炭基光催化材料的应用进展

介绍了大孔炭基光催化材料、碳纳米管基光催化材料、活性炭基光催化材料、富勒烯基光催化材料和ACF基光催化材料在光催化中的应用现状,并展望了炭基光催化材料的应用前景,分析了未来所面临的挑战。     

TiO2光催化还原CO2研究进展

简要综述了近年来用于光催化还原CO2的Ti O2材料,包括单一Ti O2光催化材料、金属负载型Ti O2材料、半导体复合Ti O2光催化材料、有机光敏化剂修饰Ti O2光催化材料、Ti O2分子筛光催化材料及其他Ti O2光催化材料,总结了各种Ti O2材料光催化CO2的优势,并介绍了其相应的光催化反应机理。     

新型光催化材料探索和研究进展

综述了光催化反应基本原理、新型光催化材料开发策略及研究进展。分析了提高光催化材料量子效率的关键所在及开展新型光催化材料研究工作的重要性,展望了该领域的未来发展方向。     

高效光催化材料的设计与制备

光催化技术是解决能源短缺和环境污染问题的最有效解决途径之一,近期引起了世界各国科学家们的广泛关注。然而,目前光催化材料较低的转化效率,严重制约了光催化技术的进一步发展和实际应用。因此,设计和制备新型高效光催化材料具有重要意义。我们基于材料晶体结构设计,并结合材料微结构调控和制备技术,从拓展光催化材料的光吸收范围和提高光生载流子分离效率两个制约光催化效率的最主要问题入手,提出了一些新型高效光催化材料的设计理论和制备方法。主要围绕表面等离子体光催化材料、红外光催化材料、极性光催化材料等几种新型光催化材料,对材料设计理论、制备方法、结构与性能之间的关系及光催化微观机理几个方面进行了详细讨论。     

光催化纳米材料的微生物法制备及其研究进展

光催化纳米材料是指能直接将太阳能转化为化学能来进行催化的纳米材料。因能直接利用太阳能这一特性,光催化纳米材料成为了缓解能源短缺和环境污染最有潜力的一类材料。光催化纳米材料的制备方法多种多样,其中,微生物制备法是利用微生物生长代谢合成光催化纳米材料,因微生物生长周期短、反应条件简单、无二次污染、节能环保等优点,成为现今极具发展潜力的、绿色环保的制备方法。对此研究者们进行了大量的研究探索。结合了近十年来有关微生物法制备光催化纳米材料的研究文献,介绍了用微生物法合成的各种纳米光催化材料,包括金属单质、硫族金属化合物、金属氧化物、复合材料及其它。重点阐述了光催化纳米材料的微生物制备过程及机理,介绍了各种光催化纳米材料的应用及光催化机理,最后,对光催化技术和微生物制备未来的研究进行了展望。     

纳米TiO2光催化水泥基材料的研究进展

光催化技术是解决当前大气污染问题的一项重要手段,纳米TiO_2由于具备光催化效率高、稳定性好、经济环保等优点,是当前研究最多和应用最广的光催化材料。本文归纳了纳米TiO_2的光催化机理和催化性能,包括内在因素(晶体结构、组成和颗粒尺寸)和外在因素(光强、温度和pH值)对其光催化性能的影响。同时,分别从纳米TiO_2在水中的分散,纳米TiO_2对水泥基材料物理性能的影响,纳米TiO_2水泥基材料的光催化性能三个方面对纳米TiO_2光催化水泥基材料进行了系统的归纳和总结,分析并指出了纳米TiO_2光催化水泥基材料存在的问题并作出展望,以期为制备新型的纳米TiO_2光催化水泥基材料提供参考。     

石墨烯纳米复合材料合成及其在光催化氧化降解和还原制备氢能中应用的研究进展

石墨烯因独特的二维纳米结构和优良的物理化学性能已经成为近年来纳米材料研究的热点领域之一。作为一类新型的碳基材料,石墨烯纳米复合材料已经广泛地应用于多相光催化的诸多方面。对石墨烯纳米复合材料的制备、光催化还原制氢原理、光催化氧化染料降解原理、光催化活性的主要影响因素、石墨烯纳米复合材料在光催化氧化污染物降解、光催化还原制氢以及CO2还原制甲醇中的应用等领域的最新研究进展进行了较系统的综述,对一些新的光催化反应以及反应机理进行了归纳总结,提出了石墨烯纳米复合材料存在的问题以及未来的发展方向。     

用于降解室内挥发性有机物的TiO2光催化材料的改性研究进展

光催化降解室内挥发性有机物(VOCs)是TiO2光催化材料应用的新领域.在介绍TiO2光催化材料降解室内VOCs及改性机理的基础上,重点综述了催化降解室内VOCs用改性TiO2光催化材料的离子掺杂、半导体复合、贵金属沉积等改性制备的研究新进展,并详细阐明了所制备的改性TiO2光催化材料催化降解室内VOCs的研究现状,进而提出了改性TiO2光催化材料降解室内VOCs需进一步深入展开的研究工作.     

具有降解汽车尾气性能的纳米TiO_2光催化水泥浆体研究

纳米TiO_2在紫外线的照射下,可将汽车尾气中有害的CO、HC及NO_x氧化为CO_2、H_2O、硝酸等无害物质,实现空气的净化。首先分析了纳米TiO_2光催化降解汽车尾气机理,然后研究了纳米TiO_2光催化水泥浆体的制备工艺与技术,通过试验分析了分散剂、分散方式、纳米TiO_2掺量等对光催化水泥浆体降解汽车尾气性能的影响规律。最后,研究了一种基于光催化产物的纳米TiO_2光催化水泥浆体降解汽车尾气性能的评价方法;将光催化水泥浆体应用于高速公路收费站,并对其光催化降解汽车尾气的性能进行了评价,结果表明,纳米TiO_2光催化水泥浆体具有优异的光催化性能和良好的应用前景。     

可见光响应型ZnO基纳米复合光催化材料的研究进展

本文综述了ZnO基纳米复合光催化材料的基本结构与性能、光催化效果及其作用机理;系统概述了可见光响应型ZnO基纳米复合光催化材料在有机物污染物降解、光催化制氢和抗菌等方面的应用,并对其进一步研究提出了思路和建议。相信随着基础研究与应用实践的不断深入,ZnO基纳米复合光催化材料最终会在高效催化剂、环境净化、太阳能转换等方面得到长久发展与广泛应用。     

Effects of TiO2 nanorod length and post-annealing on the electrical properties of TiO2 nanobarbed fiber structures

TiO2 nanobarbed fiber (NBF) structures consisting of TiO2 nanorods (NRs) on TiO2 nanofibers (NFs) were fabricated. The mean length and diameter of the TiO2 NRs grown for 6 h was 1.38 microm and 71 nm, respectively. One NR was connected to other NRs and the junction points between the TiO2 NRs increased with increasing TiO2 NR length. The crystal structure of the TiO2 NFs and NRs was rutile and anatase, respectively. After post-annealing, only the intensity of the TiO2 NBF peaks increased without any significant structural changes. Raman spectroscopy showed that the TiO2 NBF structure consisted of anatase (TiO2 NFs) and rutile (TiO2 NRs). The bandgap of the TiO2 NBF structure prepared during a TiO2 NR growth time from 0 to 6 h decreased from 3.23 eV to 3.10 eV. The conductivity of the TiO2 NBFs with longer NRs was enhanced by post-annealing.     

Study on the photocatalysis performance and degradation kinetics of X-3B over modified titanium dioxide

In this paper, reactive brilliant X-3B was used as a model compound to study the photocatalytic activity of TiO2. Experimental results showed that the adulteration of iron and silver on TiO2 could greatly improve the activity of TiO2, and the optimum adulteration amount of iron and silver was 0.1 wt.% (Fe/TiO2) and 0.05 wt.% (Ag/TiO2), respectively, at the adulteration range of experiments. The photocatalytic degradation kinetics of X-3B on TiO2, Fe/TiO2 and Ag/TiO2 were also studied. The results showed that the degradation of X-3B on all of them were in accordance with the Langmiur-Hinshelwood kinetics model well, and the sequence of apparent reaction rate constants k of X-3B degradation catalyzed by TiO2, Fe/TiO2 and Ag/TiO2 was Ag/TiO2>Fe/TiO2>TiO2, while adsorption equilibrium constants KA of X-3B on Fe/TiO2 and Ag/TiO2 were approximately the same, and both were greater than that of TiO2.     

Structural Characteristics of TiO2 Ceramic Coating by Micro-Plasma Oxidation

TiO2 ceramic coatings with thickness of 20 μm were formed on the surface of pure titanium by micro-plasma oxidation. Their micro-structures were investigated by by using X-ray diffraction and their surface images were detected by using scan electronic microscope. There were three kinds of TiO2 coatings, pure anatase type TiO2 phase, mixed phases consisted of rutile type TiO2 phase and anatase type TiO2 phase, pure rutile type TiO2 phase. The coating surface with the pure anatase type TiO2 phase is rough, while the coating surface with the pure rutile type TiO2phase is smooth. The upper coating surface with the mixed type TiO2 phases is anatase type TiO2 structure and the subsurface of the TiO2 coating is rutile type TiO2structure.     

表面TiO2包膜对制备CaCO3／TiO2复合材料颜料性能的影响

采用机械力化学方法，通过对碳酸钙进行表面TiO2包膜制备了CaCO3／TiO2复合材料，对CaCO3／TiO2复合材料的颜料性能、CaCO3和TiO2的结合形态与反应机理进行了研究。结果表明：CaCO3／TiO2复合材料形成了具有类似钛白粉的颜料性质，遮盖力为钛白粉的90％，吸油量和紫外线吸收功能与钛白粉相同；CaCO3／TiO2复合材料中TiO2在CaCO3颗粒表面形成均匀包覆和二者通过各自表面羟基形成化学结合是导致其呈现钛白粉颜料性质的内在机制。     

Pt对TiO_2薄膜的结构及可见光光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法辅之以离子溅射制备了TiO2/Pt/TiO2纳米多层薄膜和TiO2/TiO2薄膜.通过SEM观察表明,TiO2/Pt/TiO2中二氧化钛颗粒的平均尺寸在20～40nm之间,而TiO2/TiO2中颗粒平均尺寸在40～80nm之间.TiO2/Pt/TiO2纳米多层薄膜的总厚度约为160nm.TEM观察及SADP结果证实单质Pt颗粒尺寸在20～40nm之间,二氧化钛为锐钛矿型.与TiO2/TiO2薄膜相比,TiO2/Pt/TiO2的光吸收曲线红移了30nm,与此同时,除本征吸收边(365nm)外,它在可见光波段还出现了一个新的吸收边650nm,对应的带隙为1.91eV,这种现象归因于沉积Pt后TiO2/Pt/TiO2薄膜中存在金属与基体的界面强相互作用(SMSI).在可见光光降解甲基蓝的实验中,扣除甲基蓝自身的分解,TiO2/Pt/TiO2多层纳米复合薄膜2h后的光降解率为18.1%.     

PT／TiO2复合粒子光催化降解有机污染物的性能

在CHCl3中以FeCl3为氧化剂通过原位化学氧化方法制备了聚噻吩/二氧化钛(PT/TiO2)复合粒子。通过X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射光谱(DRS)分析,分别研究了PT/TiO2复合粒子的结构和光响应特性。结果表明,复合粒子是由PT包裹在TiO2粒子表面而形成的具有核-壳结构的粒子;复合粒子能吸收200 nm~800 nm波长的光。分别以甲基橙和苯酚为目标污染物,研究了PT/TiO2复合粒子光催化降解污染物的性能。结果表明,具有一定含量聚噻吩的复合粒子光催化降解污染物的性能优于TiO2。     

超亲水TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备与表征

通过 ｓｏｌ－ｇｅｌ工艺在普通钠钙玻璃表面制备了均匀透明的 ＴｉＯ２／ＳｉＯ２复合薄膜．实验结果表明：在 ＴｉＯ２薄膜中添加 ＳｉＯ２,可以抑制薄膜中 ＴｉＯ２晶粒的长大,同时薄膜表面的羟基含量增加,水在复合薄膜表面的润湿角下降,亲水能力增强．当 ＳｉＯ２含量为 １０～２０ ｍｏｌ％时获得了润湿角为０°的超亲水性薄膜．     

P(MMA-AN)/TiO2复合粒子的制备及光催化性能

采用原位乳液聚合方法制备了基于共价键结合的P(MMA-AN)/TiO2复合粒子,红外光谱和热失重分析结果表明P(MMA-AN)在TiO2表面接枝率为15.9%。以甲基橙溶液为目标污染物,研究了P(MMA-AN)/TiO2复合粒子和TiO2对甲基橙的吸附和光催化降解甲基橙溶液的性能,结果表明:两种粒子对甲基橙的吸附都很少;在相同时间内,P(MMA-AN)/TiO2复合粒子对甲基橙溶液的降解性能优于TiO2,紫外光照180 min后,P(MMA-AN)/TiO2复合粒子对甲基橙溶液的降解率达到了88%,而TiO2仅为74%。     

S、RE共掺杂TiO2的制备及其可见光分解水制氢性能

采用溶胶-凝胶法制备了系列稀土(La、Eu、Nd、Tb、Er)和硫共掺杂TiO2光催化剂RE/S/TiO2。通过紫外-可见(UV-Vis)漫反射、X射线衍射(XRD)对催化剂进行了表征。以EDTA为电子给体,考察了光催化剂在可见光照射下的制氢活性。研究结果表明,S/TiO2具有可见光活性,稀土掺杂进一步提高了S/TiO2可见光活性,其活性顺序依次为Eu/S/TiO2>La/S/TiO2>Nd/S/TiO2>Tb/S/TiO2>Er/S/TiO2。与纯TiO2和S/TiO2光催化剂相比,稀土掺杂使催化剂的粒径减小,晶格畸变应力增大,从而提高了催化剂可见光制氢活性。     

TiO2复合薄膜光生亲水及防结雾性能研究

利用中频交流磁控溅射技术制备了TiO2薄膜、Ag/TiO2复合薄膜和TiO2:MoO3复合薄膜,研究了TiO2薄膜的光生亲水性和防结雾特性,讨论Ag及MoO3对TiO2薄膜光生亲水性的影响.发现:制备的TiO2薄膜有良好的光生亲水性和防结雾效果,同时薄膜越厚其光生亲水性越明显.800 nm的TiO2薄膜在TUV辐照3 min后其接触角可下降至2°以下.Ag/TiO2复合薄膜是一种接触角在较大范围内可变的薄膜材料,紫外辐射可使其接触角在120°到0°间调节.而TiO2:MoO3复合薄膜的光生亲水性则远比TiO2薄膜差.