锐钛矿型大孔TiO_2薄膜的低温制备及其光催化性能(英文)

以钛酸丁酯为前驱体在水量充足的反应体系下合成了 TiO2晶粒溶胶。在该溶胶中引入 4,4’-二羟基二苯基丙烷(BPA)和辛基酚聚氧乙醚(OP 乳化剂),并通过浸渍提拉法制备出锐钛矿型 TiO2薄膜。采用无水乙醇为溶剂将上述薄膜中的有机模板溶解去除,获得锐钛矿型大孔 TiO2薄膜。使用扫描电子显微镜分析薄膜的表面形貌,并对薄膜的吸附及光催化性能进行了研究。结果表明:OP 乳化剂可有效促进 BPA 在薄膜中的分散,有利于形成密集的大孔结构。多孔性增强了 TiO2对罗丹明 B(RB)的吸附,从而使薄膜光催化活性获得提高。     

硅胶负载掺钕TiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法将掺钕二氧化钛负载在二氧化硅上制备复合光催化剂（Nd/TiO2-SiO2）,利用XRD、SEM、FT-IR和DRS对Nd/TiO2-SiO2进行表征,并通过甲基橙溶液的光催化降解评价其光催化性能。结果表明：Nd/TiO2-SiO2在可见光区388-619nm范围内的光吸收性能随着钕掺杂量的增大而增强,钕掺杂有利于降低电子-空穴的复合率,钕和二氧化硅提高TiO2的光催化活性。在600℃煅烧的0.1%Nd/TiO2-SiO2的光催化活性最高,1h后甲基橙降解率为82.9%。     

Mg2+掺杂TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯和Mg(NO3)2为原料,采用溶胶-凝胶法在较低的热处理温度下制备了Mg2+掺杂的TiO2薄膜,并研究了TiO2薄膜光催化降解甲基橙的情况.采用DTA、XRD、SEM等研究测试手段,发现通过溶胶-凝胶法在TiO2溶胶中加入Mg(NO3)2的方法,可以降低TiO2从无定型到锐钛矿相和锐钛矿相到金红石相的晶型转变温度,并在600C热处理条件下,获得了具有锐钛矿相和金红石相混晶的TiO2薄膜,通过甲基橙水溶液光催化实验表明:其光催化活性高于未掺杂TiO2薄膜的光催化活性.     

TiO2/膨润土复合光催化材料的常温制备及性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法,在以水为主要溶剂的反应体系中,控制钛酸四丁酯充分水解、缓慢聚合,在 常压、低温(70℃)的温和条件下制备出稳定的TiO₂纳米晶溶胶,并利用TiO₂纳米晶溶胶在膨润土表面负载,获得TiO₂/膨润土复合光催化材料。采用 X 射线衍射、扫描电镜、比表面积测定等研究手段对样品的结构形貌进行了表征,并考察了其光催化活性。结果表明：较高的水用量有利于TiO₂晶体形成,当去离子水:钛酸四丁酯摩尔比大于167:1时,在溶胶体系中出现了锐钛矿型TiO₂纳米晶体;TiO₂纳米晶主要负载于膨润土表面,并未嵌入到膨润土层间结构,但相对于单一膨润土,TiO₂负载显著提高了材料比表面积;当去离子水:钛酸四丁酯摩尔比=192:1时,在紫外光照射下,复合光催化材料表现出最高的光催化活性,对亚甲基蓝的降解率达到93.8%。     

氮掺杂TiO_2薄膜光催化剂的制备

采用溶胶-凝胶法,在电场热处理条件下,合成了晶粒度为50～60 nm的在可见光下具有较高催化活性的一种掺N的TiO_2薄膜.光催化实验表明:在可见光催化下,掺N薄膜对甲基橙溶液的催化活性大大提高了.通过XPS和XRD分析,确定了N在TiO_2中以取代O原子的形式存在,即薄膜中形成了非整比化合物TiO_(2-x)N_x,通过紫外可见光谱(UV-VIS)分析测试薄膜的透光率,观察到掺N薄膜的吸收截止波长为550 nm,说明吸收边发生了红移.以取代形式掺杂的N在窄化带隙和提高光催化活性方面具有重要的意义.     

掺银TiO_2复合薄膜的制备和光催化性能的研究

研究了通过 sol- gel工艺在普通玻璃表面制备均匀透明的掺银锐钛矿型 Ti O2 光催化复合薄膜。研究表明 :Ti O2 复合薄膜由 Ti O2 球形颗粒组成 ,其颗粒大小在 5 0 nm～ 10 0 nm;薄膜的厚度每镀一次增加约 0 .0 9μm;薄膜中出现的锐钛矿在 (10 1)面具有一定的择优取向。甲基橙水溶液的光催化降解实验表明 :掺银 Ti O2 复合薄膜的表观降解速率常数明显高于未掺银 Ti O2 薄膜的表观降解速率常数 ,这为进一步提高 Ti O2 薄膜的光催化活性开辟了新的途径。     

溶胶-凝胶法制备PSR杂化TiO_2复合薄膜及性能研究

采用钛酸丁酯和全氟磺酸树脂(PSR),通过溶胶-凝胶过程形成均匀稳定的复合溶胶并成功制得复合薄膜,通过FTIR分析薄膜中二氧化钛与PSR的相互作用,利用SEM观察薄膜的表面形貌。对制得的复合膜光催化降解性能进行考察,发现复合薄膜表现出良好的光催化活性,优于纯二氧化钛的光催化活性和PSR吸附性能的叠加。     

TiO_2薄膜光催化剂性能的研究

在空气环境下,通过浸涂的方法在普通玻璃基片(50mm×2mm×2mm)上采用溶胶-凝胶法制备了TiO2薄膜。通过XRD分析了TiO2薄膜处理温度对其结晶程度的影响。结果表明,增加热处理温度可以增加结晶的程度,甚至还会导致锐钛矿型向金红石型的晶相转变。此外,TiO2薄膜光催化性能的研究显示,TiO2薄膜的层数对其光催化性能具有明显的影响。增加薄膜的层数,TiO2薄膜对甲基橙的分解速率呈现出了一个逐步增加的趋势。当薄膜的层数达到4层和5层时,甲基橙的分解速率比较接近。然而不同的是,随着Ce或La的加入量的增加,掺杂Ce或La的TiO2薄膜对甲基橙的分解速率则呈现出了一个先增加后减小的趋势。     

Ag-TiO_2复合薄膜的低温制备及其性能

采用溶胶-凝胶工艺制备掺银锐钛矿型TiO2溶胶,通过浸渍提拉法在载玻片表面涂膜,并在较低温度下进行热处理(250℃),获得Ag-TiO2复合薄膜。考察热处理温度、掺银量等影响因素,研究复合薄膜的光学性能、光催化性能和抗菌性能,并利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)等分析测试手段进行表征。结果表明:随热处理温度的升高,TiO2的结晶度提高,并在500℃逐渐由锐钛矿型向金红石型转变,复合薄膜表面的TiO2颗粒形貌由不规则形状依次转变为球形、方形等规则形状,当热处理温度为250℃时,复合薄膜具有较好的光催化活性;随着掺银量的提高,复合膜的光催化活性先增大后减小,当银含量为3at%～5at%时,复合薄膜具有较好的光催化活性及抗菌性能。     

热处理对纳米TiO_2薄膜结构的影响及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法在玻璃基体表面制备纳米TiO2薄膜,通过热处理改变其结构性能,X-射线衍射结果表明,经100℃处理后无明显衍射峰,纳米TiO2薄膜为非晶态,没有发生结构转变;经450℃处理后出现明显的锐钛矿结构衍射峰,但衍射峰的强度较弱,生长过程中锐钛矿在(101)面上具有一定的择优取向;经650℃处理后出现金红石结构衍射峰。催化降解性能表明,经450℃处理后得到的锐钛矿结构纳米TiO2薄膜具有较好的光催化性。     

粒子型TiO_2溶胶和薄膜的制备与性能

利用纳米TiO2粉体制备粒子型TiO2纳米溶胶,并采用浸渍提拉法在普通玻璃表面制备TiO2纳米薄膜。研究粒子型溶胶的胶体特性以及薄膜的表观形貌、透光性、亲水性和光催化性能。结果表明:粒子型TiO2纳米溶胶的常温晶相为锐钛矿相,500℃以后逐步向金红石相转变;TiO2纳米薄膜具有良好的可见光透过性,强的紫外吸收能力,从而具有很好的紫外光光催化性能,同时还具有一定的可见光响应和亲水性能。     

掺杂对于旋涂热解法制备TiO_2薄膜的影响

研究了掺杂Cu和Sn对于旋涂热解法制备TiO_2薄膜的影响.将钛酸丁酯、乙酰丙酮、PEG等溶解成为乙醇溶液,将该溶液旋转涂布在玻璃基片上,并在500 ℃下煅烧可得TiO_2薄膜.掺杂Cu和Sn能改善TiO_2薄膜的光催化性能,AFM和XRD表明掺杂后可以改善薄膜的结晶性.     

复合溶胶电泳制备TiO_2涂层的研究

研究了由TiO_2颗粒和TiO_2溶胶组成的复合TiO_2溶胶,以及其电泳制备涂层的光催化性.实验发现复合溶胶的Zeta电位小于相应的溶胶Zeta电位.对于溶胶在不同温度下煅烧制备的TiO_2粉末进行XRD表征,结果表明随着煅烧温度升高,粉末结晶程度提高,从200 ℃开始出现锐钛矿TiO_2晶相,在550 ℃出现金红石型TiO_2.光催化性能表明,由溶胶而得到的TiO_2涂层的光催化性能要好于复合TiO_2溶胶的光催化性能.     

玻璃基TiO_2-SiO_2/SiO_2增透膜的溶胶-凝胶法制备和表征

采用溶胶-凝胶工艺,用提拉法在普通玻璃上制备TiO2-SiO2/SiO2复合增透膜。用紫外-可见光谱(UV-Vis)测试膜层的透射率,计算复合膜层的光学常数、折射率和膜层的厚度;用扫描电镜(SEM)观察膜层的表面形貌;研究TiO2-SiO2的比例以及热处理工艺对复合膜光学常数的影响。结果表明:溶胶的稳定性是整个工艺的关键与基础,溶胶中乙醇含量、陈化时间以及热处理制度会对膜层的折射率和厚度造成影响,从而导致整个复合膜的透过率变化。通过优化工艺,制备出在可见光范围最大透过率>98%、平均透过率约为95%的高增透膜,并对得到的结果进行详细地讨论。     

SiO_2/SiC_p复合材料的制备及性能表征(英文)

采用溶胶凝胶-非均相沉淀法将二氧化硅(SiO2)包裹到碳化硅颗粒(SiCp)表面,并分析了加水量和 pH 值对正硅酸乙脂(TEOS)水解速率的影响。采用差示量热扫描(DTA-TG)分析复合粉体在加热过程中的物理和化学变化行为,并以此制定煅烧温度及烧成制度,进行常压烧结制备 SiCp-SiO2陶瓷复合材料;运用 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)手段对样品性能和形貌进行表征;以阿基米德原理测试样品的密度,研究 SiCp-SiO2复合材料的烧成机制及影响因素。结果表明,采用溶胶凝胶-非均相沉淀的方法,可以将 SiO2 包裹到 SiCp 表面,获得复合粉体中的 SiCp 和 SiO2 两相之间混合均匀。过量的水有助于加快 TEOS的水解速率,先酸后碱催化的二步水解法可以大大缩短水解反应周期。复合粉体最佳烧结温度为 1500 ℃。     

室温制备纳米银醇溶胶

在室温下制备了分散性好、稳定性好、粒径分布均匀的高浓度纳米银醇溶胶。采用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)对产物的形貌和光学性能进行表征。结果表明,所制备的纳米银为分散均匀的球形粒子,平均粒径为4.8nm。在此反应过程中,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)既作保护剂又作还原剂,作为溶剂的乙醇有利于PVP分子链的舒展,增大了PVP分子与Ag+的接触几率,促进了还原反应的快速进行;另一方面,充分舒展的PVP分子能有效抑制银纳米粒子团聚。     

TiO2-PEDT／PSS双层复合膜光催化活性研究

采用浸渍提拉法依次在普通载玻片上制备PEDT／PSS（聚乙撑二氧噻吩（PEDT）掺杂聚苯乙烯磺酸盐（PSS））薄膜层和TiO2薄膜层，从而获得TiO2-PEDT／PSS双层复合膜。考察了PEDT／PSS涂膜液的组成、PEDT／PSS薄膜层厚度以及Ti02薄膜层厚度对TiO2-PEDT／PSS复合膜光催化活性的影响。发现PEDT／PSS溶液与正硅酸乙酯（TEOS）水解产物的体积比为10：1～15：1时，PEDT／PSS涂膜液性能最优，PEDT／PSS薄膜层的最佳厚度为2μm，TiO2薄膜层的最佳厚度在200nm左右。此外，还对复合膜光催化活性提高的机制进行了探讨。结果表明，由于PEDT／PSS的最低空余轨道的电位低于Ti02的导带电位，紫外光照下，TiO2中产生的光生电子注入到PEDT／PSS层，有效抑制了电子．空穴对的复合，增加了复合膜表面空穴的浓度，因此复合膜光催化活性比单一TiO2薄膜高。