Fe、Cr掺杂TiO_2光催化分解水制氢综合性实验设计

设计了TiO_2光催化分解水制氢的综合性实验,分别合成了无掺杂、Fe掺杂和Cr掺杂的3种锐钛矿型TiO_2,通过X-射线衍射仪和紫外-可见漫反射光谱对材料的晶型结构和光响应性质进行了表征,同时测试了3种材料的光催化分解水产氢活性,通过气相色谱法对产氢量进行定性和定量分析。结果显示,该综合性实验有助于学生了解光催化学术研究前沿,激发学生的科研热情,又可以提升学生的综合实践能力和创新思维能力。     

分子模拟在光催化降解物理实验教学中的应用

以纳米TiO_2为例,设计了光催化物理特性分析、离子掺杂对催化性能影响等一系列教学内容。实践表明,引入分子模拟教学项目,并采用"虚拟+真实""基础+创新"的实验教学模式,不仅提高了实验教学效果,丰富了专业实验内涵,也锻炼了学生综合运用物理知识解决实际问题的能力,有利于基础学科的创新型拔尖人才培养。     

伊利石/纳米TiO_2光催化剂的制备及其降解染料综合实验设计

基于伊利石/纳米TiO_2光催化剂的制备、光催化降解染料性能以及产物结构的表征,设计了一个综合研究性实验。该实验考察了反应体系的温度、时间及纳米TiO_2负载量对降解亚甲基蓝溶液(MB)效果的影响。运用了X-射线衍射(XRD)、X射线荧光衍射(XRF)、扫描电镜(SEM)对原料及反应产物进行了表征;利用紫外-可见分光光度计及光催化反应仪评估了其光催化降解的性能。实践证明,该综合实验对提高学生的学习兴趣,培养学生的创新思维,锻炼学生的综合实践能力有较大的积极作用。     

纳米TiO_2的水热合成及光催化降解甲基橙综合实验

科研成果转化为实验教学内容,对学生创新能力的提高具有重要的意义。将光催化研究领域的纳米TiO_2转化为切实可行的实验项目,设计了包括基础化学、材料化学、分析化学等内容的综合实验,学生亲自动手组装光催化降解装置。通过该实验,加深了学生对基础化学、材料化学等课程的认识并提高了学生综合运用知识的能力。     

纳米二氧化钛光催化降解空气中甲醛影响因素的研究

研究了在自制反应舱中纳米TiO2对室内空气中甲醛的光催化降解反应的影响因素，比较了载体对TiO2光催化降解甲醛速率的影响，发现泡沫镍网镍网最适合作为栽体。分析了掺杂的影响，发现活性炭和纳米掺锑氧化锡(ATO)粉末的加入能明显提高甲醛光催化降解速率。研究了粘结剂对TiO2光催化作用的影响，水玻璃的加入能够提高降解速率。     

Mo掺杂纳米TiO_2光降解甲基橙的动力学模型

通过溶胶-凝胶法制备了Mo不同掺杂量的纳米TiO2光催化剂,进行了UV-Vis分析,并在紫外光源下对降解甲基橙光催化活性进行了测定.最后建立L-H模型和GM(1,1)模型,考查了Mo/TiO2对甲基橙的降解动力学,并对模型进行了比较.结果表明,纳米TiO2当煅烧温度为500℃时,Mo的最佳掺杂量为0.05 mol%.L-H模型对有些Mo掺杂纳米TiO2光催化降解甲基橙存在偏差,且Andrews型稳健回归优于最小二乘算法的模拟结果.而GM(1,1)模型对Mo掺杂纳米TiO2光催化降解甲基橙能进行很好的实验模拟.     

Mo掺杂纳米TiO2光降解甲基橙的动力学模型

通过溶胶-凝胶法制备了Mo不同掺杂量的纳米TiO2光催化剂,进行了UV—Vis分析,并在紫外光源下对降解甲基橙光催化活性进行了测定．最后建立L-H模型和GM（1,1）模型,考查了Mo／TiO2对甲基橙的降解动力学,并对模型进行了比较．结果表明,纳米TiO2当煅烧温度为500℃时,Mo的最佳掺杂量为0．05mol％,L-H模型对有些Mo掺杂纳米TiO2光催化降解甲基橙存在偏差,且Andrews型稳健回归优于最小二乘算法的模拟结果．而GM（1,1）模型对Mo掺杂纳米TiO2光催化降解甲基橙能进行很好的实验模拟．     

V掺杂TiO_2粉体制备与表征综合性实验设计

基于溶胶-凝胶法制备V掺杂TiO_2光催化剂粉体(V-TiO_2),利用XRD、激光粒度仪和荧光光谱(PL)对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,对比掺杂前后TiO_2粉体对MB的光催化降解效果。结果表明,500℃热处理时样品为锐钛矿相与金红石相组成的混合晶型,颗粒粒度分布均匀,平均粒径1.7μm,V的掺入有效抑制了电子-空穴对的复合,明显提高了光催化性能。该实验路线简单易行,涵盖知识点多,综合了材料制备、结构表征和性能检测等基本实验技能,操作步骤简单,便于学生掌握。     

钒搀杂对TiO2光催化降解含酚溶液性能影响初探

采用溶胶凝胶法制备一系列不同钒掺杂量的TiO_2光催化剂,应用XRD、TEM手段和光催化反应装置研究了TiO_2光催化剂的结构及其苯酚光催化降解活性。结果表明,催化剂的组成、结构和粒子大小对苯酚光催化降解活性有较大的影响,随着钒掺杂量的增加,TiO_2的光催化活性先逐渐升高,V_2O_5掺杂质量分数为3％时光催化活性最好,V_2O_5掺杂质量分数超过3％时光催化活性逐渐降低。     

新型复合纳米TiO_2制备及性能实验设计

利用常温络合-控制水解法,以四氯化钛、有机羧酸、氨水、硝酸铜、硝酸镍等原料制备铜/镍共掺杂的复合纳米TiO_2透明乳液。使用XRD、纳米粒度分布分析仪、紫外-可见分光光度计等对样品的物相、粒径、光吸收、光催化等性质进行表征。将该透明乳液在模拟太阳光下对酸性红3R染料进行降解,分析了染料初始质量浓度、样品掺杂浓度、体系pH值、加热回流时间对光催化效果的影响。结果表明,当铜/镍掺杂量均为0.001 mol/L、体系pH值为5、回流时间为0时,复合纳米TiO_2光催化性能最好。