低温水解法优化制备光催化剂TiO_2

采用低温水解法制备纳米TiO2材料,并用所制备的材料光催化降解甲基橙溶液,以甲基橙的降解率作为评价指标,考察了水浴温度、水钛摩尔比和pH对TiO2光催化性能的影响,通过正交试验优化了制备条件。运用X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对制备的样品进行了表征。结果表明:pH对TiO2光催化性能的影响最大,水钛摩尔比次之,水浴温度影响最小;而且pH=2,r(H2O/TTIP)=80,T=60℃时,样品的光催化活性最高,8mg/L的甲基橙在紫外光下降解率达85%以上,在模拟自然光下降解率可达60%以上。     

CeO2/ZnO复合光催化剂制备及其可见光催化性能

采用微波超声法,以ZnO为基体原位生长CeO₂晶体,得到CeO₂/ZnO复合光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、PL、UV-Vis DRS等方法对制备的材料进行表征,并通过可见光降解AF对样品的光催化性能进行评价。结果表明,ZnO为纳米片互相穿插形成的花形球状结构,其表面附着有纳米CeO₂颗粒,分散性较好。ZnO和CeO₂的摩尔比为20∶1的CeO₂/ZnO复合光催化剂在可见光下表现出良好的光催化活性,光照90 min后对AF的光降解率达到96.44%,较纯相ZnO和CeO₂有显著提高。CeO₂/ZnO的稳定性较好,6次使用后对AF的光降解率仍达到93.53%。机制研究发现,·O₂?是光催化降解AF过程中的主要活性物种。      

一步法制备石墨烯复合花状钨酸铋光催化剂

采用一步水热法合成石墨烯复合花状钨酸铋高效可见光光催化剂。降解甲基橙的性能实验结果表明, 与单纯的Bi₂WO₆相比, 所有Bi₂WO₆-rGO复合光催化剂表现出更高的光催化性能。其中, Bi₂WO₆-rGO (0.5wt%)具有最高的光催化活性, 其速率常数达到5.0×10^-2 /min, 是纯Bi₂WO₆的1.7倍。增强光催化性能的原因归结为以下两方面的协同作用: 还原石墨烯在复合光催化剂中起到了电子快速传输作用; 石墨烯提供了有利于吸附有机污染物的大比表面积。本研究可以为设计与合成高性能石墨烯基光催化剂提供新的思路。     

控制中和水解法制备纳米TiO2及其光催化性能的研究

用四氯化钛为原料,氨水为水解沉淀剂,采用控制中和水解的方法制备出了锐钛矿型纳米TiO2粉体.采用XRD和TEM手段对产品进行了表征分析,考察了中和水解过程中pH值、温度和浓度因素的影响.结果表明,pH值是影响产品前驱体组成的重要因素,当控制pH值在2～4的酸性条件下反应时,能得到团聚少的含有一定晶型的H2 TiO3前驱体,易于分离,收率可达97%以上,前驱体在600～800℃焙烧2h得到的是单一相锐钛矿TiO2纳米晶,平均粒径为15nm左右,高温焙烧时粒径生长缓慢,表现出很好的热稳定性.以甲基橙为目标降解物,测试了纳米TiO2样品的光催化性能.光催化降解反应60min时,甲基橙的去除率可达95.5%.     

PEALD原位掺杂制备纳米TiO2-xNx光催化剂

采用等离子体增强型原子层沉积(PEALD)系统原位掺杂制备了TiO_2-xN_x光催化剂。利用光电子能谱(XPS)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、光致发光(PL)光谱和紫外–可见光(UV-Vis)光谱对催化剂进行了表征, 并研究了TiO_2-xN_x纳米薄膜在可见光照射下水接触角的变化和催化降解亚甲基橙(MO)溶液的性能。结果表明, 等离子体功率变化可以改变掺入氮原子的结构, 在功率为50 W时主要形成替换式氮原子, 含量约为1.22at%, 晶体为锐钛矿(101)型。结构无明显缺陷, 且掺杂后TiO_2-xN_x薄膜光生电子–空穴对复合率低, 有利于光催化效率的提高。该方法解决了传统ALD工艺制备TiO_2-xN_x光催化剂时容易形成氧空位的问题, 实现了TiO2-xNx纳米材料的可见光(λ<800 nm)吸收和可见光光催化性能。     

C—TiO2复合光催化剂研究进展

通过论述C与TiO2光催化剂的复合方式,系统总结了C-TiO2复合光催化剂的各种制备方法,指出炭与TiO2的复合呈现多样化的特征,炭不仅作为载体,还可以用作涂层、造孔剂以及助剂。同时,炭在复合体中也展现出多方面的作用,不仅可以富集目标污染物,捕获中间产物,还可以抑制热处理时TiO2相变和晶粒长大。最后还指出了C—TiO...     

原位复合法制备纳米ZnO/PES复合膜及表征

以聚醚砜(PES)和醋酸锌(ZnAC2·2H2O)为原料,N-N-二甲基甲酰胺为溶剂,采用溶胶-凝胶原位复合的方法制备聚合物-纳米氧化锌复合薄膜.应用x-射线衍射仪、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪对产物的结构、尺寸及发光特性进行表征.结果表明,复合膜中的ZnO晶粒尺寸可以控制,最小可以得到的晶粒尺寸为20nm左右的六角纤锌矿晶型无缺陷完整晶体,该复合膜中光致发光以ZnO的本征带间跃迁为主,聚合物的引入使复合发光等各种性能都有了很大的改善.     

水解氧化锌纳米复合结构光催化降解性能研究

利用滚压振动磨在干法室温条件下制备出形状规则的纳米锌粉,在260℃下与水蒸汽接触发生水解氧化还原反应,得到氧化锌纳米复合结构.其特征是棒状和块状纳米结构共存,具有良好的分散性,氧和锌的原子比接近2:3.将这种复合纳米结构用于光催化降解甲基橙溶液,在距离40cm的20W紫外灯照射下,研究了不同初始浓度、光催化剂添加量和水解温度对氧化锌纳米复合结构光催化降解性能的影响.在50mL初始浓度为10mg/L的甲基橙溶液中,添加260℃下水解生成的氧化锌纳米复合结构400mg,在10min内降解率可达80%.以上.     

低温水解制备不同晶型的纳米TiO_2

以四氯化钛为原料,通过低温水解法制备出不同物相的纳米TiO_2.研究了不同钛离子浓度、乙醇用量、反应温度和反应时间对纳米TiO_2晶相的影响,利用X射线衍射和拉曼光谱对所得样品进行表征.结果表明,水解过程中钛离子浓度的变化直接影响到产物晶型的改变,在钛离子浓度较高时,乙醇的存在对亚稳相纳米TiO_2的形成具有促进作用.     

La、Fe共掺杂TiO2/膨润土的制备及其光催化性能

采用超声辅助溶胶-凝胶法制备了La、Fe共掺杂TiO2/膨润土复合光催化材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS)等测试技术对其进行了表征分析。在紫外光照射下,通过对TNT废水的光催化降解,考察其光催化活性。结果表明,La、Fe的共掺杂抑制了TiO2的晶型转变和晶粒生长,增强了复合材料的吸光性能;适量的La、Fe共掺杂能提高复合材料的光催化性能,当La与Fe的掺杂量分别为0.5%和0.05%(摩尔分数),煅烧温度为400℃时,其光催化活性达到最佳效果。     

复合光催化剂CdS-Pt/TiO_2低温制备及可见光制氢性能

用不同方法制备了CdS-Pt/TiO2复合光催化剂。催化剂通过X射线衍射、比表面和紫外-可见漫反射吸收进行了表征。以可见光光解水制氢为探针反应,考察了CdS-Pt/TiO2复合光催化剂的可见光活性。结果表明制备方法极大地影响CdS-Pt/TiO2复合光催化剂的活性。低结晶度的CdS与Pt/TiO2复合形成的CdS-Pt/TiO2复合光催化剂具有最高的可见光活性,其光解水的量子效率为6.95%。     

镍掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备镍掺杂纳米TiO2光催化剂。通过XRD、XPS、FT-IR、UV-Vis、PL等对Ni-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察经不同热处理温度及不同掺镍量Ni-TiO2样品对MB的降解效果。结果表明所制备的Ni-TiO2样品的晶型为锐钛矿相与金红石相的混晶相,镍掺杂抑制了晶粒的生长和晶型的转变,样品的吸收阈值波长向可见光红移约55nm,提高了TiO2的光催化活性。在普通日光灯下,经500℃热处理、掺镍量与TiO2摩尔比为1∶100条件下制备的催化剂其光催化活性明显高于Degussa P25。     

纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液的性能研究

在丙烯酸酯乳液聚合过程中,引入由硅酸乙酯原位水解形成的SiO2,制备了新型的纳米SiO2/聚丙烯酸酯复合乳液.用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及综合热分析等手段,表征了复合乳液涂膜的特征.结果表明,引入原位形成SiO2的乳液体系,各组分的均匀度及稳定性均很好,尤其可提高复合涂层的热稳定性和抗回粘性,可望在耐水包装领域得到广泛的应用.     

微乳液模板法制备多孔二氧化钛光催化薄膜

通过在钛溶胶中掺入阳离子型微乳液,并控制掺入量和pH值,使混合溶胶稳定,涂膜后经过适当热处理得到了TiO2纳米多孔薄膜.借助XRD、FT-IR、DTA、AFM、BET等测试手段,分析讨论了微乳液模板的加入对多孔二氧化钛薄膜的结晶行为、表面形貌和孔结构的影响.光催化结果表明,适当的表面形貌和孔结构可以显著提高TiO2薄膜的光催化能力.     

铁掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备铁掺杂纳米TiO2光催化剂。通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL等对Fe-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝（MB）作为目标降解物,考察经不同热处理温度及不同掺铁量Fe-TiO2样品对MB的降解效果。结果表明所制备的Fe-TiO2样品的晶型为锐钛矿相与金红石相的混晶相,铁掺杂抑制了晶粒的生长和晶型的转变,样品的吸收阈值波长向可见光红移约68nm,提高了TiO2的光催化活性。在普通日光灯下,经500℃热处理、掺铁量与TiO2摩尔比为1∶200条件下制备的催化剂其光催化活性明显高于Degussa P25。     

核壳型磁载TiO2/CoFe2O4光催化剂的制备与性能研究

纳米TiO2是一种高效的光催化剂,为了解决TiO2纳米颗粒从悬浮体系中分离回收难的问题,可将其包覆于磁性微球之外,借助于磁场的作用实现快速有效地分离.以尖晶石型CoFe2O4为磁核,制备了核壳型纳米磁性TiO2/CoFe2O4光催化剂,通过水浴恒温条件、热处理温度的改变,以及工艺的调整优化了催化剂的制备工艺.采用XRD和TEM分析了催化剂的结构与形貌.研究发现,水浴90℃恒温2h、600℃热处理后的TiO2/CoFe2O4在降解TNT时表现出了较高的催化活性.表明合适的反应时间和热处理温度是影响催化剂活性的关键因素.     

溶胶-凝胶法制备TiO_2-Al_2O_3复合光催化剂及其表征

以钛酸四正丁酯为钛源,异丙醇铝为铝源,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合光催化剂,考察其对甲基橙的吸附性能和在紫外光照射下的光催化活性。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附等对催化剂的晶相结构、化学组成及BET比表面积和孔径分布等进行了表征。结果表明TiO2-Al2O3复合光催化剂由TiO2和Al2O3组成,其中TiO2为单一的锐钛矿晶相,Al2O3为非晶态,Al2O3的存在可抑制TiO2晶粒的生长。在n(Ti)/n(Al)=12,500℃煅烧3h制得的TiO2-Al2O3复合光催化剂比表面积达99.21m2/g,平均孔径为22.39nm,累计孔容积为0.4493cm3/g。在500℃煅烧制得的复合光催化剂具有最佳的光催化活性和吸附性能。与纯TiO2相比,相同条件下TiO2-Al2O3复合光催化剂的光催化活性和吸附性能都有较大提高。     

Nano-sized coupled photocatalyst (Sn0.25,Ti0.75)O2 powders synthesized by a low temperature molten salt method

Nano-sized coupled photocatalyst (Sn_0.25,Ti_0.75)O₂ powders were successfully synthesized by a low temperature molten salt method, where the precursor, a homogeneous precipitate containing titanium and tin cations was mixed with LiNO₃ salt, nano-sized (Sn_0.25,Ti_0.75)O₂ powders could be synthesized at 260 °C. The powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and UV–VIS, respectively. Experimental results showed that the product prepared was a pure phase (Sn_0.25,Ti_0.75)O₂ of rutile structure without any other imparities, and composed of nano-sized and spherical particles of about 10 nm. In addition, the UV–VIS showed that the synthesized powders had a good UV absorption and visible light response.     

La掺杂TiO_2/石英砂的制备及其光催化性能

采用超声强化溶胶-凝胶法,以硝酸镧和钛酸丁酯为前驱体,选取石英砂作为载体,制备了La掺杂TiO2/石英砂复合光催化材料,通过XRD、DSC-TG和SEM等测试手段对复合材料的结构和理化性质进行了表征分析,并选取TNT废液作为目标污染物,考察复合了光催化材料的光催化性能。结果表明,在紫外光照射下,适量的镧掺杂能够提高TiO2/石英砂的光催化活性,当镧掺杂量为1.5%(摩尔分数),焙烧温度为400℃时,复合材料的光催化性能最佳。