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利用活性炭模板有效合成纳米级锐钛矿型TiO?单晶以增强结晶紫的光降解效果
摘要： 通过简单的溶胶-凝胶法，采用三种活性炭（AC）模板成功合成了纳米级锐钛矿TiO?单晶。以木质活性炭为模板制得最优光催化剂（T-WOAC）。X射线衍射、透射电镜及BET分析表明，T-WOAC具有8.7 nm的小晶粒尺寸和清晰的中孔结构。通过结晶紫（CV）光降解实验评估样品光催化性能，结果显示AC模板制备的光催化剂比原始TiO?具有更优异的光催化活性。这种增强可能源于AC制备的催化剂具有小晶粒尺寸、大比表面积和孔容特性。T-WOAC表现出高光催化活性，在120分钟光照后CV降解率达99.01%，速率常数k=0.03914 min?1，是原始TiO?（k=0.00994 min?1）的3.9倍。该结果主要归因于采用具有适中比表面积和孔容的WOAC制备T-WOAC。碱性条件有利于光催化剂对CV的光降解。本研究提出了CV的可能降解机制，并表明所制光催化剂可有效去除水溶液中的CV。
关键词： 光催化剂，锐钛矿型二氧化钛单晶，溶胶-凝胶法，结晶紫，活性炭
更新于2025-11-14 17:04:02
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二氧化钛/活性炭复合催化剂光催化降解亚甲基蓝和苯酚
摘要： 采用二氧化钛-活性炭复合材料分别在水溶液中进行了亚甲基蓝和苯酚的光催化降解实验。通过使用不同织构特征的活性炭复合材料以及不同波长或能量的光源，探究其对二氧化钛-活性炭催化剂性能的影响。催化剂（TiAC1、TiAC2和TiAC3）是通过将活性炭载体浸渍于钛前驱体（TiO2）水悬浮液中制备而成。采用BET、XRD和FTIR对催化剂进行表征。衍射图谱显示强峰归属于锐钛矿相二氧化钛，弱峰表明存在少量金红石相。FTIR显示TiO2颗粒中存在Ti-O-Ti键的宽峰。分别在可见光和不同波长的紫外光照射下进行了亚甲基蓝和苯酚的光催化降解实验。对于亚甲基蓝去除，吸附作用占主导；而对于苯酚去除，光分解作用更为显著。
关键词： 光催化、苯酚、亚甲基蓝、二氧化钛、活性炭、前驱体
更新于2025-09-23 15:23:52
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吸附阳离子的活性炭作为水介质中污染物降解的光催化剂
摘要： 基于商用椰壳活性炭Aquacarb 607C制备了氧化改性活性炭（AC）。该活性炭具有微-介孔结构，并含有表面羧基和酚/烯醇基团。通过在酸性介质中进行离子交换，合成了含铜和含钴的活性炭。根据电位滴定和XPS数据，阳离子交换型活性炭中金属离子含量约为0.5%。与氧化活性炭相比，这种含阳离子的活性炭具有更窄的带隙，这与掺杂氧化物的表现一致。将氧化活性炭和含阳离子活性炭作为催化剂，测试了其在紫外光和可见光照射下对染料及苯酚的光降解性能。原始氧化活性炭在紫外光下对罗丹明B和甲基橙具有光活性，但在可见光下无活性。首次研究表明，阳离子交换型活性炭在紫外和可见光区域对罗丹明B、甲基橙和苯酚均表现出增强的催化活性。由此证实，通过引入微量铜和钴阳离子来提升活性炭光催化性能具有基本可行性。
关键词： 阳离子交换形式、脱色与矿化、紫外线和可见光照射、活性炭、光催化降解
更新于2025-09-23 15:23:52
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二氧化锰纳米颗粒/活性炭复合材料作为高效的紫外和可见光光催化剂
摘要： 通过化学还原法制备了二氧化锰纳米颗粒/活性炭（MnO2/AC）复合材料和二氧化锰纳米颗粒（MnO2 NPs）。形貌研究表明，MnO2 NPs呈圆柱状和球形。研究还发现MnO2 NPs在活性炭上分散良好，而纯Mn NPs同时存在分散态和团聚态。FT-IR分析证实了MnO2 NPs的合成。Zetasizer测试显示Mn NPs粒径均匀且小于100 nm，其zeta电位为?20 mV，表明其在悬浮液中具有稳定性。合成的Mn/AC复合材料和Mn NPs被用作光催化剂降解刚果红（CR）染料。降解实验表明，在紫外光和自然光照射下，MnO2/AC复合材料比MnO2 NPs能更高效地降解CR染料。该复合材料的高效降解源于活性炭对染料的吸附作用与负载型MnO2 NPs快速光降解的协同效应。结果显示Mn/AC复合材料在5分钟内降解了约98.53%的CR染料，而MnO2 NPs在相同光照时间内仅降解66.57%。循环使用的催化剂仍保持显著降解能力，验证了其可持续性。通过考察催化剂用量和初始染料浓度的影响发现，染料在自来水中的降解速率（有催化剂存在时）明显更快，这可能归因于自来水中多种矿物离子的存在。
关键词： 二氧化锰、纳米颗粒、活性炭、光降解、光催化剂、刚果红
更新于2025-09-23 15:23:52
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不同无机物对聚酰亚胺基布拉格光栅湿度传感器的影响
摘要： 已通过实验研究了活性炭和氯化锂对聚酰亚胺基光纤布拉格光栅相对湿度传感器的影响。通过浸涂工艺，在光纤布拉格光栅上沉积有机-无机杂化涂层以形成不同的相对湿度传感器。实验结果表明，单独添加活性炭或氯化锂可使湿度灵敏度分别提高1.67倍和1.61倍，但同时含有氯化锂和活性炭的结构灵敏度提升最大（3.9倍）。在14天稳定性测试中，纯聚酰亚胺传感器的波动为±6.5%，而活性炭传感器、氯化锂传感器及活性炭与氯化锂复合传感器的波动分别为±3%、±8%和±1.6%。
关键词： 氯化锂、光纤布拉格光栅、活性炭、聚酰亚胺、湿度传感器
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于活性炭/二氧化钛的复合材料用于光催化水净化
摘要： 本研究描述了不同活性炭（AC）/二氧化钛（TiO?）比例复合材料的制备方法，采用XRD、BET和SEM进行表征，并以偶氮染料酸性橙7（AO7）为对象评估其在水溶液中的吸附性能与光催化活性?；谏逃没钚蕴浚?737 m2/g）和TiO?（P25，45 m2/g）材料通过混合方法制备AC/TiO?复合材料，研究参数包括AC/TiO?比例、水热处理及复合材料的球磨工艺。复合材料比表面积随AC含量增加而提升。AO7的降解源于吸附与光催化氧化两种过程的协同作用。通过扣除暗态吸附量（吸附本底值）获得纯光催化氧化速率（PO），最优AC/TiO?比例为0.23——此时PO速率仅略低于P25，但AO7总去除率是P25的两倍。低频球磨会减小碳颗粒尺寸、增强AO7吸附能力但降低其PO速率；高频球磨则导致锐钛矿相减少、少量板钛矿相出现，且AO7的PO速率几乎可忽略。低频球磨的AC/TiO?悬浮液产生的羟基自由基自旋加合物（?DMPO-OH）浓度与非球磨样品相当，而高频球磨样品中该浓度显著降低，这归因于活性炭中碳中心自由基浓度升高（作为光生电子捕获剂）。
关键词： 吸附，活性炭，P25，电子顺磁共振波谱，AO7，光催化氧化
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过原位利用石煤矿合成多功能光催化剂氧化钒/活性炭
摘要： 本研究首次通过原位利用石煤矿制备了活性炭（AC）、五氧化二钒（V2O5）及V2O5/AC光催化剂。分别采用正交实验和单因素实验系统研究了活性炭（AC）与V2O5/AC的合成条件，所得最优参数可直接应用于石煤矿实际利用场景。石煤矿最佳脱灰实验参数为：氢氟酸浓度15%、硫酸浓度15%、酸浸温度85°C、酸浸时间2小时。制得的石煤基活性炭可用于亚甲基蓝去除，所制备的V2O5/AC光催化剂对罗丹明B（RhB）染料展现出高效可见光驱动光催化活性，在仅3小时光催化反应后RhB降解率可达90.0%。该光催化剂有望用于其他有机染料废水处理，实际拓展了石煤矿的应用领域。最重要的是，我们希望提出的"矿石原位利用"新理念能得到广泛推广与应用。
关键词： 石煤矿石、光催化剂、五氧化二钒、活性炭、原位利用
更新于2025-09-23 15:22:29
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改性纳米复合光催化剂在紫外LED照射下对混合工业废水降解效率的增强
摘要： 本研究的目的是探究改性活性炭/二氧化钛（AC/TiO?）纳米复合催化剂对混合工业废水光催化降解能力的提升效果。该纳米复合材料通过溶胶-凝胶法合成，并采用动态光散射（DLS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、晶体相分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见光谱（UV-Vis）、热重分析（TGA）和比表面积分析（BET）对其形貌与粒径进行表征。实验评估了该改性AC/TiO?纳米催化剂在不同紫外LED光照时段对混合工业废水的光催化降解效率，结果显示：反应90分钟后COD和BOD去除率分别达到97%和94%，此后降解值趋于稳定。AC/TiO?对工业废水的光催化降解符合准一级反应动力学，反应速率常数为1.04×10?2。实验证实，在紫外LED照射下延长反应时间可提高污染物去除效率。
关键词： 紫外线LED照射，光催化降解，活性炭/二氧化钛纳米复合材料，混合工业废水
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于壳聚糖/活性炭/TiO2的自组装空气过滤器对气态甲苯的光催化降解
摘要： 光催化过滤器与空气净化器和通风系统集成，用于去除室内空气中的挥发性有机化合物（VOCs）。然而，通过浸涂或喷涂法制备的过滤器稳定性较差，因为沉积的TiO2纳米颗粒容易被处理过的空气吹落。在本研究中，我们提出了一种基于壳聚糖（CS）介导的活性炭（AC）与TiO2在无纺聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）织物上自组装的新型过滤器制备方法。制备的过滤器（CSAT-PET）通过形貌和化学性质表征，显示出沉积TiO2的均匀性和化学键合。在黑暗和紫外光照条件下评估了该过滤器对甲苯（200–600 ppb）的光催化活性。CSAT-PET的甲苯去除效率达到91%，而纯TiO2过滤器仅为62%。约40%的甲苯去除通过CSAT-PET的吸附实现。此外，CSAT-PET在0.5至1.5 m/s的面速度范围内表现出稳健性能，且反应速率符合Langmuir-Hinshelwood模型。FTIR研究鉴定出苯甲醛和苯甲酸为吸附中间体。紫外诱导的过滤器再生部分释放了吸附物质。CSAT-PET在五次降解循环中表现出一致的甲苯去除率和完整的形貌。采用响应面法中的Box-Behnken设计（BBD）优化过滤器制备方法。TiO2、AC和CS的最佳负载量分别为38.3 g/m2、52.6 g/m2和2.06%（w/v），此时甲苯去除效率最高（93%）。该方法可用于制备低成本、稳定且可重复使用的空气净化光催化过滤器。
关键词： 挥发性有机化合物，空气过滤器，光催化氧化，二氧化钛，活性炭，自组装
更新于2025-09-19 17:13:59
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金修饰三相混合TiO?/磷酸改性活性炭纳米复合材料的合成：一种可轻松回收、高效降解高浓度2,4-二氯苯酚的光催化剂
摘要： 制备高活性且易于回收的TiO?光催化剂具有重要意义。本研究以HCl为晶相导向剂，通过水热法合成了以锐钛矿为主相的三相混合（锐钛矿/金红石/板钛矿）纳米TiO?，其对高浓度2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）展现出优异降解活性。值得注意的是，通过负载金纳米颗粒并与磷酸处理的活性炭耦合后，其表观光活性显著提升。经用量优化的纳米复合材料降解速率常数（k）较纯锐钛矿TiO?提高近12倍?；谖忍砻婀獾缪蛊?、羟基自由基荧光光谱、程序升温脱附及氧电化学还原曲线分析，证实其卓越光活性主要源于：多相混合结构显著增强的电荷分离效率，以及金纳米颗粒作为电子受体对O?活化的促进作用。此外，磷酸修饰活性炭载体的电子捕获与污染物富集功能也有效提升了光催化反应效率，并具备可回收特性。该研究为制备降解高浓度污染物的TiO?基纳米光催化剂提供了环境修复新策略。
关键词： 2,4-二氯苯酚降解、光催化剂、金纳米颗粒、二氧化钛、活性炭
更新于2025-09-16 10:30:52