TiO_2/SiO_2复合涂层光致亲水性及其机理研究

以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯为前驱体,冰醋酸为水解抑制剂,用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/SiO2复合粒子。将复合粒子添加到醇酸清漆中,制备出自清洁涂层。研究表明:少量SiO2掺杂在一定程度上抑制了TiO2的晶型转变和晶粒长大,改善了复合涂层的亲水性。利用荧光光谱对亲水性机理进行了验证。     

S掺杂TiO_2/粉煤灰复合材料的制备及光催化性能的研究

以钛酸四丁酯为前驱体,粉煤灰为载体,采用溶胶凝胶法制备了掺杂不同质量分数S的TiO2/粉煤灰复合纳米材料。用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等测试手段对其进行了表征,以甲基橙的降解为模型反应,评价了试样光催化活性。结果表明,掺杂TiO2/粉煤灰具备较高可见光催化活性,原因是掺杂的硫取代TiO2中的晶格氧形成Ti—S键,使TiO2的带隙能窄化引起对可见光的响应,增强催化剂对可见光的吸收,与未掺杂的TiO2/粉煤灰相比较,掺杂负载型二氧化钛催化剂能够获得更高的光催化活性。     

TiO2覆膜沸石光催化剂制备及其降解造纸废水

以钛酸四丁酯和乙醇为原料,采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备以天然沸石为载体的负载型TiO2光催化剂,并利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等对其进行结构表征. 通过自行设计的光催化反应器考察了溶胶-凝胶体系的组成、焙烧温度及焙烧时间、废水pH值、光催化剂用量和光反应时间等因素对光催化剂降解造纸废水性能的影响,同时讨论了该催化剂的可重复利用性,确定了天然沸石负载型TiO2的制备及处理造纸废水的最佳实验条件：无水乙醇/钛酸四丁酯体积比4.0,冰醋酸/钛酸四丁酯体积比0.1,水/钛酸四丁酯体积比0.15,硝酸/钛酸四丁酯体积比0.1,焙烧温度300℃、焙烧时间4.0 h,造纸废水pH 4.0,光催化剂用量50 g/L,光照时间8.0 h,在此条件下造纸废水COD去除率可达81.93%.     

新型光催化剂TiO_2/SiO_2的制备和催化性能研究

本文以SiO2 为载体 ,利用TiCl4水解的方法制备了负载型TiO2 /SiO2 光催化剂 ,并对其形貌、结构和晶型进行了表征。探讨了催化剂制备条件的变化对降解DDVP(氯代乙烯磷酸酯 )性能的影响 ,最后确定了TiO2 /SiO2 催化剂的最佳制备条件     

前驱体对溶胶—凝胶法制备TiO_2薄膜微结构与形貌的影响

文章采用溶胶—凝胶法分别以四氯化钛和钛酸四丁酯作为前驱体,在热处理温度为400~500℃条件下,制得晶相结构为锐钛矿Ti O2薄膜,但以四氯化钛为前驱体的Ti O2薄膜易开裂;以钛酸四丁酯为前驱体的Ti O2薄膜更加致密均匀,薄膜品质更优;所制得的Ti O2薄膜表现出半导体性质,方块电阻在几十兆欧每平方范围内;Ti O2薄膜随着热处理温度升高,导电性增强。     

沉淀法制备条件对氧化钛相变的影响

采用沉淀方法制备了纳米TiO2,探讨了制备过程中前驱体及溶剂对二氧化钛从锐钛矿到金红石相变的影响。结果表明:采用钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)、异丙醇钛(TTIP)及钛酸四乙酯(Ti(OEt)4)为前驱体时,TiO2相变温度顺序为Ti(OBu)4>TTIP>Ti(OEt)4;不同溶剂制备的TiO2相变的温度不同,从锐钛矿转化为金红石晶相的温度由乙二醇<甲醇<乙醇方向增加。     

真空吸附水解制备活性炭负载TiO2及其光催化降解间二氯苯

采用直接真空吸附钛酸四丁酯后水解法制备了以活性炭为载体的负载型TiO2光催化剂，以间二氯苯为探针分子研究了催化剂光催化降解反应性能。实验结果表明：随着热处理温度的不同，催化剂的光催化活性有很大的变化，对催化剂多次反复使用，其活性基本不变。     

Na2CO3/TiO2催化剂的制备及催化性能研究

以钛酸正四丁酯为钛源,采用水热法制备出纯TiO2及Na2CO3修饰的TiO2催化剂样品。以亚甲基蓝溶液模拟染料废水为目标污染物,考察纯TiO2和经Na2CO3修饰后的Na2CO3/TiO2催化剂的催化性能。采用XRD、TEM、BET等方法对催化剂的结构和形貌进行了表征。结果表明,制备出的经Na2CO3修饰后的TiO2催化剂相较于纯TiO2,晶粒尺寸减小,比表面积增大,使得目标污染物分子在材料表面更加容易接触吸附,催化效果明显提高。当催化剂投加量为50 mg、pH为10、亚甲基蓝的质量浓度为20 mg/L时,催化剂催化效果最大。在紫外光照射条件下,15 min时,Na2CO3的浓度0.15的Na2CO3/TiO2对亚甲基蓝的去除率达到97.0%。     

多孔TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备及其超亲水性机理

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为前驱体,利用乙酰丙酮和二乙醇胺为络合剂,制备多孔TiO2/SiO2复合薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、接触角测试仪(WCA)等对薄膜的结构和性能进行了表征。结果表明,TiO2/SiO2复合薄膜表面相对孤立或连通的孔结构是由缩聚反应诱导的相分离以及溶胶-凝胶转化过程同步作用产生的。多孔复合薄膜具有优异的超亲水性能,自然条件下与水接触角仅为2.5°,而普通致密TiO2薄膜在相同条件下接触角为19.3°。复合薄膜的超亲水性是由多孔结构和SiO2复合的共同作用产生,受到表面微观形貌和表面化学组成(羟基含量)的共同影响。     

纳米多孔TiO2光触媒的制备与性能研究

本论文采用溶胶-凝胶技术。以钛酸四丁酯Ti（OC4H9）4为前驱体,加入聚乙二醇（polyethyleneglycol,PEG）作为模板剂。在玻璃基片上制备了纳米TiO2多孔薄膜。通过SEM观察了多孔薄膜的表面形貌,通过XRD的测试分析表征了材料的结构。探讨了样品在溶胶-凝胶及烧结过程中的物理化学变化。测定了氧化钛的晶相。利用甲基橙溶液来测定纳米TiO2薄膜的催化降解性能。实验结果表明：通过调整H2O／Ti（OC4H9）4摩尔比及PEG的添加量可得到孔径范围在50—500nm且孔径可调的多孔氧化钛纳米薄膜。且铜成的薄膜具有很好的催化效果。     

聚酰亚胺／TiO2-SiO2纳米复合材料的制备及表征

采用带柔性基团的4,4’-二氨基二苯醚（ODA）和3,3’,4,4’-苯甲酮四酸二酐（BTDA）为单体用两步法合成聚酰亚胺（PI）,并在合成过程中,用溶胶凝胶法在中间产物聚酰胺酸中加入正硅酸四乙酯和钛酸丁酯,不添加水和偶联剂,制备出了PI／TiO2-SiO2复合材料。利用红外（IR）、X衍射（XRD）、热失重分析（TGA）、透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）等对材料的微观结构和热稳定性进行了研究。结果表明,复合膜中纳米TiO2和SiO2在聚酰亚胺基体中有较好的分散,PI／TiO2-SiO2复合材料的热稳定性优于纯PI和PI／TiO2杂化膜。     

微乳液法制备纳米SiO2/TiO2及其光催化性能

以无机物聚合硅酸为硅源、硫酸钛为钛源,采用微乳液法制备了SiO2/TiO2复合光催化剂,考察了制备条件对SiO2/TiO2光催化活性的影响,并利用SEM、FTIR、XRD和BET等技术手段对光催化剂进行了表征。结果证明,SiO2和TiO2颗粒之间存在着强的相互作用,形成了Ti-O-Si键,从而抑制了TiO2粒径的增大,延缓了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。对甲基橙等染料的光催化降解实验结果表明,SiO2/TiO2的光催化活性并非随着TiO2的含量增加而提高,当硅与钛物质的量比为1∶1并在160℃的温度下水热合成2.5 h时,SiO2/TiO2光催化剂在紫外光照15 min后对甲基橙的脱色率为85.5%,与同等条件下制备的TiO2相比具有更好的光催化活性和更大的比表面积。     

纳米TiO_2薄膜对活性深蓝ST-2GLN染料的光催化降解研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法,以钛酸正丁酯为前驱体,以不锈钢表面为基底,用提拉法镀膜,在400℃下高温煅烧2 h,制备出纳米TiO2薄膜光催化剂。在以波长为254 nm、8 W的紫外灯为光源、光源到溶液的距离为2 cm的条件下,对活性深蓝ST-2GLN模拟染料废水进行光催化降解试验。探讨了光照时间、初始质量浓度、TiO2提拉层数、初始pH值和H2O2的投加量等因素对脱色率的影响。结果表明:初始质量浓度为80 mg/L、TiO2提拉层数为4层、pH值为7.0的条件下,H2O2(30%)的投加量为3.0 mL,经2 h的光照,脱色率达到87%。光催化降解活性深蓝ST-2GLN染料的动力学研究表明,其降解过程是一个一级反应过程,反应速率常数为0.013 2 min-1。     

纳米SiO2／TiO2光催化降解空气中甲醛的研究

采用共沉淀方法制备了Si共掺杂的SiO2／TiO2光催化复合粉末,将其负载于活性炭（ACF）上。在流动化床中,考察了煅烧温度、煅烧时间、Si掺杂量、负载次数、光照条件以及甲醛初始浓度对该复合剂光催化降解甲醛效率的影响。结果发现当Si：Ti：1：4、SiO2／TiO2复合催化剂煅烧时间4h、煅烧温度400℃,ACF上负载1次,18w紫外光照射时,甲醛的降解效果最佳,对初始浓度小于0．4mg／L的甲醛气体,降解率可达90％左右。     

复合氧化物TiO2/SiO2性质研究

The nanometer particles of TiO2 and TiO2/SiO2 oxides were prepared by sol-gel and supercritical fluid drying method.The properties of TiO2 and TiO2/SiO2 were characterized by means of BET(Brunner-Emmett-Teller method), TEM(transmission electron microscopy), SEM(Scanning electron microscopy), XRD(X-ray differaction) and FTIR(Fourier transform-infrared) techniques.The effects of different preparation route,prehydrolysis and non-prehydrolysis,on the properties of TiO2/SiO2 oxide were also examined.Experimental results show that the termal stability of pure TiO2 is improved greatly when it is mixed with SiO2 in nanometer level.The composite TiO2/SiO2 oxides form Ti-O-Si chemical bonds,which creates new Broensted acidity stes.The acidity character is related to TiO2/SiO2 chemical composition and preparation methods.The acidity of TiO2/SiO2 oxides by prehydrolysis is greater than that of by non-prehydrolysis.Ti atom is rich on the surface of TiO2/SiO2.     

对甲苯磺酰肼为氮源制备氮掺杂二氧化钛光催化剂

以Ti（SO4）2为前驱物,尿素为沉淀剂,对甲苯磺酰肼为掺杂剂,采用水热沉淀法结合固相反应法制得了锐钛矿相掺氮纳米TiO2粉体。采用XRD对制备的掺氮氧化钛结构进行了表征,以亚甲基蓝为模拟污染物,考察了不同煅烧温度制备的光催化剂在可见光照射下的光催化性能。结果表明,煅烧温度高于120℃时氮可掺进TiO2晶体中,且温度越高,掺氮量越高;煅烧温度为180℃时,氮掺杂TiO2粉体可见光催化活性最强,在波长不低于400nm的可见光作用下,对亚甲基蓝的4h降解率达48.5％。     

掺N纳米ZnO/TiO_2复合粉体的光催化性能

以Ti(SO4)2和Zn(NO3)2为原料,CO(NH2)2为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了掺N和不同质量分数ZnO掺杂的纳米TiO2复合粉体,通过XRD、XPS、TEM等进行了表征,并以甲基橙水溶液为底物,测定了其光催化性能。结果表明,掺杂产生了Ti—O—Zn和Ti—O—N键,使复合粉体的激发波段从紫外光波段扩展到可见光波段,催化活性大大提高,其中w(ZnO)=2%时,复合粉体太阳光催化性能最高,太阳光照射6 h,甲基橙降解率达到98.4%,重复使用6次后,降解率仍达到94.2%。     

掺氮TiO_2的制备与光谱分析

用硫酸钛与氨水反应得到TiO2前体,煅烧后制得掺氮TiO2粉体,研究了不同温度和加热时间下掺氮TiO2的XPS、FTIR和紫外可见光谱,结果表明,掺氮TiO2在400℃下加热1 h,所得粉体是锐钛矿相结构,与未掺杂TiO2相比,吸收边红移22 nm,对400~510 nm的可见光有一定的吸收率。氮的掺杂不仅使TiO2带隙变小,而且有助于氧空位的形成。     

复合氧化物TiO2/SiO2性质研究

The nanometer particles of TiO2 and TiO2/SiO2 oxides were prepared by sol-gel and supercritical fluid drying method. The properties of TiO2 and TiO2/SiO2 were characterized by means of BET(Brunner-EmmettTeller method), TEM(transmission electron microscopy), SEM(scanning electron microscopy), XRD(X-ray diffraction) and FTIR(Fourier transform-infrared) techniques. The effects of different preparation route, prehydrolysis and non-prehydrolysis, on the properties of TiO2/SiO2 oxide were also examined. Experimental results show that the thermal stability of pure TiO2 is improved greatly when it is mixed with SiO2 in nanometer level. The composite TiO2/SiO2 oxides form Ti-O-Si chemical bonds, which creates new BrSnsted acidity sites. The acidity character is related to TiO2/SiO2 chemical composition and preparation methods. The acidity of TiO2/SiO2 oxides by prehydrolysis is greater than that of by non-prehydrolysis. Ti atom is rich on the surface of TiO2/SiO2.