纳米复合结构二氧化钛薄膜的制备及其光降解水中若丹明B的能力

用双氧水低温氧化金属钛片的方法制备了TiO2纳米棒阵列,并以该阵列为基体,用浸渍渗透溶胶-凝胶技术制备了TiO2纳米颗粒嵌入TiO2纳米棒阵列基体的复合结构薄膜.用X射线衍射、场发射扫描电镜及光致发光光谱研究制得薄膜的结构和发光性能.结果表明:纳米棒阵列为金红石与锐钛矿的混晶结构,而溶胶-凝胶获得的TiO2为纯锐钛矿结构.在复合构造薄膜中TiO2纳米颗粒嵌入到纳米棒阵列间隙中,其光生电子-空穴对的空间分离效果得到明显改善.用制得的薄膜进行光催化降解水中若丹明B的实验结果显示:复合结构薄膜的光催化效率高于相应的纳米棒阵列,其表观反应常数是相同质量的溶胶-凝胶法制备薄膜的3倍,这是因为第二相TiO2纳米颗粒嵌入TiO2纳米棒阵列中促进了光生电子-空穴对的空间分离,从而提高了复合结构薄膜的光催化活性.     

反射红外及自清洁的多功能镀膜玻璃的制备

以钛酸异丙酯[Ti(OC4H7)4,TTIP]、单丁基三氯化锡[C4H9SnCl3,MBTC]及三氟乙酸[CF3COOH,TFA]作为反应前驱体,利用常压化学气相沉积法制备具有反射红外及自清洁功能的多功能TiO2/SnO2∶F复合膜镀膜玻璃.通过扫描电镜、X射线衍射及近红外光区反射光谱等技术手段对其进行分析,研究了反应物THIP的流量变化及SnO2∶F薄膜对TiO2薄膜性能的影响.结果表明:随着TTIP流量的增大,TiO2/SnO2∶F在高频近红外波段的反射率逐渐提高,但其光降解甲基橙的性能先提高后降低;SnO2∶F薄膜可以改善复合膜中TiO2的致密性,提高TiO2在近红外的反射率,同时TiO2/SnO2∶F复合膜可以有效延长电子-空穴对的复合时间,从而提高了TiO2薄膜的光降解性能.     

SiO2/TiO2薄膜对水中腐殖酸降解及大肠杆菌灭活效果的研究

采用溶胶-凝胶法制备了SiO2/TiO2粉体并采用XRD、TG-DTA及Uv-vis对其结构进行了表征.采用热沉积法将其负载于玻璃板上,以水中天然有机物腐殖酸和典型菌种大肠杆菌为代表物考察了SiO2/TiO2薄膜的光催化活性,并对其机理进行了推测.研究结果表明,SiO2/TiO2薄膜具有较高的光催化活性及抑菌作用.硅的引入不仅使催化剂的带隙变宽,提高了催化剂表面上光生e-h+的氧化还原能力,而且使催化剂表面出现了更多有利于光生空穴-电子转变为·OH的吸附氧,这是SiO2/TiO2薄膜使水中污染物降解及细菌灭活的主要原因.     

TiO2/Fe2O3异质结薄膜的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/Fe2O3异质结构的复合薄膜,运用XRD、AFM、紫外-可见光投射光谱等对薄膜的微结构、透光率及其光催化特性进行了表征,分析了薄膜结构对光催化性能的影响,并就可见光催化机理进行了探索.结果表明:具有异质结型的TiO2/TiO2/Fe2O3复合结构的薄膜在可见光区有较好的光催化效果,同时这一结构可有效地抑制电子-空穴复合.     

Au修饰的全纳米颗粒自组装SnO2/TiO2薄膜及其DSSCs阻挡层应用

采用硼氢化钠还原金盐溶液,制备了晶粒尺寸为5 nm的金溶胶,以静电吸附的方法将Au纳米晶均匀地沉积在FTO玻璃基全纳米颗粒组装的SnO2/TiO2薄膜内,用SEM、EDS、TEM、光电流密度等方法对金修饰的全纳米颗粒组装SnO2/TiO2薄膜(Au-SnO2/TiO2)进行了表征.金纳米晶修饰后,光电流密度较相同厚度的SnO2/TiO2薄膜提高了128.3％,更加有利于光生电子的迁移.将Au-SnO2/TiO2薄膜用作染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solarcells,DSSCs)的阻挡层后,发现复合薄膜有效地阻止了导电玻璃基底上光生电子与电解液中I3-的复合,提高了DSSCs的光电转换效率.不同厚度的Au-SnO2/TiO2阻挡层复合薄膜中,含6层Au-SnO2/TiO2复合薄膜阻挡层的DSSCs最终效率为7.12％,较常用的TiCl4稀溶液预处理FTO玻璃的工艺(6.06％)提高了17.5％.     

Ag-TiO2薄膜的制备与光催化性能研究

以钛酸丁酯为钛的前驱体,硝酸银为银物种掺杂给体,采用溶胶-凝胶法制备经Ag掺杂改性的TiO2溶胶,利用浸渍提拉法在普通玻璃片上制得了Ag-TiO2薄膜,以甲基橙溶液为模拟污染物,研究了煅烧温度、掺银量对Ag-TiO2薄膜光催化活性的影响。结果表明,随煅烧温度的升高,TiO2的结晶度提高,复合薄膜表面的TiO2颗粒形貌逐渐变为规则形状,当煅烧温度为500℃时,复合薄膜具有较好的光催化活性。随着掺银量的增加,复合膜的光催化活性先增大后减小,当AgNO3质量分数0.5%时,复合薄膜具有较好的光催化活性。     

Ag-TiO_2薄膜的制备与光催化性能研究

以钛酸丁酯为钛的前驱体,硝酸银为银物种掺杂给体,采用溶胶-凝胶法制备经Ag掺杂改性的TiO2溶胶,利用浸渍提拉法在普通玻璃片上制得了Ag-TiO2薄膜,以甲基橙溶液为模拟污染物,研究了煅烧温度、掺银量对Ag-TiO2薄膜光催化活性的影响。结果表明,随煅烧温度的升高,TiO2的结晶度提高,复合薄膜表面的TiO2颗粒形貌逐渐变为规则形状,当煅烧温度为500℃时,复合薄膜具有较好的光催化活性。随着掺银量的增加,复合膜的光催化活性先增大后减小,当AgNO3质量分数0.5%时,复合薄膜具有较好的光催化活性。     

金属和非金属掺杂二氧化钛纳米粒子的制备及应用研究进展

近年来,光催化领域的研究逐渐深入,TiO2作为一种环保廉价的光催化材料被广泛使用。纯TiO2的光催化活性受其禁带宽度的限制只能被紫外光激发,以及光生电子-空穴对复合几率高,光催化效率较低。如何有效提高TiO2的光催化效率,合成具有抑制光生电子-空穴复合且同时具有较窄能隙的TiO2材料成为研究重点。目前各类金属、非金属掺杂TiO2成为热门研究领域。本文综述了TiO2纳米材料的特点和结构,并系统归纳了常见金属、非金属掺杂TiO2纳米粒子的制备方法及其应用研究进展。     

贵金属改性二氧化钛光催化去除溴酸盐

用浸渍法制备了各贵金属(包括Pt、Pd、Ru、Rh、Ir、Au、Ag)改性二氧化钛(M/TiO2)光催化剂,研究了紫外光下其光催化去除溴酸盐(BrO3-)活性。结果表明,Pt和高Ag量负载提高了TiO2光催化去除BrO3-活性,分别提高了4.6和2.9倍,Pt通过表面活性物种PtCl4的光敏化作用提高了其活性,而高负载量Ag通过与BrO3-还原产物Br-生成具有可见光活性的AgBr来提高其活性。Pd/TiO2、Ru/TiO2、Au/TiO2、Ir/TiO2、Rh/TiO2和低负载量的Ag/TiO2,因不能有效提高P25 TiO2光生电子与空穴的分离效率,反而可成为电子与空穴的复合中心,从而抑制了TiO2光催化去除BrO3-活性。     

无机阴离子掺杂TiO_2薄膜光催化性能及红外光谱分析

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为前躯体制备了掺杂钼酸根离子(MoO42-)、钨酸根离子(WO42-)和锡酸根离子(SnO32-)等复杂无机阴离子的二氧化钛光催化薄膜。研究了浓度、掺杂薄膜结构对薄膜光催化性能的影响,结果表明钼酸根离子和钨酸根离子的掺杂都在不同程度上降低了薄膜的光催化性能,而一定浓度的锡酸根离子掺杂能提高薄膜的光催化活性。傅立叶红外光谱分析了它们对纳米二氧化钛表面结构的影响,结果表明SnO32-掺杂后TiO2的晶格振动峰出现明显的宽化,分析认为酸性条件下SnO32-通过热分解产生SnO4,抑制TiO2粒子在热处理过程中生长,有利于形成更细小的晶体,从而提高其光催化活性。     

掺氟二氧化锡/二氧化钛复合薄膜的光催化和低辐射性能

采用溶胶-凝胶法在Sn02：F（FTO）低辐射镀膜玻璃衬底上旋涂制备Ti02,获得FTO／TiOz复合薄膜。采用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见透射光谱、Fourier变换红外反射光谱等手段分析了复合薄膜的结构和形貌。结果表明：FTO／TiO2复合薄膜的光催化性随着Ti02薄膜厚度的变化而变化,当Ti02薄膜的厚度为190nm时具有最佳的光催化活性,并从能带角度解释了光催化性能提高的原因;Ti02薄膜能防止FTO在热处理时发生氧化,热处理后的复合薄膜仍具有较好的低辐射性能。     

Ti/SnO_2/ZnO复合薄膜的制备及其光催化性能研究

以Ti/SnO2为基体,从Zn(NO3)2水溶液中阴极电沉积ZnO,制备了Ti/SnO2/ZnO复合薄膜,用X-射线衍射、扫描电子显微镜和紫外可见漫反射吸收光谱对其进行了表征,以甲基橙为目标有机物,考察了其光催化活性.实验结果表明,Ti/SnO2/ZnO复合薄膜的光催化活性明显高于Ti/ZnO薄膜,且其催化活性随ZnO的沉积时间而变化.对复合薄膜催化活性提高的原因进行了讨论.     

SnO_2-TiO_2复合氧化物的制备、表征及日光催化研究

采用水热法,在温和的条件下制备了具有较高光催化活性的SnO2-TiO2复合光催化剂,在太阳光照射下以罗丹明B的光降解为模型反应研究了其光催化活性。结果表明,掺Sn 0.3%的TiO2日光催化活性比纯TiO2的明显提高。用FT-IR、TG-DTA和XRD等进行了性能表征。     

以十二烷基苯磺酸钠为模型反应物的Y2O3／TiO2复合催化剂的制备及光降解催化性能

采用浸渍法制备了Y2O3/TiO2复合氧化物催化剂，并用紫外可见光谱、SEM、BET等手段对其进行了表征，以水相十二烷苯苯磺酸钠（DBS）溶液的光催化降解反应为实验模型，考察了TiO2掺杂Y2O3后的光催化氧化活性，并探讨了Y2O3掺杂量、吸附性、焙烧温度及时间对Y2O3/TiO2复合氧化物催化剂光催化活性的影响，实验结果表明：复合氧化物催化剂Y2O3/TiO2存在某一最佳组分比值，当两者重量比为1：200时，其催化活性是同样条件下前体催化剂TiO2的2.4倍。     

铅-二氧化钛薄膜的制备与光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,醋酸铅为铅物种掺杂给体,采用溶胶-凝胶法制备经铅掺杂改性的二氧化钛溶胶,利用浸渍提拉法在普通玻璃片上制备铅-二氧化钛薄膜,利用X射线衍射（XRD）及扫描电镜（SEM）测试手段对制备的样品进行表征,考察煅烧温度、掺铅量等影响因素。以甲基橙溶液为模拟污染物,30 W紫外灯为光源,考察了铅-二氧化钛薄膜的光催化活性。研究结果表明,掺杂适量的铅离子可以促进二氧化钛锐钛矿相含量的增加及晶粒尺寸的减小;随着煅烧温度的升高,铅-二氧化钛的结晶度提高,复合薄膜表面的二氧化钛颗粒形貌逐渐变为规则形状。当煅烧温度为600 ℃、铅质量分数为0.3%时,复合薄膜具有较好的光催化活性。     

在玻璃的TiO2涂膜上有机物分子的吸附及光催化分解对水接触角的影响

研究了有机物分子在玻璃的TiO和WO3／TiO2复合物涂膜下的吸附及光催化分解对水接触角的影响,结果表明：有机物在空白玻璃及其膜的表面的吸附为不可逆化学吸附,WO3／TiO2复合物膜可钝化玻璃表面对大气污染物分子的吸附能力并具有较好的光催化活性。     

Fe~(3+)改性TiO_2薄膜的制备、表征及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,制备了纳米Fe3+/TiO2薄膜,利用XRD、TEM等测试手段进行了样品的表征分析,以降解含阿奇霉素废水为反应模型,研究了纳米Fe3+/TiO2薄膜的紫外光照射催化活性及薄膜的重复使用效果。结果表明,纳米Fe3+/TiO2薄膜不易失活,其催化活性寿命较粉体纳米Fe3+/TiO2的强,且再生性能好,薄膜重复使用4次,仍有明显的降解效果。