Cu~(2+)掺杂TiO_2的制备及光催化性能

以钛酸丁酯为原料,以硝酸铜为铜源,利用溶胶-凝胶法原位制备铜离子掺杂TiO_2。考察催化剂降解亚甲基蓝的光催化性能,利用X射线衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱对其晶相结构与光响应性能进行表征。结果表明:焙烧温度为450℃,铜掺杂量为0.6%(摩尔分数)时,Cu~(2+)/TiO_2催化性能最佳。紫外光照射80min后,亚甲基蓝的降解率达到96.4%,为纯TiO_2的1.41倍。TiO_2的活性相为锐钛矿,金红石相出现时光催化活性降低。少量Cu~(2+)的修饰降低了TiO_2的平均晶粒半径,显著增强了TiO_2的光响应性能。     

反应釜填充料系数对纳米TiO_2纤维形貌影响研究

采用水热法制备纳米二氧化钛(TiO_2)纤维,利用扫描电镜和X射线衍射仪对制得的纳米TiO_2纤维进行表征,并以甲基橙的脱色降解为模式反应,考察样品的光催化性能。结果表明:在其他条件相同的情况下,反应釜填充料系数不同,所制备的TiO_2纤维形貌也不相同,不同形貌的TiO_2催化性能也有差异,其中TiO_2纤维的催化效果最优,光照120min后对甲基橙的降解率为94%。     

水热法制备N-TiO_2/RGO复合材料及光催化性能研究

采用一步水热法制备氮掺杂负载石墨烯(RGO)的二氧化钛(TiO_2)复合光催化材料(N-TiO_2/RGO),对样品进行XRD、SEM、UV-Vis等表征并以甲基橙为目标降解物进行可见光光催化活性测试。结果表明:N-TiO_2/RGO比同条件下制得的N-TiO_2和TiO_2/RGO具有更好的可见光光催化性能,可见光下照射5h,对甲基橙的降解率可达到95%。     

异质结构的TiO_2/ZnO纳米纤维的制备及光催化性能的研究

以钛酸丁酯、醋酸锌和聚乙烯吡咯烷酮为前驱物,将静电纺丝技术和高温煅烧法相结合,一步制备出异质结构的二氧化钛(TiO_2)/氧化锌(ZnO)纳米纤维。采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis对样品进行表征。并以罗丹明B(RhB)为降解模拟污染物测试了紫外光照射下的光催化活性。制得的TiO_2/ZnO-1纳米纤维直径在100~150nm之间,长度在2μm以上,ZnO纳米颗粒均匀分散在TiO_2/ZnO-1纳米纤维表面;在紫外光条件下具有良好的光催化性能,在紫外光光照25min后TiO_2/ZnO-1对RhB的降解率达到100%,而在同样条件下纯TiO_2纳米纤维对RhB的降解率只有70.8%。     

钕负载二氧化钛-炭杂化气凝胶的制备及其光催化性能(英文)

采用溶胶凝胶法和浸渍法制备了不同钕掺量负载的二氧化钛/炭(TiO_2-C)杂化气凝胶。通过XRD,SEM,FTIR,XPS及氮气吸附脱附等温线表征了样品的微观结构、形貌及表面元素状态。在500 W汞灯照射下,以亚甲基蓝为目标降解物,研究了样品的光催化活性。结果表明,所制样品为不规则颗粒,钕的掺杂抑制了TiO_2颗粒的生长,TiO_2为锐钛矿型且炭呈现不定型态,同时Nd~(3+)进入TiO_2内形成Ti-O-Nd键。在紫外光波段,样品具有较强的吸收性能,表现出紫外光照下对亚甲基蓝良好的光催化性能。当钕的负载量为3%-4%时,样品具有最佳的光催化活性,此时亚甲基蓝在紫外光照160 min后被完全降解。     

暴露高能晶面TiO_2空心微球的制备及其光催化性能

目前二氧化钛(TiO_2)空心微球制备方法主要为模板法,步骤繁琐,模板难去除。采用一步水热法制备暴露(001)晶面的TiO_2空心微球,水热温度为200℃,水热时间12h,通过改变氟和钛的物质的量的比来控制TiO_2的形貌。采用XRD、FESEM、TEM、EDS等方法对样品的晶体结构、微观形貌进行表征。以罗丹明B为模拟污染物,采用紫外分光光计测定污染物的吸光度,评价了样品紫外光光催化降解罗丹明B的活性,当氟和钛的物质量的比值为2时,制备得到具有暴露(001)晶面的TiO_2空心微球,并且表现出了最佳的光催化活性。光催化反应40min,对10mg/L的罗丹明B的降解率达到95%。     

水热法制备TiO_2/ AC复合光催化材料及其性能研究

探究了吸附-光催化协同效应对二氧化钛(TiO_2)-活性炭(AC)复合材料光催化性能的影响。以钛酸四丁酯为原料,活性炭为载体,采用水热法制备出TiO_2/AC二元复合光催化材料。使用XRD、SEM、EDS和FT-IR等检测技术对制备样品进行测试、分析、表征,重点分析了不同水热温度对复合材料晶体结构、形貌、组分含量及表面官能团的变化,并以甲基橙溶液(MO)模拟目标降解物,考察了在紫外光源下TiO_2/AC二元复合材料对甲基橙溶液光催化效率的影响。研究结果显示:负载于AC表面的TiO_2为锐钛矿型;随着水热温度的提高,负载于AC表面上的TiO_2数量增加,粒径增大,分布更加均匀;经紫外光光照180 min后,所有TiO_2/AC复合材料对20 mg/L甲基橙溶液的降解率均达到80%以上,优于纯TiO_2的降解率,表明TiO_2/AC二元协同吸附-光催化效应可明显提高复合材料对甲基橙溶液的降解效率。     

Zn_(1-x)Cu_xO材料的制备及其光催化降解亚甲基蓝

以草酸-氨水两步共沉淀法制备了ZnO以及Zn_(1-x)Cu_xO(0.00≤x≤0.01)光催化材料,采用X射线衍射对其物相进行了分析,并将其用于光催化降解亚甲基蓝,详细考察了焙烧温度以及Cu~(2+)掺杂量等制备条件对ZnO结构与光催化性能的影响。结果表明:焙烧温度对ZnO的光催化性能有较大的影响,随着焙烧温度的增加,ZnO的光催化活性呈现先增加后减小的趋势。当焙烧温度为600℃时,ZnO表现出最佳的光催化活性,氙灯光照60min,降解率达到99.31%。同样,Cu~(2+)掺杂量影响了ZnO的光催化性能,其中,当x为0.006时,Zn_(0.994)Cu_(0.006)O表现出最佳的光催化活性,氙灯光照60min,降解率达到12.322%。Cu~(2+)掺杂降低了ZnO的光催化性能。     

Ag/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂的制备及性能研究

以阳极氧化法制备的二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列为基底,利用化学还原法制备了不同银(Ag)含量的Ag/TiO_2复合薄膜,并对其进行表征。结果表明,化学还原法有利于Ag纳米颗粒在TiO_2纳米管上的均匀分布,Ag能产生表面等离子体共振吸收,有效增强TiO_2纳米管阵列对可见光的吸收能力,Ag的修饰大幅度提高了TiO_2纳米管阵列对气相苯的光催化降解活性,在光催化反应80min条件下,Ag含量为2%(wt,质量分数)制得的Ag/TiO_2复合薄膜光催化活性最佳,对气相苯的降解率达到97%。     

TiO_2/ACF光催化降解甲基橙废水性能研究

以活性炭纤维(ACF)为载体,采用溶胶-凝胶法制备活性炭纤维负载二氧化钛复合材料(TiO_2/ACF)。以甲基橙为模型化合物,研究TiO_2/ACF对染料废水的光催化降解活性,考察光照时间、溶液初始浓度、pH值、光强、重复使用次数等因素对甲基橙溶液去除率的影响。结果表明,TiO_2/ACF对甲基橙废水具有较好的光催化降解活性和重复利用性,ACF吸附和TiO_2光催化产生了协同作用。     

具有高可见光催化性能W掺杂纳米TiO_2的制备与表征

利用水热合成法成功地制备具有高活性可见光响应的W掺杂TiO2纳米粉体,采用X射线衍射、场发射扫描电镜、场发射透射电镜、可见光吸收光谱、光致发光光谱等对W掺杂TiO2纳米粉体进行表征;W掺杂TiO2纳米粉体的光催化性能通过测试其在可见光和紫外光照射下降解罗明丹B染料的催化效率来检验。结果表明,W掺杂TiO2纳米粉体在可见光照射下的光催化效率要远远大于商品P25和纯TiO2,W的最佳掺杂摩尔分数为40%。     

TiO2／膨胀石墨复合材料的制备及光催化性能的研穷

采用快速升温法制备出以膨胀石墨为载体的TiO2／膨胀石墨光催化剂，用SEM及XRD对其表面形貌及结构进行表征，研究了光催化剂在紫外光照射下的催化能力，探讨了目标降解物溶液的初始浓度及其pH值对光催化剂的降解能力的影响。结果发现，负载量为10％的光催化剂对40mg／L的亚甲基兰溶液5h的光降解率达到58．83％，甲基橙为51．12％。     

Ce-TiO2光催化剂的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Ce离子掺杂的纳米TiO2光催化剂(Ce-TiO2),通过XRD、FT-IR、UV-Vis、PL、Nano-sizer纳米粒度分析仪等对Ce-TiO2样品进行了表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同掺杂浓度及经不同温度热处理后的Ce-TiO2样品对MB的光催化降解效果,结果表明所制备样品的晶型均为锐钛矿相和金红石相的混晶相,Ce离子的掺杂拓展了TiO2在可见光区的光谱响应范围,提高了TiO2光催化活性。当pH值为1.5,Ce的掺杂量为n(Ce)∶n(TiO2)=1∶300,热处理温度为600℃条件下制备的样品其催化活性显著高于Degussa P25。     

TiO2/膨胀石墨复合材料的制备及其对亚甲基兰的光催化降解

采用快速升温法制备出以膨胀石墨为载体的TiO2/膨胀石墨光催化剂,用SEM及XRD对其表面形貌及结构进行表征,研究了该负载型光催化剂在紫外光照射下的催化能力,探讨了在催化剂中TiO2的负载量、亚甲基兰溶液的初始浓度及其pH值对光催化剂的降解能力的影响.结果发现,负载量为10%的光催化剂对40mg/L的亚甲基兰溶液5h的光降解率达到58.8%.     

Electron beam irradiation effect on the photocatalytic activity of TiO2 on carbon nanofibers

The electron beam (EB) irradiation effects of TiO2 deposited on carbon nanofibers (CNFs) were studied aiming the improvement of the photocatalytic activity. The EB irradiation contributed to an increase in crystallinity of the anatase resulting an improvement of the photocatalytic activity through the oxidation (ionization) of the doped TiO2 and leading to uniform distribution TiO2 particles on the CNFs surface. The photoactivity of the catalyst was measured by the decoloration of the methylene blue (MB) with time under UV irradiation.     

高活性光催化剂纳米Ag-碳纳米管-混晶TiO_2复合纤维的可控制备

为解决TiO_2对太阳能有效利用率低、光生电子与空穴再复合率高、光催化活性低且难回收等应用难题,利用静电纺丝技术成功地制备了纳米Ag-碳纳米管(CNT)-混晶TiO_2复合纤维,并采用SEM、XRD、EDS及Raman等表征方法详细分析了材料的微观结构与组分,研究了纳米Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维对亚甲基蓝的光催化活性。结果表明:锐钛矿与金红石相TiO_2混晶不仅可降低材料的禁带宽度,还能减缓光生电子与空穴的复合淬灭;纳米Ag颗粒的局域表面等离激元共振可增强Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维的光吸收,CNT能促进光生电子与空穴的有效分离;纳米Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维对亚甲基蓝的首次降解率可达97.5%,且5次催化循环后对亚甲基蓝的降解率仍保持在90.0%以上。所得结论表明静电纺丝制备的新型纳米Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维是一种高活性的光催化剂,且容易回收,具有光降解亚甲基蓝的应用前景。     

Photocatalytic decolorization of methylene blue in the presence of TiO2/ZnS nanocomposites

The synthesis of distinct nanocrystalline TiO2 capped ZnS samples was carried out using a chemical deposition method. The materials characterization showed that the presence of ZnS onto TiO2 surface results in a red shift of the material band edge when compared with the initial semiconductor. The photocatalytic activity of the prepared nanocomposites was tested on the decolorization of methylene blue (MB) aqueous solutions. The dye photodecolorization process was studied considering the influence of experimental parameters such as catalyst concentration, TiO2/ZnS ratio, pH and methylene blue adsorption rate. The material with the best catalytic activity towards the methylene blue photodecolorization was the TiO2 doped with 0.2% of ZnS. The complete photodecolorization of a 20ppm methylene blue solution, at natural pH was achieved in less than 20min, nearly 70min faster than the TiO2 photoassisted process.     

锶元素改性TiO2／杭锦2#土复合物的光催化性能

以Ti（OBu）4和内蒙古杭锦2^#土为主要原料，Sr（NO3）2为掺杂剂，采用溶胶-凝胶法制备了一系列Sr元素掺杂改性的TiO2／杭锦2^#土复合光催化剂，并用X射线衍射、傅立叶红外光谱和扫描电子显微镜等对样品进行了表征。紫外光照射下，以亚甲基蓝水溶液为光降解体系，考察了Sr的掺杂量和热处理温度对光降解率的影响，结果表明，Sr的掺杂量为0．5％，焙烧温度为500℃条件下制得复合物的催化活性明显优于相同条件下的TiO2／杭锦2^#土。该复合物催化剂的优点是易于从分散体系中分离和可循环使用。     

Mn、N共掺杂TiO_2负载竹质活性炭纤维的制备及可见光光催化性能

为研究Mn、N共掺杂TiO_2负载竹质活性炭纤维(Mn-N/TiO_2-BACF)的可见光光催化性能,首先,以MnSO_4·H_2O为锰源,尿素为氮源,采用溶胶-凝胶法制备了光催化复合材料Mn-N/TiO_2-BACF;然后,利用SEM、XRD及XPS等考察了煅烧温度对Mn-N/TiO_2-BACF结构和可见光光催化性能的影响。结果表明:Mn、N共掺杂使光催化复合材料的光响应范围由紫外光区域拓宽至可见光区域;随煅烧温度的提高,光催化复合材料表面的晶格氧含量逐渐降低,吸附氧含量先降低后增加,而羟基氧含量有所增加;光照400min后,350℃锻烧制备的Mn-N/TiO_2-BACF在可见光下对亚甲基蓝的光降解率达99.7%。同时,还发现Mn-N/TiO_2-BACF在可见光下的光降解率与煅烧温度没有相关性。     

CNT-CdS-TiO_2光催化剂的制备及其光催化性能

采用溶胶凝胶法,以硝酸镉为镉源、钛酸四丁酯为钛源、硫脲为硫源,碳纳米管(CNT)为载体,分别制备了TiO_2、CdS-TiO_2、CNT-CdS-TiO_2催化剂。对TiO_2,CdS-TiO_2,CNT-CdS-TiO_2的晶型和微观形貌进行了表征。结果表明:TiO_2为锐钛矿,CdS为六方相;TiO_2与CdS均匀包覆在CNT的表面。对TiO_2、CdS-TiO_2、CNT-CdS-TiO_2分别进行了紫外-可见吸收光谱的测试和可见光条件下降解亚甲基蓝的光催化性能测试。结果表明CdS-TiO_2、CNT-CdS-TiO_2吸收峰发生红移;TiO_2、CdS-TiO_2、CNT-CdS-TiO_2在可见光下对亚甲基蓝的降解率依次提高,CNT-CdS-TiO_2的降解率可达到55%。