TiO2/Fe2O3纳米复合材料的制备及光催化性能

分别以Fe(NO₃)₃·9H₂O和钛酸四丁酯为铁源和钛源,以HF、HAc、NH₄F、NH₃·H₂O、H₂O₂为形貌控制剂,通过沉淀分离法联合溶胶-凝胶法制备了不同形貌的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料。用X-射线粉末衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对TiO₂/Fe₂O₃样品的结构和形貌进行了分析,并探究了所合成的TiO₂/Fe₂O₃纳米复合材料在紫外光照射条件下对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,当以NH₃·H₂O为形貌控制剂时,制备的NH₃·H₂O-TiO₂/Fe₂     

TiO2@H+/g-C3N4复合材料的光催化产氢性能及机理分析

本文研究了TiO₂含量对TiO₂@H⁺/g-C₃N₄异质结光催化剂产氢性能的影响。首先将石墨相氮化碳(g-C₃N₄)用硫酸处理,得到酸洗氮化碳(H+/g-C₃N₄),然后通过煅烧法在H+/g-C₃N₄表面负载TiO₂得到TiO₂@H⁺/g-C₃N₄复合材料,利用透射电镜、 X射线衍射仪、紫外-可见漫反射仪和比表面仪对TiO₂@H⁺/gC₃N₄复合材料进行了表征,研究了其在可见光下的光催化产氢性能,探讨了TiO₂@H⁺/g-C₃N₄复合材料光催化产氢机理。实验结果表明：...     

TiO2光催化效率影响因素及应用

简述TiO₂光催化反应机制,从TiO₂的粒径、缺陷、晶体结构、晶体形貌和TiO₂的表面改性等方面综述了影响TiO₂光催化性能的因素;总结了TiO₂光催化剂在污水处理、杀菌以及空气净化等方面的应用,并指出今后可以从减小TiO₂的粒径、增加其缺陷、改变其形貌、采用混晶化合物以及对TiO₂进行表面改性等方面提高TiO₂光催化效率。     

TiO2/SiO2/H+-ATP复合催化剂的制备及性能

为了制备色度低、活性高、反应时间短且副反应少的钛系催化剂,以坡缕石(ATP)为载体,制备了TiO₂/SiO₂/H⁺-ATP复合催化剂。研究了催化剂Ti, Si物质的量比及酸化ATP(H⁺-ATP)载体引入量对催化剂催化性能的影响规律。通过探究聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)色度及流变性能,评价TiO₂/SiO₂/H⁺-ATP催化剂的催化性能。结果表明,催化剂n(Ti)∶n(Si)为9∶1,H⁺-ATP载体加入量为10%时,催化剂TiO₂/SiO₂/H⁺-ATP的催化效果最佳,制备的PET性能最好。     

空心玻璃微珠/纳米TiO2复合材料的制备与表征

为了获得催化活性高、抗磨耗性能强的光催化复合材料,研究通过冷-碱腐蚀处理手段和高温黏附技术,制备空心玻璃微珠-纳米TiO₂光催复合材料. 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和UV-Vis等设备,对样品进行表征. 以汽车尾气为降解对象,采用搓揉试验机和自制的环境测试系统,分别测试复合材料的抗磨耗性能与光催化效能. 结果表明,纳米TiO₂能够较好地附着到空心玻璃微珠表面,空心玻璃微珠-纳米TiO₂光催化复合材料相对于纯纳米TiO₂具有更强的透光能力和光催化降解能力. 该复合材料对汽车尾气中的一氧化氮和二氧化氮均有显著的降解效果,氮氧化物的净化效果高于一氧化碳和二氧化硫,具有较好的抗磨耗能力.     

TiO2/Ti电催化膜电极的制备及其对盐酸四环素废水的处理

为高效降解盐酸四环素(TCH)废水,以氢氧化钠、乙醇和水为溶剂,以平板微孔钛膜为钛源和基膜,采用水热法制备出原位生长二氧化钛纳米线的钛基电催化膜(TiO₂ NWs/Ti膜)。运用扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和电化学测试等手段,对TiO₂ NWs/Ti膜电极的形貌、晶型和电化学性能等进行表征,并以TiO₂ NWs/Ti膜为阳极构建电催化膜反应器(ECMR)处理盐酸四环素废水。结果表明:原位生长的催化剂锐钛矿TiO₂纳米线直径约为40 nm,均匀生长在Ti膜上;负载TiO₂纳米线可以显著提高Ti膜电极的电化学性能和催化活性,在常温常压下,当盐酸四环素废水质量浓度为50 mg/L、停留时间为10 min、电流密度为0.8 mA/cm2、pH值为7.0、Na2SO4质量浓度为15 g/L、溶液体积为100 mL时,盐酸四环素去除率可达99.5%,TOC去除率可以达到70.5%,明显高于Ti膜构建ECMR(40.2%和12.8%),且经过10次重复使用,催化性能基本保持较高水平。     

反蛋白石型黑TiO2光子晶体的制备与光催化性能

采用硬模板法制备了反蛋白石型TiO₂光子晶体,对其氢化处理后得到黑TiO₂光子晶体(H-IO TiO₂)。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析等手段,确定了H-IO TiO₂表面存在大量Ti³⁺和O空位缺陷,导致吸收光谱的红移。催化剂的光催化活性采用有机染料的光催化降解来评价。发现染料罗丹明B(RhB)的降解符合拟一级动力学,H-IO TiO₂表现出最强的光催化活性(速率常数0.033 min^-1),分别是是未热处理催化剂TiO₂(速率常数0.014 min^-1)和空气热处理催化剂(速率常数0.028 min^-1)活性的2.4和1.2倍。自由基淬灭实验证实：H-IO TiO₂在光照下能够产生更多的活性氧化基团,特别是·O^-₂和·OH自由基;证实了H-IO TiO₂表面...     

壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜抗菌及物理性能分析

本文研究纳米TiO₂粒径、超声时间与功率、吐温80添加量4个因素对壳聚糖/纳米TiO₂复合涂膜抗菌性能的影响;并对不同纳米TiO₂添加量制备的复合膜进行扫描电子显微镜(SEM)观察和热重分析(TG)。单因素抗菌结果表明:当纳米TiO₂粒径为30 nm、超声时间为50 min、超声功率为80 W、吐温80添加量为0.5%时,复合膜对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最佳。SEM分析表明纳米TiO₂均能包埋于壳聚糖载体中,但有少许团聚。TG分析表明复合膜有较好的热稳定性。     

Z-CoS2-MoS2/rGO的合成及电化学储锂性能

为了研发比容量高和循环性能稳定的电化学储锂电极材料,用二甲基咪唑钴(ZIF-67)作为Co源前驱体,通过一步水热法制备Z-CoS₂-MoS₂/rGO(还原氧化石墨烯)复合材料,研究微观结构和电化学储锂性能. 结果表明,与采用CoCl₂作为钴源制得的CoS₂-MoS₂/rGO相比,Z-CoS₂-MoS₂/rGO复合材料中CoS₂粒子有着更加细小和较均匀的粒径,很好地分散在MoS₂和rGO表面,形成了相应的异质结构. 作为电化学储锂电极材料,Z-CoS₂-MoS₂/rGO的可逆比容量可以达到1 092 mA·h/g,经900次循环后在500 mA/g电流密度下保持了941 mA·h/g的储锂可逆比容量,显示了稳定的充放电循环性能. Z-CoS₂-MoS₂/rGO优异的电化学储锂性能主要归因于该双金属硫化物复合材料具有较多的电化学储锂电极反应电对以及复合材料中CoS₂纳米颗粒、MoS₂纳米片和rGO之间均匀的复合及所形成的异质结构.     

PMo12/TiO2光催化降解工业DNBP废水的研究

采用溶胶-凝胶法和水热合成法制备H₃PMo₁₂O₄₀(PMo₁₂)/TiO₂复合光催化剂并应用于工业废水的降解。利用红外光谱仪(IR),X射线衍射仪(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)进行测定，并在紫外光照射下分析光催化剂对DNBP废水的光催化降解性能。考察了废水的初始pH值、催化剂用量及重复利用率等对DNBP废水降解的影响。结果表明，在光照时间为5 h, pH值为5.10,用量为1.00 g/L的条件下，复合光催化剂较单纯TiO₂催化剂的光催化性能有明显提高，降解率达到98.36%,COD去除率达到53.18%,且POM/TiO₂复合催化剂回收利用3次仍具有较高活性。     

S、P、Si掺杂对钒钛催化剂活性物种状态调控及脱硝性能影响

依次采用溶胶?凝胶法和浸渍法制备了一系列S、P、Si掺杂的TiO₂载体和相应的VO_x/TiO₂催化剂,以提高催化剂的SCR性能。其中,S掺杂的VO_x/TiO₂催化剂具有最佳的中低温SCR性能和最宽的工作温度窗口。根据各种表征分析结果可知,掺杂元素通过促进VO_x团聚生成具有较高的SCR反应活性的聚合态VO_x;而S⁴⁺和Si⁴⁺取代TiO₂中的Ti⁴⁺生成了Ti-O-S和Ti-O-Si键,这使催化剂中产生了更多的低价态V(V⁴⁺+V³⁺)和表面化学吸附氧。两者协同作用可促进NO氧化生成NO₂,产生的NO₂可通过加速VO_x物种在Redox过程中的重氧化来参与快速SCR反应,进而提升VO_x/TiO₂催化剂的中低温脱硝性能。由于P掺杂的VO_x/TiO₂催化剂中产生了较多的磷酸盐,从而导致其氧化还原性能和中低温活性相对较低。S、P、Si掺杂虽然对催化剂的酸性性能产生了显著的影响,但这并不是影响催化剂SCR活性的决定性因素。     

TiO2同质体材料的拓扑转变合成及其性能的研究

采用H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄·nH₂O（HTO）为前驱体原料,通过水浴浸渍的方式在HTO的表面负载纳米级氧化钛颗粒（ST01）,采用焙烧的方法拓扑合成TiO₂同质结构复合材料。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等测试手段,详细研究了焙烧温度对TiO₂相变过程的影响。结果表明,HTO随着温度的升高逐渐由单斜结构的TiO₂（B）转变成锐钛矿结构,再转变至金红石结构,且形成多种不同结构、组成的TiO₂同质复合体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行降解实验,600 ℃时样品的光催化活性明显高于其他样品,主要是由于此时样品的电子与空穴分离效率较高,说明同质复合体TiO₂结构和组成影响了其光催化活性。此外,染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验表明,600 ℃时样品的光电性能较高,其原因是二维片状形貌有助于光生载流子的快速迁移。     

氧化石墨烯复合膜的制备及其在水体中脱除染料的性能

为同时提高氧化石墨烯(GO)膜的稳定性及分离性能,以戊二醛为交联剂,引入聚乙烯醇(PVA)和二氧化钛(TiO2),采用真空辅助过滤法制备了TiO2/GO/PVA复合膜,通过SEM、TEM、FTIR、XRD对复合膜的形态结构进行表征,并通过接触角仪、错流装置和超声实验测试膜对染料的分离性能及稳定性.结果表明:随着TiO2...     

二维纳米片金红石TiO2的可控合成及光催化性能

采用水热法,低温条件下合成了二维纳米片状的金红石二氧化钛(TiO₂)半导体材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和表面光电压谱(SPV)研究了反应过程中HCl浓度对TiO₂材料的晶相、结晶性、形貌、粒径和光电性能等性质的影响。结果表明,HCl浓度为3、5、7 mol/L时分别合成了微球、纳米片和纳米棒状的金红石TiO₂;上述3种形貌的金红石TiO₂均显示了高于采用焙烧法得到的金红石TiO₂的光催化降解罗丹明B活性;与微球和纳米棒结构相比,纳米片金红石TiO₂具有更加优异的光催化性能。SPV结果表明,纳米片金红石TiO₂具有更高的光生电荷分离和迁移效率。     

Ti/Si复合光催化剂的绿色制备及其光催化染料降解性能

以钛酸四丁酯（TBOT）为钛源，硅酸四乙酯（TEOS）为硅源，以非离子表面活性剂聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物（P123）做模板剂，绿色无毒的表面活性剂司盘80（Span80）为扩孔剂，通过调节扩孔剂Span80与表面活性剂P123的配比以及TBOT与TEOS的配比利用水热法一步合成一系列Ti/Si复合材料。经过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、BET比表面积测试、X射线衍射等手段对合成的Ti/Si复合材料进行表征，确定最佳比例的Ti/Si复合材料的制备方法。实验结果表明，在Span80质量为0.4 g，SiO₂和TiO₂摩尔比为8∶2时，所制得的Ti/Si复合材料Ti/Si-2具有最大比表面积，为470.76 m²/g，孔隙分布均匀。室温下，紫外光光照条件下2 h内对水中亚甲基蓝染料的降解效率可以达到99.3%，性能比商品化P25型纳米TiO₂光催化剂更优良。     

涤纶表面TiO2薄膜的制备及抗紫外线性能研究

通过磁控溅射将二氧化钛（TiO₂）沉积在涤纶织物表面形成薄膜,制备二氧化钛/涤纶（TiO₂/PET）抗紫外线功能织物,探讨制备过程中磁控溅射时间和溅射功率对织物抗紫外线功能的影响,分析TiO₂薄膜的紫外线吸收和屏蔽机理,同时检测织物隔热、热稳定性能的变化情况. 结果表明:在PET织物表面沉积TiO₂薄膜可改善织物的抗紫外线性能,归因于TiO₂薄膜对紫外光较好的吸收和对紫外可见光有效的屏蔽能力;且因TiO₂薄膜在溅射150 W以上的功率下粗糙度增加、厚度减少,当溅射功率为150 W,溅射时间为90 min时,TiO₂/PET织物具有较强的抗紫外线能力,其紫外线防护系数（Ultraviolet Protection Factor,UPF）达到1211.19;同时,TiO₂薄膜的沉积赋予了PET织物良好的热稳定性能和隔热性能.     

气溶胶法制备纳米黑色TiO2颗粒及其光催化降解四环素的研究

为提高TiO₂材料光催化性能,采用气溶胶法一步制备纳米黑色TiO₂,以无水乙醇氛围代替氢化还原氛围,整体工艺简单安全。运用X射线衍射、紫外可见分光光度计、透射电镜等基础表征手段对材料进行表征测试,所制备的纳米黑色TiO₂粒径为100~200 nm,比表面积约50 m²/g,光吸收范围由紫外区域扩展至可见光区域,呈现出较好的理化性质。对900 ℃管式炉反应温度下所得的黑色TiO₂进行光催化降解四环素的研究,探讨不同制备温度、不同溶液浓度对降解率的具体影响,发现光降解5 h达到平衡,对于20 mg/L以下的低浓度四环素溶液的降解率可达到98%以上。     

TiO2原位反应合成MgO-TiC颗粒增强的铜基复合材料

利用TiO₂镁热碳热原位还原技术制备MgO-TiC增强的铜基复合材料,通过XRD、SEM和力学性能检测方法研究TiO₂原位合成对MgO-TiC增强铜基复合材料的相、组织和力学性能的影响。结果显示:在烧结过程中TiO₂、Mg和C粉发生了原位合成反应,生成了MgO和TiC相,并产生了少量的MgTiO₃;材料的组织与增强相含量有着密切的关系,当增强相含量较小时,MgO-TiC颗粒弥散分布在铜基体上,随着增强相含量的增加,材料的组织中出现了MgO-TiC颗粒聚集分布的组织;材料的尺寸变化在烧结过程中主要以收缩为主,随着保温时间的延长或温度的升高,增强相含量为5%的材料的相对密度和硬度逐渐增大,增强相含量为10%的材料的相对密度和硬度逐渐降低。