负载TiO_2光催化剂的制备表征及其降解效果

为解决传统纳米光催化剂不易分离和一般载体的比表面积较小、悬浮性差的问题,将纳米TiO2负载在不耐高温的聚丙烯多面球上,用偶联剂法制备了负载型TiO2光催化剂,并与溶胶-凝胶法制备的负载型TiO2光催化剂降解酸性红B染料溶液的效果进行比较,利用XRD和N2吸附法表征了催化剂表面结构性质.结果表明,偶联剂法制备的TiO2薄膜晶相单一,均为纳米锐钛矿,其晶粒度较小,比溶胶凝胶法制备的TiO2薄膜光催化活性高,降解效果优于溶胶-凝胶法.试验钛酸酯偶联剂用乙醇溶剂按体积比1∶1进行稀释,最佳TiO2投加质量比为2.5%~5%,且随着光照强度的增加,光催化反应速率提高.发现光催化氧化法处理酸性红B溶液的效果优于直接光解法;在连续使用7次以后,负载TiO2光催化剂的活性基本不变,可重复使用.     

Ag/TiO2纳米粒子的制备与表征

为了扩大纳米TiO_2在可见光范围的吸收,进行在纳米TiO_2中掺入Ag实验.以工业级偏钛酸、硝酸银为主要实验原料,采用一种简易的方法制备出Ag/TiO_2纳米粒子,并通过X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外一可见光吸收光谱(UV-vis)对该粒子进行表征.结果表明,二氧化钛以锐钛型晶型,银以单质的形式存在于纳米复合粒子中;Ag的结合能367.476 eV(3d_(3/2))与373.453 eV(3d_(5/2))分别比纯银的结合能368.4 eV(3d_(3/2))与374.4 eV(3d_(5/2))低,这是由于制备Ag/TiO_2时煅烧温度较纯银高,银簇生长较大引起的;并显示复合粒子的粒径约为30 nm;Ag/TiO_2纳米粒子感应波长明显红移,增强了纳米TiO_2在可见光范围内的吸收.     

印迹型TiO_2光催化剂的制备及性能研究

以钛酸四正丁酯作为钛源和功能单体,对羟基苯甲酸乙酯作为模板分子制备出了印迹型二氧化钛光催化剂。X射线衍射结果表明,该催化剂为锐钛矿相和金红石相混晶。光催化降解实验表明,在功能单体与模板分子摩尔比为5∶1,煅烧温度和时间分别为550℃和2h时,该光催化剂具有最佳的催化活性;经过12h光催化降解反应,其对目标分子对羟基苯甲酸乙酯的降解率可达90%,是非印迹型光催化剂的2.1倍。     

TiO_2光催化剂的研究与应用

介绍了半导体光催化剂ＴｉＯ２的催化机理、催化活性、制备　方法、加载工艺以及工业应用，　指出了目前研究的进展、存在的问题及应用前景。     

天然胶磷矿制备HAP晶须及其表征

羟基磷灰石晶须材料具有良好的韧性与生物相容性．在研究云南磷矿矿物组成和化学组成的基础上,以云南磷矿中的胶磷矿为主要原料,采用模板诱导／均相沉淀法制备了羟磷灰石晶须,通过XRD、SEM对产物进行了表征分析．结果表明,所制得的晶须均匀分散,平均长度40μm,加入的山梨醇越多,晶须越短．     

HAP／HDPE／UHMWPE复合材料的制备和表征

通过化学共沉淀-水热合成法制备纳米级羟基磷灰石（HAP）,再用自制模具制备HAP／高密度聚乙烯（HDPE）／超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）复合材料。通过扫描电镜观察、X射线衍射分析、热重分析、燃烧实验以及力学性能测试,研究HAP／HDPE／UHMWE复合材料的微观结构和力学性能。研究结果表明：通过口模挤出可使HDPE分子链在应力作用下伸直取向,大量平行于长轴且紧密排列的微纤维形成。UHMWPE的加入可以改善材料的微观结构,增加材料的串晶互锁结构。而HAP和聚乙烯之间只是机械地混合在一起,呈层状结构,HAP被聚乙烯组分紧紧包裹在一起,且在同一样品中HAP含量比较均匀;随着HAP含量增加,拉伸强度和抗弯强度下降,分别从170．7MPa和160．8MPa下降到99．2MPa和94．3MPa,而弹性模量有所增加,从4．9GPa上升到5．9GPa。     

二氧化钛与羟基磷灰石纳米复合材料制备与表征

通过在水溶液中将由磷酸氢氨和硝酸钙制得的“盐溶液”与由钛酸正丁酯和冰醋酸制得的“酯溶液”反应,并将产物在800 ℃下活化4 h,获得二氧化钛与羟基磷灰石的纳米复合物.用X射线衍射、红外光谱和透射电镜(TEM)对纳米复合物的组成和结构进行了研究.红外光谱显示了TiO2和PO4-3的两个特征峰,证实了纳米复合物由二氧化钛和羟基磷灰石组成.透射电镜表明,羟基磷灰石包覆在二氧化钛微晶颗粒的表面,形成颗粒尺寸约为100 nm的二氧化钛/羟基磷灰石复合物.X射线衍射图谱显示所得的二氧化钛与羟基磷灰石纳米复合物在2θ = 30°～35 °处出现3个新的衍射峰,说明纳米复合物的二氧化钛与羟基磷灰石界面上可能生成了分子复合物.     

La和Zn共掺杂改性纳米TiO_2光催化剂的制备及表征

采用沉淀法-水热法相结合的方法分别制备未掺杂、La3+与Zn2+单掺杂及共掺杂的Ti O2光催化剂。通过SEM、XRD和UV-vis DRS等对样品形貌、结构和光吸收进行了表征,并以甲基橙溶液为目标降解物考察了掺杂纳米Ti O2粉体的光吸收和光催化性能。结果表明,La3+与Zn2+共掺杂后样品在紫外和可见光区的吸收能力显著提高,光吸收发生明显红移,吸收边波长为446 nm;La3+、Zn2+掺杂降低了光生电子-空穴对的复合率,光催化活性明显提高,光照20 min后,La/Zn/Ti O2对甲基橙的降解率高达99%。     

石墨烯／二氧化钛复合光催化剂的制备及可见光催化性能研究

以钛酸正丁酯为钛源,采用一种简单的原位水解技术制备了石墨烯／二氧化钛复合光催化剂．通过XRD、SEM、TEM、Raman、PL和UV-vis光谱仪等分析手段对产物进行了表征,并测试了该复合光催化剂在可见光区对染料罗丹明B的光催化降解性能．实验结果表明：制备的复合光催化剂主晶相为锐钛矿型二氧化钛,石墨烯表面富集的二氧化钛颗粒尺寸约为10-20nm左右,均匀弥散、形成一层致密的氧化钛膜层．样品降解罗丹明B测试结果表明,石墨烯与二氧化钛的复合,一方面使得二氧化钛光催化剂在可见光区的吸收大大增强,另外,石墨烯的存在能够促进二氧化钛半导体中电子和空穴的有效分离,并且在一定程度上提高了污染物在半导体表面的富集效率,从而使石墨烯／二氧化钛复合光催化剂对降解罗丹明B表现出良好的光催化活性．     

TiO_2/ZnO纳米光催化剂的制备及性能研究

通过二步法(阳极氧化法和水热法)得到结构规则、有序核-壳结构的TiO2/ZnO纳米复合材料,并利用SEM、UV-vis、TEM等方法对所制备的纳米复合材料进行了表征。以甲基橙为目标降解物,自然光为光源,研究了TiO2/ZnO纳米光催化剂的光催化活性。结果表明,TiO2/ZnO复合光催化剂能提高对太阳光的利用率,发现在降解液pH值为3、太阳光催化降解5 h时,催化剂的降解效果最好,降解率达90%。     

TiO2／钛酸钾晶须光催化剂的制备及其性能研究

为考察光催化技术对有机污染物的降解作用,选择了一种新的催化剂载体,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/钛酸钾晶须光催化剂.通过X-射线衍射、扫描电镜对产品进行了表征.EDS图谱显示,钛酸钾晶须的能谱峰以Ti,O,K为主,而包覆后则以Ti,O为主,K的谱峰已消失,说明晶须表面已被包覆上TiO2.XRD图谱中出现了与锐钛型TiO2的特征峰相吻合的衍射峰.在光化学反应器中,以中压汞灯为光源,罗丹明B为底物,研究了TiO2/钛酸钾的光催化性能.TiO2/钛酸钾催化剂对罗丹明B的脱色作用受pH值、光照强度、反应温度、曝气量、催化剂用量等因素的影响.当罗丹明B 质量浓度为8 mg/L时,加入0.01 g/L的TiO2/钛酸钾,在160 min之内,TiO2/钛酸钾对罗丹明B的脱色率达到95%以上,比TiO2单独处理提高了0.50～1.91倍.     

CdS/Ag_2S复合光催化剂的制备及其光催化性能的研究

采用沉积-沉淀法制备了一系列不同Ag2S负载量的CdS/Ag2S复合光催化剂,通过X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见光谱等手段对催化剂进行了表征。结果表明,CdS/Ag2S系列样品的颗粒粒径小于CdS的颗粒粒径。以可见光为光源,考察了Ag2S负载量对CdS/Ag2S系列样品的光催化性能的影响。结果表明,当Ag2S负载量为10.0%、反应时间为220min时,罗丹明B的降解率达到最高,为71%。CdS/Ag2S复合光催化剂能够显著减少光生电子-空穴对的重新结合次数,因此其光催化降解罗丹明B的能力要高于CdS。     

TiO2/BaFe12O19磁性催化剂的表征及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2包覆型复合钡铁氧体催化剂,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外可见漫反射(UV-vis DRS)和振动样品磁强计(VSM)对催化剂进行分析、表征.催化剂活性组分主要是锐钛矿TiO2,钡铁氧体为BaFe12O19;催化剂对于可见光有较强的吸收,且TiO2包覆BaFe12O19后仍具有良好的磁性能.以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物考察催化剂的可见光催化活性.结果表明:催化剂投加量及钡铁氧体含量皆存在一个最佳值,当催化剂投加量为1.5 g/L和钡铁氧体的质量分数为20%时,5 h后亚甲基蓝的去除率为96.2%.因此,该催化剂兼具可见光催化活性高和易于高效分离回收的特点,是一种极具应用前景的新型光催化剂.     

WO3-TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

采用半导体WO3复合的改性方法,以钛酸丁酯为主要原料,在室温下,采用溶胶一凝胶法制备W03-TiO2复合光催化剂．WO3-TiO2光催化剂经350W氙灯照射后,用分光光度计测量光催化降解反应后亚甲基蓝溶液的吸光度,考察其光催化活性;考察钨掺杂量、煅烧温度、冰乙酸用量等对光催化活性的影响．结果表明：在WO3摩尔分数1．5％,煅烧温度500℃,冰乙酸用量3mL时,能够有效提高TiO2光催化剂光催化活性．     

TiO2／海泡石光催化剂的制备及其对染料废水脱色效果的研究

以钛酸丁酯为原料,海泡石为载体,采用溶胶一凝胶法合成TiO2／海泡石光催化剂,经xRD分析表明,TiO2以锐钛矿型结构分布在海泡石表面．通过亚甲基蓝溶液降解脱色实验,检验了试样的光催化性．实验表明,200mL的浓度不大于20mg／L的亚甲基蓝溶液中,光催化剂投加量为2g时,光催化效果最好．催化反应在很短的时间内即能达到较高的脱色率,150min后的脱色率可达到96％以上．     

HAP/CS/KGM复合骨组织工程支架的研究

以氨水作促凝剂,采用溶胶-凝胶和冷冻干燥法制备HAP/CS/KGM复合支架。HAP在CS作用下呈链状均匀分布在KGM基体中,支架具有适宜的孔隙率、孔径分布和机械性能。XRD分析证实低结晶度HAP和CS间发生了一定的键合作用;FT-IR分析证实KGM分子间及KGM和CS分子间也发生了一定的键合。骨髓间充质干细胞(BMSCs)体外培养表明,HAP/CS/KGM支架相容性好,能够引导定向骨形成。HAP/CS/KGM复合支架的组成和结构特征与人体自然骨非常相似,在骨组织工程中具有潜在的应用价值。     

纳米TiO2的制备与表征

采用溶胶～凝胶工艺制备了纳米TiO2,DTA分析确定了纳米TiO2的锐钛矿相形成温度为378.42℃.XRD分析确定了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变过程是缓慢的,发生在500-600℃.TEM分析表明热处理温度在400℃时,纳米TiO2粒子呈球形,粒径小于20nm,粒度分布均匀.