具有高光催化活性的板钛矿型氧化钛的低温制备

以Ti(OBu)_4为钛源,三乙醇胺为溶剂,采用水热合成法制备了单一板钛矿型TiO_2催化剂,通过XRD、UV-vis和SEM对板钛矿型TiO_2的晶型、晶化度、粒子大小及光吸收性质进行了表征。结果表明,140℃水热条件下,合成的板钛矿相TiO_2样品不仅具有很高的晶相纯度,而且具有较高晶化程度,板钛矿型TiO_2呈椭圆状,大小约为50nm×20nm。以亚甲基蓝为模型污染物考察了板钛矿型TiO_2样品的光催化活性,发现板钛矿型TiO_2具有较高的光催化活性,并且经过5次光催化反应循环,仍然能保持其光催化活性。     

GO/介孔TiO_2复合材料的制备及性能研究

以硫酸钛为钛源、聚乙二醇为模板剂,采用水热法制备了一系列具有吸附及光催化双功能的GO(氧化石墨烯)/介孔TiO_2复合材料,采用XRD、TEM、BET和紫外-可见漫反射等测试手段对所制备系列样品的微观结构、孔结构和光谱学性能进行了初步表征,并以甲基橙溶液为目标污染物测试其吸附性能及光催化活性,进而探讨了GO/介孔TiO_2复合材料的最佳制备条件。结果表明,GO/介孔TiO_2复合材料中氧化钛均为锐钛矿相,晶粒尺寸均在7 nm左右,系列复合材料均属于Langmuir Ⅳ型介孔结构,GO的复合适当拓宽体系光响应范围;水热温度为110℃、水热时间为24 h、GO的复合比为5 wt%时,对甲基橙溶液的吸附及光催化活性最强,1 h内降解率可达100%。     

HNTs/TiO_2/MoS_2复合材料的制备及其在氯四环素光催化降解中的应用

利用两步反应制备了HNTs/TiO_2/MoS_2复合材料,并通过X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜、紫外-可见漫反射光谱仪等对复合材料的结构形貌、化学成分以及光学性能进行了表征,并利用氯四环素(CTC)在水相中的光催化降解对制备的样品进行光催化活性的评价。结果表明,TiO_2粒子均匀地吸附在HNTs的表面,MoS_2的引入成功地扩大了TiO_2的光响应范围;与单半导体MoS_2和二元复合材料HNTs/TiO_2相比,三元复合材料HNTs/TiO_2/MoS_2具有更高的光催化活性。HNTs/TiO_2/MoS_2三元结构经过4次循环后显示出良好的光稳定性。     

Ag-AgCl、C对TiO_2光催化剂的改性研究

为了解决二氧化钛在可见光下光催化效率低的难题,对二氧化钛进行改性研究。以钛酸丁酯为钛源,利用溶胶凝胶法制备出TiO_2、TiO_2/碳球、Ag-AgCl/TiO_2两相复合光催化材料以及Ag-AgCl/TiO_2/碳球三相复合光催化材料。采用XRD、SEM、EDX、UV等手段对光催化材料的组成、微观形貌及光响应特征进行了分析,并在可见光照射下进行罗丹明B溶液的光降解反应,从而研究这一系列复合材料的光催化降解效果。实验结果表明,在可见光照射下,Ag-AgCl/TiO_2/碳球三相复合光催化剂的光降解效果最好;Ag-AgCl/TiO_2两相复合光催化剂的光降解效果次之;TiO_2/碳球的两相复合光催化剂的光降解效果最差。     

三维Ag/TiO_2纳米网的制备及其光催化性能研究

采用阳极氧化法在钛网上制备了TiO_2纳米管阵列,并利用循环伏安法在纳米管表面沉积Ag,制备出Ag/TiO_2纳米复合材料。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、紫外-可见漫反射光谱等方法对复合材料的形貌、结构、光电性能进行了表征,并以2,4-二硝基苯酚为模型化合物考察了沉积Ag对复合材料光催化性能的影响。结果表明,沉积5圈Ag的Ag/TiO_2复合纳米材料光催化性能最佳,在模拟太阳光照射120 min后,2,4-二硝基苯酚可被完全降解。     

BiOBr/石墨烯/TiO_2纳米管阵列薄膜的制备及光电化学性能研究

通过水热处理TiO_2纳米管阵列和氧化石墨烯制备石墨烯/TiO_2纳米管薄膜材料,并进一步连续离子沉积BiOBr来制备BiOBr/石墨烯/TiO_2纳米管阵列薄膜材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线电子能谱和紫外-可见漫反射光谱等测试手段对所得样品的物相组成、表面形貌及元素形态和光吸收性能等进行表征。结果表明,TiO_2纳米管的表面成功负载了石墨烯和BiOBr纳米片。紫外-可见漫反射吸收光谱表明,BiOBr和石墨烯共同修饰的TiO_2纳米管的吸收带边发生明显红移,其可见光吸收性能明显提高。光电电化学性能测试表明,BiOBr和石墨烯的共同修饰有效提高了TiO_2纳米管的光电流、光电压和光电转换效率。     

g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料光催化活性提升路径研究

由于g-C_3N_4存在着表面积小、光生载流子复合严重等问题,限制了光催化材料的光催化活性,故以g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料为实验对象,提出g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料光催化活性提升路径研究。选取适当的实验试剂与仪器,并对试剂进行一定的处理,制备g-C_3N_4纳米片、TiO_2纳米片与g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料,设置水分解实验步骤。在不同三聚氰胺/TiO_2质量比、高温煅烧温度与高温煅烧时间条件下,制备g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料,并进行水分解实验。结果表明,当制备条件为三聚氰胺/TiO_2质量比为4∶1,高温煅烧温度为550℃,高温煅烧时间为5 h时,g-C_3N_4/TiO_2光催化复合材料水分解氢气量最大,即光催化活性最佳。     

内建电场调控BaTiO_3-TiO_2光催化性能研究

采用水热法制备BaTiO_3-TiO_2复合材料,以罗丹明B为降解对象,研究BaTiO_3退火处理对BaTi O3-TiO_2复合材料光催化性能的影响。结果表明:BaTiO_3退火后所制备的BaTiO_3-TiO_2复合材料光催化活性比纯TiO_2、BaTiO_3以及BaTiO_3退火前的复合材料好。退火后BaTiO_3颗粒尺寸增大,四方相所占的比重增加,内建电场增大,提高复合材料界面处TiO_2光生载流子的分离率,表现出更优的光催化活性。     

溶剂热法原位制备TiO_2/Ti_3C_2T_x复合材料及其光催化性能

以Ti_3C_2T_x为基底材料,异丙醇(C_3H_8O)为诱导剂,通过溶剂热法制备TiO_2/Ti_3C_2T_x复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对样品物相组成及微观结构进行表征。结果表明:在Ti_3C_2T_x层状表面均匀生长出锐钛矿晶型的TiO_2,所得TiO_2/Ti_3C_2T_x复合材料光生电子传输性能提高。TiO_2/Ti_3C_2T_x-24 h在500 W汞灯(波长为365 nm)照射下其光催化性能最佳,75 min可降解甲基橙(MO)95%,比纯TiO_2光催化剂降解效率提高了67.7%。     

铁掺杂TiO2纳米粉光催化降解酸性刚果红

采用水热技术制备了铁掺杂TiO_2光催化剂,并用SEM、XRD、FT-IR对其进行了表征;以紫外灯(λ=254 nm)作为光源、酸性刚果红为目标降解物进行光催化性能的研究。SEM表征结果:自制的催化剂粉末由直径为2～3μm的TiO_2微米球形成,各微米球由八面体型的TiO_2纳米晶体(晶体长度1.0～1.5μm)自组装所成,形成八面体的三角形边长200 nm左右。XRD表征结果说明:所得光催化剂粉末为锐钛矿相TiO_2(即A-TiO_2),在其3种晶相中(锐钛矿相、金红石相和板钛矿相)中有最好的光催化性能。FT-IR结果表明:所制的TiO_2结构中存在大量的—OH,预计它有较高的光催化活性。光催化实验表明:掺杂离子提高了TiO_2光催化性能,Fe~(3+)掺杂量为6%(摩尔分数,下同)的TiO_2的光催化性能最好;在室温下,催化剂加用量1.2 g/L、降解时间10 min时,对60 mg/L酸性刚果红溶液(pH=6)的降解率达到82.73%。     

AgBr/TiO_2/硅藻土复合材料对罗丹明B光催化降解的研究

以硅藻土为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法和沉淀-沉积法,制备了异质结结构的Ag Br/TiO_2/硅藻土复合材料,对罗丹明B(Rh B)污染物光催化降解。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对复合材料晶型结构、形貌、元素化合价态和吸光性能表征分析。考察了不同摩尔比Ag Br/TiO_2对复合材料光催化性能的影响,并探究了复合材料的稳定性。结果表明,纳米TiO_2为锐钛矿晶型,Ag Br和TiO_2之间的异质结提高了复合材料的光催化活性;Ag Br和TiO_2摩尔比为0.20时,复合材料光催化活性最好。经过8次循环使用后,对Rh B的降解率仍保持在85%以上。     

AgBr/TiO_2/硅藻土复合材料对罗丹明B光催化降解的研究

以硅藻土为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法和沉淀-沉积法,制备了异质结结构的Ag Br/TiO_2/硅藻土复合材料,对罗丹明B(Rh B)污染物光催化降解。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对复合材料晶型结构、形貌、元素化合价态和吸光性能表征分析。考察了不同摩尔比Ag Br/TiO_2对复合材料光催化性能的影响,并探究了复合材料的稳定性。结果表明,纳米TiO_2为锐钛矿晶型,Ag Br和TiO_2之间的异质结提高了复合材料的光催化活性;Ag Br和TiO_2摩尔比为0.20时,复合材料光催化活性最好。经过8次循环使用后,对Rh B的降解率仍保持在85%以上。     

纳米铁氧体/TiO_2光催化材料的研究进展

论述了国内外纳米铁氧体/TiO_2最新的制备方法及其光催化性能,得出在TiO_2中引入磁性铁氧体,使禁带宽度变窄,抑制光生电子和空穴的复合,提高二氧化钛对太阳光的利用率,并实现磁性回收。最后对纳米铁氧体/TiO_2光催化材料的发展前景进行了展望。     

rGO/TiO2双壳空心球纳米材料的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯(TBOT)为前驱体、SiO_2为模板,采用溶胶-凝胶法制备了还原氧化石墨烯/二氧化钛双壳空心球纳米复合材料(rGO/TiO_2HS)并通过SEM、XRD、FT-IR对其进行表征。rGO/TiO_2HS纳米复合材料因为rGO与TiO_2的协同作用和独特的双层壳空心球结构,可以抑制光生电子-空穴对的复合、增加比表面积以及提高光利用率,增强了其在紫外光照射下对甲基橙废水的光催化性能,而且具有较好的稳定性。     

纳米铁氧体/TiO_2光催化材料的研究进展

论述了国内外纳米铁氧体/TiO_2最新的制备方法及其光催化性能,得出在TiO_2中引入磁性铁氧体,使禁带宽度变窄,抑制光生电子和空穴的复合,提高二氧化钛对太阳光的利用率,并实现磁性回收。最后对纳米铁氧体/TiO_2光催化材料的发展前景进行了展望。     

RGO/In_2S_3复合修饰TiO_2纳米管阵列及其光催化应用

采用脉冲电沉积法将In_2S_3纳米粒子沉积在TiO_2纳米管阵列(NTs)上,得到In_2S_3–TiO_2 NTs。然后通过脉冲电沉积法将石墨烯薄膜修饰在In_2S_3–TiO_2 NTs上,制备出RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs复合材料。通过光电流测试和2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)降解试验表征了RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs的光电性能和光催化性能。结果表明:相对于纯TiO_2 NTs,RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs复合材料的光生电子-空穴对的复合率更低,对可见光的吸收更强。光催化180 min后,RGO/In_2S_3–TiO_2 NTs复合材料对2,4-D的降解效率高达93.36%,重复使用5次后仍有90.70%。     

CdS/TiO2复合材料的制备及其在不同波长光下的光催 化性能测试

以氯化镉、硫化钠和钛酸四丁酯为原料,通过水热合成法制备了不同比例,不同水热反应时间的CdS/TiO_2复合材料,并采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等对其组成和结构进行了测试和表征。将所制备的复合材料分别在395nm,425nm和465nm波长的灯光下进行光催化性能测试,研究结果表明采用水热合成法制备的CdS/TiO_2复合材料具有优异的光催化性能和可见光活性,在钛镉比为2∶1,水热反应时间为18h、光催化波长465nm的条件下,室温下反应140min几乎可将20mg/L亚甲基蓝溶液完全降解。该研究结果表明CdS/TiO_2纳米复合材料在光催化领域具有广泛的应用前景。     

二氧化钛-活性炭复合材料的制备及其光催化性能研究

采用改进的溶胶凝胶法合成出二氧化钛(TiO_2)-活性炭(AC)协同吸附-光催化复合材料。采用XRD、FT-IR、TEM以及DRS等对所制备复合材料的晶相结构、表面结构等进行了表征。测试结果显示,AC的加入影响了TiO_2的粒径分布和粒径的大小。通过对水中污染物罗丹明B的降解来测试复合材料的光催化性能。测试结果显示,适量AC可以有效地提高材料的光催化性能。     

煅烧温度对TiO_2晶型转变的促进作用研究

采用溶胶-凝胶法在不同温度下煅烧制备了系列TiO_2纳米粉末,并系统研究了煅烧温度对TiO_2晶型转变的促进作用。结果表明,煅烧温度对TiO_2纳米粉末的晶体结构具有显著影响。当煅烧温度从300oC依次递增到600oC时,所制备的TiO_2纳米粉末呈现出良好的单相锐钛矿结构,且锐钛矿相的结晶度随煅烧温度增加而逐渐增强。但是当煅烧温度继续增加时,TiO_2纳米粉末的微观结构由单相锐钛矿结构逐渐向金红石结构及板钛矿结构转变。当煅烧温度为700oC时,TiO_2体系的晶型为锐钛矿相与金红石相共存;当煅烧温度为800oC时,锐钛矿相急剧下降,板钛矿相开始出现,TiO_2体系的晶型表现为锐钛矿相、金红石相及板钛矿相三相共存。研究结果表明,600oC为制备结晶度最优单相锐钛矿结构TiO_2的最佳煅烧温度。     

石墨烯/TiO_2复合材料光催化降解有机污染物的研究进展

石墨烯是一种新型的碳纳米材料,具有超大的比表面积和优良的导电性能,将石墨烯与TiO_2复合可显著提高复合材料的光催化性能,在光催化领域具有广泛的应用前景。主要介绍了石墨烯/TiO_2复合纳米材料的制备方法以及在光催化降解有机污染物方面的应用,并分析了石墨烯/TiO_2复合材料促进光催化机理,最后对石墨烯/TiO_2复合光催化剂未来的发展趋势提出了展望。