模板法制备TiO2介孔材料的研究进展

TiO2介孔材料在催化、吸附及分离等领域具有十分重要的应用,是当今介孔材料研究的热点之一。本文综述了介孔材料的分类,概述了模板法制备TiO2介孔材料的机理及不同类型的模板剂在TiO2介孔材料制备中的应用,指出了模板剂脱除过程中存在的问题,并对介孔材料的研究和应用前景进行了展望。     

介孔TiO2的材料合成及其在光催化领域的应用

在紫外光照射下TiO2是一种高效的光催化材料,具有重大的应用价值.近年来,随着纳米材料科学的发展,介孔材料的独特性质越来越受到人们的重视.介孔TiO2材料被证明在降解有害气体、有机染料等方面具有比传统颗粒TiO2更高的光催化活性.本文综述了介孔TiO2材料的合成方法及其在光催化领域的应用.     

TiO2介孔材料合成及应用

TiO2介孔材料因其在光催化、催化剂载体、传感器、电化学器件等方面具有种种潜在的用途而备受关注，已经成为材料科学一个崭新的研究方向。综述了介孔TiO2的合成方法及应用等方面的研究成果。     

软模板法制备纳米TiO2介孔材料

以三嵌段共聚物EO20PO70EO20(P123)为模板剂,异丙醇钛(简称TTIP)为无机钛源,在适量强酸的催化作用下,由软模板法合成出TiO2介孔材料的前驱体凝胶后,经老化、煅烧得到了TiO2介孔材料.分别利用X射线衍射仪、高分辨率透射电子显微镜以及比表面积与孔径分析仪对制得的TiO2介孔材料的结构、形貌、比表面积和孔径进行了表征,并探讨了煅烧温度对介孔形成的影响.结果表明:通过调整原料的比例,在400℃下煅烧可得到局部结晶有序、比表面积大的纳米TiO2介孔材料.     

纳米In2O3／TiO2介孔复合体的制备及其光致发光性能研究

本论文利用尿素水解均匀沉淀法制备锐钛矿型纳米TiO2介孔粉体，然后在硫酸铟溶液中浸泡一周，并在650℃下退火处理5h，制得纳米In2O3／TiO2介孔复合体。采用X射线衍射（XRD）和光致发光（PL）谱表征In2O3／TiO2介孔复合体的组成结构和发光性能，并对相同温度退火处理下的介孔TiO2粉体进行比较，结果表明：经过650℃退火后，在激发波长380nm，发射波长570nm附近，纳米In2O3／TiO2介孔复合体产生荧光增强效应。     

二次纳米自组装法制备Ni-Mo/TiO2-Al2O3催化剂

依据框架式大孔容介孔固体材料的形成机理,采用二次纳米自组装法制备出高比表面积和大孔容的纳米TiO2-Al2O3载体.应用低温氮吸附、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)技术研究了TiO2助剂对TiO2-Al2O3载体的介孔结构和纳米粒子团聚效应的影响,以及浸渍方法对Ni-Mo/TiO2-Al2O3催化剂的孔结构和金属组分分散性的影响.结果表明,适量TiO2对纳米TiO2-Al2O3载体有较好的扩孔和抗聚集效应;二次纳米自组装TiO2-Al2O3(TiO2,20%)粉体具有较大的比表面积和比孔容以及低纳米尺度.分步浸渍法制备的催化剂上Ni-Mo活性组分具有良好的分散性,其分布较宽的介孔系统适合渣油的加氢精制过程.     

合成条件对晶态介孔TiO2结构和性能的影响

采用sol-gel法合成了锐钛矿相介孔氧化钛，利用XRD、BET、TEM和PL对介孔TiO2的结构和光致发光性能进行了表征及分析。结果表明，采用预制TiO2溶胶为钛源，所得介孔氧化钛具有良好的锐钛矿晶型、较大的孔径和比表面积，具有高的光致发光活性。     

TiO2介孔薄膜电阻对染料敏化太阳能电池光电转换性能的影响

TiO2介孔薄膜的电阻可能是影响染料敏化太阳能电池光电转化效率的主要因素之一.设计了一种可用于测试TiO2介孔薄膜电阻的方法,研究了2种不同电阻值的TiO2介孔薄膜的电阻变化规律和2种TiO2介孔薄膜组装的染料敏化太阳能电池(DSC)的光电转换性能.结果显示,采用低电阻的TiO2薄膜光电极有利于DSC光电转换效率的提高.     

复合模板剂下制得介孔TiO2光催化活性的研究

以吐温-80（Tween-80）和司班-80（Span-80）为复合模板剂，采用溶胶-凝胶（sol-gel）工艺制得介孔TiO2。通过对甲基橙溶液进行光催化降解试验表明：模板剂的种类与用量、光照距离和甲基橙溶液的原始浓度等因素对所制得介孔TiO2试样的光催化活性产生明显的影响。实验结果证明，本研究所得介孔TiO2材料具有较高的光催化活性，500℃下煅烧5h制备的样品在2．5h内可使浓度为0．02g／L的甲基橙溶液降解率达到94．7％，明显高于市售纳米TiO2粉体的降解率78．1％；通过X-ray衍射分析获知所制TiO2为锐钛矿型。     

TiO2介孔薄膜制备及光电化学性能

采用溶液-凝胶法分别制备TiO2介孔薄膜和TiO2纳米晶薄膜,其中TiO2介孔薄膜的制备过程中采用PVC-g-POEM为模版。XRD分析结果表明,两者的晶体结构无法明显变化,均为锐钛矿,SEM分析表明TiO2介孔薄膜的孔洞大小及分布均匀。经过染料敏化处理组成光阳极后,TiO2介孔薄膜的吸光性,及光电化学性能明显增强。     

Fabrication of dye-sensitized solar cell (DSSC) using different particle sizes of TiO2 deposited via nano-particle deposition system (NPDS)

TiO2 layers were fabricated using a nano-particle deposition system (NPDS) on transparent conductive oxide (TCO) glass for dye sensitized solar cells (DSSCs). Conventionally, TiO2 paste for working electrodes has been fabricated using paste type methods. The fabricated paste composed of a mixture of nano-sized TiO2 powders, binders and solutions is then painted on TCO glass. After drying, the TiO2 layer on TCO glass is sintered to make a path for electron transfer. TiO2 layers formed by this paste type method require numerous steps, which can be time consuming. In this study, TiO2 powders were sprayed directly on TCO glass using NPDS in order to simplify the fabrication steps. To improve porosity and produce scattering layers, commercial nanocrystalline TiO, powders with different sizes were alternately deposited. Moreover, powders with different sizes were mixed and deposited on the TCO glass. The results indicate that the DSSCs with a TiO2 layer composed of different particle sizes had better cell performance than the cells assembled with single-sized TiO2 particles. Therefore, this study shows that a dry TiO2 coating process is possible for DSSC fabrication to improve its cell efficiencies, and this method can easily be applied on flexible substrates since NPDS is a room-temperature deposition process.     

软模板法制备TiO2纳米棒

一维纳米TiO2由于比表面积大,长径比高,在工业废水处理中既能充分发挥TiO2的光催化活性,又易分离,故开展TiO2一维纳米材料的研究有重要价值.本文确定了制备TiO2纳米棒最优的工艺条件,用XRD、SEM、FT-IR、TGA-DSC对产物的结构与性能进行了表征.所制备的纳米TiO2呈棒状且为锐钛矿型.利用紫外光催化降...     

改性纳米TiO_2薄膜超亲水性的研究进展

纳米TiO2超亲水薄膜是新型的功能性薄膜,在自洁、防雾和生物兼容性应用等方面起着重要的作用。由于普通的TiO2薄膜禁带宽度较大,亲水性能不佳,使其实际应用受到极大的限制,改性是提高TiO2薄膜超亲水性能的重要手段。因此,对TiO2进行改性就成为该领域的关键课题之一。文中综述了纳米TiO2薄膜的超亲水性机理,以及实现超亲水性表面的改性方法。     

纳米TiO2光催化降解水中有机污染物的研究与发展

光催化降解水中有机污染物是一项新兴的颇有发展前任的废水处理技术,纳米Ｔｉｏ２因其活性高,稳定性好而在该领域广泛被用作光催化剂。本文系统介绍了纳米ＴｉＯ２的制备,光催化降解水中有机污染物的机理,动力学规律及其研究现状和发展方向。     

TiO_2对ZrO_2－NiCr金属陶瓷烧结特性和相稳定性的影响

本文研究了ＴｉＯ２掺入对ＣａＯ稳定ＺｒＯ２（简称ＣａＳＺ－ＮｉＣｒ）金属陶瓷烧结特性的影响，测定了ＣａＳＺ－ＮｉＣｒ－ＴｉＯ２金属陶瓷烧结样品的密度和显微硬度，结果表明，ＴｉＯ２的掺入能提高ＣａＳＺ－ＮＩＣｒ金属陶瓷的烧结密度和显微硬度，对ＣａＳＺ－ＮｉＣｒ金属陶瓷有助烧结作用．金相观察表明，ＴｉＯ３的掺入改变了ＮｉＣｒ相在金属陶瓷中的形貌，说明了ＮｉＣｒ与ＣａＳＺ的浸润性有一定的改善．ＸＲＤ和ＥＰＭＡ分析结果显示，ＴｉＯ２偏聚在ＮｉＣｒ金属相中，不影响ＣａＳＺ的稳定性．     

二氧化钛在塑料中的应用研究

研究了在塑料中添加二氧化钛后的分散性、耐候性、加工性能,结果表明,二氧化钛的粒径增大,分散性提高;金红石型二氧化钛的耐候性能较好;添加无机填料可以提高产量、降低成本。     

Visible light photoelectrochemical performance of W-loaded TiO2 nanotube arrays: structural properties

Well aligned TiO2 nanotubes were successfully synthesized by anodization of Ti foil at 60 V in a fluorinated bath comprised of ethylene glycol with 5 wt% of NH4F and 5 wt% of H2O2. In order to enhance the visible light absorption and photoelectrochemical response of pure TiO2 nanotube arrays, a mixed oxide system (W-TiO2) was investigated. W-TiO2 nanotube arrays were prepared using radio-frequency (RF) sputtering to incorporate the W into the lattice of TiO2 nanotube arrays. The W atoms occupy the substitutional position within the vacancies of TiO2 nanotube arrays. The as-anodized TiO2 is amorphous in nature while the annealed TiO2 is anatase phase. The mixed oxide (W-TiO2) system in suitable TiO2 phase plays important roles in efficient electron transfers due to the reduction in electron-hole recombination. In this article, the effect of the sputtered W into the as-anodized/annealed TiO2 nanotube arrays on the photoelectrochemical response was presented.     

原位掺杂Al/Si纳米TiO2粉体的制备及其光催化性能

纳米二氧化钛是一种重要的无机功能材料.以化学沉淀法制备了纳米TiO2以及Al/Si原位掺杂纳米TiO2粉体,利用透射电镜（TEM）、差热式扫描量热仪（DSC）、X射线衍射仪（XRD）以及X光电子能谱仪（XPS）对粉体粒子的形貌、大小、物相和组成进行了分析.采用浸渍提拉法制成均匀致密的膜,以光催化降解亚甲基蓝溶液为模型反应,研究了无机掺杂元素对其光催化性能的影响.研究结果表明,Al/Si掺杂TiO2的分散性得到了提高,并增强了其光催化活性.     

TiO2对CaO-MgO-P2O5-SiO2系玻璃晶化影响的研究

CaO-MgO-P2O5-SiO2系微晶玻璃是一种新型医学生物材料，该材料洋仅具有良好的生物相溶性，还具有一定的力学性能，本文采用热热分析（DTA）方法对以TiO2作为晶核剂的该系生物微晶玻璃的析晶动力学参数进行了测定，所得数据经计算机拟合后，其结果表明，在一定范围内引入TiO2（≤8.7wt%)能降低该系玻璃的析晶活化能E，有促进玻璃析晶的作用，当TiO2含量达到8.7wt%时，E达到最小值，当TiO2含量＞8.7wt%时，E值反而回升，晶化指数n与该玻璃体系中加入TiO2的变化规律与E值随TiO2的变化规律是一致的。     

Photooxidative N-de-ethylation of anionic triarylmethane dye (sulfan blue) in titanium dioxide dispersions under UV irradiation

The TiO(2)-mediated photocatalysis process has been successfully applied to degradation of dye pollutants. Our results indicate that the TiO(2) surface is negatively charged, and the sulfan blue (SB) adsorbs onto the TiO(2) surface through the positive di-ethylamino groups while the TiO(2) surface is positively charged and the SB adsorbs onto the TiO(2) surface through the negative sulfonyl groups. In order to obtain a better understanding of the mechanistic details of this TiO(2)-assisted photodegradation of the SB dye with UV irradiation, five intermediates of the processes were separated, identified, and characterized by the HPLC-ESI-MS technique, which included a positive- and negative-ion mode. The results indicated that the N-de-ethylation process continues until the N-de-ethylated SB dye is completely formed. The probable photodegradation pathways were proposed and discussed. The reaction mechanisms of UV/TiO(2) proposed in this study should be useful for future applications of the technology to the decolorization of dyes.