纳米TiO2中空微球的酸催化水解-水热法制备

以水热法制得的炭球为模板,通过酸催化水解法在其表面合成TiO2前驱体壳层,经煅烧除去炭球,最终制得中空TiO2微球。使用SEM、TEM、XPS、XRD及N2吸附-脱附等手段对产物进行结构表征。以苯酚为模型物在紫外光下对其活性进行评价。结果表明,经煅烧后TiO2前驱体实现由无定形向锐钛矿相的转变,炭球烧蚀,从而生成具有中空结构的TiO2微球。随葡萄糖溶液浓度增加,炭球直径增加,TiO2中空微球的球径也随之增加。通过调整葡萄糖溶液浓度可以对TiO2中空微球尺寸进行控制。当葡萄糖溶液浓度为0.7mol/L时,最终所得TiO2中空微球直径约为200nm,壁厚约为28nm,比表面积为66.6m2/g,孔径为6.56nm,整体排布平整。煅烧温度为600℃的TiO2中空微球对苯酚去除率最高,可达81.5%,为同法制备的非空心TiO2的1.35倍。     

氮掺杂TiO_2中空复合微球的制备及可见光光催化性能

为了提高TiO2的可见光光催化性能,以微米级聚苯乙烯微球为模板,钛酸四丁酯为前驱体,三乙胺为氮源,采用静电吸附自组装法制备了粒径为1.20μm、壳层的厚度约为30nm且球形形貌良好的氮掺杂TiO2中空复合微球,采用SEM、XPS、XRD和紫外-可见分光光度计研究了其结构及光催化性能。结果表明:氮进入TiO2晶格内取代了部分O并改变了晶格中Ti和O的化学状态,但对TiO2晶型结构没有明显影响;氮掺杂后的TiO2中空复合微球禁带宽度变窄,氮掺杂TiO2中空复合微球不仅在紫外区有较强的光吸收能力,在可见光区也表现出较强的光响应性,对甲基橙的光催化降解率较Degussa P25型纳米TiO2的明显增强。研究结果对TiO2在光催化领域的应用具有理论指导意义。     

SiO2@TiO2核壳微球和TiO2中空微球的制备及其光催化性能

以Stber法制备的单分散SiO_2微球为模板,率先采用静电吸附法和相吸附法相结合技术制备出SiO_2@TiO_2核壳结构微球。深入研究了pH值及煅烧温度对其结构和性能的影响。对SiO_2@TiO_2微球进行去核处理,得到TiO_2中空微球。通过降解常见工业污染物硝基苯来研究两种微球的光催化活性。采用XRD、SEM、TEM、BET、FT-IR对样品进行表征,用紫外-可见分光光度计测量硝基苯溶液降解前后的吸光度。结果表明,相同条件制备的TiO_2中空微球的比表面积比SiO_2@TiO_2微球的显著增大,最大为87m~2/g,导致TiO_2中空微球的光催化活性比SiO_2@TiO_2微球明显提高,对硝基苯的4h降解率可达95.2%。低于600℃处理得到的TiO_2壳层为锐钛矿相,呈孤岛状模式生长。温度升高到700℃时出现金红石相。在pH=9.0、600℃热处理3h条件下制备的SiO_2@TiO_2微球经去核处理所得到的TiO_2中空微球的壳层厚度最大,为25.4nm,且空心球的Ti-O-Si键随之消失。     

四方排列有序Ag/TiO2空心微球的制备及光催化性能

采用低温垂直沉积法制备了聚苯乙烯(PS)胶体模板,由于低温下粒子热运动受到抑制,排列时发生位错,因此模板中存在大面积四方排列结构。然后采用化学镀法、溶胶-凝胶法在PS微球表面依次沉积银纳米粒子、纳米TiO2,最后高温煅烧除去模板制备了四方排列有序Ag/TiO2空心微球。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对样品进行表征。结果表明这种材料很好地保持了模板的四方排列,具有高度有序的纳米结构。选择降解甲基橙溶液来检验样品的光催化性能,并与纳米TiO2薄膜、四方排列TiO2空心微球的光催化性能进行比较,结果表明四方排列Ag/TiO2空心微球具有最佳的光催化性能。这是有序空心纳米结构和银纳米粒子的沉积共同作用的结果。     

中空ZnO微球的制备及其光催化性能

以葡萄糖和醋酸锌为原料,采用模板法制备中空ZnO微球。并对所制样品进行表征,讨论了碳微球与醋酸锌物料比、煅烧温度、煅烧时间对ZnO催化剂光催化活性的影响。结果表明:在碳微球与醋酸锌物料比为1∶2、煅烧温度500℃、煅烧时间2h条件下,所制备的中空ZnO微球直径约为3~5μm,六方晶系结构,具有较好的光催化活性。     

以油菜花粉为模板水热法制备TiO2中空微球

以油菜花粉为模板,先用超声使花粉分散在无水乙醇中,再通过水热法制备了TiO2前驱体/花粉壳-核微球;550℃焙烧脱除花粉核后得到了TiO2中空微球.采用SEM,TG,XRD,FTIR和N2吸附对TiO2前驱体/花粉壳-核微球及TiO2中空微球进行了表征.结果表明:在TiO2前驱体/花粉壳-核微球的制备过程中,超声波诱导能使TiO2前驱体较均匀的负载在花粉表面,适宜的钛酸丁酯用量为6.6 g/g花粉,适宜的水热处理温度为105℃.在此条件下得到的TiO2前驱体/花粉壳-核微球经550℃焙烧即可制得形状完整、大小约18μm的锐钛矿型TiO2中空微球.具有较窄的中孔结构,平均孔半径为1.9nm,比表面积为26.76 m2·g-1.     

热处理工艺对多孔TiO2薄膜光催化性能的影响

以十八胺为模板剂,采用溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了多孔TiO2薄膜,研究了热处理工艺对薄膜理化性质及光催化性能的影响。随煅烧温度和煅烧时间的增加,TiO2薄膜表面逐渐形成清晰的孔结构,晶粒尺寸增大。薄膜由锐钛矿型TiO2组成,Ti以Ti 4+的形式存在。制备的TiO2薄膜厚度在200nm左右,薄膜的UV-Vis透射率随煅烧温度的升高呈下降趋势,随煅烧时间的延长先下降而后又上升。多孔TiO2薄膜光催化降解甲基橙结果表明,随煅烧温度升高薄膜的光催化活性增加,在500℃煅烧2h制备的薄膜具有最佳的光催化活性。     

不同晶型BiVO_4微球的制备及其对光催化性能的影响

以Bi（NO3）3、NH4VO3为原料,NaOH为pH调节剂,采用微波水热法在180℃制备了BiVO4微球,分析了不同煅烧温度对晶型、形貌的影响,并进一步探讨了BiVO4晶型与其光催化性能的关系。采用XRD、SEM和UV-Vis吸收光谱对产品进行了分析表征,并以光催化降解亚甲基蓝为模型反应研究BiVO4的光催化性能。结果表明所制备的BiVO4微球是四方相结构,球的直径在1～3μm之间,将其在500℃煅烧后发生晶型转变,600℃煅烧可得到纯单斜相BiVO4微球,且具有良好的可见光催化活性。而且,不同晶型的BiVO4影响亚甲基蓝的降解效果。     

Ag-TiO_2空心复合微球制备及其光催化性能

为了提高空心TiO2的光催化活性和拓展其对可见光的响应,以聚苯乙烯为模板合成TiO2空心微球,再通过KBH4还原AgNO3,制备了TiO2空心壳层表面载有Ag单质粒子的复合微球。利用SEM、TEM、XRD和EDS对Ag-TiO2空心微球的形貌结构和组成进行表征,并以有机染料罗丹明B(RhB)为目标降解物,研究该复合微球的光催化性能。在紫外光下,载银量为2%的Ag-TiO2复合微球2h内对RhB的降解率比同条件下空心TiO2提高23.8%;在可见光下,载银量为2%的Ag-TiO2复合微球在6h内对RhB的降解率比同条件下空心TiO2提高28.2%。结果表明,壳层表面载有适量Ag单质粒子的空心TiO2复合微球,其光催化活性和对可见光的响应显著高于纯空心TiO2微球。     

TiO2@SiO2微球的制备及其光催化性能研究

采用模板法以钛酸丁酯为钛源,SiO2为模板球,制备出了TiO2包覆SiO2微球。利用SEM、TEM、XRD、EDS对样品形貌、结构和成分进行了表征分析,并测试了样品的光催化性能。结果表明TiO2@SiO2微球的光催化性能优于用相同方法制得的TiO2的光催化性能,当使用TiO2@SiO2微球为光催化剂时,在光照180min后甲基橙的降解率达到82%,而相同方法制得的TiO2为56%,较后者提高了26%,具有良好的光催化活性。     

铁铕共掺杂的TiO_2空心微球的制备及光催化活性

通过溶胶-凝胶法制备铁铕共掺杂的TiO_2(Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2)空心微球,采用XRD、TEM、BET和XPS等对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性。结果表明:SiO_2微球表面均匀地包覆了1层TiO_2,超声有利于提高SiO_2@TiO_2复合微球间的分散性,同时也发现煅烧前对SiO_2@TiO_2复合微球进行研磨处理后所得的Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球部分塌陷,而未研磨和煅烧后研磨所得Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球完整性较好。XRD和BET分析表明,Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球为锐钛矿且具有良好的介孔结构,铁铕共掺杂在TiO_2空心微球中产生协同作用,使Fe3+-Eu3+/TiO2空心微球的粒径进一步减小,比表面积增大。当Fe~(3+)的掺杂量为1.0%、Eu~(3+)的掺杂量为0.5%时,Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球的光催化活性最高。     

以PSA-A乳胶粒为模板批量制备TiO2空心球

以表面富载马来酸羧基的聚（苯乙烯-丙烯酸酯）阴离子（PSA-A）乳胶粒为模板,硫酸钛为原料,水为分散介质,制备了PSA-A/钛水解产物核壳微球,然后在空气中适当温度下煅烧得到粒径约为450nm的TiO2空心球壳,用TG、SEM、TEM、IR和XRD对样品进行了分析表征,并研究了核壳结构形成的过程和各实验条件对陈化过程中体系pH值变化速率的影响.得出影响核壳结构的关键因素为体系的pH值变化速率,以此依据设计出钛盐浓度为1mol/L,乳胶粒浓度为230g/L的高浓度条件下批量制备TiO2空心球壳的新实验方案,最终产物保持良好的空心球结构.     

Multi-shelled TiO2/Fe2TiO5 heterostructured hollow microspheres for enhanced solar water oxidation

There remains a pressing challenge in the fabrication of superior photocatalysts for light-driven water oxidation.Here,we designed and fabricated heterostructured TiO2/Fe2TiO5 hollow microspheres with single-,double-,closed-double-,triple-,and core-shell structures and different Fe/Ti molar ratios using a facile sequential templating approach.The closed-double-shelled TiO2/Fe2TiO5 hollow microspheres with 35％ Fe exhibited the highest oxygen evolution reaction rate up to 375 μmol·g-1·h-1 and good stability for 5 h.The high performance can be attributed to the closed-double shell,which had more reactive sites and greater light-harvesting ability,self-supported thin shells with short charge-transfer paths,and a favorable staggered band alignment between the TiO2 and Fe2TiOs.     

环境协调型Ce-La/TiO_2复合材料的制备及光-湿-热性能

采用均匀设计和多元非线性回归方程研究Ce-La掺量(Ce-La与钛酸丁酯的摩尔比)、Ce与La摩尔比、煅烧温度和硅酸四乙酯用量(硅酸四乙酯与钛酸丁酯的体积比)对Ce-La/TiO_2空心微球的吸放湿性能和光催化性能的影响,以确定优化Ce-La/TiO_2空心微球制备参数。将癸酸-棕榈酸采用真空吸附法压入优化Ce-La/TiO_2空心微球的空腔中,制备环境协调型Ce-La/TiO_2复合材料,分析Ce-La/TiO_2复合材料的光-湿-热性能,利用扫描电镜(SEM)与激光粒度仪(LPSA)表征微观形貌与粒径分布。结果表明:4个因素均对Ce-La/TiO_2空心微球的吸放湿性能和光催化性能有影响,其影响显著性为:Ce-La掺量硅酸四乙酯用量Ce与La物质的量比煅烧温度;优化制备工艺参数为Ce-La掺量为0.76%、Ce与La物质的量比为1.0、煅烧温度为646℃、硅酸四乙酯用量为0.63;Ce-La/TiO_2复合材料具有优良的吸放湿性能、光催化性能和相变调温性能,即在相对湿度43.16%~75.29%间的湿容量为0.0576g/g,经过5h的甲醛降解效率为56.37%,从30~15℃降温所需要的时间近500s,具有明显且持续的相变平台。     

中空TiO2微球的制备及其对聚丙烯酸酯薄膜保温性能的影响

以阳离子PS微球为模板, 钛酸四丁酯为钛源, 氨水为催化剂制备中空TiO₂微球, 通过物理共混法将中空TiO₂微球引入到聚丙烯酸酯薄膜中, 考察了中空TiO₂微球的空心粒径及用量对复合薄膜光反射性、导热系数及力学性能的影响。结果表明: 中空TiO₂微球的引入可显著提升聚丙烯酸酯薄膜的各项性能, 中空TiO₂微球的空心粒径和用量对复合薄膜的性能有不同程度的影响, 随着中空TiO₂微球空心粒径和用量的增加, 复合薄膜的性能基本呈现先提升后降低的趋势, 其中当中空TiO₂微球空心粒径为300 nm、用量为1%时, 所制备的复合薄膜保温性能和力学性能最优。     

Flexible hollow TiO2@CMS/carbon-fiber van der Waals heterostructures for simulated-solar light photocatalysis and photoelectrocatalysis

The recycling technology of photocatalyst powdery has hardly been mature in the photocatalytic ox-idation so far.In this work,the hollow TiO2 microspheres with ...     

Construction of hierarchical nanostructured TiO2/Bi2MoO6 heterojunction for improved visible light photocatalysis

In this study, Bi2MoO6 hollow microspheres were modified by depositing TiO2 nanoparticles through a simple hydrothermal method. The prepared TiO2/Bi2MoO6 photocatalysts were characterized by scanning and transmission electron microscopy, X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and UV-vis diffuse reflectance spectroscopy. The photocatalytic performance of the heterostructured catalysts was evaluated by degradation of methylene blue (MB) under visible-light irradiation (lambda>420 nm). The photocatalysts based on nanostructured Bi2MoO6 and TiO2 exhibit much higher photocatalytic activity than the single-phase Bi2MoO6 or TiO2 and the mechanical mixture of Bi2MoO6 and TiO2 for degradation of MB under the same conditions. The results reported in this study provide insight into constructing other heterostructured photocatalysts.     

Synthesis of hollow CuS nanostructured microspheres with novel surface morphologies

Hollow CuS nanostructured microspheres with novel surface morphologies were synthesized by a facile precipitate-converting reaction. The products were characterized by SEM, XRD, BET measurements and size analysis. The surfaces of the hollow CuS microspheres showed acicular, rod-like, concavo-convex and flat morphologies respectively when using different amounts of thioacetamide as precipitants. The diameters of the hollow CuS microspheres could be tuned to a certain extent by using Cu₂(OH)₂CO₃ microspheres with different sizes as precursors. A solid–solution–solid mechanism for the formation of the hollow CuS nanostructured microspheres was discussed. The method reported here also could be applied for the synthesis of other nanostructured microspheres.     

介孔TiO2微球水热法合成及在染料敏化太阳能电池中的应用

以Ti(SO4)2为钛源,采用尿素辅助水热法合成了介孔TiO2微球,利用XRD、FESEM和比表面积分析仪对样品的晶型、形貌和比表面积进行分析,探讨了尿素加入量对TiO2微球的颗粒尺寸、比表面积、孔径和孔容的影响。采用刮涂法,用所合成的介孔TiO2微球制备了染料敏化太阳能电池(DSSC)的光阳极,结果表明,尿素用量为1.2g合成的介孔TiO2微球所组装的电池在模拟太阳光的照射下(100mW/cm2,AM1.5),光电转换效率为6.2%,明显高于商用P25纳晶所组装的电池光电转换效率(4.24%)。     

高效光催化降解气相苯纳米TiO2微球的制备EI北大核心CSCD

以四氯化钛为钛源,尿素为沉淀剂前驱物,硫酸钠为分散剂,利用水热法在水-醇体系中制备出纳米TiO2微球。运用X射线衍射、电子显微镜、N2吸附-脱附和紫外-可见光谱等手段表征样品的结构和性质,并考察了水热温度对纳米TiO2微球结构及光催化降解气相苯活性的影响。结果表明,此类微球由纳米颗粒组成,且比表面积大,介孔结构明显,光吸收出现明显的“蓝移”。光催化结果显示,微球具有很高的光催化活性,尤其是180℃下制备的微球仅用20min将苯完全去除,但生成CO2的量仍随时间有所增加,表明微球的强吸附性能促进其光催化降解过程,且矿化率高达5.5,是P25(2.7)的2倍。