Ag/TiO2光催化剂研究:I.银粒子尺寸对光催化性能的影响

以化学还原法制备的不同尺寸的胶体Ag纳米粒子为前体,采用浸渍法合成了Ag/TiO2 光催化剂;利用UV-Vis、XRD、TEM等技术对银纳米粒子和Ag/TiO2催化剂样品分别进行了表征.以亚甲基蓝为光解目标污染物,研究了不同尺寸的银纳米粒子浸渍所形成的Ag/TiO2催化剂样品的光催化性能.结果表明,银纳米粒子的负载不会改变TiO2的晶体结构,但其尺寸对催化剂的光催化活性影响极大;此外,银负载量也是影响Ag/TiO2光催化剂活性的重要因素.在负载的最佳Ag粒子尺寸下, 0.5%Ag/TiO2催化剂的光催化活性最高.     

Ag/TiO_2光催化剂研究:Ⅰ.银粒子尺寸对光催化性能的影响

以化学还原法制备的不同尺寸的胶体Ag纳米粒子为前体,采用浸渍法合成了Ag/TiO2光催化剂;利用UV-V is、XRD、TEM等技术对银纳米粒子和Ag/TiO2催化剂样品分别进行了表征。以亚甲基蓝为光解目标污染物,研究了不同尺寸的银纳米粒子浸渍所形成的Ag/TiO2催化剂样品的光催化性能。结果表明,银纳米粒子的负载不会改变TiO2的晶体结构,但其尺寸对催化剂的光催化活性影响极大;此外,银负载量也是影响Ag/TiO2光催化剂活性的重要因素。在负载的最佳Ag粒子尺寸下,0.5%Ag/TiO2催化剂的光催化活性最高。     

贵金属修饰TiO2-xNx可见光催化活性及催化机理

采用化学沉淀法通过自掺杂制备了纳米TiO2-xNx粉体,并采用无机粘结剂法将其负载在基片上,再通过滴涂法对其进行贵金属修饰,从而得到修饰型光催化剂M/TiO2-xNx.采用XRD,XPS,UV-Vjs等测试对其进行表征,并以甲基橙溶液为光催化降解对象,研究了M/TiO2-xNx的可见光活性.研究发现在负载TiO2-xNx表面沉积Ag,Pt,Pd和Rh均可提高其光催化活性.在最佳掺杂量时,M/TiO2-xNx的可见光活性的顺序为Pd/TiO2-xNx＞Pt/TiO2-xNx＞Rh/TiO2-xNx＞Ag/TiO2-xNx＞TiO2-xNx.光催化机理分析表明M/TiO2-xNx光催化剂的活性取决于光生电子的激发方式及其转移途径.     

掺Ag量对绢云母负载纳米二氧化钛性能的影响

以绢云母为载体,采用水解-沉淀法制备出了绢云母负载纳米TiO2粉体（TiO2/M）,在粉体表面沉积不同量的Ag2CO3,经400℃焙烧,制得不同掺Ag量的绢云母负载TiO2光催化剂,采用TG、XRD、SEM、EDS、UV等手段对样品进行了性能表征;并以日光色镝灯为光源,甲基橙为模拟污染物检测其光催化活性,研究了Ag的掺杂量对粉体中TiO2晶相结构、粒度和光催化性能的影响。结果表明：纳米TiO2均匀负载在绢云母上形成包覆层,Ag的掺杂抑制了TiO2晶粒的长大,减缓锐钛矿向金红石相的转变,同时Ag的掺杂形成新的能级结构,随Ag＋/Ti4＋摩尔比的增加,样品对光的吸收边逐渐红移至440～520 nm,具有明显的可见光响应,当Ag＋/Ti4＋=0.05时,制得样品对甲基橙的光催化降解率是没有掺Ag的样品的1.5倍,相同条件下重复利用4次,该样品60 min对甲基橙的降解率仍然可达34%。     

酞菁敏化纳米TiO2的水热法原位合成及其可见光催化性能

以钛酸丁酯为原料、三乙醇胺作络合剂、酞菁铜(CuPcTs)为敏化剂,采用水热法原位制备了CuPcTs/TiO2复合纳米光催化剂,通过XRD、TEM、DRS等对其进行了表征,通过光催化降解甲基橙(MO)对其可见光催化性能进行了研究.结果表明:所制得的样品中,TiO2呈锐钛矿晶型,颗粒尺寸在20～30nm之间,具有较好的分散性;CuPcTs的存在能有效拓展TiO2吸收光谱至可见光区,并与TiO2协同作用,使之在可见光范围具有明显的光催化性能:原位合成的CuPcTs/TiO2光催化剂的可见光催化性能明显高于浸渍法制各的CuPcTs/P25光催化剂:敏化剂的含量及热处理温度对复合光催化剂的活性有很大的影响,均存在一个最佳值.     

球形活性炭负载和Er~(3+):YAlO_3掺杂TiO_2的制备及其在可见光下降解甲基橙(英文)

为使TiO2能够在可见光下发挥其于紫外激发下的高光催化活性,且易于从处理废水中分离,采用溶胶-凝胶法将TiO2与掺杂稀土离子Er3+的上转换发光剂Er3+:YAlO3结合,再将其负载到球形活性炭(SAC)表面,制备出可见光响应的负载型Er3+:YAlO3/TiO2-SAC光催化剂。通过XRD、EDS、SEM与FSA等手段对制备的光催化剂进行晶相、表面结构与元素分布、发光光谱等表征。以甲基橙为目标污染物,研究制备的光催化剂在可见光下的催化活性。结果表明,Er3+:YAlO3可以作为上转换发光材料,它吸收可见光并发射紫外光进而激发TiO2。700°C煅烧制备的催化剂具有最佳的光催化活性,可见光下表观反应速率常数可达0.0197min-1。     

TiO2上的CuAg纳米粒子用于高效乙醛光降解

光降解乙醛(CH3CHO)是一种新型高效的乙醛去除方法，通常采用TiO2作为光催化剂。然而TiO2对乙醛吸附能力较弱，对产物的选择性较低，电子-空穴对重组率较高，严重限制了对乙醛的降解性能。本研究通过在TiO2上负载CuAg纳米粒子(CuAg/TiO2)，成功构建了高效稳定的光催化降解乙醛催化剂，有效解决了TiO2的固有缺陷。在自然光照射下，CuAg/TiO2对乙醛的降解率高达42.49%。连续4轮全光谱光催化降解乙醛，CuAg/TiO2活性均保持在98.89%以上。进一步的机理研究表明，CuAg/TiO2中的CuAg纳米粒子在光照下产生热电子，随后热电子转移到TiO2和吸附在Ag位点上的氧中。CuAg/TiO2上生成的超氧自由基能有效地降解乙醛，从而在乙醛降解过程中表现出优异的性能。     

铁酸钴纤维负载银/氯化银纳米粒子的合成及其对甲基橙的光催化降解（英文）

通过温和的湿化学合成法将Ag/AgCl纳米粒子固载于CoFe_2O_4纤维表面,固载银/氯化银纳米粒子的量可控。利用X射线衍射,扫描电子显微镜和电子显微镜等技术对制备的Ag/AgCl@CoFe_2O_4组成、形貌等进行了表征。以甲基橙的降解脱色为模型反应,考察了Ag/AgCl纳米粒子的不同负载量对催化性能的影响。实验结果表明:AAC-4型固载纤维光催化剂展示出比其它类型固载光催化剂以及单纯Ag/AgCl纳米粒子更高的光催化性能,可使甲基橙溶液60 min的脱色率达98.2%,且Ag/AgCl纳米粒子在CoFe_2O_4纤维表面的固载促进了光催化剂催化效率和催化稳定性的提升。     

H2O2在TiO2可见光催化反应中的作用机理

以锐钛矿、金红石及混晶TiO2作光催化剂,研究了H2O2在TiO2可见光催化反应过程中的作用机理.结果表明,H2O2在TiO2表面活性位吸附后可拓宽TiO2的光吸收范围至可见光区;通过对反应体系的荧光光谱分析显示,金红石型TiO2在H2O2存在条件下,经可见光激发可持续稳定产生羟基自由基-OH.光催化实验表明,往反应体系中加入H2O2后,3种光催化剂均能可见光催化降解苯酚,且金红石型TiO2显示出最高的催化活性,反应120 min对苯酚的降解率达80%;在TiO2可见光催化反应过程中,由锐钛矿型TiO2经一系列复杂反应产生H2O2,生成的H2O2虽只是一中间产物,但对污染物的可见光催化降解起决定性作用.     

铁酸钴纤维负载银/氯化银纳米粒子的合成及其对甲基橙的光催化降解

通过温和的湿化学合成法将Ag/AgCl纳米粒子固载于CoFe₂O₄纤维表面,固载银/氯化银纳米粒子的量可控。利用X射线衍射,扫描电子显微镜和电子显微镜等技术对制备的Ag/AgCl@CoFe₂O₄组成、形貌等进行了表征。以甲基橙的降解脱色为模型反应,考察了Ag/AgCl纳米粒子的不同负载量对催化性能的影响。实验结果表明：AAC-4型固载纤维光催化剂展示出比其它类型固载光催化剂以及单纯Ag/AgCl纳米粒子更高的光催化性能,可使甲基橙溶液60min的脱色率达98.2%,且Ag/AgCl纳米粒子在CoFe₂O₄纤维表面的固载 促进了光催化剂催化效率和催化稳定性的提升。     

TiO2/Ag/TiO2复合薄膜结构对其色度的影响

目的 针对建筑玻璃节能环保和良好视觉效果的双重目的,构建了Ti O₂/Ag/Ti O₂复合薄膜。方法 采用光学薄膜设计软件TFCalc分别研究了Ag和Ti O₂膜厚、膜层层数等对其可见光透射率、色度、色差及红外透射率的影响。结果 单结构Ti O₂/Ag/TiO₂膜层,随金属Ag膜厚增加,透射峰值对应波长变化不明显,亮度降低,色泽饱和度提高。随Ti O₂膜厚增加,其透射峰值变化很小,透射峰值对应波长发生红移,亮度先提高后降低,色度从蓝色系转换成黄色系。Ag和Ti O₂膜每增减5 nm,其色差分别达10以上和5以下。和单结构相比,双结构Ti O₂/Ag/TiO₂透射峰对应波长较短,透射谱更窄,且随Ag和Ti O₂膜厚增减,色差更大。Ag膜每增减5 nm,色差可达20以上。随Ti O₂膜厚增加,其色度从蓝色、天蓝色、绿色、粉色、黄色和橙色间变化。由于金属...     

Ag-P改性g-C3N4的可见光催化活性研究

以三聚氰胺、磷酸氢二铵和硝酸银为原料，采用热聚合法合成了Ag-P改性的复合可见光催化剂Ag-P/g-C3N4，采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、荧光光谱(PL)等对Ag-P/g-C3N4催化剂进行了表征与分析。通过Ag-P/g-C3N4存在下亚甲基蓝(MB)的可见光降解实验，系统研究了该类催化剂的可见光催化活性。结果表明，Ag-P复合改性没有明显改变g-C3N4的晶型结构，但是显著抑制了光生电子和空穴的复合，提高了其可见光催化降解活性。经过120 min可见光照射后，Ag(2%)-P/g-C3N4的速率常数达到0.00816 min^-1，是原始g-C3N4的2.1倍，是P/g-C3N4的1.7倍。同时，探索了Ag-P/g-C3N4的可见光催化降解反应机制和循环使用稳定性。     

TiO_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂的制备及光催化性能

以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯为原料,采用共沉淀法获得磁性的石墨烯-Fe_3O_4载体,进而采用水热法制备出TiO_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂。借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及固体紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)对产物进行表征,并通过在紫外光和可见光下对亚甲基蓝的降解来评价复合光催化剂的催化性能及稳定性能。结果表明,Ti O_2/石墨烯-Fe_3O_4磁性三元复合光催化剂对亚甲基蓝的光催化降解符合拟一级动力学模型。该复合催化剂在紫外光和可见光下均具有较好的光催化性能,且催化活性均高于纯Ti O_2。石墨烯由于担当了载体和电子受体,增强了Ti O_2在可见光区域的吸收,能有效提高对目标污染物的光催化降解活性,同时通过添加磁性Fe_3O_4,进一步提高了其回收再利用性。     

Preparation and characterization of the TiO2-V2O5 photocatalyst with visible-light activity

Visible-light responsive TiO2-V2O5 catalyst was prepared using a binary sol-gel and in-situ intercalation method. The TiO2 sol and V2O5 sol were mixed to disperse the V2O5 species in the TiO2 phase at molecular level. The binary sol was then intercalated into interspaces of polyaniline （PANI） by means of in-situ polymerization of aniline. Conglomeration of the TiO2-V2O5 dusters during the calcination process was avoided because of the wrap of polyaniline. The surface mor- phology, the crystal phases, the structure, and the absorption spectra of （PANI）,/TiO2-V2O5 and the composite catalyst were studied using SEM, XRD, FT-IR, and UV-Vis. The photoactivity of the prepared catalyst under UV and visible light irradiation were evaluated by decolorization of methylene blue （MB） solution. The results showed that the composite catalyst displayed a homogeneous anatase phase, and the vanadium pentoxide species was highly dispersed in the TiO2 phase. The composite catalyst responded to visible light because of the narrowed band gap. In this study, the catalyst with the sol volume ratio of TiO2： V2O5 = 10：1 presented the best photocatalytic activity.     

纳米复合材料Ag/TiO2微波辅助合成与光催化性能

采用EO20PO70EO20(P123)作为模板剂,通过溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法并经不同时间微波辐射处理,制备了一系列纳米复合材料Ag/TiO2。采用XRD、XPS、TEM、N2吸附-脱附测定和SEM-EDS等测试手段对其组成、结构及形貌等进行表征。结果显示,微波辐射5min制备的Ag/TiO2晶型结构最佳,该产物中Ag以单质形式存在,其比表面积可达100.64m2·g-1,平均孔径约为6.9nm。与未经微波辐射样品相比,其颗粒细小、结构规则、分布均匀、无明显团聚现象。以甲基橙为模型分子,考察经不同时间微波辐射处理的纳米复合材料Ag/TiO2的紫外光催化活性。结果表明,在微波功率为200W,微波时间为5min时获得的Ag/TiO2的催化活性最高,循环使用3次后降解率仍能达到80%以上。     

以Ti(OBu)4为钛源、三聚氰胺为氮源通过溶胶-凝胶法制备高活性光催化剂TiO2/g-C3N4

以Ti(OBu)4为钛源、三聚氰胺为氮源，通过溶胶-凝胶和高温煅烧两步法制备了高活性可见光光催化剂TiO2/g-C3N4。利用X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis diffuse reflectance spectra ）等手段对其进行了表征。结果表明：TiO2镶嵌在石墨相的g-C3N4中，并与g-C3N4构成TiO2/g-C3N4复合材料。由于TiO2与g-C3N4的协同作用，扩大了TiO2/g-C3N4的可见光吸收范围和强度，因而其具有很好的可见光光催化性能。     

g-C3N4/TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能的研究

目的 获得在可见光下光催化活性较好,且可回收、可重复利用的光催化材料。方法 在钛基底上采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列（TiO2 NTAs）,将TiO2 NTAs在10%尿素溶液中浸渍不同时间后,在氮气保护下高温热分解,制备g-C3N4/TiO2 NTAs复合薄膜。采用XRD、SEM、TEM对复合薄膜进行物相及形貌的表征,在可见光照射下,通过亚甲基蓝溶液的催化降解实验来评估复合薄膜的光催化活性。结果 在10%尿素溶液中浸渍不同时间后所获得的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,其可见光催化活性均较纯TiO2 NTAs有所提高,而且随浸渍时间的增加,其可见光催化活性依次增加。浸渍时间为6 h的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,在可见光下的光催化活性最高,在120 min内对亚甲基蓝的降解率可达73%。继续增加浸渍时间,所获得的TiO2 NTAs样品的可见光催化活性有所降低。结论 g-C3N4与TiO2 NTAs复合,可以有效提高TiO2 NTAs的光催化活性,其原因是g-C3N4的复合提高了载流子的传递效率,同时也提高了对可见光的吸收。     

Facile Synthesis of Ag@AgCl Plasmonic Photocatalyst and Its Photocatalytic Degradation under Visible Light

采用简单的沉淀-光还原法合成了具有可见光催化降解有机物高活性的Ag@AgCl等离子共振光催化剂。采用扫描电镜、X射线能谱、透射电镜、XRD、紫外-可见漫反射光谱和XPS等手段对催化剂进行了表征。通过可见光下降解甲基橙进行光催化活性测试。结果显示,Ag@AgCl由于Ag纳米粒子的等离子共振效应而具有较强的吸收可见光性能。对光催化反应参数如投加量、光还原时间及pH值等进行了优化,在最优条件下,经过120 min可将83%的甲基橙降解。优异的光催化活性归因于银纳米颗粒的等离子共振效应。最后对光致电荷的分离机理进行了讨论。