电解液温度对TiO_2纳米管阵列结构和光催化性能的影响

在有机溶剂(NH4F+水+丙三醇)体系电解液中,采用电化学阳极氧化法在钛片表面制备了高度有序的TiO_2纳米管阵列,主要研究了电解液温度和阳极氧化时间对TiO_2纳米管结构和表面形貌的影响,观察到TiO_2纳米管的形貌,包括内径、壁厚和长度,随实验条件呈现规律性改变。所得的TiO_2纳米管阵列在450℃退火后可得到锐钛矿相。随着阳极氧化电解液温度的升高,TiO_2纳米管阵列的结晶度有所提高。通过在紫外光的照射下降解亚甲基蓝水溶液评价其光催化活性,分析了制备条件对TiO_2纳米管阵列的光催化性能的影响,得出材料形貌是否规整是影响光催化性能的重要因素。     

化学共沉淀法制备超薄BiOCI纳米片及其光催化性能

采用化学共沉淀法在室温下制备了超薄Bi0Cl纳米片,并对所制备的粉体在100～500℃进行热处理．利用XRD、TEM、UV—Vis等手段研究了不同温度下所得到粉体的晶体结构、微观形貌及光学性能,并对不同热处理温度下所制备粉体在可见光照射下对亚甲基蓝和甲基橙染料的光催化性能进行了研究．光催化结果表明,可见光照射下T-500样品对亚甲基蓝染料具有最佳的光催化活性;而T-400样品在可见光照射下对甲基橙染料具有最佳的光催化活性．最后对所制备粉体的可见光光催化活性机理进行了分析．     

Cr沉积TiO_2复合薄膜的制备及其可见光催化性能

真空蒸镀法结合溶胶凝胶法成功制备Cr沉积TiO2三层复合薄膜.通过XRD、SEM、UV-vis等手段表征沉积Cr后的TiO2薄膜的结构、可见光吸收性能,以亚甲基蓝溶液为目标物评定其可见光光催化活性.结果表明:该法制备的Cr沉积TiO2复合薄膜,在723 K热处理后,蒸镀的金属层仍然为金属Cr,823 K时被氧化为Cr2O3.不同温度热处理后Cr沉积的TiO2复合薄膜在可见光区均表现出良好的光吸收性.而且随着热处理温度的升高,光吸收性能明显增强.降解实验表明,823 K热处理后的薄膜样品光催化性能最好.在可见光光照射2 h后,对亚甲基蓝溶液降解率接近40%.     

煅烧和水热法制备纳米TiO2及其光催化性能

用微乳液法制备出纳米TiO_2前驱体,通过煅烧和水热法两种后处理方式制备了纳米TiO_2,用TG-DSC,XRD和SEM等对纳米TiO_2进行表征分析。结果表明,煅烧法和水热法获得的锐钛矿型纳米TiO_2的晶粒尺寸分别为14～23 nm和4.4～5.3 nm。在紫外光照射下测试两种方法制备的锐钛矿型纳米TiO_2的光催化性能。通过比较,煅烧法后处理制备的纳米TiO_2在90 min内对亚甲基橙溶液的降解率98.36%。在相同测试条件下,水热法后处理获得的纳米TiO_2在90 min内对亚甲基橙溶液的降解率达到99.9%。     

P掺杂TiO2的制备及光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备掺杂P的纳米TiO2光催化剂,将焙烧温度、焙烧时间、冰醋酸与钛酸四丁酯物质的量比、P/Ti物质的量比、加水量和乙醇用量等因素作为实验考察条件,分别在紫外光和可见光条件下,研究P掺杂TiO2制备条件对其光催化降解有机污染物性能的影响。以难生化降解的亚甲基蓝为目标降解物,通过其降解前后浓度的变化考察改性光催化剂的光催化活性。结果表明,适量P的掺杂能够有效促进TiO2纳米粒子的光催化活性。利用溶胶-凝胶法制得的光催化剂,最佳催化剂制备条件为:P掺杂的摩尔分数为6%,600℃焙烧120min,冰醋酸与钛酸四丁酯物质的量比为3∶1,加水体积80mL,乙醇体积60mL,此条件下亚甲基蓝可见光降解率为88.0%。     

TiO_2纳米管复合石墨烯催化剂的合成及其光催化性能

为提高TiO_2光催化剂的可见光利用率及光催化效率,以TiO_2粉体和氧化石墨为原料,氢氧化钠水溶液为溶剂,通过简单的水热法一步制备还原氧化石墨烯复合TiO_2纳米管(rGO/TiO_2NT)光催化材料.通过TEM、XRD及UV-vis等手段表征所得产物的形貌、结构和光学特性,通过紫外光下甲基橙水溶液的光降解率来评价其光催化活性,考察还原氧化石墨烯复合量及焙烧温度对合成催化剂光催化性能的影响.结果表明:TiO_2纳米管与还原氧化石墨烯之间复合紧密,当r GO质量分数为2.0%、样品经300℃焙烧后,rGO/TiO_2NT的光催化活性达到最佳,紫外光照射10 min时甲基橙100%完全降解.这是由于经还原氧化石墨烯复合后,TiO_2导带上的电子转移至石墨烯表面,实现了光生电子和空穴对的有效分离,进而提高了光催化效率.     

TiO_2纳米管的光催化性及亲水性的研究

采用阳极氧化法在纯钛表面制备TiO2纳米管,并通过扫描电子显微镜(SEM)对其表面形貌进行了表征.通过检测被降解的亚甲基蓝溶液的吸光度来表征TiO2纳米管的光催化活性.利用OCA30视频接触角测量仪测量蒸馏水在TiO2纳米管上的接触角,以纯钛为对比来探讨TiO2纳米管的亲水性.结果表明,阳极氧化法成功在纯钛表面制备出排列紧密的TiO2纳米管层,TiO2纳米管具有良好的光催化性能和亲水性能,可使钛材表面具有防污、易洗、易干的自洁功能.     

纳米棉纤维/ZnO/Ag_2S的制备及其光催化性能

为了提高ZnO光催化效率和实现光催化剂的回收重复利用,首先以天然棉纤维为原料,通过粉碎、氢氧化钠溶液活化,将活化后的棉纤维配置为棉纤维纺丝液,运用静电纺丝技术制备出纳米棉纤维。接着以水热法将ZnO纳米棒负载到纳米棉纤维上,然后通过循环离子吸附法将Ag_2S沉积到ZnO表面,最后制备出纳米棉纤维/ZnO/Ag_2S。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等对样品进行表征,结果表明成功制备出纳米棉纤维/ZnO/Ag_2S样品。光催化实验表明,纳米棉纤维/ZnO/Ag_2S-2样品在可见光下对亚甲基蓝的降解率达到88%,循环降解亚甲基蓝4次以后降解率只有约10%的下降。实验结果表明,制备的复合样品具有对亚甲基蓝优良的光催化降解能力和优异的循环稳定性。     

Z型Ag_3PO_4/MoS_2复合微球的构建及其光催化性能

采用化学沉淀法使Ag_3PO_4纳米粒子负载在MoS_2纳米微球表面上获得Ag_3PO_4/MoS_2复合材料,利用X射线衍射、电子显微镜等手段分析其成分和微观结构,并以该复合材料为催化剂催化降解亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO),研究其光催化性能。结果表明:在Ag_3PO_4/MoS_2复合材料制备中改变AgNO_3的浓度,能够使MoS_2上Ag_3PO_4纳米粒子的尺寸及分布发生变化;当AgNO_3的浓度为20.0 mM时,经可见光照射12 min后,Ag_3PO_4/MoS_2复合材料对亚甲基蓝(MB)催化降解效率为100.0%,而经可见光照射30 min后,Ag_3PO_4/MoS_2复合材料对甲基橙(MO)催化降解效率为100.0%,且Ag_3PO_4/MoS_2光催化剂连续四次光催化降解MO后,其降解效率仍保持在90.2%以上。     

掺铁二氧化钛纳米材料的制备及其表征

通过静电纺丝法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、甲醇/乙酸(质量比为37/3)、钛酸丁酯和不同浓度的FeCl3·6H_2O为前驱体制备了Fe/TiO_2光催化剂,经500℃煅烧3h,得到纳米纤维状Fe/TiO_2.采用FT-IR、SEM、XRD、BET对样品进行表征,并分析样品对亚甲基蓝的光催化降解性能.结果表明,Fe/TiO_2中不含有机物,微观结构为纳米纤维状,适量铁可以增加其结晶度,与纯TiO_2相比,比表面积增加了11.33m2/g;掺铁可以改善TiO_2的光催化性;当铁掺杂浓度为2%时,光催化剂对亚甲基蓝的降解效率可达99%.     

锐钛矿TiO_2-Ag纳米纤维的可控制备及光催化性能研究

制备TiO2高效光催化试剂近年来备受关注.利用静电纺丝技术成功获得了尺寸均一的TiO2纳米纤维,在此基础上,以硝酸银(AgNO3)为掺杂剂,合成了TiO2-Ag复合纳米纤维.采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对该复合材料进行了表征.结果显示,产物为锐钛矿TiO2-Ag复合纳米纤维,且纤维分散性好、长径比大.随后以亚甲基蓝为降解对象,研究了该复合材料的光催化活性,探讨了Ag掺杂量对TiO2光催化效果的影响.结果表明:TiO2-Ag复合纳米纤维具有良好的光催化活性,且掺杂0.8wt%Ag的TiO2-Ag复合纳米纤维对亚甲基蓝的降解效率最高.     

硫氮共掺杂纳米TiO_2光催化降解蒽醌染料研究

以硫脲为硫源、尿素为氮源、钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备硫氮共掺杂纳米TiO_2光催化剂(S-N-TiO_2)。利用X射线衍射仪、紫外-可见漫反射吸收光谱仪、透射电镜和X-射线光电子能谱仪,表征分析所制备的S-N-TiO_2的晶体结构和光谱性质;以蒽醌结构的活性艳蓝L-KN-R染料为目标降解物,研究其可见光催化性能。结果表明,所制备的SN-TiO_2均为锐钛矿相,平均粒径为13.9nm;其吸收边带红移至610nm;在金卤灯照射下,光催化反应180min,对活性艳蓝L-KN-R染料的降解率达89.14%。     

TiO2/Graphene多孔微球对亚甲基蓝和乙醛的光催化活性

通过喷雾高温分解的方法制备了TiO2多孔微球和TiO2/Graphene多孔微球.石墨烯作为电子受体,能够增强TiO2电子和空穴的分离效率.另外,石墨烯的引入提高了TiO2对太阳光的利用率.在太阳光的照射下,TiO2/Graphene多孔微球对亚甲基蓝具有较高的光催化活性,然而其对乙醛的降解和CO2的生成均显示了较低的光催化活性.     

GNR-TiO_2/g-C_3N_4异质结构的制备及其性能研究

采用二次凝胶-溶胶法和水热法合成了具有光催化效应的GNR-TiO_2/g-C_3N_4异质结构,并对其性能进行了研究.研究结果表明:GNR-TiO_2/g-C_3N_4异质结构表现出强的光催化活性,并在可见光照射下,对有机物亚甲基蓝有良好的催化效果.这主要归因于石墨烯纳米带作为载体,不仅增加了异质结构的比表面积,还使空穴-电子对的再结合率降低.     

RGO/BiVO_4复合光催化剂的EDTA辅助水热合成及表征

以EDTA为络合剂,采用水热法制备了RGO/BiVO4复合光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、Fourier变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)对产物进行了表征;并以亚甲基蓝为目标降解物,分析了复合光催化剂在可见光下的光催化活性。结果表明,RGO的加入有效提高了BiVO4的可见光光催化性能。当RGO的质量分数为15%时,复合光催化剂的可见光催化活性最高,经100min的可见光照射,亚甲基蓝的降解率达到95%。     

磷酸银改性二氧化钛可见光光催化性能

利用生物质瓜子皮为模板,水热法制备了纳米级二氧化钛,然后利用溶液共混法将磷酸银掺杂负载到二氧化钛上,制备出一种新型改性二氧化钛复合光催化剂,并通过扫描电镜、XRD对该催化剂进行了表征,同时将改性的催化剂用于处理亚甲基蓝染料,进而考察磷酸银改性二氧化钛在可见光下的光催化活性。得到复合材料最佳的制备条件:超声20 min,n(Ag3PO4)∶n(TiO2)为2∶10,反应pH=7;复合材料最佳反应条件:光催化剂加入量是0.1g,亚甲基蓝染料浓度为7.5~10mg·L-1,且加入氧化剂时可以在提高反应速率的同时提高降解率;h+是降解亚甲基蓝的主要氧化基团,可见光下该催化剂降解亚甲基蓝的反应过程符合一级反应动力学模型,新制备出的光催化剂的光响应范围有了很大的提高,在可见光之下的降解率也可以达到95%以上。     

纳米TiO2光催化复合材料制备及光催化行为研究

用Sol-gel法在颗粒活性炭上制备纳米TiO2，用扫描电镜对负载后的纳米TiO2进行表征，研究了紫外光照射下光催化降解亚甲基蓝溶液的动力学行为。实验结果表明：随着负载次数的增加，TiO2颗粒的纳米级片层增多，其产品的光催化性能提高，但负载次数过多时，TiO2颗粒的纳米级片层结构消失，粒子的光催化性能也随之降低。产品对溶液中亚甲基蓝的光催化降解效果较好，其中负载4次的催化降解效果最好，反应的速率常数及半衰期均达最佳值。通过回归曲线可以看出，不同负载次数的产品对溶液中亚甲基蓝的光催化降解反应均遵循一级反应动力学规律。     

Eu3+掺杂纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Eu3+掺杂的纳米TiO2粉体。以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能,并讨论了掺杂TiO2粉体的加入量、亚甲基蓝溶液的初始浓度、pH值以及稀土元素掺杂量和烧成温度等对样品光催化性能的影响。结果表明:在样品加入量为0.15 g/50 mL,亚甲基蓝溶液的初始浓度为10 mg/L,pH=7时样品的光催化性能最佳。稀土元素的最佳掺杂量(摩尔比)为n(Eu3+)∶n(TiO2)=0.5%,样品的热处理温度在500～550℃时,样品表现出较好的光催化活性。掺杂TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应4 h降解率达到88.16%,优于同等条件下制备的纯TiO2粉体。     

氮掺杂二氧化钛的制备及性能

为解决污水降解的问题,利用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为钛源、氨水为氮源、无水乙醇为溶剂制备出N-TiO_2,并通过静电纺丝法制备出PET/N-TiO_2电纺膜,解决了N-TiO_2粉末在水中难以回收的问题;实验研究了样品的光催化性能及重复利用性。结果表明:N-TiO_2具有较好的光催化性能,经过150 min太阳光照射,亚甲基蓝的降解率为90.5%;在此基础上制备的PET/N-TiO_2电纺膜同样具有良好的光催化性能,经过150 min的太阳光照射,亚甲基蓝降解率为86.2%。     

使用新型纳米I-TiO2催化降解亚甲基蓝的实验研究

以钛酸四丁酯为前驱体，采用溶胶一凝胶法制备了I掺杂改性纳米TiO2光催化剂．在模拟太阳光照射下，研究了该催化剂的制备条件、添加量、溶液pH值以及H2O2浓度等诸因素对亚甲基蓝光催化降解性能的影响．结果表明：选用I掺杂量10％、煅烧温度在500℃下得到的I-TiO2催化剂，且调节亚甲基蓝溶液pH值为8时，其光催化活性达到最佳效果．