TiO_2-InVO_4复合纳米颗粒制备及其应用

分别采用水热法、溶胶-凝胶法,以NH4VO3和InCl3·4H2O为原料制备InVO4纳米颗粒,利用XRD(X-射线衍射)分析表征手段重点考察了物料配比、工艺条件对产物相结构的影响,将优化获得的InVO4纳米颗粒与TiO2复合,制备出TiO2-InVO4复合纳米颗粒,并初步将其应用于光催化功能涂层的制备。结果表明:水热条件下有利于制备正交相InVO4纳米颗粒,V/In的物质的量之比及pH是影响InVO4纳米颗粒制备的关键因素。通过TiO2与InVO4的复合可进一步提高InVO4的可见光催化活性,展现出该复合纳米颗粒在光催化功能涂层方面的应用潜力。     

Zn2+/ZnO掺杂TiO2光催化膜的制备及超亲水改性

为了提高TiO2光催化薄膜的利用效率,实验分别采用金属离子Zn2+和其氧化物ZnO掺杂TiO2的方法,制备以TiO2为基体的复合光催化薄膜。利用简单易行的溶胶凝胶法,一种是将Zn2+、ZnO掺杂于TiO2溶胶中,分别制备金属、半导体氧化物掺杂的混合溶胶,采用浸渍提拉的方法以玻璃片为载体涂膜,然后用马弗炉进行热处理制得样品。另一种是利用S iO2对2种掺杂的复合TiO2薄膜进行表面处理改性后,热处理得样品。将所得样品进行接触角、紫外-可见分光光度计、红外、AFM测试,对其性能进行表征。结果表明:Zn2+的掺杂量为0.1 g时,测试结果比较理想;经过S iO2表面处理过的Zn2+/TiO2复合光催化膜的超亲水性最好,水滴刚滴上,静态接触角几乎为0;°ZnO/TiO2复合光催化膜的吸光性能最高,但透过率较低,透明性比较差。     

纳米复合结构二氧化钛薄膜的制备及其光降解水中若丹明B的能力

用双氧水低温氧化金属钛片的方法制备了TiO2纳米棒阵列,并以该阵列为基体,用浸渍渗透溶胶-凝胶技术制备了TiO2纳米颗粒嵌入TiO2纳米棒阵列基体的复合结构薄膜.用X射线衍射、场发射扫描电镜及光致发光光谱研究制得薄膜的结构和发光性能.结果表明:纳米棒阵列为金红石与锐钛矿的混晶结构,而溶胶-凝胶获得的TiO2为纯锐钛矿结构.在复合构造薄膜中TiO2纳米颗粒嵌入到纳米棒阵列间隙中,其光生电子-空穴对的空间分离效果得到明显改善.用制得的薄膜进行光催化降解水中若丹明B的实验结果显示:复合结构薄膜的光催化效率高于相应的纳米棒阵列,其表观反应常数是相同质量的溶胶-凝胶法制备薄膜的3倍,这是因为第二相TiO2纳米颗粒嵌入TiO2纳米棒阵列中促进了光生电子-空穴对的空间分离,从而提高了复合结构薄膜的光催化活性.     

沸石球负载纳米TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

通过实验首先制备出改性微孔沸石球,并利用溶胶-凝胶法在沸石球上制备出掺杂钒、银离子的负载型TiO2光催化剂.实验制得的改性沸石球微孔结构明显,对实验制得的沸石球负载的掺杂型TiO2光催化剂进行表征,结果显示,该光催化剂对甲基橙溶液能起到明显的降解效果,4h光催化降解率达到70%.     

低温制备纳米晶TiO2薄膜及其光催化性能

以无机盐TiOSO4、氨水、H2O2为原料,通过沉淀、胶溶、络合、回流等步骤制备了含有锐钛矿晶粒的回流溶胶(refluxed sol,RS).以RS为前驱体在玻璃基片上用红外灯100 ℃干燥,在低温下制备了纳米TiO2薄膜,采用X射线衍射、热重、扫描电镜、紫外可见光吸收光谱等测试手段对TiO2薄膜进行了表征.结果表明:低温制备的TiO2薄膜呈透明状,在可见光下透光率超过80 %,附着力良好,薄膜表面均匀分布着球形锐钛矿晶粒,晶粒粒径随回流时间延长而增加.以10 mg/L甲基橙为降解对象,考察了TiO2薄膜的光催化性能,由100 ℃回流6 h的RS-6溶胶制备的TiO2薄膜光催化性能最好,120 min内甲基橙脱色率达到99%以上,说明采用RS前驱体制备的TiO2薄膜光催化性能良好.     

水热法制备钒酸铋及其光催化性能研究

采用水热法制备了钒酸铋催化剂，以罗丹明B为目标降解物，对催化剂的光催化性能进行了测定。考察了水热反应pH、反应温度、反应时间对催化剂光催化性能的影响，实验得出制备钒酸铋催化剂的最佳水热反应条件：水热反应pH为7、反应温度为100℃、反应时间为8 h。在最佳水热反应条件下，投放5 mg的钒酸铋催化剂，对5 mL初始质量浓度为10 mg/L罗丹明B溶液的光催化降解率高达96.5%。最后利用X射线衍射（XRD）表征手法，对最佳水热反应条件下制备的钒酸铋催化剂的结构进行了表征，证明制得的钒酸铋催化剂纯度较高。     

多面体状BiVO_4/TiO_2复合光催化剂的合成及其性能研究

以硝酸铋和偏钒酸铵为原料,采用直接沉淀法制备BiVO_4和BiVO_4/TiO_2复合光催化剂,以次甲基蓝溶液为降解对象,借助X射线粉末衍射仪(XRD)和紫外-可见分光光度计等测试手段对样品进行表征,系统地研究了不同反应条件下(如:钒酸铋在复合物中的含量,温度)对其光催化性能的影响。实验表明:在温度为600℃、w(BiVO_4)=40%的复合光催化剂BiVO_4/TiO_2的光催化活性最好。     

硅掺杂和硅钒共掺杂对TiO2光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃表面制备了一定厚度(约120 nm)的掺硅TiO2薄膜,在配制原始溶液时,所用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙醇、水和硝酸的摩尔比为1∶y∶25∶1∶0.2.用扫描电子显微镜观察其表面形貌,用X射线衍射表征其结构.以甲基橙溶液为体系,考察掺杂后TiO2薄膜的光催化性能.结果表明当y≤0.3时,随硅掺入量的增加,TiO2薄膜的光催化性能提高;当y>0.3时,硅的掺入使TiO2薄膜的光催化性能降低.另外,用相同方法制备了钒硅共掺杂的TiO2薄膜,发现钒硅共掺杂可以进一步提高TiO2的光催化性能.     

活性炭掺杂WO_3/ZnO复合薄膜制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在铝箔上制备WO3/ZnO复合薄膜,并用活性炭对其改性,以甲基橙水溶液模拟有机污染物,研究了WO3/ZnO薄膜的光催化降解性能。实验结果表明:白炽灯照射2h、WO3质量分数为2.5%时,WO3/ZnO/铝箔对甲基橙的降解率达到78.54%;紫外光照射下降解率达到99.89%。当活性炭掺杂量为10g/L时,制得的WO3/ZnO复合薄膜均匀一致且光催化性能良好,可见光照射下甲基橙降解率达到85.71%。     

纳米TiO_2复合光催化剂的制备及其工艺优化

以钛酸丁酯为前驱体,用溶胶法制得纳米TiO2,用溶胶凝胶-浸渍法进行活性炭(AC)负载,采用光催化还原法进行贵金属银沉积,制得复合光催化剂Ag/TiO2-AC。以甲基橙作为处理对象,评价复合光催化剂的性能。结果表明,Ag/TiO2-AC制备的工艺条件为:温度为500℃,银沉积量为1.0%,负载次数为3次。