泡沫镍负载TiO2和TiO2/Al2O3薄膜的光催化性能研究

以泡沫镍为载体，Al2O3作为过渡中间层，用溶胶-凝胶法在泡沫镍上负载锐钛矿相的TiO2薄膜，制成泡沫金属基的TiO2和TiO2／Al2O3光催化剂，利用XRD和FE-SEM等测试手段对其性质进行表征，用乙醛气体的光催化降解测试其活性．研究表明：泡沫镍负载的TiO2和TiO2／Al2O3薄膜具有良好的光催化活性，特别是TiO2／Al2O3薄膜具有更高的催化活性．这是由于负载的Al2O3过渡中间层增大了载体的比表面积，具有吸附浓缩作用，同时也增加了负载光催化剂的活性位数量．实验表明：TiO2／Al2O3薄膜的光催化活性和稳定性较单一的TiO2薄膜有非常显著的提高．     

TiO_2/HZSM-5的制备及光催化性能的表征

以钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法在HZSM-5分子筛表面合成TiO2前驱体,程序升温处理制得TiO2/HZSM-5负载型光催化剂。采用X射线衍射、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱对光催化剂晶相结构、表面形貌及化学组成进行了表征。结果表明,HZSM-5可提高TiO2分散性能,降低TiO2晶粒的尺寸。TiO2/HZSM-5中的Ti都以TiO2形式存在,没有Ti—O—Si键生成。甲基橙溶液的光催化降解结果表明,负载后提高了TiO2对甲基橙溶液的光催化降解活性。TiO2的质量分数为30%,400℃下煅烧2h时的催化剂光催化性能最好。     

磁性炭基TiO_2复合光催化剂的制备及降解罗丹明B的研究

采用浸渍法将介孔炭(MC)和铁酸镍复合制备出磁性介孔炭复合载体(MMC);采用溶胶-凝胶法在磁性复合载体上负载活性组分TiO2制成新型磁性复合光催化剂(TiO2/MMC)。样品采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、氮气吸附-脱附等和振动磁强计(VSM)表征。结果表明:TiO2/MMC复合光催化剂包含NiFe2O4磁性组分和锐钛矿TiO2活性组分,晶粒粒度约为0.15~0.2μm,BET比表面积约126m2/g,饱和磁化强度5.611emu/g。对罗丹明B染料废水光催化降解性能测试表明:TiO2/MMC复合光催化剂具有较高暗吸附特征和光催化活性,30min内暗吸附率可达33.168%,在8w低压汞灯照射下,3.5h降解率达到100%。因此,TiO2/MMC兼具良好的磁回收性能和光催化活性。     

活性炭负载TiO2复合光催化剂的光催化活性研究

采用水热法将TiO2负载在不同活性炭上形成复合光催化剂,通过SEM和XRD对所得复合催化剂进行表征,并对亚甲基蓝(MB)进行光催化降解。结果表明:复合光催化剂具有很高的光催化降解率,其中椰壳活性炭载体优于煤质活性炭载体。负载的TiO2均为锐钛矿晶型,晶粒发育较完善、粒径小、分布均匀。TiO2负载量的提高未能改变光催化活性,反而降低了复合光催化剂的吸附能力。煅烧处理可以进一步提高光催化活性。     

纳米ZnO-γ-Al_2O_3复合粉体的制备及其光催化性能

以γ-Al2O3为载体,采用均相沉淀法制备不同ZnO负载量的纳米ZnO-γ-Al2O3复合粉体。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附对复合粉体的结构、表面形貌和比表面积进行表征。以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE-10)为模拟污染物,对复合粉体的光催化性能进行评价。结果表明:ZnO成功负载到了γ-Al2O3表面,且负载量随着ZnO比例的增加而增加,当ZnO与γ-Al2O3质量比为2:1时,ZnO在γ-Al2O3表面形成均匀的薄膜,且这时的复合粉体催化性能最好。煅烧温度、复合物用量对其光催化性能有显著影响,300℃下煅烧所得的复合粉体,当添加量为0.3 g时,在紫外光下照射4 h后降解率可达到96%以上,重复使用6次后降解率仍可达90%以上。     

纳米La2O3／TiO2复合薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在陶瓷基体上制备了纳米La2O3／TiO2复合薄膜。利用XRD研究了La2O3不同复合量对纳米TiO2晶型转化的影响，利用SEM研究了Al2O3底膜对La2O3／TiO2复合薄膜形貌的影响，利用亚甲基兰溶液紫外光降解实验研究了La2O3／TiO2复合薄膜的光催化性能．结果表明：复合0．5％（物质的量）La2O3的TiO2干凝胶经850℃煅烧后仍为锐钛矿（64％（质量分数））占主导的混晶结构，平均粒径在10nm左右；当Al2O3底膜和La2O3／TiO2复合薄膜的厚度分别为4层和3层时，经850℃煅烧后，复合薄膜致密且无微裂纹出现，而且具有佳的光催化性能．     

TiO2/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

本文以氧化石墨烯和钛酸丁酯为原料,利用水热法一步制备了TiO2/石墨烯复合光催化材料,研究了氧化石墨烯用量、反应温度、反应时间对TiO2/石墨烯复合材料光催化活性的影响。采用XRD,SEM,TEM和氮气吸附-脱附实验(BET)对复合光催化材料的物相、颗粒粒径、形貌及比表面积进行了表征。结果表明,本实验最佳条件是:氧化石墨烯1mg,制备温度为180℃,反应时间为16 h。产物中的TiO2为锐钛矿晶型,其平均粒径约为18 nm。复合材料的比表面积为170m2/g,平均孔径为12.45 nm。在可见光照射(λ>420nm)下以TiO2/石墨烯为光催化剂对有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)进行光催化降解,其光催化活性明显高于相同条件下制备的TiO2。     

纳米TiO_2/粉煤灰复合材料的制备及光催化性质

为了提高TiO2的光催化效果,使催化剂易于回收再利用,利用粉煤灰为载体,采用低温超声水热法制备纳米TiO2/粉煤灰复合光催化剂。借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(TEM)、红外(IR)和紫外-可见(UV-Vis)光谱分析对产物进行了表征,研究了TiO2加入量、超声时间等对复合物形貌、晶型和性能的影响。光催化降解亚甲基蓝的实验结果表明,由于TiO2和粉煤灰的共同作用,所得复合光催化剂的性能优于纯TiO2的光催化性能。     

A12O3／TiO2复合光催化薄膜的制备、表征及性能研究

近年来，二氧化钛光催化技术正成为光化学、能源、环境以及材料等领域的研究热点。作为一种新型的环境净化材料，TiO2光催化剂可广泛应用于污水处理、空气净化、抗菌除臭、表面防污、自清洁等方面，目前，TiO2光催化剂的固定化及其光催化活性的改善是TiO2光催化材料设计、开发和应用中急需解决的问题。本文利用阳极氧化和电沉积技术，在铝合金表面成功地制备出具有较好光催化活性的A12O2／TiO2复合薄膜。系统研究了复合薄膜的制备工艺；表征了复合薄膜的形貌、结构、成分以及光谱特性；详细分析了复合薄膜的光催化性能，并对这种特殊的复合薄膜形成机理进行了探讨。研究结果表明：电沉积液温度在薄膜制备过程中是最重要的影响因素，合理地控制沉积过程中的工艺参数可得到具有最佳表面质量和光催化性能的Al2O3／TiO2复合薄膜，H2SO4-Al2O3/TiO2复合薄膜经热处理，表面有锐钛矿结构TiO2生成，TiO2的晶粒尺寸在纳米量级；TiO2在加热过程中主要发生表面吸附水和吸附有机物的脱附、结晶水的失去及非晶相的晶化三种变化，且TiO2由无定形结构向锐钛矿晶体结构转变的温度为425℃左右；三种类型Al2O3／TiO2复合薄膜的表面形貌存在较大差异，这主要归因于三种铝阳极氧化膜的膜厚及表面微孔结构的不同；三种类型的复合薄膜均具有紫外光光催化活性；通过Fe离子掺杂改性以及萘酚蓝黑染料敏化处理后，复合薄膜的光催化性能可得到明显地改善；由薄膜形成机理的分析可知，TiO2主要通过交流电沉积过程中的阴极反应沉积于铝阳极氧化膜微孔处和表面上。     

纳米TiO2／Al2O3复合薄膜光催化特性研究

以电化学方法合成的Al2O3多孔膜为基体，采用交流电沉积的方法在膜孔中沉积纳米TiO2，制备出纳米TiO2／Al2O3复合薄膜。对TiO2／Al2O3复合薄膜的形貌、结构和组成进行了表征；对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化甲基橙溶液进行了研究。结果表明Al2O3／TiO2复合薄膜呈现出较好的光催化活性，电沉积TiO2的时间、热处理温度、选择不同光源照射均对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化活性有一定的影响。     

石墨/TiO2复合光催化剂的制备和性能

以石墨和纯的TiO₂为原料,采用球磨工艺制备了石墨/TiO₂复合光催化剂。使用XRD、SEM、TEM、XPS和DRS等手段对其性能进行了表征。以甲基橙为模拟污染物,研究了石墨掺入量、球磨时间对复合光催化剂光催化活性的影响。结果表明,石墨/TiO₂复合光催化剂具有锐钛矿结构,球磨后TiO₂(101)面的衍射峰宽化并右移,TiO₂成为200 nm左右的不规则球状颗粒,在其表面均匀分布着石墨。TiO₂晶粒的Ti-O键的结合能变高,且表面有缺陷产生,使其在可见光区具有显著的吸收。石墨掺入量为5%、球磨时间为12 h的石墨/TiO₂样品对甲基橙具有优异的光催化降解效果,在70 min的降解时间内甲基橙的降解去除率可达95.08%。石墨/TiO₂复合光催化剂的光催化反应速率常数k为0.043035 min^-1,是纯TiO₂的2.64倍。     

磁性纳米TiO2／NiFe2O4光催化复合材料的制备及表征

采用均匀沉淀法在磁性NiFe2O4表面包覆TiO2,制备了一种新型纳米TiO2／NiFe2O4光催化复合材料。通过改变Ti和Ni物质量之比确定了复合材料最佳钛镍比,用X射线衍射、透射电镜、UV—vis漫反射、BET、TG—DSC、磁力学测试等手段对复合材料进行了表征,以甲基橙的水溶液为模拟污染物,评价样品的光催化性能：该复合材料在光照2h后,甲基橙的脱色率可达98．5％,是一种在可见光范围内有响应、便于回收、可重复使用的高效光催化剂。     

流化床化学气相沉积法制备CNT/Fe-Ni/TiO2及其光催化性能研究

以Fe-Ni/TiO2为催化剂,采用流化床化学气相沉积法(FBCVD)在TiO2表面原位生长碳纳米管(CNT),得到CNT/Fe-Ni/TiO2复合光催化剂.通过SEM、XRD、UV-Vis等方法表征其结构和性能,以亚甲基蓝溶液降解为模型考察其光催化性能.结果表明:Fe-Ni/TiO2催化剂在FBCVD过程中,镍主要起到了CNT生长催化活性位的作用;在生长CNT后的复合光催化剂中,比例较低的Fe3+主要作为电子俘获剂,抑制TiO2光生电子空穴的复合;Ni和CNT共同起到将电子迅速地从TiO2中导出,从而降低光生电子空穴复合几率的作用.三者的协同作用显著改善了TiO2的光催化性能.其中Fe和Ni掺杂量分别为0.25mol%和4.75mol%样品的光催化活性较高,生长CNT后得到的复合光催化剂对亚甲基蓝的降解效率较纯TiO2提高约70%.     

ZnGaNO solid solution–C3N4 composite for improved visible light photocatalytic performance

ZnGaNO solid solution–C₃N₄ composite photocatalyst with visible light response was synthesized through polymerization of melamine in the presence of ZnGaNO solid solution. The composite photocatalyst was characterized by X-ray diffraction, high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, UV–vis diffuse reflection spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Energy dispersed spectrometer (EDS) and BET surface area measurements. The activity of composite photocatalyst g-C₃N₄–ZnGaNO for photodegradation of methyl orange (MO) is higher than that of either single-phase g-C₃N₄ or ZnGaNO solid solution. The as-prepared composite photocatalyst exhibits an improved photocatalytic activity due to enhancement of electron–hole separations at the interface.     

Synthesis and photocatalytic property of SnO2/TiO2 nanotubes composites

SnO2/TiO2 nanotubes composite photocatalysts with different SnO2 contents were successfully synthesized by means of a simple solvothermal process. The synthesized products were characterized physically by X-ray diffraction (XRD) and high-resolution transmission electron microscope (HRTEM). The composite photocatalysts can not only make the target pollutant, methylene blue (MB), adsorbed at a high concentration level around the surface of the composites but also decrease the recombination rate of electron-hole pairs so as to achieve good photocatalytic performance. The effect of SnO2 contents on the photocatalytic activities of the composites was also investigated. The results showed that the SnO2/TiO2 nanotubes composite photocatalyst with 5 wt.% SnO2 loading had the highest photocatalytic efficiency.     

聚乙烯亚胺改性TiO2及光催化性能研究

纳米TiO2经3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性后,再通过聚乙烯亚胺(PEI)单体在APTES-TiO2表面进行原位化学氧化接枝聚合,制备了基于共价键结合的PEI/APTES-TiO2纳米复合光催化材料。以甲基橙(MO)为目标降解物,研究了所制备复合材料在紫外光下和太阳光作用下的光催化性能。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等对所制备的复合材料进行了表征。结果表明,TiO2经过有机改性后复合材料在紫外光和太阳光下都出现了较强的吸收,光能的利用率和光生载流子的分离效率得到提高,复合材料表现出较高的光催化活性。     

Preparation, characterization and photocatalytic activity of manganese doped TiO(2) immobilized on silica gel

A series of Mn-TiO(2)/SiO(2) (silica gel loaded with manganese doped TiO(2)) photocatalysts have been prepared by sol-gel method, and characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Photocatalytic activities were enhanced in photocatalytic degradation of methyl orange over Mn-TiO(2)/SiO(2). XPS analysis shows that a Ti-O-Si or Ti-O-Mn bond is formed on the surface of photocatalyst. Mn is doped as a mixture of Mn(2+) and Mn(3+) on the surface of 1.0mol% Mn-TiO(2)/SiO(2). Mn(3+) appears to trap electrons and prohibit the electron-hole recombination. The electrons trapped in Mn(3+) site are subsequently transferred to the adsorbed O(2). As a result, the combination of the electron-hole pair was reduced.     

热处理温度对TiO2/SiO2复合气凝胶光催化性能的影响

采用溶胶–凝胶法在常压下经不同温度热处理制备了TiO2/SiO2复合气凝胶光催化剂,利用XRD、TGA和BET等手段对其微观结构进行表征,以甲基橙溶液光催化降解实验评价其光催化性能,研究了热处理温度对TiO2/SiO2复合气凝胶的微观结构及光催化性能影响规律.结果表明:随着热处理温度升高,TiO2/SiO2复合气凝胶中锐钛矿结晶度升高,晶粒尺寸增大,比表面积减小,使TiO2/SiO2复合气凝胶对甲基橙溶液的光催化降解活性呈现先升后降的变化趋势.当热处理温度为700℃左右,紫外光照20 min TiO2/SiO2复合气凝胶对甲基橙溶液的降解率达到95.4%.     

Hydrothermal preparation and characterization of TiO2:AC composites

A new photocatalyst titania:activated carbon (TiO₂:AC) composite was prepared by impregnating anatase type TiO₂ nanoparticulates onto the activated carbon surface through a mild hydrothermal route. A varied ratio of TiO₂ to AC was considered for impregnation. As-prepared TiO₂:AC composite was characterized by various techniques such as powder X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), BET surface area and positron annihilation lifetime spectroscopy (PALS). Powder XRD results showed the persisting nature of anatase phase of TiO₂ deposited on the activated carbon surface. The BET, FTIR and PALS results revealed the impregnation threshold. The TiO₂ particulates were well adhered and uniformly dispersed on the carbon surface as confirmed by SEM.     

g-C3N4/MoS2纳米片/氧化石墨烯三元复合催化剂的制备及可见光催化性能

采用球磨法制备 g-C₃N₄/MoS₂纳米片/氧化石墨烯(GO)三元复合催化剂。运用X 射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和光致激发光谱(PL)等分析手段, 对催化剂的结构、形貌和光学性能进行表征。结果表明: MoS₂纳米片和g-C₃N₄形成异质结结构, 均匀地分散在氧化石墨烯的表面上。以罗丹明B(RhB)为模拟污染物, 研究三元复合催化剂在可见光照射下的光催化特性。结果显示: 三元复合催化剂在120 min内对RhB的降解率达到96%, 其降解动力学常数分别是g-C₃N₄、g-C₃N₄/ MoS₂、g-C₃N₄/GO复合催化剂的3、2.1和2.8倍。根据实验结果及能带结构提出了三元复合催化剂可能的光催化机理。