大颗粒纳米晶TiO2的制备与降解硝基苯的研究

采用溶胶-凝胶法制备了大颗粒TiO2为光催化剂,并通过XRD、SEM、BET等方法对制备的催化剂结构进行了表征,研究了硝基苯溶液光催化降解的影响因素,并根据降解机理讨论了降解过程中的中间产物.结果表明:大颗粒TiO2催化剂有比较高的活性,同时硝基苯初始浓度、降解环境、溶液pH值方面对降解过程有影响.     

负载型TiO2光催化薄膜结构控制及光催化活性

采用溶胶-凝胶法在不锈钢丝网上负载TiO2薄膜,通过SEM、XRD和TG-DTA对其进行表征.研究了聚乙二醇(PEG)分子量及添加量、水加入量、涂膜次数和煅烧温度等工艺条件对样品光催化降解甲醛性能的影响.结果表明,通过工艺条件控制可得具有较高光催化活性的负载型TiO2光催化薄膜.在钛酸丁酯乙醇溶液中添加适量PEG600和水,经反应制备的TiO2溶胶,涂膜于不锈钢丝网表面,450℃煅烧后获得具有中孔结构的TiO2混晶薄膜,该薄膜对甲醛光催化降解率达90%以上.     

溶胶-凝胶法制备TiO2粉体及其光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2粉体,并采用紫外分光光度计、XRD等表征手段对TiO2的粒度、晶型结构进行了表征,分析了煅烧温度、TiO2晶型比例、溶液初始pH值等因素对TiO2结构性能及光催化活性的影响.结果表明:TiO2的锐钛矿晶型与金红石晶型的转相温度为700 ℃左右;采用溶胶-凝胶法制备TiO2时,控制溶液的pH值为4,煅烧温度为600 ℃,所得产物晶型全部为锐钛矿;当无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为10:1时,产物的粒径为617 nm;且当配制溶液pH值为4,煅烧温度为600℃条件下,煅烧时间为40~60 min时,所制备TiO2的光催化效果较好,降解率较高;当光催化体系的pH值为9、以质量浓度为10 mg/L的亚甲基兰溶液浸泡2 h,TiO2的用量为0.25 g/L时,产物的降解率高达95.3%.     

Sm掺杂TiO_2薄膜的制备及处理农药废水研究

TiO2用于治理环境污染是当前的热点问题之一。本文采用溶胶-凝胶法制备了稀土元素Sm掺杂的TiO2光催化薄膜,并对薄膜进行了X射线衍射和扫描电子显微镜表征,将制得的TiO2薄膜用于降解农药废水而对其光催化活性进行评估。研究结果表明,当稀土元素Sm掺杂量为0.3%、镀膜层数为3层,烧结温度为500~550℃,煅烧时间为2 h时薄膜具有较好的降解率。薄膜降解乐果废水表明,在太阳光照条件下薄膜具有很高的光催化活性。     

低温制备锐钛矿型TiO2溶胶的性能研究

采用溶胶-凝胶法,以水为溶剂,在低于70℃下直接合成纳米锐钛矿型TiO2溶胶,研究了反应温度、pH值对溶胶晶型、晶粒大小和稳定性的影响.以不同光照下对亚甲基蓝的降解,评价了溶胶的光催化活性.结果表明:较低pH值下溶胶中的TiO2出现了金红石相与锐钛矿相组成的混晶相,而pH值相对较高时则得到纯锐钛矿相TiO2;在紫外光、日光灯和太阳光下,与P25对亚甲基蓝的降解相比,同等条件下所制备的TiO2溶胶显示出更好的光催化活性;混晶相TiO2溶胶的光催化性优于纯锐钛矿相TiO2溶胶.     

TiO2/SnO2复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2／SnO2复合薄膜，通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角、光催化降解甲基橙等的分析，研究了SnO2与TiO2配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率及光催化活性的影响。结果表明：复合膜的亲水性和光催化活性均优于单纯TiO2，当SnO2与TiO2的摩尔比为1％-5％时，所制备的薄膜具有超亲水特性；热处理温度为450℃时薄膜亲水性最好，膜厚度的增加有利于亲水性的改善。     

热处理工艺对多孔TiO2薄膜光催化性能的影响

以十八胺为模板剂,采用溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了多孔TiO2薄膜,研究了热处理工艺对薄膜理化性质及光催化性能的影响。随煅烧温度和煅烧时间的增加,TiO2薄膜表面逐渐形成清晰的孔结构,晶粒尺寸增大。薄膜由锐钛矿型TiO2组成,Ti以Ti 4+的形式存在。制备的TiO2薄膜厚度在200nm左右,薄膜的UV-Vis透射率随煅烧温度的升高呈下降趋势,随煅烧时间的延长先下降而后又上升。多孔TiO2薄膜光催化降解甲基橙结果表明,随煅烧温度升高薄膜的光催化活性增加,在500℃煅烧2h制备的薄膜具有最佳的光催化活性。     

纳米TiO2对机械加工车间的油雾净化的实验研究

以钛酸丁酯Ti（OC4H9）4为原料，采用了溶胶-凝胶法制备纳米TiO2颗粒，并做了XRD表征。以太阳光为光源，以纳米TiO2为光催化剂，降解富集在滤布上的油雾。实验研究了溶胶浓度、制备溶胶方法和反应温度对油雾降解的影响。实验结果表明：光催化剂TiO2在太阳光下能使被吸附的油雾发生降解，且降解反应速度快，效果好。     

电气石/La/TiO2光催化材料的合成与表征

以硝酸镧、天然电气石(Tourmaline,简称T)和钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备掺杂电气石和稀土La的TiO2复合光催化薄膜样品。用正交试验方法对影响该薄膜样品光催化性能的制备工艺进行优化,并通过紫外可见光谱对复合薄膜样品的吸收光谱进行分析。结果表明,掺杂稀土元素La可使TiO2的光吸收范围发生红移,掺杂电气石将增强La/TiO2光吸收强度,T/La/TiO2复合光催化薄膜最佳制备工艺为:La3+掺杂量为1.2%(wt,下同)、电气石掺杂量为0.8%、焙烧温度为500℃、焙烧时间为1.5h、负载次数2次,样品的的甲醛降解率可达82.5%。     

陶瓷表面 TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

采用化学溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶，用浸渍-提拉方式在陶瓷表面制成锐钛矿相TiO2薄膜。用X射线衍射法(XRD)确定了晶型及晶粒的大小；用光电子能谱测定了其微观成分及其含量；考察了7种过渡金属离子掺杂后对甲基橙降解的光催化性能的影响及其变化规律，并对陶瓷和玻璃的光催化活性进行了比较。实验结果表明：掺杂Mn及Ni离子对于提高TiO2薄膜的光催化活性有明显的促进作用，降解30min后，降解率分别达到79．7％，80.8％。瓷片和玻璃的光催化活性要视掺杂的金属离子而定，不同的掺杂离子对瓷片和玻璃的光催化活性有不同的作用效果。     

环保型TiO2薄膜玻璃性能的研究

采用溶胶－凝胶法在玻璃表面制备了TiO2薄膜和掺杂铈或镧TiO2薄膜，利用高效液相色谱仪（HPLC）、紫外－可见分光光度计、扫描电镜（SEM）等测试手段，研究了不同气氛条件下热处理的TiO2薄膜对油酸光催化降解的影响，TiO2薄膜中掺杂稀土铈或稀土镧对油酸光催化降解的影响，薄膜内TiO2晶粒的分布及形态，薄膜表面化学稳定性等。结果表明空气气氛下处理的TiO2薄膜光催化效率最高。掺杂铈或镧有利于提高TiO2薄膜的光催化降解效率，涂层有利于提高玻璃的化学稳定性，但提高的程度不一。     

SiO2胶体的掺杂对纳米TiO2薄膜光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶，并掺入少量SiO2胶体，用浸渍一提拉法在玻璃表面镀膜，经高温烧结后制得具有一定厚度、均匀平整的锐钛矿型TiO2薄膜。研究了SiO2胶体的加入量、加入SiO2胶体前后陈化温度、时间，光照时间对甲基橙的光催化活性的影响。结果表明陈化温度，时间，光照时间对光催化效果有重要影响，SiO2胶体掺入量为3％时可明显提高TiO2薄膜的光催化活性和超亲水性。借助于XRD、SEM、DTA等测定分析，确定了TiO2薄膜的外观形貌、晶体结构及稳定晶相。     

掺杂镧铈对纳米二氧化钛薄膜光催化性能的影响

研究采用溶胶-凝胶法制备了掺杂稀土元素La和Ce的TiO2薄膜,并以甲基橙为光催化降解反应化合物,进行了光催化实验,考察了掺杂对薄膜光催化性能的影响。结果表明,两种稀土元素中,掺镧的效果好于掺铈。该研究结果为光催化技术的实用化研究提供了可靠的依据。     

金属掺杂对TiO2光催化还原CO2制甲酸甲酯活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备掺杂金属改性的TiO2光催化剂,并研究其光催化还原CO2制甲酸甲酯的反应效果。以钛酸丁酯为主要原料,制备纳米TiO2。通过改变金属掺杂量、焙烧温度、前躯体pH等,确定出适宜的催化剂制备条件。结合SEM、XRD、UV-vis等对催化剂进行了形貌、结构和吸光行为的表征。进而考察了其光催化还原CO2的活性。结果表明:溶胶-凝胶法制备掺杂金属的TiO2,可使金属均匀地分布于TiO2表面,经催化活性评价,获得适宜的掺杂元素和掺杂量,优选的制备条件为溶胶pH=2.5～3、凝胶焙烧温度500℃,在催化剂用量1mg/mL,光照强度2880μw/cm2的反应条件下,可有效地促进TiO2光催化还原CO2制甲酸甲酯。     

Ce4+/TiO2溶胶对酸性藏青GGR的光催化降解

以钛酸四正丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法常温制备稀土离子Ce4+掺杂的TiO2溶胶,用以光催化降解酸性藏青GGR,探究掺杂对TiO2溶胶光催化活性的影响.研究Ce4+掺杂量、pH、溶胶浓度和染料初始浓度对溶胶光催化活性的影响.结果表明:未掺杂TiO2溶胶粒径为29.7nm,随Ce4+掺杂量增加粒径逐渐降低至22.4nm,粒径的减小使得TiO2粒子比表面积加大,光催化活性提高.染料降解率随掺杂量增加而提高,当Ce4+的掺杂量超过1.0％时,降解率下降,说明过量的掺杂会抑制TiO2的光催化活性.溶胶pH会影响溶胶中TiO2晶型和带电情况,pH为1-2时溶胶光催化活性最高.溶胶浓度低光催化反应体系中TiO2受激发产生的电子和空穴少,染料降解率低.染料初始浓度高紫外光透过率小,光能利用率低,染料降解速度慢.当溶胶pH为1-2,溶胶浓度0.2mol·L-1,染料初始浓度59mg· L-1时,未掺杂TiO2溶胶对酸性藏青GGR的降解率为64.5％,摩尔掺杂比1.0％的Ce4+/TiO2对染料的降解率达90.2％.掺杂使TiO2的光催化活性提高了25.7％.     

Ce掺杂TiO2薄膜电极光电催化降解甲基橙

用溶胶-凝胶法制备了泡沫镍负载TiO2及Ce离子掺杂TiO2薄膜电极,并以其为工作电极,建立了三电极光电催化体系。通过对水溶液中甲基橙的降解实验,考察了催化剂热处理温度、涂敷层数、外加电压、铈掺杂等因素对薄膜催化剂光催化性能的影响,结果表明,泡沫镍是光催化剂的优良载体;经500℃处理所得催化剂主要为锐钛矿相,催化活性最好;外加适当电压,有助于光催化降解;Ce的掺杂有易于TiO2催化活性的改善;外加适当电压有助于甲基橙的光催化降解。研究证明,500℃为铈掺杂TiO2薄膜的最佳热处理温度,外加一定电压、涂敷3层、掺杂n(Ce)/n(Ti)=2%的铈时催化剂的活性最高。     

Ni2+掺杂TiO2光催化剂的制备及性能研究

选取Ni 2+掺杂量、冰醋酸、浓硝酸、煅烧温度设计正交实验,采用溶胶-凝胶法制备Ni 2+掺杂TiO2光催化剂,利用Raman、XRD、TEM等检测技术对其进行表征。通过与溶胶-凝胶法制备的纯TiO2纳米光催化剂进行对比,结果表明:Ni 2+掺杂TiO2光催化剂的TEM图像显示为球形粒子集合体,XRD图谱峰值降低,晶粒细化,拉曼光谱谱峰宽化、蓝移。以甲基橙模拟染料废水的降解率考察Ni 2+掺杂TiO2光催化活性,最佳条件下,Ni 2+掺杂TiO2对甲基橙的降解率为87.21%。     

多孔氧化钛薄膜的溶胶-凝胶制备及其光催化性能

本文采用溶胶-凝胶法不添加任何表面活性剂和胶体模板制备了大孔TiO2薄膜。首先,在TiO2前驱体溶液中引入可聚合的有机单体,利用浸渍提拉法制备TiO2胶体薄膜。然后将该薄膜在紫外光下照射一段时间。紫外光照诱发了单体聚合,导致薄膜中出现两相,一相是新生成的富聚合物相,另一相是富TiO2低聚物-残余的单体相。将光照后的薄膜在600℃热处理10分钟后,可以得到具有大孔结构的TiO2薄膜。采用SEM,AFM,XRD,TG-DTA等技术对样品进行了表征。结果表明,多孔薄膜的结构可以通过改变反应参数进行调控,单体浓度的变化可以影响到薄膜晶体结构,600℃的煅烧可以将体系中绝大部分的有机物除去。光催化降解亚甲基蓝溶液实验结果表明,制备的TiO2多孔薄膜表现出较好的光催化性能。     

微波辐射溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜及其降解铬黑T的活性

通过微波辐射溶胶一凝胶法（sol-gel）法在导电玻璃（ITO）基体上制备TiO2纳米薄膜光催化剂，考察不同加热方式、微波时间、酸处理、薄膜层数等对TiO2纳米粒子及薄膜的影响。以可见光谱（UV-VIS）、X射线衍射（XRD）对TiO2薄膜进行了表征，并通过薄膜光催化降解铬黑T溶液的性能进行了研究。实验表明，ITO玻璃表面的TiO2纳米薄膜经HNO3和微波处理后，因协同效应使薄膜的光催化活性大大增强。     

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。