单分散介孔TiO_2微球的溶胶-凝胶法制备及其光催化性能

以钦酸异丙醋为钦源,利用三嵌段共聚物EO_(106)PO_(70)EO_(106)(F127)修饰的溶胶-凝胶法合成单分散介孔TiO_2微球。利用小角和广角X射线衍射、N_2吸附-脱附、透射电镜、场发射扫描电镜、紫外-可见光漫反射技术对样品进行表征。以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,在紫外光照射下,评价介孔TiO_2微球的光催化性能。结果表明:F127加入量为14%,450℃热处理制得的单分散介孔微球由锐钛矿TiO_2纳米颗粒(10 nm)聚积而成,介孔孔道均匀有序,比表面积为158.2m~2/g,孔容为0.361 cm~3/g,最可几孔径为9.6 nm。单分散介孔TiO_2微球的活性优于P25,光催化反应3 min时对MB溶液的降解率达100%。     

高可见光活性TiO2-BiOI的制备及其光催化性能

以钛酸丁酯、亚氨基二乙醇、碘化钾和五水合硝酸铋为原料,通过溶剂热法将TiO_2均匀地负载到Bi OI花状微球上,制备了TiO_2-Bi OI复合光催化剂。通过XRD、XPS、SEM、TEM和UV-Vis-DRS对样品进行了表征。以甲基橙为目标降解物,测定了TiO_2-BiOI复合光催化剂在可见光下的光催化性能。结果表明,纳米TiO_2的加入为复合光催化剂比表面积的增加作出了贡献,TiO_2与Bi OI之间形成的异质结结构可以促进光生电子和空穴分离,从而达到提高复合光催化剂光催化性能的目的。n(Ti)∶n(Bi)=0.4∶1.0的TiO_2-BiOI复合光催化剂表现出最佳的光催化降解性能,可见光(λ420 nm)照射60 min,其对甲基橙的降解率达到95%,远高于纯的TiO_2和Bi OI光催化剂。     

TiO_2中空微球的制备及性能

以钛酸丁酯为钛源,采用无模板溶剂热法合成了Ti O_2中空微球,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N_2物理吸附-脱附(BET)对样品进行了表征和分析,以甲基橙为模拟污水考察了样品光催化降解甲基橙的能力。结果表明,Ti O_2中空微球为锐钛矿相,是由细小的纳米晶自组装形成的具有中空结构的Ti O_2微球,微球的直径为0.4~0.5μm,样品的比表面积为60 m~2/g。在8 W紫外灯照射下,将Ti O_2中空微球加到初始溶度为15 mg/L的甲基橙溶液中,在光照80 min后甲基橙降解率达到95%,表现出良好的光催化活性。     

TiO_2/石墨烯的制备及光催化降解亚甲基蓝效能研究

针对二氧化钛(TiO_2)在光催化反应当中电子和空穴复合快、比表面积小、可见光催化效率低的问题,以钛酸四丁酯(TBT)和石墨烯(GR)为原料,通过溶胶凝胶法制备了TiO_2/石墨烯,采用XRD、XPS、SEM、BET、UV-VIS等相关测试手段表征。通过在低功率18W LED白光灯照射下降解亚甲基蓝(MB)对TiO_2/GR的光催化性能进行评价。高温煅烧TiO_2/GR未使GR氧化,而TiO_2/GR中的TiO_2从锐钛矿型(450℃-650℃)转为锐钛矿型和金红石型混晶存在(750℃)到达850℃转为金红石型。TiO_2/GR的表面结构,由球状的TiO_2分散在GR上,比表面积(SBET)达到220.60m~2/g,较TiO_2 的SBET增大了37.8%;禁带宽度变窄(1.74eV)吸收边明显"红移",可见光照射下MB的降解率为66.4%,相比TiO_2提高了22.1%,与未复合的相比,在可见光下催化性能得到了显著提高。     

稀土掺杂TiO_2中空微球的制备及光催化还原CO_2

溶剂热法制备了TiO_2:RE(RE=Eu,Sm,La,Gd和Tb)中空微球。通过X-射线衍射(XRD)、投射电子显微镜(TEM)以及紫外-可见漫反射光谱观察分析产物的形貌和光谱特征。在紫外光照射下,通过产物光催化还原CO_2来评价催化剂的光催化效果。结果表明,TiO_2:RE中空微球的光催化活性比纯TiO_2中空微球的更好,五种产物的光催化活性从高到底顺序依次是TiO_2:LaTiO_2:GdTiO_2:TbTiO_2:SmTiO_2:Eu。其中TiO_2:La中空微球光催化还原5 h的产量达到250μmol·g~(-1)。且通过5次循环降解测试后,应保持较高的光催化活性,表明产物的稳定性很好。     

改性TiO2纳米管的制备及其对盐酸多西环素的降解

利用商业TiO_2粉末,采用水热法制备出不同摩尔分数的Co~(2+)掺杂改性TiO_2纳米管,以盐酸多西环素为降解目标,研究了样品的光催化性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)、比表面积仪(BET)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度法(UV/Vis)等技术对样品进行了表征。结果表明,TiO_2纳米管管径均一、管壁多层,具有两端开口的中空孔径结构;Co~(2+)掺杂不会对纳米管的形貌产生影响,但能够增大纳米管的比表面积;Co~(2+)以离子形式存在于TiO_2纳米管的晶格内部;随着Co~(2+)掺杂量的增加,掺杂样品的吸收边出现了持续的红移。盐酸多西环素的光催化降解实验表明,相比TiO_2粉末, TiO_2纳米管具有较好的光催化活性,并且Co~(2+)掺杂改性提高了材料的光催化活性。其中,摩尔分数为1%的Co~(2+)掺杂改性的样品对盐酸多西环素的光催化降解效果最好,在氙灯照射下反应120 min,降解率为81.1%。     

多孔金属氧化物半导体薄膜的制备及光催化性能

以垂直蒸发沉积法制备的聚苯乙烯(PS)胶态晶体为模板,采用溶胶–凝胶法制备多孔ZnO和TiO_2薄膜,分别考察其对罗丹明B(Rh B)溶液的光催化降解效果。使用扫描电子显微镜观察PS胶态晶体以及多孔ZnO和TiO_2薄膜的形貌,以紫外–可见吸收光谱仪表征光催化降解效果。结果表明:PS微球分散液浓度为0.025%时,胶态晶体为单层和多层结构,随着浓度增加至0.100%,胶态晶体呈现完善的多层结构;PS微球分散液浓度为0.100%、ZnO溶胶浓度为0.3 mol/L制备的多孔ZnO薄膜对Rh B降解效果较好;PS微球分散液浓度为0.025%、TiO_2溶胶浓度为0.1 mol/L获得的多孔TiO_2薄膜对Rh B降解效果较好。多孔ZnO薄膜对Rh B的降解效果优于多孔TiO_2薄膜。     

低共熔溶剂条件下ZnO掺杂TiO_2微球的制备及性能

以钛酸四正丁酯(TBT)为钛源,氧化锌为掺杂物,价格便宜、可生物降解、易于合成的低共熔溶剂(氯化胆碱-尿素)为溶剂,在常温常压下合成了ZnO掺杂TiO_2微球,并在450℃下得到掺杂氧化锌的锐钛矿晶型二氧化钛。通过XRD、EDS、BET、DRS、SEM等方法对制备的样品进行表征,并研究了制备样品对活性艳蓝KN-R染料的光催化降解性能。结果表明,该方法制备的ZnO掺杂TiO_2微球的平均尺寸为40μm,比表面积为68. 95 m2/g,最可几孔径为7. 62 nm,对活性艳蓝具有明显的光催化降解能力。     

管状TiO_2/层状ZnFe_2O_4复合材料的制备及其可见光催化性能

采用溶剂热-共沉淀两步法制备了管状TiO_2/层状ZnFe_2O_4复合材料,采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等对其晶体结构、微观形貌和磁性能等进行表征,并以罗丹明B(RhB)和亚甲基蓝(MB)为目标降解物测试了样品的光催化性能。结果表明:TiO_2为介孔中空管状结构,ZnFe_2O_4为疏松的叠层状结构,管状TiO_2紧密地嵌入ZnFe_2O_4结构中,形成良好的载流子输运界面。相比于TiO_2,TiO_2/ZnFe_2O_4复合材料具有更大的比表面积,且光响应范围拓宽至可见光区。可见光照射210min后,复合材料对RhB和MB的降解率分别为50%和45%,显著优于纯TiO_2的降解率(10%和13%);模拟太阳光照210 min后,复合材料对RhB和MB的降解率均超过95%。此外,TiO_2/ZnFe_2O_4复合材料具有稳定的光催化活性,重复使用3次后,仍保持90%以上的降解效率。     

铁掺杂TiO2纳米粉光催化降解酸性刚果红

采用水热技术制备了铁掺杂TiO_2光催化剂,并用SEM、XRD、FT-IR对其进行了表征;以紫外灯(λ=254 nm)作为光源、酸性刚果红为目标降解物进行光催化性能的研究。SEM表征结果:自制的催化剂粉末由直径为2～3μm的TiO_2微米球形成,各微米球由八面体型的TiO_2纳米晶体(晶体长度1.0～1.5μm)自组装所成,形成八面体的三角形边长200 nm左右。XRD表征结果说明:所得光催化剂粉末为锐钛矿相TiO_2(即A-TiO_2),在其3种晶相中(锐钛矿相、金红石相和板钛矿相)中有最好的光催化性能。FT-IR结果表明:所制的TiO_2结构中存在大量的—OH,预计它有较高的光催化活性。光催化实验表明:掺杂离子提高了TiO_2光催化性能,Fe~(3+)掺杂量为6%(摩尔分数,下同)的TiO_2的光催化性能最好;在室温下,催化剂加用量1.2 g/L、降解时间10 min时,对60 mg/L酸性刚果红溶液(pH=6)的降解率达到82.73%。     

TiO_2/CdS异质结的制备及光催化和抗菌性能研究

通过水热及原位沉积结合的方法制备了TiO_2/CdS异质结微球。实验结果表明:CdS成功地包覆在了TiO_2微球的表面,且TiO_2微球为锐钛矿晶相。在太阳光照射40 min后,所得TiO_2/CdS异质结样品对甲基橙的降解率(58.1%)远远高于TiO_2微球和CdS样品。此外,太阳光照射2 h后的异质结样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有良好的灭菌效果。光催化性能的增强可能与异质结样品扩宽了光吸收范围及延迟了光生电子和空穴的复合有关。     

超声雾化协同TiO_2光催化降解罗丹明B的研究

本文利用超声雾化声波能量与雾化功能和TiO_2光催化的协同作用,对水中的罗丹明B降解进行研究。实验表明,在TiO_2与水溶液的质量比为2.17×10~(-4)%的情况下,12 h罗丹明B的降解率达到93%。其降解速率是TiO_2光催化降解率的1.82倍,是参比溶液的2.8倍。说明超声雾化与TiO_2光催化具有很好的协同作用,加快了罗丹明B的降解速度。     

纳米TiO2的低温制备及光催化降解有机磷农药

以TiCl4为钛源,苯甲醇、叔丁醇或异丙醚为氧供体,采用非水溶胶凝胶法低温制备纳米TiO_2粉末。XRD、 TEM及比表面积测试结果表明:以苯甲醇为氧供体,在50℃下制备的样品具有较好的锐钛矿结晶度,比表面积为110.67 m2/g,粒径为30～50 nm。以毒死蜱和乐果为目标降解物,研究所制备的纳米TiO_2的光催化性能。以苯甲醇为氧供体制备的样品,其光催化活性与Degussa P25商品TiO_2相当,反应140 min毒死蜱和乐果的消失率分别为92.4%和75.7%,降解率分别为52.1%和42.7%。     

酚醛树脂辅助合成SiO2/TiO2介孔复合微球及其光催化

利用Stber法合成的纳米SiO2为前体,在酚醛树脂和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助下制备SiO2/TiO2介孔复合微球,并利用XRD、SEM、EDS、BET、BJH以及FTIR对材料的晶型、形貌以及结构进行了表征,以罗丹明B为目标降解物评价样品的光催化性能。结果表明,SiO2/TiO2介孔复合微球是由TiO2和SiO2组成,直径约300 nm,TiO2以纳米薄层方式均匀地沉积在SiO2表面,界面之间存在Si—O—Ti键;SiO2/TiO2介孔复合微球的比表面积为92.3 m2/g,较P25提高了约3倍。光催化评价表明,SiO2/TiO2介孔复合微球对罗丹明B的降解率达98%,较P25光催化降解率有明显提高。     

煅烧及干燥工艺对Yb-La/TiO_2光催化剂性能的影响

采用溶胶凝胶法制备镱镧共掺杂二氧化钛光催化剂Yb-La/TiO_2,并通过XRD、IR和BET手段对样品进行表征。在紫外光照射下,以罗丹明B作为目标降解染料,考察了催化剂的光催化性能。结果表明,制备Yb-La/TiO_2光催化剂煅烧及干燥工艺为:煅烧550℃,2h,干燥150℃,24h;此条件下制备出的Yb-La/TiO_2能使罗丹明B的降解率达到93.37%结构表征结果显示:Yb-La/TiO_2催化剂使粒径降低,比表面积增加,催化活性增加,镧镱共掺杂TiO_2产生了协同效应。     

B掺杂TiO_2纳米管的制备及光催化性能研究

采用水热法合成锐钛矿型B掺杂的TiO_2纳米粉,并进一步制得B/TiO_2纳米管,采用XRD、TEM、SEM、EDS、FTIR、UV-Vis、BET及PL等对B/TiO_2纳米管进行表征,并研究了其对罗丹明B的光催化降解性能。结果表明,B/TiO_2纳米管的比表面积较大且达到267m~2·g~(-1),平均孔径为4.85nm,长度为200~500nm,分散能力好,光催化活性高;B/TiO_2纳米管对罗丹明B的光催化性能明显优于TiO_2纳米管。     

TiO2空心球的制备及降解印染废水性能研究

本文利用一步水热法合成出TiO_2空心球,利用扫描电镜、投射电镜及比表面积测试仪等进行表征分析,最后模拟印染废水进行甲基橙降解实验。实验结果表明,TiO_2空心球具有优异的光催化降解甲基橙性能:经过150min后的降解率达到96%,经过5次连续的吸附与光催化过程,其对甲基橙的去除效率仅下降了8. 3%。     

由粉煤灰制备MCM-41及其负载纳米TiO_2的光催化性能研究

不同TiO_2负载量的TiO_2/MCM-41催化剂通过由粉煤灰制备的MCM-41与钛酸四丁酯溶胶-凝胶制备而成。使用了X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)对其进行了表征。采用亚甲基蓝的光催化降解反应为模型来评价TiO_2/MCM-41的光催化活性。结果表明:在模拟日光下TiO_2/MCM-41光催化性能远高于同等方法制备的纯纳米TiO_2,且反应属于动力学一级反应。当TiO_2负载质量分数为60%时,TiO_2/MCM-41催化剂催化性能最好且稳定。此外,pH值和温度均可显著影响光催化降解率,pH值和温度越高越有利于提高降解率。     

微波水热法制备稀土元素铒掺杂TiO_2光催化剂及光催化活性

采用微波水热法和溶胶-凝胶法制备稀土元素Er掺杂TiO_2光催化剂TiO_2-Er,以甲基橙溶液为模拟污染物,在微波辐射-紫外光照(MW-UV)和太阳光照条件下,考察TiO_2-Er光催化剂的光催化降解活性。分别用N_2吸附-脱附、ICP-AES和PL光谱分析对TiO_2-Er光催化剂进行结构测试和表征。结果表明,Er掺杂能显著提高TiO_2光催化剂光催化活性,微波水热法制备的TiO_2-Er光催化剂具有较高的光催化活性;微波水热法和溶胶-凝胶法制备的TiO_2-Er光催化剂微波辐射-紫外光照50 min,甲基橙降解率分别为100%和98.5%,太阳光照4 h,甲基橙降解率分别为99.0%和97.5%。微波水热法具有晶化时间短和元素掺杂均匀的优点,制备的TiO_2-Er光催化剂具有形貌均匀、孔径较大、孔分布均匀和比表面积较大等特点,且Er掺杂能抑制光生e~-/h~+复合,使光生e~-/h~+的分离效率得到提高,有利于光催化活性的提高。     

一种TiO_2/BiOF/BiOBr花状复合粉体的超声法合成及可见光催化应用

纳米BiOBr作为一种新兴的半导体材料,其电子结构比较特别,禁带宽度较小,其独特的结构导致电子空穴复合率不高,可以响应可见光,在光催化降解有机或有毒污染物方面展现出优异的性能。本文采用简单的超声法制得了TiO_2/BiOF/BiOBr复合纳米光催化剂。采用XRD表征并与标准卡片对比发现成功制得了TiO_2/BiOF/BiOBr复合粉体;采用场发射扫描电镜(FESEM)对产品的形貌进行了进一步表征,表明制得的产品形貌分布均匀,且平均粒径约为1.3μm;采用全自动比表面积及孔径分析仪(BET)通过氮气的吸附-脱附分析了样品的比表面,发现掺杂一定比例的TiO_2可以增大样品的比表面积。光催化实验以350 W氙灯模拟可见光,利用罗丹明B(Rh B)溶液为目标降解物,使用紫外分光光度计定量分析了所制催化剂催化Rh B溶液的吸附率和降解率,结果表明体系中溴源与钛源的摩尔比为95:5时,产物光催化性能比较好,光催化Rh B的总去除率为98.08%。