员们竞争激烈的一块硬骨头。

在本文中，我们将就光催化重点实验室课题基金申请的相关指南进行全面深入的探讨，希望对广大研究人员有所帮助。

二、基本要求光催化重点实验室课题基金申请，首先要求申请人具有扎实的专业知识和较高的研究水平。

要求课题具有一定的创新点和科研价值，能够解决实际问题或者填补学术空白。

课题的研究方向要与光催化技术的发展趋势和国家战略需求相结合，具有一定的前瞻性和指导性。

三、申请材料在光催化重点实验室课题基金申请中，通常需要提交包括研究计划、预期成果、研究团队、经费预算等在内的一系列申请材料。

其中，研究计划是申请材料中最为重要的部分，它需要包括研究背景、研究目的、研究内容、研究方法、预期成果等内容，既要有全面的规划，又要有灵活的应变能力。

四、评审标准在光催化重点实验室课题基金申请评审中，通常会根据课题的创新性、科研价值、实施可行性、预期成果等多个方面进行综合评定。

研究人员的个人学术水平和团队研究条件也是评审的重要考量因素之一。

五、个人观点对于光催化重点实验室课题基金申请，我认为研究人员要有很强的使命感和责任感，既要站在学术研究的最前沿，又要服务于国家和社会的发展需求。

要不断提升自己的学术水平和团队的研究能力，不断完善课题的研究内容和研究方案，从而提高课题的申请成功率。

六、总结回顾在光催化重点实验室课题基金申请过程中，我们需要做到全面评估并精心准备申请材料，同时不断提升自身的学术水平和团队的研究能力。

只有这样，我们才能在激烈的竞争中脱颖而出，获得课题基金的支持，从而推动光催化技术的研究和应用。

七、结尾不论在何种研究领域中，都需要勇于创新、勇于探索，不断提高自己的学术造诣和团队的研究能力。

希望本文的内容能为大家在光催化重点实验室课题基金申请方面提供一定的帮助和启发。

福大光催化研究所付贤智院士课题组（重点实验室）付贤智中国工程院院士，现任福州大学校长，教授，博士生导师。

付贤智院士是我国光催化领域的知名学者，他针对光催化领域的重大科学与技术问题，在光催化剂的设计与制备、光催化反应机理、光催化反应动力学和光催化反应器设计等方面开展了系统深入的研究，研制出一系列新型、高效、可见光诱导的光催化剂，开发出提高光催化过程效率的多种新技术、新方法和新装置，承担并完成了国家高技术产业化示范工程项目，解决了光催化技术产业化实施的一系列关键技术问题，并将光催化技术应用成功地拓展到环保、建材、军工、电力等领域，研制开发了多项光催化产品及其工业生产技术并实现了产业化，取得了显著的社会经济效益，为我国光催化技术进步和产业发展做出了贡献。

大连化物所李灿（院士）现任中国科学院大连化学物理研究所研究员、催化基础国家重点实验室主任。

主要从事催化材料、催化反应和催化光谱表征方面的研究。

研制了具有自主知识产权的国内第一台用于催化材料研究的紫外共振拉曼光谱仪并开始商品化生产；在国际上最早利用紫外拉曼光谱解决分子筛骨架杂原子配位结构等催化领域的重大问题；发展了纳米孔中的手性催化合成和乳液催化清洁燃料油超深度脱硫技术等。

近年来，主要致力于太阳能光催化制氢以及太阳能光伏电池材料研究。

南京大学邹志刚现为南京大学长江特聘教授，新型生态能源环境材料研究中心主任,博士生导师。

主要研究成果如下：（1）可见光光催化材料的开发及在光解水制氢和环境净化方面应用的研究开发高效太阳能转换光催化材料体系已成为当前国际材料领域为从根本上解决能源和环境污染问题所进行的重大前沿科学探索之一。

光催化材料可以分成第一代和第二代，第一代光催化材料主要是紫外光响应型，其典型的代表材料是TiO2。

第一代光催化材料(TiO2）只能利用太阳光中的紫外光，而紫外光只占太阳光能量的4%左右，可见光（400～750nm）却占太阳光能量的43%。

2001年，邹志刚等人发现了In0.9Ni0.1TaO4光催化材料并应用于光解水制氢，实现了将太阳能转化为化学能(Nature 414，625，2001)。

水 制氢 研 究 中； 以 曙红Ｙ 敏 化 剂 、Ｒ Ｏ为 电 为 Ｇ
子传 递 剂 、Ｐ作 为 析氢 催化 剂 ，构 建 了具 有可 ｔ 见 光 高效 还 原 水 制 氢 性 能 的Ｅ ｓ Ｙ Ｐ／ Ｇ 催 ｏｉ ／ｔ Ｏ ｎ Ｒ 化 体 系 ；用５ ０ａ ２ ｍ的光照 射 该反 应 体系 ，实现 了 还 原 水 制 氢 气 且 析 氢 的 表 观 量 子 效 率 （ Ｑ 达９３ Ａ Ｙ） －％，并 详 细 考 察 了ｐ Ｈ值 、 曙 红Ｙ浓 度 及Ｐ纳米 颗 粒 的 固载 量等 因素对 制 氢 性 能 的 ｔ
各 类 智 能 化 玩 具 等 领 域 具 有 广 泛 的 应 用 前
景。
２ ０ 年 ， 中科 院半 导体研 究所超 晶格 国家 ０８
重 点 实验 室 开 发 成 功 了像 素 和 处 理 单 元 一 体 化 的可 编 程 视 觉 芯 片 ，芯 片 具 备 全 像 素 并 行 视 觉 信 息 处 理 功 能 ， 能够 完 成 基 于 数 学 形 态 学 方 法 的低 级 和 中级 视 觉 图像 处 理 ，可 实 现 高 速 目标跟 踪和 图像 特征 提取 。 近 两年 ，半导 体所 吴 南健研 究 员 、博 士生 张 万 成 和 付 秋 喻 继 续 深 入 开 展 研 究 ，研 制 成 功 了 新 型 视 觉 芯 片 。该 芯 片 具 有 图像 传 感 器 像 素 阵 列 和 处 理 单 元 阵 列 电 路 分 离 的 架 构 特 点 ，集 成 了三 种 并行 度 不 同 的处 理 器 ： 维 处 两
米 电子 学 、传感 器 、 电池 及催 化剂 等 方面 。 中 国科 学 院兰州 化 学物 理研 究所羰 基 合成 与 选 择 氧 化 国家 重 点 实 验 室 的研 究 人 员 利 用

第41卷第6期2021年12月物理学进展PROGRESS IN PHYSICSVol.41No.6Dec.2021光催化二氧化碳还原研究进展唐兰勤1,2,3∗，贾茵1，朱志尚1，吴聪萍2,3†，周勇2,3‡，邹志刚2,31.盐城工学院化学化工学院，江苏省新型环保重点实验室，盐城2240512.南京大学环境材料与再生能源研究中心,南京大学物理学院，南京2100933.南京大学昆山创新研究院,昆山215300摘要：21世纪以来，随着CO2为主的温室气体排放量不断增加，寻求新型能源来构建低碳型社会的诉求越来越迫切。

其中以太阳能驱动转化CO2为碳氢燃料的技术，可将CO2转化成甲烷、甲醇、甲酸或C2+等高附加值的碳氢燃料，是实现全球碳平衡的有效途径之一，具有巨大潜力。

半导体材料是决定光催化还原CO2过程进行的重要因素之一，因此探索和开发高效光催化功能材料是当今研究的主要方向。

本文综述了近几年来作者课题组在光催化还原CO2为碳氢燃料方面的重要研究进展，主要涉及TiO2基系列光催化材料，V、W、Ge、Ga、C3N4基等系列光催化材料的结构组分调控。

关键词：光催化还原；二氧化碳；光催化材料；研究进展中图分类号：O643.36;O644.1文献标识码：A DOI:10.13725/ki.pip.2021.06.002目录I.引言254II.光催化二氧化碳还原机理255III.光催化二氧化碳还原功能材料255A.TiO2基系列光催化材料255B.V基系列光催化材料256C.W基系列光催化材料257D.Ge、Ga基系列光催化材料257E.C3N4基系列光催化材料258F.其他光催化材料259 IV.结语260致谢260参考文献260I.引言能源短缺和环境问题已成为当今人类社会所面临的重大挑战。

当前世界能源消耗的80%仍来自于以石油、煤、天然气等为主的化石能源。

随着人类社会活动收稿日期：2021-11-08∗E-mail:*******************†E-mail:************.cn‡E-mail:********************.cn 的增加，不仅加快了对化石能源的消耗，还造成大气中以CO2为主的温室气体排放量的增加，严重干扰了自然界的碳循环，导致全球气候变暖。

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。

实验一-二氧化钛纳米粒子光催化性能的研究2以下是为大家整理的实验一-二氧化钛纳米粒子光催化性能的研究2的相关范文，本文关键词为实验,二氧化钛,纳米,粒子,催化,性能,研究,二氧化钛,纳米，您可以从右上方搜索框检索更多相关文章，如果您觉得有用，请继续关注我们并推荐给您的好友，您可以在综合文库中查看更多范文。

二氧化钛纳米光催化性能的研究实验目的：1.了解Tio2光催化降解有机染料的原理。

2.掌握Tio2光催化活性评价的方法。

实验原理：光催化以半导体如Tio2，Zno，cds，wo3，sno2，Zns，srTio3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。

Tio2是目前广泛研究、效果较好的光催化剂之一。

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。

半导体粒子的能带结构。

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。

当光子能量高于半导体带隙能（如Tio2,其带隙能为3.2eV）的光照射半导体时，半导体的价带电子发生带间跃迁，即从价带跃迁到导带。

从而使导带产生高活性的电子（e-），而价带上则生成带正电的空穴（h+），形成氧化还原体系，从而在催化剂表面产生具有高活性的羟基自由基（·oh），·oh 具有很强的氧化性，可以氧化很多难降解的有机化合物（R）。

仪器与试剂仪器：电子天平（精度0.1mg）；电磁搅拌器；烧杯（250mL,100mL,50mL）;锥形瓶（400mL）；夹套式光催化反应器；125w自整流汞灯光源；石英比色皿；紫外可见光谱仪。

试剂：Tio2(p25)；次亚甲基蓝；甲基橙Tio2的光催化性能测试：实验步骤（1）称取15mg次亚甲基蓝，溶解于375ml水中，配制成40mg/L 的次亚甲基蓝溶液作为模拟污染物。

（2）称取98mg二氧化钛，分散到100ml次亚甲基蓝溶液中，避光搅拌半个小时，使二氧化钛和次亚甲基蓝达到吸附平衡，然后开启125w自整流汞灯，在照射时间分别为0、30分钟、60分钟、90分钟、120分钟、150分钟后各取样5ml，然后离心分离除去催化剂，得到上清液。

1.光催化降解试验是在武汉理工大学制造的反应器中进行，配制的亚甲基蓝溶液初始浓度为20 mg/L，溶液pH值控制在6.5左右。

将25mg纯TiO2和掺杂TiO2粉末分别加入到亚甲基蓝溶液中，避光环境下超声波分散20min，使粉末均匀分散达到吸附平衡。

在20W紫外灯下边照射边磁力搅拌，灯离液面的距离固定在15cm高度。

每隔一定时间进行取样，试样离心分离后取上部清液，用UV-2000型紫外分光光度计测定在亚甲基蓝溶液最大波长处664nm的吸光度。

根据朗伯-比耳定律，在低浓度时溶液浓度与吸光度呈良好的线性关系。

因此，可用相对吸光度值的变化来表征降解过程中亚甲基蓝浓度的变化，即：降解率d =(C0—C t)/C0×100% = (A 0—A t)/A0 ×100%，式中，C t、A t分别为t时刻亚甲基蓝溶液的浓度和吸光度；C0、A0分别为亚甲基蓝溶液的初始浓度和吸光度。

由于亚甲基蓝溶液在紫外灯照射下会分解，因此在做降解实验的同时作了相应的空白实验，以减少对试验结果的影响。

2.纳米Ag-ZnO薄膜的催化活性测定以甲基橙的光催化降解作为模型反应，评价纳米Ag-ZnO 薄膜的光催化性能。

将不同银沉积量纳米Ag-ZnO薄膜基片浸入25 mL甲基橙溶液(10mg L－1)中，采用紫外灯光照，与薄膜间距为5cm，磁力搅拌3h，用分光光度计测定光照前后甲基橙的吸光度的变化。

实验中，6W紫外灯(主波长254 nm)距液面5 cm。

3.光催化活性采用降解甲基橙来表征，光催化实验反应装置是自制的，灯源为德国欧司朗公司生产的HQI-BT 400W/ D金属卤化物灯。

在灯源和反应器之间放置滤波片以提供特定波段的光源(λ>390 nm)。

具体测试过程与方法如下：将10 mg S/ TiO2样品和10 mL浓度为20 mg/L的甲基橙溶液混合放入50 mL反应器中，避光条件下搅拌30 min待达到吸附-脱附平衡。

第1期2021年2月No.1February，2021印染废水排放量大、成分复杂，且具有毒性大、稳定性强的特点，是工业废水中较难治理的一种[1]。

目前，国内大多数采用生物或物理治理方法，但效果并不理想。

因此，新技术的研发应用刻不容缓。

二氧化钛光催化氧化具有能耗低、操作简单、污染少的特点，备受关注。

臭氧是一种强氧化剂，臭氧氧化反应具有高效、绿色无污染等特点，被广泛应用于废水处理中[2]。

本课题组于2018年提出一种颗粒状催化剂流动床方式的深紫外湿式催化氧化反应器，催化剂为流动式反应模式，比静止式的效果好[3]。

通过实验发现，臭氧氧化撞击流反应器降解亚甲基蓝溶液的效果比普通反应器的效果好，并且提高了臭氧的利用率。

本课题利用紫外光催化协同臭氧氧化撞击反应技术，将催化剂、紫外光和臭氧分别与模拟废水的亚甲基蓝溶液混合反应，探讨亚甲基蓝的降解反应效果。

1 实验试剂和仪器实验的主要试剂有：催化剂二氧化钛（TiO 2）微珠、亚甲基蓝（Methylene Blue ，MB ）、NaOH 、HCl 以及紫外发光二极管（Light Emitting Diode ，LED ）灯珠。

实验的主要仪器有：可见光分光光度计722、臭氧发生器CH-ZTW3G 、空气压缩机550 W/8 L 、氟塑料泵25FSB-10 L 、防腐玻璃转子气体流量计LZB-10WB 、防腐玻璃转子液体流量计LZB-25、高精度pH 测试笔、自制流动强混合深紫外催化氧化反应器、自制气液撞击流反应器。

实验的连接如图1所示，其中，①②③④⑤⑥⑦⑧分别代表污水储箱、水泵、调节阀、流动式光催化反应器、臭氧氧化撞击流反应器、射流器、空气压缩机、臭氧O 3发生器。

通过控制各个调节阀门的关和开，可以分别进行单一光催化、单一臭氧氧化、两者协同3种类型的实验，还可以设置不同的初始条件，进行有不同影响因素的实验。

图1 实验反应连接示意2 实验结果2.1 制备被处理液选用分子式为C 16H 18ClN 3S ∙3H 2O 的亚甲基蓝，称取3.74 g 置于1 L 的容量瓶中，添加重蒸馏水稀释至标线，然后摇匀配制成1×10-2 mol/L 的溶液。

0引言“创新”一词在《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中被多次提起,目前的教育改革中也大力支持培养当代大学生的创新思维能力[1]。

然而,仅仅通过单一的理论教学无法培养学生的创新思维能力,尤其是对综合性交叉的化学学科专业的学生。

尽管基础化学实验是化学类专业学生的最基础的实验操作学习过程,是实现理论与实践的完美结合的途径之一。

但是,简单的基础实验操作已满足不了当今日益激烈竞争的社会需求,尤其是今后从事化学行业工作以及科学研究工作者。

最近,科研融入教学课堂中的教学模式被广泛探讨,已被视为一种高效地培养学生创新思维能力和实践能力的有效策略之一[2,3]。

通过借助学生的基础化学实验技能,利用高等院校的科研平台和资源,将科学研究与基础化学相结合,培养高素质的综合创新型人才,提高教学质量。

因此,适当引入一些基础科学实验到化学类专业学生的学习中是非常必要的。

近年来,抗生素作为一种新兴的药物化合物,被广泛应用于不同的领域,对环境基质和人类健康构成了严重威胁[4,5]。

四环素(TC)作为一种流行的抗生素,已在地下水中被检测到。

由于TC 的结构比较稳定,在废水处理中利用传统的方法,如吸附[6]、微生物分解[7]、膜分离[8]等,很难彻底消除。

其中,吸附过程简单,但沉积物会引起二次污染,处理费力,更为重要的是,不符合绿色化学和可持续发展的理念。

因此,探索一种绿色环保、操作简单的去除污染方法,实现高毒性的有机污染物降解为无毒性的无机盐离子具有一定的研究意义。

在众多的技术中,光催化技术作为一种先进的氧化技术,由于具有低成本、高效率以及无二次污染等优点,被认为是最理想、最高效、绿色环保的污染物去除方法,尤其是降解重金属离子[9]、菌类[10]、合成染料[11]、杀虫剂[12]以及抗生素[13]等引起的水污染物非常有效。

光催化技术是将太阳能转化为化学能,降解高毒性的有机污染物为无毒性的无机盐离子,进一步分解为二氧化碳和水。

总而言之,光催化废水处理的应用研究,不仅仅充分利用了取之不尽用之不竭的太阳能,而且解决了严重的环境污染问题,具有潜在的应用前景。