溶胶-凝胶法制备TiO_2/MCM-41负载型光催化剂及其性能表征

以钛酸丁酯为钛源、MCM-41分子筛为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/MCM-41负载型光催化剂,并通过XRD、BET、TEM、XPS对最佳条件下制备的光催化剂进行表征。结果表明,所制光催化剂是一种具有均匀规则孔道结构的介孔材料,其粉体比表面积高达358.8m2/g;经700℃煅烧,催化剂主要晶相为锐钛矿相。光催化剂中的Ti以＋4价存在,TiO2表面羟基氧所占比率为38.0%。以水中甲基橙为模拟污染物,TiO2/MCM-41光催化剂对浓度为25mg/L的甲基橙溶液降解0.5h后,其脱色率为93.7%。     

Bi_2O_3/TiO_2复合光催化剂对甲基橙的光催化作用

以溶胶-凝胶法制备了Bi2O3/TiO2复合光催化剂,用TEM、HRTEM、XRD、Raman、FTIR、PL、UV-Vis DRS等对其结构、性质进行表征,并以甲基橙为有机污染物对Bi2O3/TiO2复合光催化剂活性进行研究。结果表明:复合少量Bi2O3可抑制TiO2由锐钛矿相到金红石相相变及其颗粒的生长。n(Bi)∶n(Ti)=0.017 5配比的Bi2O3/TiO2复合光催化剂活性最好,当用量为2.5g/L时,25mg/L的甲基橙溶液在500 W氙灯下照射5h后,脱色率达到99.4%,2.1倍于Degussa P25TiO2。     

TiO2光催化剂的制备及其降解甲基橙的研究

采用溶胶凝胶法在不同条下制备出了纳米二氧化钛光催化剂,通过正交实验优化出了光催化剂的最佳制备条件,并研究了不同因素对甲基橙脱色率的影响。结果表明,不同pH值下,TiO2对甲基橙的脱色率影响不大;随着甲基橙初始浓度的增加脱色率下降;试验条件下TiO2的最佳投加量为0.1g/L。     

煅烧时间对多孔TiO2-Al2O3复合光催化材料的影响

采用溶胶-凝胶法合成多孔TiO2-Al2O3复合光催化剂,对其进行XRD、SEM、FT-IR、N2吸附-脱附等表征,考察煅烧时间对光催化剂活性的影响.结果表明,所制备的样品为锐钛矿相TiO2和非晶态Al2O3的复合氧化物,煅烧时间增加使TiO2晶体的粒径有微小增长;样品颗粒表面非常粗糙,具有比较大的比表面积,平均孔径在10～16nm之间;随着煅烧时间的增加,样品的光催化活性和吸附性能呈现先增大后下降的趋势;煅烧时间为3h时,样品的光催化活性和吸附性能最好.采用TiO2-Al2O3复合光催化剂经90 min光照后,甲基橙溶液的降解率达到77.0％,总脱色率可达95.1％.     

吸附相反应技术制备沸石负载TiO_2光催化剂

以钛酸丁酯为钛源,天然沸石为载体,采用吸附相反应技术,以沸石表面吸附的水层为"纳米反应器",制备了沸石/TiO2光催化剂。运用红外光谱分析和X-射线光电子能谱分析对沸石/TiO2光催化剂进行了表征。结果表明,在沸石表面成功地负载了纳米TiO2。以250W紫外线高压汞灯为光源,以有机颜料甲基橙为目标降解物,研究了沸石/TiO2光催化剂的光催化性能,并探讨了沸石中TiO2负载量、沸石/TiO2用量与催化剂催化活性之间的关系。结果表明,当沸石与钛酸丁酯质量比为1∶3时,沸石/TiO2光催化剂具有较好的光催化活性。提高沸石/TiO2光催化剂的用量能提高其对甲基橙溶液的光催化降解效率。     

微乳液制备负载型共掺杂TiO2光催化剂及性能研究

采用反相微乳液法制取了La3+,Fe3+共掺杂TiO2/活性白土光催化剂,用UV-Vis光谱对其紫外可见光区吸收性能进行了表征.考察了La3+,Fe3+共掺杂对TiO2/活性白土可见光催化性能的影响以及溶液pH值等对甲基橙脱色率的影响.实验结果表明,La3+,Fe3+共掺杂有协同作用,其吸收边带红移比La3+或Fe3+单元掺杂的更多,对可见光的吸收也比单元掺杂更强;太阳光照射下1.0%La3+-0.3%Fe3+-TiO2/活性白土对甲基橙脱色率达到48%,大于单一La3+或Fe3+掺杂样品的脱色率(45%和30%);甲基橙溶液pH=4时,其脱色率最大;日光照射反应时间超过6 h后,甲基橙脱色率升高幅度变得缓慢.     

核壳型TiO2/COFe2O4与TiO2/SiO2/COFe2O4光催化剂的制备与性能研究

文章以CoFe2O4纳米颗粒为核,研究了制备核壳型TiO2/CoFe2O4和TiO2/SiO2/CoFe2O4光催化剂的适宜工艺;用XRD和TEM分析了产物的结构组成与形貌;以TNT为目标降解物考察了催化荆的活性.实验结果表明:以非晶CoFe2O4为核时易生成杂相,催化剂及所制备的复合颗粒的活性排序为:TiO2/SiO2/CoFe2O4＞TiO2＞TiO2/CoFe2O4＞SiO2/CoFe2O4.     

反相微乳液法制备负载型TiO_2光催化剂

以TiCl4为原料、粉煤灰微珠为载体,采用反相微乳液法制备了负载型TiO2光催化剂,讨论了负载对TiO2光催化剂的性能的影响。用热分析仪（DSC-TGA）测定了前躯体的热解行为,通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）对催化剂的物相、形貌及特征官能团进行表征,并用可见分光光度计测定甲基橙的降解率。结果表明：焙烧温度为550℃时,负载型TiO2光催化剂为锐钛矿与金红石混合型,且微珠表面形成一层连续、均匀的薄膜。甲基橙催化降解实验表明：负载型TiO2催化剂对甲基橙的降解率在90min内达到49%,明显高于未负载型光催化剂。     

凹凸棒土负载TiO_2光催化剂的制备、表征和性能研究

为考察光催化技术对染料废水的降解作用,选择新的催化剂载体-微米凹凸棒土,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/凹凸棒土光催化剂.X-射线衍射谱图显示,产品表面的衍射峰与TiO2的特征峰相吻合.能量色散谱图显示,包覆后凹凸棒土原有的Al、Mg、Fe、K、Si的谱峰已消失或减弱,而以Ti、O的谱峰为主,表明其表面包覆良好.在光化学反应器中,以紫外灯为光源,亚甲基蓝为模拟底物,研究了TiO2/凹凸棒土的光催化性能.实验制得的TiO2/凹凸棒土催化剂对亚甲基蓝的脱色率受pH值、催化剂用量、亚甲基蓝初始浓度等因素的影响.在选定的实验条件下,在30 min之内,TiO2/凹凸棒土对亚甲基蓝的脱色率达到90%以上.与单独用TiO2处理的效果相比,负载型催化剂对染料底物的脱色率提高了1倍以上.     

纳米TiO2/多孔矿物光催化剂与甲基橙染料的作用过程研究

以沸石、膨润土和坡缕石等多孔矿物为载体,制备了纳米TiO2/多孔矿物光催化剂.通过甲基橙染料评价材料的光催化性能,并分析光催化剂与有机污染物的作用过程.研究表明:纳米TiO2/多孔矿物光催化剂对甲基橙染料具有吸附和光催化的共同作用.负载TiO2后的光催化剂比表面积和吸附性能较原矿均有明显提高.当光催化剂与甲基橙溶液混合后,甲基橙染料分子被迅速吸附至催化剂颗粒表面;催化剂颗粒表面的部分甲基橙染料在光照作用下被其表面的TiO2所分解,同时部分甲基橙染料在不断搅拌过程中在颗粒表面发生脱附;持续光照,催化剂表面的染料分子不断发生分解.     

Preparation and photocatalytic activity of Cu^2＋-doped TiO2/SiO2

Cu2+-doped nanostructured TiO2-coated SiO2. (TiO2./SiO2) particles were prepared by the layer-by-layer assembly technique and their photocatalytic property was studied. TiO2 colloids were synthesized by the sol-gel method using TiOSO4 as a precursor. The experimental results showed that TiO2 nanopowders on the surface of SiO2 particles were well distributed and compact. The amount of TiO2 increased with the increase in coating layers. The shell structure appeared to be composed of anatase titania nanocrystals at 550℃. The 2-layer coated TiO2 particles on the surface showed a higher degradation rate compared with all the dif-ferent-layer samples. The photocatalytic activity of Cu2+-doped TiO2/SiO2 was higher than that of undoped TiO2/SiO2. The optimum dopant content was about 0.10wt%.     

TiO2-SiO2复合气凝胶的制备及其分解甲基橙的研究

采用溶胶一凝胶工艺,经超临界干燥,600℃、2h煅烧制得TiO2-SiO2复合气凝胶,其中Ti02为锐钛矿型,Si02为无定形;以甲基橙为模拟废水,TiO2-SiO2气凝胶分解甲基橙的浓度范围为≤100mg／L,分解速率随着时间的变化而变化,前期呈线性关系,后期呈曲线关系;最大分解甲基橙的量约为30mg甲基橙／g气凝胶,采用400℃煅烧1h的活化方式可使气凝胶的重复使用寿命大于3次。     

金红石型TiO2/锐钛矿型TiO2/SiO2三元复合薄膜的合成

采用水热法,以钛酸正丁醑为初始原料,在FTO基底上沉积了金红石型TiO2纳米棒阵列,然后利用锐钛矿型TiO2纳米粒子及无定形SiO2对纳米棒进行了表面修饰,获得金红石型TiO2/锐钛矿型TiO2/SiO2三元复合薄膜.扫描电镜及X射线衍射分析结果表明,在FTO表面上沉积的TiO2为金红石型单晶纳米棒,其尺寸随反应时间的增加而增大.电化学测试结果表明,随着纳米棒尺寸的增大,相应复合薄膜的电化学反应电荷转移阻力增大.2种TiO2晶型混合引起的电子-空穴分离效应及混合的均匀程度直接影响到复合薄膜的光催化活性.水热反应7h得到的纳米棒阵列相应的复合薄膜显示了较好的电化学性能及光催化活性.     

TiO_2-SiO_2复合气凝胶涂层的制备和光催化性能

利用TiCl4和工业水玻璃为原料,通过溶胶凝胶法制备TiO2-SiO2复合凝胶,用三甲基氯硅烷(TMCS)/乙醇(EtOH)/正己烷(Hexane)混合溶液对湿凝胶进行改性,常压干燥制备了TiO2-SiO2气凝胶,经150℃干燥所得的气凝胶具有多孔结构,获得的气凝胶比表面积达到646～816m2/g,孔体积达到1.52～2.19cm3/g。用乙醇作为分散剂,将气凝胶块体研磨成具有一定黏度的浆料,采用丝网印刷法制成TiO2-SiO2复合气凝胶涂层。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和孔径及比表面积分析仪(BET)对复合气凝胶的结构、形貌和孔性质进行了研究,通过分光光度计法分析了TiO2-SiO2复合气凝胶涂层光催化降解罗丹明B的性能,在可见光下照射4h后降解率达到77%。     

多元掺杂负载型TiO_2光催化剂的制备与性能

为了提高TiO2光催化剂日光催化性能及解决催化剂回收问题,采用微乳液法制备了La3＋、Fe3＋、Co2＋、Ce4＋共掺杂TiO2/粉煤灰微珠光催化剂,用紫外-可见分光光度计测定了光催化剂的可见光吸收性能,用能谱仪（EDS）分析了催化剂的元素含量,以甲基橙为模型污染物考察了催化剂的光催化性能。实验结果表明：掺杂复合粒子在可见光区吸光性能均高于TiO2/漂珠;且多元素掺杂有协同作用,催化剂的吸收边带红移更多,对可见光的吸收也更强。日光照射下（Co2＋,Fe3＋,Ce4＋）三元共掺杂催化剂的活性≈（La3＋,Ce4＋）二元共掺杂催化剂的活性〉Fe3＋、La3＋单掺杂催化剂的活性。     

累托石/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源,用溶胶-凝胶法制备了改性累托石/TiO2光催化剂,运用X射线衍射和扫描电镜对其进行了表征.结果表明,累托石结构中负载了纳米TiO2.以300 W紫外灯为光源,以亚甲基蓝为目标降解物,得到制备交联钠化累托石/TiO2复合材料的最佳条件是盐酸浓度为0.2 mol/L,TiO2与累托石添加比例为5 mmol/g,复合材料的煅烧温度为500℃.研究了累托石/TiO2光催化剂的光催化性能,当用紫外灯光照20m in,反应温度为30℃,溶液pH为6时,亚甲基蓝的去除率达到90%以上.     

SiO_2气凝胶/WO_x-TiO_2复合空气净化涂料的制备及性能

以常压干燥制备的SiO2气凝胶和水热合成法制备的WOx-TiO2复合光催化粒子为主要的功能性无机吸附/光催化剂添加相,合成制备了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料。通过BET-BJH法分析了SiO2气凝胶的比表面积及孔容积,利用光催化降解罗丹明B的实验分析了WOx-TiO2复合光催化粒子的可见光催化活性,重点研究了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料对罗丹明B和甲醛气体的吸附/光催化降解能力。吸附/光催化降解罗丹明B的实验表明,吸附/光催化剂占涂料质量分数为5.0%时,具有较稳定、较高的吸附/光催化降解率,达69.6%;吸附/光催化降解甲醛的实验表明,当吸附/光催化剂占涂料质量分数的5.0%并且纯SiO2气凝胶与WOx-TiO2复合光催化粒子质量比为1∶1时,3h内复合空气净化涂料对甲醛气体的吸附/光催化降解率可达到84.62%。     

TiO2／SiO2核壳结构微粒的合成及超疏水防紫外线功能织物的制备

以正硅酸乙酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法在纳米TiO2表面包覆SiO2壳层,制备TiO2／SiO2核壳结构复合微粒,并将其负载在涤纶织物上,然后对织物进行疏水化处理,得到具有超疏水和防紫外线双重功能的织物．采用透射电子显微镜对复合微粒进行了表征;采用扫描电子显微镜对涤纶及处理后的涤纶织物的表面形貌进行了观察;采用视频光学接触角测量仪对涤纶织物表面的润湿性能进行测试;对织物超疏水性能的稳定性以及织物的紫外线防护性能进行了研究．结果表明：TiO2／SiO2复合微粒在纤维表面的负载不仅极大地提高了纤维表面的粗糙性,有利于超疏水表面的形成,并且由于TiO2的引入使织物获得了良好的紫外线防护性能;SiO2壳层对TiO2的包覆降低了TiO2的光催化作用,从而有效地提高了超疏水表面的紫外光照射稳定性．