高性能可见光Pt/TiO_2光催化材料的制备与性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,H2Pt Cl6·6H2O为Pt源,采用溶胶-凝胶法制备了高性能可见光Pt/Ti O2光催化材料。采用XRD和UV-Vis对制备样品进行了表征。XRD结果表明,制备Ti O2为锐钛矿相结构,Pt的加入未改变Ti O2的晶相结构,且未发现Pt的相关衍射峰。UV-Vis测试结果表明,0.6%Pt/Ti O2样品表现出较好的可见光吸收性能。在可见光条件下,以亚甲基蓝溶液为模拟污染物对Pt/Ti O2的光催化性能进行考察。实验结果表明,随Pt掺杂量增加,亚甲基蓝降解速率常数先增大后趋于平缓,0.6%Pt/Ti O2的光催化效率最高。采用XPS对Pt/Ti O2样品产生可见光催化活性的机理进行了分析。     

改进溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2薄膜及其光催化制氢性能

以钛酸丁酯为原料,采用改进的溶胶-凝胶法制备ITO负载纳米TiO2薄膜,通过XRD、SEM和UV-Vis等检测方法对薄膜样品进行表征,并考察其在双室光电化学池中制氢反应的光催化活性。结果表明:纳米TiO2薄膜为锐钛矿-金红石混晶结构,当溶胶中P25粉末含量为0.09g/mL时制备的TiO2薄膜产氢量最大,光催化性能较好。     

复合光催化剂CdS-Pt/TiO_2低温制备及可见光制氢性能

用不同方法制备了CdS-Pt/TiO2复合光催化剂。催化剂通过X射线衍射、比表面和紫外-可见漫反射吸收进行了表征。以可见光光解水制氢为探针反应,考察了CdS-Pt/TiO2复合光催化剂的可见光活性。结果表明制备方法极大地影响CdS-Pt/TiO2复合光催化剂的活性。低结晶度的CdS与Pt/TiO2复合形成的CdS-Pt/TiO2复合光催化剂具有最高的可见光活性,其光解水的量子效率为6.95%。     

陶瓷表面TiO_2薄膜的制备及光催化性能研究

采用化学溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,用浸渍-提拉方式在陶瓷表面制成锐钛矿相TiO2薄膜。用X射线衍射法(XRD)确定了晶型及晶粒的大小;用光电子能谱测定了其微观成分及其含量;考察了7种过渡金属离子掺杂后对甲基橙降解的光催化性能的影响及其变化规律,并对陶瓷和玻璃的光催化活性进行了比较。实验结果表明:掺杂Mn及Ni离子对于提高TiO2薄膜的光催化活性有明显的促进作用,降解30min后,降解率分别达到79.7%,80.8%。瓷片和玻璃的光催化活性要视掺杂的金属离子而定,不同的掺杂离子对瓷片和玻璃的光催化活性有不同的作用效果。     

磷钨酸修饰的纳米TiO_2薄膜的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱物,乙酸为溶剂,用溶胶-凝胶法制备了磷钨酸修饰的纳米TiO2薄膜(PW12/TiO2)。通过FT-IR、UV-Vis、XRD、BET、SEM进行了表征。结果表明,磷钨酸修饰的纳米TiO2具有锐钛矿晶型和较大的比表面积,磷钨酸在TiO2中仍保持Keggin结构,并抑制了粒子烧结过程中的长大。研究了PW12/TiO2薄膜在对氯苯酚光降解中的催化活性。当磷钨酸与TiO2的摩尔比为0.02∶1,240℃焙烧,PW12/TiO2薄膜的光催化降解反应遵循L-H机理,一级反应速率常数为0.016min-1。磷钨酸与TiO2在光催化反应中有明显的协同作用。     

电泳法制备纳米TiO_2薄膜光催化性能的研究

采用电泳法在导电玻璃上镀纳米TiO2薄膜,制得的TiO2薄膜经高温烧结后进行光降解实验。通过XRD、SEM、DTA、EDS等测试分析,确定了超细微粒TiO2的外观形貌和结构特征。实验结果表明,该法制得的TiO2薄膜具有一定的厚度、均匀平整、粗糙度好。极性溶剂种类、胶体浓度、电泳电压、电泳时间、镀膜次数及掺杂离子等影响电泳成膜质量及膜对甲基橙溶液的光降解效果。     

高硅氧纤维负载纳米Dy/TiO_2薄膜的制备及性能

为提高纳米TiO_2的光催化降解性能和稳定性,先采用微波-溶胶法制备Dy/TiO_2溶胶,再以高硅氧玻璃纤维编织体为载体,经过浸渍-提拉法制备具有高催化性能的高硅氧纤维负载纳米Dy/TiO_2薄膜。采用XRD,SEM,PL,EDS,XPS等仪器对薄膜的物相、表面形貌结构、表面元素组成及薄膜的稳定性进行表征,并且研究预处理液和涂覆方式对高硅氧纤维薄膜的影响。另外以甲基橙为目标降解物,考察样品的光催化性能。结果表明:以高硅氧玻璃纤维编织体为载体制备的Dy/TiO_2薄膜稳定性很好;经5次涂覆后,Dy/TiO_2高硅氧纤维薄膜对甲基橙的降解率在30min后达到94%。     

水热法制备稀土掺杂TiO_2薄膜及光催化降解性能研究

采用水热法,以载玻片为基片制备了稀土掺杂Ti O2薄膜。以紫外光区吸光度值为指标,确定最佳制备条件为:90℃保温2h,Ti(SO4)2溶液和尿素溶液摩尔比为10∶1,稀土掺杂量为1 mL0.5 mol/L稀土盐溶液,掺杂稀土镧Ti O2薄膜有较好的光吸收性能。利用X-射线粉末衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱法(EDS)对Ti O2薄膜的结构及表面特性进行表征,结果表明制备的稀土掺杂Ti O2薄膜为锐钛矿型。以紫外灯为光源,降解率为指标,罗丹明B溶液降解为模型反应,考察稀土掺杂Ti O2薄膜光催化性能,结果表明,稀土掺杂Ti O2薄膜具有较高光催化活性且明显大于纯Ti O薄膜,该薄膜对罗丹明B的光催化降解率达87%以上。     

Ag/TiO_2纳米复合光催化材料研究进展

TiO2半导体材料具有光催化活性高、稳定性好、价廉等优点,在光催化领域方面有着广阔的应用前景。一些研究表明,贵金属Ag纳米粒子可以形成易于捕获电子的Schottky能垒而提高TiO2催化活性,因此将Ag/TiO2复合是光催化研究的一个重要发展方向。就Ag/TiO2复合纳米材料的合成方法和应用进行了综述,同时对Ag/TiO2纳米复合材料的前景进行了展望。     

纳米TiO2薄膜的制备及其性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶工艺制备了TiO2溶胶,并用浸渍提拉法在陶瓷基体上负载了TiO2薄膜.探讨了前躯体浓度和热处理方式对TiO2薄膜性能的影响.此外,通过XRD表征,检测了TiO2的晶体结构.结果表明:500℃下煅烧的TiO2薄膜为锐钛型结构;随着前驱体浓度的增大,薄膜的亲水性能变化不大,光降解性能逐渐提高;陶瓷片每负载一层TiO2薄膜后煅烧一次,薄膜的附着力提高.     

S掺杂TiO_2/石墨烯复合催化剂制备及光催化分解水制氢

为了提高TiO2光解水制氢的光催化性能,通过水热合成法一步制备了S掺杂TiO2/石墨烯(RGO)复合催化剂。采用XRD、XPS、FT-IR、TEM、UV-Vis等测试方法对其进行了表征,并研究了复合催化剂光催化分解水制氢性能。结果表明,在S-TiO2/RGO复合催化剂中,TiO2以14nm左右的纳米颗粒分散在石墨烯片层上;与同等条件下制备的TiO2相比,复合催化剂在可见光区的吸收明显增强;当m(S)∶m(RGO)∶m(TiO2)为1∶0.1∶25时,所制备的复合催化剂在同等条件下产氢速率最大,为141.7μmol/h。     

TiO2膜/硅胶复合微球的制备及光催化性能

采用硅胶微球为载体,以TiO2溶胶为涂膜液,制备TiO2膜/硅胶复合微球,用XRD,FT-IR和显微镜等对催化剂的物相、形貌行了表征,并考察其对甲基橙溶液的光催化降解性能.结果表明:TiO2膜和硅胶微球之间存在化学键合作用,涂膜5层微球粒径为0.5～3mm,呈白色,水溶液中透明,是理想的光催化材料.其光催化性能随涂膜层数和催化剂用量的增加而增大,涂膜的5层微球甲基橙降解率可达85%.     

ZnS/TiO2聚砜纤维复合材料的制备及其光催化水制氢性能的研究

利用高压静电纺丝制备了具有良好耐光降解性能的羧基聚砜电纺纤维毡,利用其为载体用水热反应法制备了ZnS/TiO2聚砜复合光催化材料,得到了分布均匀的ZnS/TiO2聚砜纤维复合材料。通过X射线衍射、光电子能谱、紫外-可见漫反射光谱、热失重、耐紫外光降解实验对复合材料进行了表征。光催化分解水制氢实验表明:ZnS/TiO2含羧基聚砜纤维复合材料的催化效率高于同等条件下粉体ZnS/TiO2,并且具有很好的重复稳定性。     

MgTiO3/MgTi2O5/TiO2 heterogeneous belt-junctions with high photocatalytic hydrogen production activity

An effective photocatalytic hydrogen production catalyst comprising MgTiO₃/MgTi₂O₅/TiO₂ heterogeneous belt-junctions was prepared using magnesium ions by a thermally driven doping method. The tri-phase heterogeneous junction was confirmed by X-ray powder diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and high-resolution TEM (HRTEM). The as-prepared MgTiO₃/MgTi₂O₅/TiO₂ heterojunctions exhibited a very high photocatalytic hydrogen production activity (356.1 mol·g_0.1gcat·h^-1) and an apparent quantum efficiency (50.69% at 365 nm) that is about twice of that of bare TiO² nanobelts (189.4 mol·g_0.1gcat·h^-1). Linear sweep voltage and transient photocurrent characterization as well as analysis of the electrochemical impedance spectra and Mott–Schottky plots revealed that the high photocatalytic performance is caused by the one-dimensional structure, which imparts excellent charge transportation characteristic, and the MgTiO₃/MgTi₂O₅/TiO₂ tri-phase heterojunction, which effectively drives the charge separation through the inherent electric field. This titanate-based tri-phase heterogeneous junction photocatalyst further enriches the catalyst system for photocatalytic hydrogen production.

     

银掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯、硝酸银为原料制备了不同银含量掺杂TiO2光催化剂,并以TG-DTA、XRD、TEM对样品进行了表征,XRD结果显示,掺杂银TiO2光催化剂为锐钛矿型,银掺杂量较低时,银均匀分布在TiO2的表面,在掺杂量为4%时,出现银的团聚。光催化亚甲基蓝结果表明,银掺杂TiO2光催化剂比未掺杂TiO2降解率明显提高,在2%银掺杂TiO2光催化剂用量为25mg,pH值为6～8,降解时间为120min,降解率可达93%。     

复合电沉积制备SnO2/TiO2薄膜及其光电催化性能

为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明:该薄膜由0.3~1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高.     

Ce掺杂TiO2/SiO2的制备及其光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和掺杂不同含量Ce的TiO2/SiO2复合纳米粒子.并用FT-IR,UV-Vis对样品结构进行了表征,并以罗丹明B(RB)的光催化降解为探针反应,评价了其光催化性能.结果表明,TiO2/SiO2催化剂中形成了新的Ti-O-Si键,Ce的掺杂使TiC2/SiO2光谱响应范围向可见光区拓展.与未掺杂的TiO2/SiO2相比较,掺杂的TiO2/SiO2具有更高的催化性能.Ce掺杂的最佳值为x(Ce)∶x(Ti)=0.0090,光催化剂最佳投放量为30mg.     

Pt／TiO2纳米粒子的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Pt的TiO2粉末，利用紫外可见光谱对粉末的光吸收性能进行了表征，并分别在模拟日光和可见光下考察了其光催化氧化对．硝基苯酚的活性。结果表明，掺杂Pt以后TiO2粉末的光谱吸收范围被拓展至可见光，光催化活性也明显提高。在模拟日光照射下，以光催化活性较好的Pt／TiO2粉末为催化剂降解对．硝基苯酚，4h后对-硝基苯酚的转化率为93．7％，其反应是一级反应。