Ti/Si复合纳米微粒光催化降解NO-2

采用溶胶-凝胶法制备出不同质量比的Ti/Si复合纳米粉末,并利用XRD、BET、XPS、UVvis等技术研究了Ti/Si复合微粒的表面结构形态变化,以及对污染物NO-2光催化降解的影响.研究表明,Ti/Si复合微粒的光催化活性明显高于TiO2微粒,并且m(Ti)m(Si)=21时催化降解NO-2最佳.TiO2微粒以锐钛矿相高度分散在SiO2网络中,粒径约为10nm,并与SiO2形成Si-O-Ti桥氧结构,提高了TiO2微晶的热稳定性,比表面积和表面缺陷.UV-Vis吸收光谱显示复合微粒的光谱吸收发生蓝移,有利于吸附降解污染物NO-2,所合成的Ti/Si复合纳米微粒是一种具有实用价值的新型光催化剂.     

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。     

Fe,N共掺杂TiO_2/SiO_2复合材料的制备及光催化性能

采用溶胶—凝胶法制备了掺杂不同量Fe,N的TiO2/SiO2复合纳米粒子。通过红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜等对制备的样品的结构和形貌进行表征。以甲基橙水溶液的光催化降解为模拟反应,在紫外光照射下评价了样品的光催化活性。结果表明:Fe,N共掺杂TiO2/SiO2为核壳结构,SiO2核与TiO2壳间形成了Ti—O—Si键。由于金属Fe3+离子抑制光生载流子的复合,非金属N降低了TiO2/SiO2的带隙能,Fe,N共掺杂的协同作用使复合TiO2/SiO2具有更好的光催化性能。共掺杂0.05%Fe及0.05%N的TiO2/SiO2复合光催化粒子的催化活性最高,光照1h后对甲基橙的降解率提高到52%。     

TiO2界面光催化剂的制备及其催化性能研究

采用液相沉积法在纳米TiO2表面沉积SiO2形成SiO2-TiO2纳米复合微粒,然后用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对SiO2-TiO2微粒进行表面部分修饰,制备了两亲性TiO2界面光催化剂.采用XRD 、TEM、FT-IR和TG-DTA 等技术研究了所得样品的形态结构和包覆情况.结果表明,SiO2-TiO2复合微粒中TiO2呈锐钛矿型,且其表面均匀地包覆着一层SiO2膜,对SiO2-TiO2纳米复合微粒进行部分改性后,所得样品具有界面两亲性质,紫外光照射2 h后仍能够稳定地悬浮在油-水两相界面.以亚甲基蓝的光催化降解反应为模型反应,考察了TiO2界面光催化剂的催化性能,试验结果表明,在紫外光照射下,TiO2界面光催化剂对亚甲基蓝的脱色降解效果明显优于纯TiO2,反应2h后脱色率达到75%左右;并且TiO2界面光催化剂由于可以稳定悬浮于界面上而便于回收.     

热处理温度对核-壳型SiO2@TiO2复合纳米材料光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法在二氧化硅(SiO2)纳米微球表面负载纳米二氧化钛(TiO2),制备核-壳SiO2@TiO2复合纳米颗粒.采用X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(SEM-EDS)、比表面积测定(BET)等研究手段对样品的矿物组成、结构形貌进行了表征,并考察了其光催化活性.结果 表明:溶胶-凝胶法后期的热处理明显提高了核-壳SiO2@TiO2复合纳米颗粒光催化降解亚甲基蓝溶液的能力,其中,经过400℃热处理的样品催化效果最好,对质量浓度为20 mg/L的亚甲基蓝溶液90 min的降解率达到96.27％.     

国内期刊荟萃

水性聚氨酯-SiO2/TiO2复合涂料的制备与研究魏阳等.聚氨酯工业,2004,19(6):17采用溶胶-凝胶法制备了SiO2/TiO2纳米复合微粒,将其分散在聚醚型水性聚氨酯中,制备了新型水性聚氨酯-SiO2/TiO2复合涂料。经FTIR和TEM测试表明,纳米TiO2颗粒表面成功地包覆上SiO2。在聚氨酯乳液中复合微粒粒径为60nm左右;分光光度法测试表明TiO2质量分数为20%的复合微粒在聚氨酯水乳液中具有良好的分散性能;而加入质量分数为1%的十二烷基磺酸钠后,对SiO2/TiO2纳米粉末的分散性能改善最大;力学性能测试表明加入SiO2/TiO2纳米复合微粒质量分数为0.6%时…     

Sol-Gel法中pH值对TiO2纳米微粒晶型的影响

使用四氯化钛与氢氧化铵为原料,在室温下进行水解与缩合反应,通过溶液pH值的调控,可合成出不同结晶相的TiO2纳米微粒.根据TEM,FESEM,XRD和BET的分析结果显示,TiO2颗粒皆小于10 nm,其中pH=0.4合成的TiO2纳米微粒为金红石结晶相,比表面积约为157 m2/g;pH=1.4合成的TiO2纳米微粒为锐钛矿结晶相,比表面积约为232 m2/g;pH=8.4合成的TiO2纳米微粒为非结晶相,比表面积约为403 m2/g.以1×10-6 mol/L甲基橙溶液在365 nm紫外光下照射2 h进行光催化实验,结果显示在酸性条件下制备的TiO2纳米微粒,不论是锐钛矿或金红石结构,均具有优异的光催化效能,降解率达90%,与P25的光催化效能相当.     

复合电沉积制备TiO_2/泡沫镍光催化材料及其催化活性

采用复合电沉积方法制备了TiO2/泡沫镍光催化材料,通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散谱（EDS）分别对纳米复合镀层进行了形貌和成分表征,同时研究了在镀液中添加不同表面活性剂对光催化材料镀层的影响。讨论了TiO2/泡沫镍光催化材料对大肠杆菌和小球藻的光催化活性。结果表明：在本实验的电沉积工艺条件下,泡沫镍基底上获得了微粒分布均匀、Ti的质量分数为5.97%的纳米TiO2-Ni复合沉积层。添加了阴离子表面活性剂的光催化材料表面TiO2颗粒具有良好的分散性。TiO2/泡沫镍光催化材料处理含大肠杆菌水样,反应30 min灭活率达到60.1%,反应2 h灭活率达到99.9%;处理水中的小球藻溶液,初始3 h内,小球藻溶液中所含叶绿素a从初始的98.2 mg/m3降至38.2 mg/m3。     

Ce-TiO2/SiO2模拟太阳光下催化降解亚甲基蓝的研究

制备了Ce掺杂的TiO2复合SiO2光催化剂(Ce-TiO2/SiO2),使用该光催化剂在模拟太阳光下催化降解亚甲基蓝水溶液,研究了催化剂用量、亚甲基蓝初始质量浓度、溶液pH、无机阴离子对光催化降解效果的影响。结果表明:n(Ce)∶n(Ti)∶n(Si)=0.002∶1∶1时所制催化剂的光催化活性最好;对于2.5 mg/L、pH为11的亚甲基蓝溶液,投加100 mg/L的光催化剂反应2 h可达到最高降解率(92.6%);NO3-、SO42-、Cl-的存在对光催化降解具有抑制作用。     

常压干燥制备TiO_2-SiO_2复合气凝胶的结构与性能

以TiCl4和工业水玻璃为原料,采用溶胶-凝胶法,用三甲基氯硅烷/乙醇/正己烷混合溶液处理改性湿凝胶,通过常压干燥制备高比表面积和孔体积的TiO2-SiO2复合气凝胶。用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和Brunauer-Emmett-Teller法分析表征样品的形貌、微观结构和气凝胶孔的性能,研究复合气凝胶对罗丹明B(RhodamineB,RhB)的光催化降解性能,探讨二氧化硅含量对TiO2-SiO2复合气凝胶结构性能的影响。结果表明:随着硅含量的增加,所得TiO2-SiO2复合气凝胶的最可几孔径逐渐减小,比表面积和光催化活性先增大后减小;当摩尔比n(Ti):n(Si)=4:1时,制备的气凝胶比表面积为893m2/g,对30mL浓度为10-4mol/LRhB溶液的最终光催化降解率达到99%,优于锐钛矿TiO2粉末的。     

多孔矿物／纳米TiO2复合体系光催化降解有机污染物研究进展

光催化氧化技术可将有机污染物完全矿化为无污染的小分子无机物,被认为是最为环保的一种深度氧化技术.多孔矿物/纳米TiO2复合体系光催化材料一方面实现了纳米TiO2固定化负载,另一方面实现了废水和废气中有机污染物在多孔矿物表面的靶向富集,从而表现出比单纯二者更高的有机污染物处理功能.介绍了多孔矿物/纳米TiO2复合体系光催化材料处理有机污染物的研究现状,并对其应用前景进行了展望.     

涂层式复合纳米光催化材料隧道尾气降解研究

试验以特殊的隧道环境为背景,对复合纳米光催化材料涂层的构造深度,不同掺入量的纳米光催化材料的尾气降解性能进行研究.发现涂层式复合纳米光催化材料对隧道钢渣沥青混合料尾气降解有一定效果,并对构造深度产生一定影响.结果表明:采用涂层式将改性纳米光催化材料应用于隧道钢渣沥青混合料表面,当纳米TiO2和纳米CeO2相对于涂层用量的掺入比分别达到5％和10％时,可取得降解效率峰值且对HC和NO的降解效率可达41.7％和68.7％,30 min内尾气降解速率分别达到78.5 ppm/min和333.9 ppm/min.     

纳米SiO2／TiO2光催化降解空气中甲醛的研究

采用共沉淀方法制备了Si共掺杂的SiO2／TiO2光催化复合粉末,将其负载于活性炭（ACF）上。在流动化床中,考察了煅烧温度、煅烧时间、Si掺杂量、负载次数、光照条件以及甲醛初始浓度对该复合剂光催化降解甲醛效率的影响。结果发现当Si：Ti：1：4、SiO2／TiO2复合催化剂煅烧时间4h、煅烧温度400℃,ACF上负载1次,18w紫外光照射时,甲醛的降解效果最佳,对初始浓度小于0．4mg／L的甲醛气体,降解率可达90％左右。     

纳米自洁涂料的制备及其对茜素红的降解研究

以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯为前驱体,冰醋酸为水解抑制剂,用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/SiO2复合粒子。将复合粒子按一定比例添加到醇酸清漆中,制备出自清洁涂层。光催化研究表明:SiO2负载可明显提高涂层光催化活性,添加了2%(质量分数,下同)TiO2/SiO2粒子的涂层对茜素红的降解性能最好。利用气质联用仪对降解产物进行了分析。     

玻璃负载纳米TiO_2/SiO_2膜的制备和光催化性能

制备了玻璃负载纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜,以甲基橙溶液作为模拟废水研究了其光催化性能,分别考察了光催化膜中m(Ti O_2)∶m(Si O_2)、膜厚度、使用次数和中试扩大以及再生方式对甲基橙模拟废水降解率的影响。试验结果表明,在太阳光下照射4 h,厚度为200~400 nm的光催化膜对10 mg/L的甲基橙模拟废水降解率为84%,失活的光催化膜可用模拟风、光、酸雨和人工清洗方式再生。纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜可应用于光催化水处理设备、建筑易清洁玻璃和太阳电池玻璃。     

电气石/TiO2复合薄膜的显微结构及光催化活性研究

在钛溶胶制备过程中加入天然电气石微粉，制得含电气石的钛溶胶，然后在紫铜表面镀膜形成含电气石的TiO2复合薄膜。用SEM研究电气石／TiO2复合薄膜的显微结构特征；用光催化降解甲基橙实验研究电气石微粉对TiO2薄膜光催化活性的影响。结果表明：电气石微粉能均匀的分布在紫铜表面的TiO2薄膜中，且形成了以电气石为核心的TiO2微粒簇，其中TiO2微粒具有阶梯层状结构和表面纳米凸起。用紫外线照射3h后，与不含电气石的TiO2薄膜相比，含质量分数为0．54％电气石的TiO2单层和双层复合薄膜对甲基橙的光催化降解率可分别提高12．1％和28．6％。     

复合纳米微粒Rh3＋／TiO2／SnO2的合成、表征及光催化降解4—（2—吡啶偶氮）间苯二酚的研究

采用溶胶-凝胶法制备复合纳米微粒Rh3+/TiO2/SnO2作系列光催化剂,运用BET、XRD等技术对样品进行了表征.讨论了影响污染物4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚(PAR)光催化降解率的主要因素,实验结果表明:以Rh3+/TiO2/SnO2为复合光催化剂,当m(TiO2)∶m(SnO2)＝56∶44,ω(Rh3+)＝2.0%,催化剂用量为1.0 g,通入空气的流量为10.0 L/min,试液的质量分数为2.0×10-6,pH=7.0时,光照2 h,PAR的降解率达到96.2%.     

氧化物半导体异质结构光催化材料的研究

采用溶胶-凝胶法,以硝酸铁Fe(NO3)3·9H2O和钛酸丁酯Ti(OBu)4为原料制备出均匀透明的TiO2-Fe2O3复合异质结构光催化薄膜,并将其分别在450℃、520℃5、40℃温度下进行了热处理。利用原子力显微镜(AFM)、紫外可见分光光度计对试样进行了表征。以甲基橙为光催化光降解对象,对材料光催化降解性能的影响,特别是在可见光区的光催化降解性能进行了讨论。结果表明,TiO2-Fe2O3复合异质结构光催化薄膜的光催化活性比单纯的TiO2结构薄膜有了明显的提高,且向可见光波段偏移,甲基橙的降解效果可以达到20%。     

电气石对纳米二氧化钛结构及光催化性能的影响

以电气石粉为载体,TiCl4为前驱体,采用水解沉淀法在电气石表面负载纳米TiO2,制备纳米TiO2/电气石复合材料。通过X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪及光电子能谱仪对样品进行表征,以甲醛为目标降解物,考察电气石对纳米TiO2光催化性能的影响。结果表明:纳米TiO2负载在电气石表面后,其结构和性能发生了明显变化。经550℃煅烧,锐钛矿型的纳米TiO2晶粒由15.6nm降为9.3nm。TiO2/电气石复合材料中的O1s、Ti2p1/2和Ti2p3/2结合能比纯TiO2分别提高了1.35eV、1.32eV和1.27eV,而O1s和Si2p的结合能比电气石中分别降低了1.80eV和0.13eV。TiO2和TiO2/电气石复合材料在紫外灯下照射300min,甲醛去除率分别为73.3%和91.6%。     

TiO2纳米管阵列光催化降解苯酚

采用电化学阳极氧化法在钛基体上制得了高度致密的、有序的、均匀的TiO2纳米管阵列。用SEM、XRD等对其表面形貌和结构晶型进行了表征和分析。以TiO2纳米管阵列为光催化剂对废水中典型的有机污染物——苯酚进行了光催化降解,考察了影响光催化降解速率的因素。结果表明,在紫外光照下,苯酚水溶液的pH=3、ρ(苯酚)=10.0 mg/L时,具有锐钛矿相结构的TiO2纳米管阵列的光催化效果最好,相同条件下与溶胶凝胶法制备的纳米TiO2颗粒膜的光催化降解速率进行对比,前者比后者提高了近一倍。