Ag@AgCl修饰的具有高活性(001)晶面的锐钛矿相TiO_2的制备和光催化性能研究1

本文采用水热法合成具有高活性(001)晶面的锐钛矿相TiO2微球,利用沉积法将AgCl分散到TiO2微球表面,再通过光化学反应将部分Ag+还原,获得Ag@AgCl等离子体负载的TiO2光催化剂,借助SEM、TEM、UV-Vis DRS等手段对催化剂的结构进行表征,并以酸性红作为模型污染物对样品的光催化性能进行评价。结果表明:经Ag@AgCl修饰后,样品对可见光的响应增强,光生载流子的分离得到有效促进,可见光催化活性有大幅度的提高,对酸性红的降解效率是修饰前的3倍。     

V掺杂TiO_2的制备及其可见光催化性能研究

本文采用水热法制备V掺杂TiO2(V-TiO2)光催化剂,借助XRD、XPS、UV-Vis DRS等手段对V-TiO2的结构进行表征,并以酸性红染料作为模型污染物,评价V-TiO2在可见光作用下的光催化性能。实验结果表明,V离子进入TiO2晶格并取代Ti4+离子,V离子掺杂在TiO2的导带下方引入了V3d掺杂能级,V-TiO2在可见光区具有显著吸收,且光生载流子的复合受到有效抑制,因此,V掺杂明显提高了TiO2降解酸性红染料的效率。     

Ag@AgCl-TiO2-粉煤灰微珠复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能

采用离子交换法在粉煤灰微珠(FMS)表面沉积Ag@AgCl纳米颗粒,制备Ag@AgCl-FMS复合基底,采用水解-沉淀工艺,以TiCl4为钛源在复合基底表面再包覆纳米TiO2薄膜,经500℃煅烧2 h后得到Ag@AgCl- FMS-TiO2复合光催化剂. 对材料微观形貌、晶体结构、可见光光催化性能进行了表征与测试. 结果表明,复合基底表面包覆的TiO2薄膜均匀完整. 500℃煅烧后的物相为90%锐钛矿型TiO2和10%金红石型TiO2. 复合催化剂料在Ag@AgCl等离子共振效应的作用下,表现出明显的可见光响应,经可见光照射80 min后对甲基橙的降解率达99%,5次重复使用对甲基橙的降解率保持在85%.     

沉淀-光还原法制备Ag@AgCl/TiO2及其光催化性能

首先采用沉淀法在TiO_2表面上沉积AgCl制得AgCl/TiO_2,然后在氙灯下照射90 min将AgCl部分光还原成Ag~0合成了Ag@AgCl/TiO_2光催化剂。对样品进行紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)测试,结果显示Ag@AgCl/TiO_2光催化剂的禁带宽度和光致发光强度明显降低,说明其具有较强的可见光吸收能力并且明显降低了光生电子-空穴的复合率。在可见光的照射下,Ag@AgCl/TiO_2复合光催化剂在30 min内对罗丹明B模拟污染物的降解率为99.5%。     

载银TiO2介孔材料制备及其光催化性能研究

以TiO2介孔球为载体、AgNO3为银源、KBr为沉淀剂,采用液相沉淀和光催化还原相结合的方法制备了AgBr-Ag-TiO2介孔材料.考察了样品结构及其光催化特性,对载银和光催化机理进行了探讨,并初步将样品应用于光催化涂层的制备.结果表明:AgBr在TiO2介孔球表面沉积,并通过TiO2光催化作用部分还原为单质银.一方面窄带隙的AgBr通过与TiO2耦合,可将TiO2的光响应波长拓展至可见光区;另一方面,所形成的银颗粒通过与TiO2形成肖特基结,抑制了光生电子、空穴的复合.因此,AgBr-Ag-TiO2介孔材料表现出较高的紫外光和可见光催化活性,光催化反应速率分别是单一TiO2介孔球的2.0倍和3.4倍,并保持了原有TiO2介孔球的吸附能力,在环境保护领域具有潜在的应用前景.     

N修饰纳米TiO_2可见光催化降解氮氧化物

为了充分利用可见光催化转化氮氧化物,采用碳酸铵作为N源,用浸渍的方法制备了掺N的纳米TiO2。XRD分析结果表明,修饰和煅烧过程没有改变TiO2的晶型;由X光电子能谱(XPS)可得,N在TiO2晶格中形成N—Ti—O键;催化剂的UV-Vis漫反射光谱显示,N修饰TiO2催化剂的吸收光谱发生了一定程度的红移,在可见光区有一定的吸收。N修饰TiO2催化在蓝光照射下对NO2有一定的转化。合适的N修饰量和煅烧温度对修饰过程非常重要,m[(NH4)2CO3]/m(TiO2)为0.20的混合物在600℃下煅烧1.0 h的催化剂在可见光下转化NO2的活性最高。     

纳米TiO_2的制备、表征及光催化降解酸性品红

以钛酸四正丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2粒子,对其进行了TG-DTA,XRD,TEM和BET分析,并分别在紫外光和可见光下考察了其光催化降解酸性品红性能。结果表明,自制的纳米TiO2对酸性品红具有很好的光催化降解脱色能力,500℃的样品在紫外光下,20 min内即可将200 mg/L的酸性品红溶液完全降解脱色,在可见光下,210 min内酸性品红的脱色率达80%。     

TiO2中空微球的制备及性能研究

以钛酸丁酯为钛源,采用无模板法溶剂热合成了中空TiO2微球,并采用了X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜（TEM）、N2物理吸附-脱附（BET）等手段对样品进行了表征和分析,以甲基橙为模拟污水研究了样品光催化降解甲基橙的能力。结果表明, 中空TiO2微球为锐钛矿相,是由细小的纳米晶自组装组成的具有中空结构的TiO2微球,微球的直径为0.4~0.5 μm。样品具有介孔结构和较高的比表面积,在紫外光照射下,加入中空TiO2微球到初始溶度为15 mg/L的甲基橙溶液中,在光照80 min后降解甲基橙达到了95%,表现出良好的光催化活性。     

酵母菌模板组装Ti-Cr二元空心微球及光催化活性

以酵母菌为生物模板制备出了Ti-Cr二元复合空心微球。SEM表明产品粒径为3.5—3.7μm,呈分散较好的圆形,壳壁强度高。X射线衍射表明,TiO2为锐钛矿,Cr2O3为六角形矿。与TiO2相比,UV-V is图谱红移明显,证实Ti-Cr二元复合空心微球对可见光的响应得到加强。FTIR表明,Ti-Cr二元复合空心微球的形式机理可以概括为二步包裹-模板脱除过程。在光催化降解苯胺黑染料废水中,Ti-Cr二元复合空心微球表现出了较高的光催化活性,催化活性增加的原因在于可见光利用率的提高以及Cr3+的掺杂抑制了电子-空穴对的快速复合。     

射频等离子体修饰二氧化钛氧空位的光降解机理

用溶胶-凝胶法在石英基材上制备了纳米二氧化钛(TiO2)薄膜.用射频等离子体修饰TiO2薄膜.提出了射频等离子体使TiO2对光谱响应红移的修饰方法.X射线衍射分析结果表明:TiO2被等离子体修饰后仍然保持锐钛矿晶型.紫外-可见光谱分析结果表明:放电功率为400W时,TiO2薄膜的吸收边向可见光红移.Fourier变换红外光谱表明:等离子体修饰使TiO2薄膜的亲水性增强.电子自旋共振的结果表明:被修饰薄膜中Lande因子g=2.000 3处氧空位俘获的电子的信号明显增强.放电功率为400W时,结晶紫溶液的光降解实验表明:等离子体修饰的TiO2的光催化活性较好.     

负载型光催化剂TiO_2/Al_2O_3的制备与研究

以γ Al2O3小球为载体,以钛酸正丁酯的正丁醇溶液为浸涂液,采用浸渍涂覆法制备了TiO2/Al2O3光催化剂,用XRD对催化剂的物相进行了表征,并通过可溶性偶氮染料酸性媒介红B考察其光催化活性。实验表明,当TiO2的负载量为8.79%时,TiO2/Al2O3对酸性媒介红B的脱色率可达到95%以上;酸性媒介红B的光催化氧化符合一级反应动力学。     

可见光响应的Fe^3＋修饰纳米TiO2光催化降解氮氧化物研究

为了在光催化转化氮氧化物的反应中利用可见光,以Fe（NO3）·9H2O作为Fe^3＋源,采用浸渍的方法,制备了Fe^3＋修饰的纳米TiO2。经XRD分析表明,搀杂和煅烧过程没有改变TiO2的晶型。由XRD和XPS图谱可知,Fe^3＋在TiO2表面形成Ti—O—Fe键。催化剂的UV-Vis漫反射光谱显示,Fe^3＋修饰TiO2催化剂的吸收光谱发生了一定程度的红移,在可见光区有一定的吸收。Fe^3＋修饰TiO2催化在蓝光照射下对NOx有一定的转化而且在模拟自然光下NOx的转化效率也有所提高。合适的Fe^3＋修饰量对修饰过程非常重要,Fe^3＋/Ti^4＋摩尔比为0.2%并在600℃下煅烧1.0 h的催化剂在可见光下转化NOx的活性最高。     

钇掺杂有序多孔TiO2薄膜的制备与可见光催化性能

采用胶体晶体薄膜为模板,利用溶胶–凝胶法制备了钇掺杂有序多孔TiO2薄膜,通过Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、紫外–可见光谱表征样品的结构和形貌,并以甲基橙为模型化合物研究了钇掺杂有序多孔TiO2薄膜材料可见光催化性能。结果表明：钇掺杂有序多孔TiO2薄膜规整致密,晶型为锐钛矿型,样品中钇元素含量约为1.2%。钇掺杂使得TiO2吸收光红移至可见光区,钇掺杂有序多孔TiO2薄膜可见光催化性能好于未掺杂有序多孔TiO2薄膜。     

Pd修饰片状硼掺杂二氧化钛(B/TiO2)纳米材料制备及对病原菌的防治

采用溶剂热法制备出不同比例的Pd修饰硼掺杂TiO2纳米复合材料(Pd-B/TiO2),通过非金属掺杂和纳米钯修饰对TiO2进行改性,弥补TiO2自身缺点,增强其可见光响应范围,提高其光催化反应能力.测试了Pd-B/TiO2纳米复合材料可见光下对大肠杆菌的杀灭效果.结果显示,Pd-B/TiO2纳米复合材料能够有效杀灭大肠...     

溶剂热法制备高可见光活性TiO2-BiOI光催化剂及其光催化性能研究

通过溶剂热法将TiO2均匀负载到了BiOI花状微球上，制备了TiO2-BiOI复合光催化剂。XRD，FT-IR，XPS，SEM，TEM和UV-Vis-NIR对样品进行了表征。以甲基橙为目标降解物，研究了TiO2-BiOI复合光催化剂在可见光下的光催化性能。研究结果表明，纳米TiO2的复合为增加复合光催化剂的比表面积作出了贡献，TiO2与BiOI之间形成的异质结构可以促进光生电子和空穴分离，从而达到提高复合光催化剂光催化性能的目的。Ti:Bi摩尔比为0.4的TiO2-BiOI复合光催化剂表现出最佳的光催化降解效率，可见光（λ>420 nm）照射60 min对甲基橙的降解率达到了95%，光催化效率要远好于纳米TiO2和纯的BiOI光催化剂。     

共沉淀法制备Mo/N共掺杂TiO_2可见光光催化剂

采用共沉淀法制备了Mo/N共掺杂TiO2光催化剂(Mo-N-TiO2)。结果表明,所得光催化剂为锐钛矿晶型,Mo/N共掺杂使样品对可见光吸收增强,吸收带边明显红移。在Mo∶N∶Ti摩尔比为0.012 5∶0.02∶1,煅烧温度为500℃的最优制备条件下,样品在白炽灯下照射2 h对亚甲基蓝溶液脱色率达55.7%。Mo以+6价的形式存在,并取代Ti4+进入TiO2晶格中,导致TiO2表面的Lew is酸性增强,有利于其导带中光生电子向表面迁移,促进了光生电子-空穴对的分离,同时与共掺杂引起的带边红移和较完整的锐钛矿相的协同作用有效提高了TiO2的可见光催化活性。     

S,Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,从而提高催化剂活性;可见光降解甲基橙溶液结果表明,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,S和Fe共掺杂对提高TiO2可见光活性具有协同效应。当Fe3+∶S∶Ti(摩尔比)=0.005∶1∶1,180℃下水热反应3 h时,制得的TiO2-S-Fe可见光催化活性比纯TiO2的活性提高了约10倍。     

Ag_3PO_4/BiOBr光催化剂的制备与可见光活性研究

先采用水热法制备具有分等级结构的BiOBr微球,然后采用沉积-沉淀法将Ag3PO4负载于BiOBr微球表面。采用扫描电子显微镜、X-射线粉末衍射仪、N2吸脱附等温线和紫外-可见漫反射光谱对所制备的样品进行了测试表征;将Ag3PO4/BiOBr微球用于可见光催化分解甲基橙溶液,考察了Ag3PO4的负载量及重复使用对可见光(420nm)催化活性影响的研究。结果表明:Ag3PO4/BiOBr微球具有分等级介孔-大孔结构,Ag3PO4与载体BiOBr间结合紧密。单纯BiOBr微球几乎没有可见光催化活性,负载Ag3PO4后表现出较好的可见光催化活性,其中以Ag3PO4(50%)/BiOBr样品的催化效果最佳,30min内将近90%的甲基橙被降解,该催化剂样品在重复实验中表现出较好光催化稳定性。     

离子液体辅助Fe掺杂TiO2的制备及可见光活性

以钛酸四丁酯为钛源,FeC2O4·2H2O为铁源,离子液体([C4MIM] BF4)为模板剂采用溶胶凝胶法制备了具有大比表面积及可见光活性的Fe掺杂介孔TiO2光催化材料.采用X射线衍射仪、氮气吸附-脱附仪、透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱对样品进行表征.结果表明所制备样品IL-Fe/TiO2中TiO2主要以锐钛矿相存在,Fe掺杂量对TiO2晶相影响不大,样品IL-0.1％ Fe/TiO2具有介孔结构和较大的比表面积,颗粒尺寸在30 nm左右.紫外可见光谱分析表明铁掺杂后TiO2的吸收带红移,带隙能降低.以亚甲基蓝为模拟污染物,在可见光(λ＞420 nm)下测定样品光催化活性,结果表明IL-0.1％ Fe/TiO2的可见光催化活性最高.     

超大Bi2WO6微球的水热合成及光催化性能研究

以硝酸铋、钨酸钠为原料,采用水热法合成了超大Bi2WO6微球,并使用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见分光光度仪等手段对样品进行表征,考察了其可见光催化降解RhB的性能。结果表明,水热反应生成了结晶度较高的且具有大量孔结构的超大微球,样品的吸收阈值位于可见光范围内,禁带宽度为2.71eV。样品经可见光照60min,RhB的降解率达到93.2%,循环使用6次后,光催化性能未出现大幅减弱。