壳聚糖改性纳米TiO2的制备及可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了壳聚糖(CS)改性纳米TiO2复合粒子。以甲基橙为目标污染物,通过碘钨灯照射进行可见光催化反应研究。考察了合成条件对TiO2/CS纳米复合粒子光催化性能的影响,得出了制备可见光高催化活性TiO2/CS纳米复合粒子的最佳条件:壳聚糖含量1wt%,焙烧温度280℃,焙烧时间2h,pH值为5,凝胶温度25℃。最佳条件下制备的TiO2/CS纳米复合粒子在太阳光下能快速催化降解甲基橙溶液,60min后甲基橙降解率达到99%,表明TiO2/CS纳米复合粒子是一种利用太阳光处理废水的新材料。     

等离子体改性TiO2/WO3/Bi2WO6纳米 复合材料及其可见光催化活性

以二水合钨酸钠和五水合硝酸铋为原料，通过优化水热法反应温度制备了WO3/Bi2WO6纳米片，将其与锐钛矿型TiO2纳米颗粒复合制备了可见光催化性能优良的TiO2/WO3/Bi2WO6复合光催化剂，并采用一种高密度管状等离子体放电装置对其进行表面改性。利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、XPS、UV-Vis DRS、PL对样品进行了表征和分析，考察了其在可见光下降解亚甲基蓝的光催化性能。结果表明，当水热温度为120 ℃时，WO3/Bi2WO6纳米片具有较好的光催化性能；TiO2/WO3/Bi2WO6复合催化剂中掺入TiO2质量分数为10.7%时，所得三元复合材料的光催化性能远优于WO3/Bi2WO6纳米片；经等离子体改性处理后，三元复合材料的吸收边向可见光红移，放电输入功率的增加有助于提高复合材料的光催化活性，当放电电压为1.1 kV时，复合材料的降解速率常数分别是未处理样品和WO3/Bi2WO6的2.2倍和3.9倍。     

SrTiO_3/Zn_xCd_(1-x)S异质结的制备及其可见光光解水制氢性能

通过溶剂热法制备了具有良好结晶度的Sr Ti O_3晶体,再通过水热法制备出不同比例的n(Sr TiO_3)∶n(ZnxCd1-xS)异质结光催化材料,随后调整x的值(0、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、1)制备出不同n(Zn)∶n(Cd)的系列样品。通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS),紫外-可见(UV-Vis)分光光谱等技术对系列样品进行物理表征。通过可见光下光解水制氢的产量进行光催化性能的测试,结果表明:Sr TiO_3和ZnxCd1-xS复合之后,能够形成良好的异质结体系,有效增强其光解水制氢性能,其中n(Sr TiO_3)∶n(Zn0.6Cd0.4S)=1∶5的异质结材料表现出最好的可见光光解水制氢性能,循环稳定后氢气产率为5 300μmol/(g·h)。     

Fe2O3/TiO2纳米材料的制备及其紫外-可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了不同Fe含量的纳米Fe2O3/TiO2复合光催化材料,并用X射线衍射和透射电镜研究了样品的晶体结构和形貌,分别在紫外和可见光下研究了不同Fe含量复合催化剂的光催化降解甲基橙的活性.结果表明在Fe复合比例较低时,样品为锐钛矿结构;在紫外光情况下,最佳Fe2O3/TiO2复合比例为0.5%,在比例为10%情况下催化效果也比较好;而在可见光情况下,最佳fe2O3/TiO2复合比例为0.1%.     

静电纺TiO2-SiO2复合纳米纤维的制备及其光催化性能研究

采用静电纺丝技术制备了PVP-TiO2-SiO2前驱体复合纳米纤维,利用视频显微镜观察了其成纤状态和形貌结构;经600℃煅烧得到TiO2-SiO2复合纳米纤维,利用FT-IR、XRD、SEM和分光光度计对TiO2-SiO2复合纳米纤维的形成、晶型结构、形貌和光催化降解性能进行了表征。结果表明,经600℃煅烧后,PVP-TiO2-SiO2复合纳米纤维中的PVP被有效的去除,制得无定形TiO2-SiO2复合纳米纤维,且纤维呈圆柱形;TiO2-SiO2复合纳米纤维对亚甲基蓝染液具有良好的光催化效果,且光催化效率随TiO2-SiO2复合纳米纤维用量的增加而提高。     

Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2复合材料的制备及其光催化性能

利用TiO2纳米带作为基底,乙二胺作为还原剂及氮源,采用溶剂热法合成光催化复合材料Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2.通过XRD、SEM、TEM等对催化剂的结构进行了表征.结果显示,直径为1.2～2.1 nm的单质铋(Bi0)和碳酸氧铋(Bi2O2CO3)的复合量子点均匀生长在一维TiO2纳米带(TiO2 NBs)表面.在可见光照射下,相比于TiO2 NBs(降解率30.95％),Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2在3 h内实现了对有机污染物罗丹明B的高效降解(降解率95.02％).活性物质捕获实验证实,h+和?OH是材料参与光催化降解罗丹明B的主要活性物质.     

Fe,N共掺杂TiO_2/SiO_2复合材料的制备及光催化性能

采用溶胶—凝胶法制备了掺杂不同量Fe,N的TiO2/SiO2复合纳米粒子。通过红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜等对制备的样品的结构和形貌进行表征。以甲基橙水溶液的光催化降解为模拟反应,在紫外光照射下评价了样品的光催化活性。结果表明:Fe,N共掺杂TiO2/SiO2为核壳结构,SiO2核与TiO2壳间形成了Ti—O—Si键。由于金属Fe3+离子抑制光生载流子的复合,非金属N降低了TiO2/SiO2的带隙能,Fe,N共掺杂的协同作用使复合TiO2/SiO2具有更好的光催化性能。共掺杂0.05%Fe及0.05%N的TiO2/SiO2复合光催化粒子的催化活性最高,光照1h后对甲基橙的降解率提高到52%。     

棒状C60/TiO2纳米复合材料的制备及其光催化性能

以商业TiO2(P25)为原料,通过水热法制备了棒状锐钛矿型TiO2,再利用化学吸附作用将C60与TiO2复合得到棒状C60/TiO2纳米复合材料。采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、Raman光谱、紫外可见漫反射光谱对样品进行表征,以罗丹明B(RhB)为探针分子在紫外光下考察了C60/TiO2纳米复合材料的光催化活性。结果表明:少量C60的引入可明显提高棒状TiO2的光催化活性,且1.0%C60/TiO2纳米复合材料的光催化活性最高,优于单纯的棒状TiO2和商业P25,其原因是由于C60具有良好的接受和传导电子性能,降低了TiO2光生电子–空穴的复合机率,进而提高了光催化活性。     

不同酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛光催化剂的研究

通过水蒸汽-水解法制备了纳米级TiO2粉体,并通过原位聚合法制备了不同酸掺杂的聚苯胺(PANI)/TiO2复合材料。利用单因素实验验证了盐酸、硫酸、对甲苯磺酸和对氨基苯磺酸四种掺杂酸对TiO2光催化活性的影响。以KBF染料模拟废水为研究对象,考察了PANI/TiO2复合材料在紫外光及可见光照射下降解水中有机物的效果。结果表明,其他单因素相同时,盐酸掺杂的聚苯胺复合二氧化钛粉体效果较好。聚合反应中苯胺与过硫酸铵的摩尔比为1∶2,反应温度为5℃,反应时间4h。不同酸掺杂的聚苯胺对纳米TiO2光催化剂的改性,显著改善了纳米TiO2光催化剂在可见光条件下的光催化性能,可有效降解KBF染料。     

Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2复合材料的制备及其光催化性能

利用TiO2纳米带作为基底,乙二胺作为还原剂及氮源,采用溶剂热法合成光催化复合材料Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2。通过XRD、SEM、TEM等对催化剂的结构进行表征,结果显示,直径为1.2~2.1 nm的单质铋（Bi0）和碳酸氧铋（Bi2O2CO3）的复合量子点均匀生长在一维TiO2纳米带（TiO2 NBs）表面。在可见光照射下,相比于TiO2（降解率30.95％）,Bi0/Bi2O2CO3/N-TiO2在3 h内实现了对有机污染物罗丹明B的高效降解（降解率95.02％）。最后进行活性物质捕获实验,证实h+和•OH是材料参与光催化降解罗丹明B的主要活性物质。     

CdS/TiO2复合纳米粒子的制备及其产氢性能研究

采用化学沉淀法制备了CdS包覆TiO2（CdS/TiO2）复合纳米粒子,利用XRD、TEM、SEM、UV-vis吸收光谱等对其进行了表征分析,并以可见光分解水制氢为探针反应考察了复合纳米粒子的活性。结果表明,CdS/TiO2 复合纳米粒子的颗粒大小约为40nm,TiO2 以锐钛矿型存在,CdS以六方相存在;复合纳米粒子的吸收光谱较TiO2 发生“红移”,大幅拓宽了对可见光区的吸收范围。光解水制氢实验表明,CdS/TiO2 复合纳米粒子具有良好的可见光释氢活性和光学稳定性。     

Tb掺杂介孔TiO_2/聚噻吩复合材料的制备及其可见光光催化性能研究

采用原位聚合法制备了一系列不同质量比m(Th)/m(Tb掺杂介孔TiO2)的复合光催化剂(其中Th为噻吩),采用XRD、FTIR、荧光光谱(PL)、场发射透射电镜(FETEM)和X射线光电子能谱(XPS)对复合光催化剂进行了表征。结果表明,复合粒子上的聚噻吩骨架中S原子与TiO2粒子间存在相互作用。以罗丹明B为模型降解物,研究了不同比例复合光催化剂在可见光下的光催化性能,其中m(Th)/m(Tb掺杂介孔TiO2)=1/10复合光催化剂光催化性能最好。在可见光照射下4 h,脱色率达到82.4%。这是由于Tb掺杂介孔TiO2与PTh(聚噻吩)之间的协同作用,拓宽了TiO2纳米粒子的光响应范围,提高了光生电子和空穴的分离效率,从而有效提高了其光催化性能。     

CdS/TiO_2复合纳米粒子的制备及其产氢性能

采用化学沉淀法制备了CdS包覆TiO2(CdS/TiO2)复合纳米粒子,利用XRD、TEM、SEM、UV-Vis吸收光谱等对其进行了表征分析,并以可见光分解水制氢为探针反应考察了复合纳米粒子的活性。结果表明,CdS/TiO2复合纳米粒子的颗粒大小约为40 nm,TiO2以锐钛矿型存在,CdS以六方相存在;复合纳米粒子的吸收光谱较TiO2发生"红移",大幅拓宽了对可见光区的吸收范围。光解水制氢实验表明,CdS/TiO2复合纳米粒子具有良好的可见光释氢活性和光学稳定性。     

酚醛树脂辅助合成SiO2/TiO2介孔复合微球及其光催化

利用Stber法合成的纳米SiO2为前体,在酚醛树脂和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助下制备SiO2/TiO2介孔复合微球,并利用XRD、SEM、EDS、BET、BJH以及FTIR对材料的晶型、形貌以及结构进行了表征,以罗丹明B为目标降解物评价样品的光催化性能。结果表明,SiO2/TiO2介孔复合微球是由TiO2和SiO2组成,直径约300 nm,TiO2以纳米薄层方式均匀地沉积在SiO2表面,界面之间存在Si—O—Ti键;SiO2/TiO2介孔复合微球的比表面积为92.3 m2/g,较P25提高了约3倍。光催化评价表明,SiO2/TiO2介孔复合微球对罗丹明B的降解率达98%,较P25光催化降解率有明显提高。     

Ag_3PO_4/TiO_2纳米管阵列的制备及其可见光光催化活性

用浸渍-沉积法将Ag3PO4沉积在自组装TiO2纳米管阵列的管壁上制备Ag3PO4/TiO2纳米管阵列。用X射线衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见漫反射光谱对样品进行表征。通过在可见光(λ420nm)下降解水中的罗丹明B检测样品的光催化活性。结果表明:由于Ag3PO4与TiO2之间形成了异质结,在Ag3PO4的强可见光吸收性能和该异质结的协同作用下,Ag3PO4/TiO2异质结纳米管阵列的可见光光电催化活性高于单一的纯Ag3PO4和TiO2纳米管阵列膜。     

提高纳米二氧化钛可见光光催化活性研究的进展

综述了近年来提高纳米TiO2可见光光催化活性的研究,主要包括:对纳米TiO2进行表面复合与衍生、金属离子掺杂、半导体偶合、非金属元素掺杂改性和染料敏化等技术,并分析了各种不同掺杂改性机理.最后,展望了提高纳米TiO2可见光光催化活性研究进展的前景.     

贝壳粉/SnS_2纳米复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用水热法合成贝壳粉/SnS_2复合光催化材料,通过控制贝壳粉的含量制备了一系列不同质量比的贝壳粉/SnS_2纳米复合材料,探讨其光催化性能。采用XRD、DRS、IR以及SEM对制备的不同质量比的贝壳粉/SnS_2纳米复合材料进行了表征,通过在可见光下降解罗丹明B探讨了不同质量比的贝壳粉/SnS_2复合材料的光催化性能,并通过循环实验测试了样品的稳定性。结果表明,在150℃下水热反应24 h合成的质量百分比为10%的贝壳粉/SnS_2纳米复合光催化材料催化性能最好。     

Fe3+/Zn2+复合掺杂纳米TiO2的结构及光催化性能

采用溶胶-凝胶工艺,以钛酸丁酯(Ti(C4H9O)4)为前驱体,冰醋酸为螯合剂,制备了Fe3 /Zn2 复合掺杂的改性纳米TiO2粉体材料.运用X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱、Fourier变换红外光谱和光吸收研究了铁锌元素掺杂对纳米TiO2相变和光催化活性的影响.结果表明:铁及锌的掺杂会降低TiO2由锐铁矿相向金红石相的转变温度;掺铁和锌能提高纳米TiO2的光催化活性;当Fe3 /Ti4 摩尔比为0.2,Fe3 /Zn2 摩尔比为0.5时,经300℃焙烧1 h制备的Fe3 /Zn2 复合掺杂纳米TiO2样品的光催化活性最好;在太阳光照4h时,Fe3 /Zn2 摩尔比为0.5复合掺杂纳米TiO2样品对甲基橙的降解率可达71.43%.     

贝壳粉/SnS_2纳米复合材料的制备及其光催化性能的研究

采用水热法合成贝壳粉/SnS_2复合光催化材料,通过控制贝壳粉的含量制备了一系列不同质量比的贝壳粉/SnS_2纳米复合材料,探讨其光催化性能。采用XRD、DRS、IR以及SEM对制备的不同质量比的贝壳粉/SnS_2纳米复合材料进行了表征,通过在可见光下降解罗丹明B探讨了不同质量比的贝壳粉/SnS_2复合材料的光催化性能,并通过循环实验测试了样品的稳定性。结果表明,在150℃下水热反应24 h合成的质量百分比为10%的贝壳粉/SnS_2纳米复合光催化材料催化性能最好。     

溶剂热法制备高可见光活性TiO2-BiOI光催化剂及其光催化性能研究

通过溶剂热法将TiO2均匀负载到了BiOI花状微球上，制备了TiO2-BiOI复合光催化剂。XRD，FT-IR，XPS，SEM，TEM和UV-Vis-NIR对样品进行了表征。以甲基橙为目标降解物，研究了TiO2-BiOI复合光催化剂在可见光下的光催化性能。研究结果表明，纳米TiO2的复合为增加复合光催化剂的比表面积作出了贡献，TiO2与BiOI之间形成的异质结构可以促进光生电子和空穴分离，从而达到提高复合光催化剂光催化性能的目的。Ti:Bi摩尔比为0.4的TiO2-BiOI复合光催化剂表现出最佳的光催化降解效率，可见光（λ>420 nm）照射60 min对甲基橙的降解率达到了95%，光催化效率要远好于纳米TiO2和纯的BiOI光催化剂。