二氧化钛光催化剂的制备及应用进展

二氧化钛光催化剂的应用比其他半导体光催化剂更广泛，但它也有一定的局限性，因此需对二氧化钛的性能进行改进，可以拓宽二氧化钛的光响应范围，并提高光载体的形成、分离和转移效率，消除电子孔组成真空，提高半导体催化剂的光催化性能。着重介绍了提高二氧化钛作为半导体光催化剂的光催化活性的改性方法，包括金属及非金属的掺杂、包覆以及负载等，并对目前的研究成果以及遇到的问题进行了综述，最后就二氧化钛作为半导体光催化剂的未来发展前景进行了简单分析。     

改性纳米二氧化钛光催化涂料性能研究

对纳米二氧化钛的三种改性技术:有机改性、无机改性、复合改性进行分析,并了解其特点和应用范围,再结合纳米二氧化钛光催化涂料在性能上具有的抗菌性、光学效应优秀、耐老化性和环保性等优势,探究了改性纳米二氧化钛光催化涂料的应用情况。     

铜锡改性纳米二氧化钛光催化氧化还原性能的研究

在复合半导体基础上，采用超声浸渍法对催化剂表面作进一步铜改性，制备了铜锡改性的纳米二氧化钛光催化剂CuOx-SnO2／TiO2，考察了表面铜改性、二氧化锡复合对催化剂光催化氧化还原性能的影响．结果表明，表面铜改性和复合都有利于提高催化剂光催化氧化还原能力，二者间表现出相互增强的作用．结合XRD、XPS、TEM等催化剂表征结果，对铜锡改性纳米二氧化钛光激发机制进行了讨论，提出了二氧化碳光催化还原的可能机制．     

二氧化钛基材料的研究进展

近年来,由于工业化快速发展所引起的环境问题越来越严重,光催化技术作为解决环境问题的新技术得到广泛应用。二氧化钛(Ti O2)由于具有化学性质稳定,耐腐蚀性强,环境友好,成本低等优点成为当前被广泛研究的半导体光催化材料,并应用于各类催化反应中。但单一二氧化钛只对紫外光响应,太阳光利用率低,因此许多研究者对二氧化钛进行了改性研究,制备出一系列具有良好光催化性能的二氧化钛光催化材料。     

溶胶-凝胶法制备元素掺杂TiO2的研究进展

TiO2是目前研究最多的半导体光催化剂,具有强反应性、稳定性和环境友好性,在光催化、钙钛矿太阳能电池、锂离子电池等方面发挥重要作用.目前,研究主要通过形貌修饰、元素掺杂、半导体复合等方式提高TiO2光催化效率、稳定性,从而使TiO2半导体适应各种环境和用途.概述了近几年国内外通过溶胶-凝胶法制备元素掺杂TiO2的报道,系统分析了改性方法的基本机理和改性效果,并据此指出二氧化钛改性目前存在的问题,以及对未来的发展提出展望.     

TiO_2光催化降解有机污染物的研究进展

二氧化钛具有优异的光电转换及物化性能,是半导体光催化材料的研究热点,广泛用于有机污染物降解研究。但二氧化钛禁带宽度较大,只能吸收紫外光辐射,太阳光利用率低,且二氧化钛的量子效率低。综述金属掺杂、非金属掺杂、共掺杂、半导体复合-异质结和染料敏化二氧化钛改性方法,拓宽TiO_2的光响应范围,抑制载流子复合,提高光催化活性和能量转换效率,提高有机污染物降解率,实现可见光降解。     

环境领域的二氧化钛基光催化剂负载和改性技术研究进展

在环境问题日益加剧的今天,二氧化钛基光催化剂因其具有优异的性质,是光催化领域中人们研究的热点。二氧化钛基光催化剂研究包括能源领域的光解水制氢、太阳能电池、水体内污染物的去除以及CO_2资源化利用等方面。本文综述了近年来国内外二氧化钛的负载和改性技术的研究进展。通过硅土类、聚合物类、玻璃类和碳材料等载体来负载二氧化钛,可有效解决其易流失、难回收和容易团聚的问题;以非金属掺杂、贵金属沉积、过渡金属离子掺杂、染料敏化和半导体材料复合等对二氧化钛进行改性研究,可有效减小二氧化钛半导体材料禁带宽度,能够有效降低电子和空穴复合的概率,增强二氧化钛基催化剂的可见光活性。并对未来的二氧化钛基光催化剂在环境中污水处理及大气有机污染物治理应用研究方面进行了展望。     

二氧化钛-碳纳米管复合材料的制备和光催化性能

利用水热法制备了分别掺杂负离子粉和二氧化硅的二氧化钛溶胶,并分别以活性炭、碳纳米管作为载体进行负载,制备得到二氧化钛-碳纳米管(TiO_2-CNTs)复合材料;通过XRD及SEM对样品进行了表征;并以甲基橙为目标降解物评价了复合材料的光催化性能。XRD结果表明虽然负载体二氧化钛的峰的一致的;SEM的结果表明CNTs负载的TiO_2复合催化剂其晶粒尺寸变小,其中掺杂改性的TiO_2催化剂粒径更小。光催化降解实验结果表明碳纳米管作为载体所制复合材料光催化性能优于活性炭负载的。掺杂改性的TiO_2催化剂对甲基橙的光催化降解性能优于纯TiO_2催化剂,而掺杂二氧化硅的二氧化钛光催化性能优于掺杂负离子粉的。     

二氧化钛改性对光催化性能的影响研究

文章主要介绍了对二氧化钛改性的三种方法:离子掺杂、贵金属沉积、复合半导体,并结合二氧化钛的光催化性能对具体的改性方法做了详细介绍,重点介绍了离子掺杂对二氧化钛光催化性能的影响,离子掺杂可以提高光催化效率,还可扩展光响应范围到可见光区域。     

改性二氧化钛光催化降解正丙硫醇的条件优化

采用溶胶-凝胶法制备了3种改性二氧化钛光催化剂,考察了停留时间、正丙硫醇初始浓度、相对湿度等因素对改性二氧化钛光催化降解正丙硫醇的影响,比较了3种改性二氧化钛光催化降解正丙硫醇的效果。结果表明,3种改性二氧化钛光催化降解正丙硫醇的效果依次为:Fe~(3+)改性Zn~(2+)改性ZnO改性;在停留时间为5.0～6.0s、相对湿度为50%时,Fe~(3+)改性二氧化钛对正丙硫醇的降解率达到70%以上,且正丙硫醇初始浓度越低,降解效果越好。     

On the comparison of photocatalysts activity: A novel procedure for the measurement of titania surface in TiO2/SiO2 materials

The distribution of two different phases in a mixed oxide material could be investigated through several physicochemical characterization techniques. However, the estimation of the fraction of the total surface area corresponding to each oxide is a very difficult task. In this work, we present a novel procedure for the determination of the titanium dioxide surface in titania–silica materials. This new method is based on the measurement of the phosphorus content of the mixed oxide after reaction with phenylphosphonic acid. The quantification of the TiO₂ surface has permitted the comparison of the catalytic activity of different materials in processes in which titanium dioxide is the only catalytically active phase and silica behaves as an inert support, as, for instance, in photocatalytic reactions. The activity of several TiO₂/SiO₂ photocatalysts for cyanide and methanol photooxidation have been analysed and compared with pure TiO₂ materials in terms of equal mass of semiconductor, photonic efficiency and active surface area. The results suggest the possibility of achieving surface activity rates even higher than the material Degussa P25 when using nanocrystalline titania supported on silica.     

基于表/界面调控的金属氧化物半导体光催化剂的理性构筑

近年来半导体光催化作为一种绿色技术在解决环境问题和提供可再生能源方面获得了广泛关注,然而较低的催化效率限制着它的实际应用。合理设计金属氧化物半导体的表/界面结构,是提升光催化剂性能的有效手段。对近年来半导体光催化剂的表/界面结构调控以及构-效关系的研究进行了梳理,介绍了在单一组分体系中利用晶面效应优化光催化性能的可行措施。在此基础上,总结了晶面/界面结构调控在复合光催化剂体系中的应用。最后,总结了该领域面临的挑战与未来的前景。     

基于表面等离子体共振效应的Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究进展

由具有表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)效应的贵金属(Ag、Au等)纳米粒子和半导体纳米结构组成的纳米复合光催化剂具有优异的可见光光催化活性,成为新型光催化材料的研究热点之一。本文综述了Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的制备方法、基本性质以及光催化应用方面的一些重要研究进展;重点介绍了Ag(Au)等纳米粒子的表面等离子共振增强可见光催化活性的机理,以及Ag(Au)纳米粒子与不同类型半导体复合的光催化剂的光催化性能,其中所涉及的半导体包括金属氧化物、硫化物和其他一些半导体;本领域未来几年的研究热点将集中于新型高效的Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的微结构调控及其用于可见光驱动有机反应的机理研究。本文为基于SPR效应构建Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究提供了有力的参考依据,并且指出Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究是发展可见光高效光催化剂的重要方向。     

Reducing the Photocatalytic Activity of Zinc Oxide Quantum Dots by Surface Modification

The use of zinc oxide (ZnO) nanoparticles as ultraviolet (UV) absorbers for many organic substrates is limited because of the high photocatalytic activity of ZnO. In this study, a facile and efficient technique for the preparation of a hybrid material of silica-coated ZnO nanoparticles was used to reduce the photocatalytic activity of ZnO. Monodispersed ZnO nanopartcles were prepared by wet chemistry and the particle surface was modified by tetraethylorthosilicate to form a silica coating via the Stöber method. ZnO samples, both before and after the coating process, were investigated by transmission electron microscopy, X-ray diffraction, dynamic light scanning, infrared, and UV-Vis absorption spectroscopy. The effect of the surface modification on the photocatalytic activity of ZnO was studied by monitoring the degradation of Rhodamine B caused by photo-generated free radicals. The results implied that the photo-generation of free-radicals was strongly quenched by the presence of silica on the particle surface.     

镶嵌CdS的纳米管钛酸制备及其光催化性能研究

制备了镶嵌硫化镉的纳米管钛酸，并用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、扩散反射(DRS)等工具进行了表征．丙烯的光催化氧化研究结果表明，镶有CdS与未镶CdS的纳米管钛酸作为光催化剂，对丙烯的光催化去除活性相近．     

纳米半导体光催化氧化木质素制香兰素初探

制浆造纸废水是重要的环境污染物之一,其中尤以制浆废液污染最为严重。木质素是制浆废液的主要成分,也是木材的主要成分之一,是一种重要的植物资源。半导体多相光催化氧化技术是当前世界水处理研究中最为活跃的领域之一,具有反应条件温和、速度快、效率高、工艺简单洁净、无二次污染等优点。文章对纳米半导体光催化氧化木质素制香兰素的方法进行了初步探索,证明这种方法是可行的。反应中香兰素含量随反应时间先增加后减少,即存在最佳反应时间。     

氟化铝法除铝矾土中杂质制α-Al_2O_3的研究

在ＡｌＦ３用量Ｒ取１．６～１．８,煅烧温度１０００℃以上,保温时间６０ｍｉｎ的条件下,采用氟化铝法除去铝矾土中的ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３等杂质,可制得含Ａｌ２Ｏ３大于９７％的产品     

Zn2+/ZnO掺杂TiO2光催化膜的制备及超亲水改性

为了提高TiO2光催化薄膜的利用效率,实验分别采用金属离子Zn2+和其氧化物ZnO掺杂TiO2的方法,制备以TiO2为基体的复合光催化薄膜。利用简单易行的溶胶凝胶法,一种是将Zn2+、ZnO掺杂于TiO2溶胶中,分别制备金属、半导体氧化物掺杂的混合溶胶,采用浸渍提拉的方法以玻璃片为载体涂膜,然后用马弗炉进行热处理制得样品。另一种是利用S iO2对2种掺杂的复合TiO2薄膜进行表面处理改性后,热处理得样品。将所得样品进行接触角、紫外-可见分光光度计、红外、AFM测试,对其性能进行表征。结果表明:Zn2+的掺杂量为0.1 g时,测试结果比较理想;经过S iO2表面处理过的Zn2+/TiO2复合光催化膜的超亲水性最好,水滴刚滴上,静态接触角几乎为0;°ZnO/TiO2复合光催化膜的吸光性能最高,但透过率较低,透明性比较差。     

稀土元素铈钕共掺氧化锌对降解罗丹明B光催化性能的影响

采用水热合成法制备纳米级半导体光催化材料,镧系元素是理想的金属掺杂剂,因为其独特的光学性质和未被完全占据的4f轨道,所以掺杂镧系元素可以提高催化剂的活性。最近的研究表明,通过共掺杂两种稀土元素可以更有效地改良光催化剂,不仅可以通过协同效应有效提高催化剂的光吸收能力,同时也对光生载流子的复合产生了抑制。实验采用铈、钕两种镧系元素共掺杂制备改性半导体氧化锌光催化材料。通过XRD、SEM、XPS、EDS、BET、UV-vis和PL对制备的光催化材料进行分析与表征,得到了带隙更窄、比表面积更大、晶粒尺寸更小的高性能改性光催化材料。将其应用在降解废水中罗丹明B实验中,结果表明,2%Ce5.5%Nd掺杂配比的氧化锌在40 min时降解率达到92.2%,60 min时降解率达到98.3%,整体催化性能较单掺杂铈与单掺杂钕相比有了很大的提高。总结分析稀土金属铈、钕共掺杂提高氧化锌光催化性能的原因包括:氧化锌晶格的畸变、杂质能级的产生及稀土离子价态的影响、形貌及比表面积的影响、禁带宽度及稀土离子氧化还原对的产生等。     

Photo-induced super-hydrophilic property and photocatalysis on transparent Ti-containing mesoporous silica thin films

The transparent Ti-containing mesoporous silica thin films can be prepared on quartz plate using a spin-coating sol–gel method. The spectroscopic characterization has revealed that the Ti-containing mesoporous silica thin films contain isolated and tetrahedrally-coordinated titanium oxide moieties in the frameworks. Compared with the common mesoporous silica thin films, these Ti-containing mesoporous silica thin films have demonstrated a strong hydrophilic surface property even before UV-irradiation. After UV-light irradiation, the contact angle of water droplet on the Ti-containing mesoporous silica thin films became lower, indicating the appearance of the super-hydrophilic property. Under UV-light irradiation Ti-containing mesoporous silica thin films also exhibited highly selective activity for the photocatalytic oxidation of propylene. The isolated and tetrahedrally-coordinated titanium oxide moieties are responsible for these photo-induced surface reactions.