纳米氧化钛粉体的制备及光催化应用的研究

利用机械力化学法成功制备了TiO2粉体.研究了外界条件(添加不同介质)对纳米TiO2晶相的影响.用XRD衍射仪对纳米TiO2粉末的微观结构、粒径大小进行了表征.同时研究了不同制备条件下的纳米TiO2粉末对甲基橙的光催化降解能力.光催化试验表明,纳米TiO2粉末的光催化活性与其晶相和煅烧温度密切相关.     

Fe掺杂TiO2纳米材料的合成及光催化性能

以钛酸丁酯为钛源,Fe(NO3)3·9H2O为铁源,采用溶胶-凝胶法制备Fe/TiO2纳米粉体,利用溶胶结合静电纺丝技术制备Fe/TiO2纳米纤维,从材料改性及形貌改善两个角度共同提高TiO2纳米材料的光催化活性及实用性。借助XRD、SEM、TEM等分析技术,探究了Fe/TiO2纳米材料在可见光区的光催化活性,分析了煅烧温度及掺铁量对Fe/TiO2纳米材料光催化性能的影响。结果显示,铁的掺入及形貌的改善有助于提高TiO2的光催化性能。     

煅烧时间对TiO2-Al2O3复合光催化材料性能的影响

研究500℃下煅烧不同时间对溶胶-凝胶法制备的TiO2-Al2O3复合材料的吸附性能和光催化性能的影响.经表征分析可知,所制备材料由锐钛矿型TiO2和非晶态Al2O3组成.随着煅烧时间的增加,样品的晶粒逐渐长大,但煅烧时间对样品颗粒的表面形貌影响不大,其表面形貌较为平坦.煅烧2.5h或3h所制得样品的比表面积较大.复合材料对甲基橙的吸附率在5％～8％之间,随煅烧时间的变化不大.经500℃煅烧3h制得的TiO2-Al2O3复合材料的光催化活性最佳,经紫外光照射90 min后可使甲基橙溶液总脱色率达95.2％.     

纳米TiO2/玻璃微珠复合颗粒的制备和光催化性能

用钛酸丁酯为原料,通过胶溶-沉淀的方法在低温下制备了纳米TiO2/玻璃微珠复合颗粒,利用SEM、DRS、XRD等表征了复合颗粒的结构和形貌。结果表明,玻璃微珠表面被20nm左右的TiO2包覆形成核-壳型结构,XRD结果显示表面的TiO2为锐钛矿型,复合颗在紫外光区有强烈吸收,呈现出纳米TiO2半导体光吸收特征。以含甲基橙废水为降解对象研究了所制备复合颗粒的光催化活性。     

用偏钛酸作原料制备纳米TiO2粉末以及颗粒相结构与光催化性能关系的研究

米用常温氨水水解TiOSO4过程中加入自制的表面活性剂制备了超细纳米TiO2粉末,用XRD,TEM和比表面仪对不同煅烧温度下的纳米TiO2粉末结构、粒径大小和比表面等进行了表征,研究了纳米TiO2粉末对甲基橙的光催化降解能力。研究表明煅烧温度在400℃～800℃时得到的纳米TiO2粉末呈锐钛矿结构,粒径约为5．5nm～9．6nm,比表面积高达189．45m^2/g;在850℃煅烧后所得的纳米TiO2粉末为锐钛矿与金红石型混晶结构;在l100℃时得到的纳米TiO2粉末为金红石型纳米TiO2粉末,同时微粒出现团聚且粒径变大。光催化实验表明：纳米TiO2粉末的光催化活性与煅烧温度密切相关,850℃煅烧1．5h所制得的混晶结构纳米TiO2粉末表现出较高的光催化活性。与国产商品纳米锐钛矿型TiO2相比,其降解甲基橙的速率约为国产商品纳米TiO2的1倍。     

TiO2/PLCL可降解聚合物纳米复合材料的制备及形状记忆性能

制备TiO2/聚(L-丙交酯-ε-己内酯)(PLCL)纳米复合材料并研究其性能.采用ε-己内酯开环聚合法对TiO2纳米粒子进行表面改性,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和透射电子显微分析(TEM)对聚己内酯(PCL)接枝改性后的TiO2纳米粒子(g-TiO2)进行表征.g-TiO2纳米粒子能均匀地分散在三氯甲烷溶液中.采用溶液浇铸的方法成功地制备了TiO2/PLCL复合材料.研究g-TiO2纳米粒子的含量对材料力学性能和形状记忆性能的影响.结果表明,5％ g-TiO2/PLCL复合材料的力学性能有显著的提高,与纯PLCL相比,抗拉强度提高了113％,伸长率提高了11％.含有g-TiO2纳米粒子的复合材料的形状记忆性能优于纯PLCL.g-TiO2纳米粒子具有物理交联作用,有助于形状记忆效应的提高.     

粉煤灰微珠增强铝基复合材料的研究

采用搅拌铸造法,在纯铝中加入粉煤灰微珠颗粒作为增强体,制备铝基粉煤灰微珠复合材料。以L9（3^4）型正交试验数据为依据,研究增强体含量和工艺参数对铝基复合材料性能的影响。结果表明,在试验条件下,制备铝基粉煤灰微珠复合材料的最佳工艺为,在700℃加入粉煤灰微珠13％,以1200r／min的速度搅拌6min。制备的铝基复合材料密度达2．2g／cm^3,抗拉强度为89MPa。     

核壳结构CdS/TiO2的制备与表征

通过水热法合成分散性良好的CdS纳米颗粒,并采用声化学法在颗粒外包覆TiO2壳层,获得的复合材料具有更好的光催化特性.讨论了水热反应温度保温时间与晶粒尺寸、结晶性之间的关系以及声化学制备过程中反应条件与陈化时间对壳层生长的影响.采用X射线衍射、透射电镜、漫反射光谱、光催化性能测试等手段表征CdS颗粒的尺寸、形貌及CdS/TiO2的结构与光催化特性.结果表明水热过程中,提高反应温度、保温时间有利于提高产物的结晶性.声化学合成CdS/TiO2复合材料过程中,超声作用能促进核壳结构的形成.提高前驱溶液的浓度,在获得CdS/TiO2核壳结构的同时会析出TiO2纳米粒子.在降解甲基橙的实验中,CdS/TiO2材料表现出比单组分材料更好的催化性能.     

Ag/TiO2纳米复合材料的结构及抗菌性能研究

采用化学氧化法在金属Ti表面制备出了多孔纳米TiO2,通过离子束溅射在TiO2表面沉积纳米Ag,最终在Ti表面制备出Ag/TiO2纳米复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM),电子探针(EPMA)等分析手段分析了500℃热处理条件下,不同Ag含量对TiO2晶型转变的影响及结构变化.同时,采用细菌生长的抑菌圈法进行测试,研究了Ag/TiO2纳米复合材料对不同菌种的抗菌性能的影响.结果表明:通过化学氧化法和离子束溅射相结合的方法可以得到具有优异抗菌性能的Ag/TiO2纳米复合材料.     

溶胶-凝胶法制备Bi_2MoO_6纳米光催化剂的结构、形貌和光磁特性（英文）

采用硝酸铋、钼酸铵、柠檬酸和乙基纤维素为原料,通过溶胶-凝胶法制备钼酸铋(Bi_2MoO_6)纳米颗粒。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、高分辨扫描电镜(HRSEM)、能谱分析(EDX)、紫外-可见漫散射光谱(DRS)、光致发光光谱(PL)和振动样品磁强计(VSM)等手段对制备的粉末结构、形貌、光磁性和光催化性能进行表征。XRD、FT-IR和EDX结果表明,制备的粉末是具有斜方晶结构的纯单相晶体Bi_2MoO_6。HRSEM图像显示,制备的粉末具有很好的纳米颗粒结构。VSM结果显示制备的纳米颗粒具有超顺磁性。Bi_2MoO_6纳米颗粒的光催化活性实验发现TiO2催化剂的添加提高Bi_2MoO_6纳米颗粒的光催化活性。催化剂Bi_2MoO_6、TiO2和混合氧化物催化剂Bi_2MoO_6-TiO2纳米复合材料对4-氯酚的光催化降解(PCD),发现Bi_2MoO_6-TiO2纳米复合材料的PCD效率比纯Bi_2MoO_6和TiO2催化剂的PCD效率高。     

g-C3N4/TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能的研究

目的 获得在可见光下光催化活性较好,且可回收、可重复利用的光催化材料。方法 在钛基底上采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列（TiO2 NTAs）,将TiO2 NTAs在10%尿素溶液中浸渍不同时间后,在氮气保护下高温热分解,制备g-C3N4/TiO2 NTAs复合薄膜。采用XRD、SEM、TEM对复合薄膜进行物相及形貌的表征,在可见光照射下,通过亚甲基蓝溶液的催化降解实验来评估复合薄膜的光催化活性。结果 在10%尿素溶液中浸渍不同时间后所获得的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,其可见光催化活性均较纯TiO2 NTAs有所提高,而且随浸渍时间的增加,其可见光催化活性依次增加。浸渍时间为6 h的g-C3N4/TiO2 NTAs样品,在可见光下的光催化活性最高,在120 min内对亚甲基蓝的降解率可达73%。继续增加浸渍时间,所获得的TiO2 NTAs样品的可见光催化活性有所降低。结论 g-C3N4与TiO2 NTAs复合,可以有效提高TiO2 NTAs的光催化活性,其原因是g-C3N4的复合提高了载流子的传递效率,同时也提高了对可见光的吸收。     

LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)滴涂TiO_2复合电极的制备及电化学性能

采用共沉淀还原扩散法制备AB3型储氢合金LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5),水热法制备TiO_2光催化剂粉体,表面滴涂法制备Ti O2/LaMg_2Ni_(2.7)Co_(2.1)Mn_(2.7)Cu_(1.5)光催化剂复合电极,并用XRD对合金和光催化剂结构进行分析,在电池测试仪上对复合电极在有、无光照条件下的电化学性能进行测试。结果表明,在无光照条件下复合电极的活化性能和最大放电容量较原合金电极性能有所下降,合金充放电的循环稳定性能有所提高。光照条件下,表面滴涂20%TiO_2复合电极的电化学性能比无光照时大幅提高,且最大放电容量比未涂覆的原合金电极提高25 m Ah·g~(-1)。说明TiO_2光催化剂通过表面滴涂方式对储氢合金修饰效果较好。     

Photocatalytic properties of TiO2 bonded active carbon composites prepared by SOL-GEL

Photocatalyst of TiO2 bonded active carbon (TiO2/AC), was prepared via sol-gel method from a mixture of TiO2 sol with active carbon. Post heat treatment was performed at 250℃ for 2h in air and then kept at 400℃ to 600℃ under a flow of nitrogen for 2 h. The TiO2/AC composites obtained were characterized by SEM, XRD, UVvis and BET. The photocatalytic activities of the TiO2/AC composites were studied in comparison with TiO2, AC, P-25 and a mixture of TiO2 and AC, respectively. The Ramnant rate of Rhodamine B absorbed by the active carbon is found to be almost 70 % and the remnant rates of the Rhodamine B decolorized by TiO2 and the mixture of TiO2 and the active carbon are 30% and 25%, respectively. However, nearly complete removal of Rhodamine B is observed for a TiO2/AC composite after 200 min under UV irradiation, which will take the P-25 commercial product 5h. Therefore, the TiO2/AC composite is much more effective in decolorization of aqueous Rhodamine B. In addition, the composite can be easily separated from solutions.     

Preparation of Nanoporous TiO2/SiO2 Composite with Rice Husk as Template and Its Photocatalytic Property

以稻壳为模板及硅原,采用溶胶凝胶法制备了具有高锐钛矿含量、高比表面积和较优光催化性能的TiO2/SiO2纳米孔复合材料。采用综合热分析仪（TG-DSC）、X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜、和N2吸/脱附手段对所制材料的热学性能、显微结构和化学组成经行了表征。结果表明,复合材料中锐钛矿型TiO2在700~800 ℃热处理后开始转变为金红石TiO2,1000 ℃转变完全。当处理温度在500~600 ℃时,纳米二氧化钛颗粒在稻壳引理生长,形成催化活性点。随着处理温度的升高,二氧化钛在稻壳孔隙结构表面形成层状结构。处理温度500 ℃时,TiO2/SiO2纳米孔复合材料具有最佳的催化性能,对甲基蓝的降解4 h达82%。     

纳米复合材料CdS/TiO2NTs的制备及光催化产氢活性

通过离子交换和沉淀反应制备纳米复合材料CdS/TiO2NTs.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、漫反射紫外-可见吸收光谱(DRUVAS)、荧光光谱(FES)、X射线荧光分析(XRF)等手段对该复合材料的结构进行表征.SEM结果表明:钛酸盐纳米管的形成经由TiO2颗粒-片状的钛酸盐-卷曲的钛酸盐纳米管的自组装过程.XRD、DRUVAS、FES和FES结果表明:平均粒度大约 8 nm 的六方相CdS均匀的负载于锐钛矿型TiO2纳米管表面,其吸收边扩展到可见区.与TiO2纳米管及TiO2粉末相比,CdS/TiO2NTs 纳米复合材料展示了较高的可见光催化分解水产氢活性.     

ZrO_2／TiO_2复合光催化膜的微弧氧化法制备及表征

采用微弧氧化方法和原位生成的Zr（OH）_4胶体颗粒,在纯钛基体上制备ZrO_2／TiO_2复合光催化膜。采用SEM、EDX、XRD、UV-VisDRS等分析手段,对膜层进行分析表征。结果表明：复合膜显示出层状和多孔的结构,由锐钛矿、金红石和ZrO_2组成;相对于纯TiO_2膜,复合膜层的光吸收截止边缘产生红移;ZnO_2／TiO_2复合膜层和纯TiO_2膜层在紫外光照射下,对罗丹明B的光催化速率常数分别为0．0442和0．0186h~（-1）。     

以Ti(OBu)4为钛源、三聚氰胺为氮源通过溶胶-凝胶法制备高活性光催化剂TiO2/g-C3N4

以Ti(OBu)4为钛源、三聚氰胺为氮源,通过溶胶-凝胶和高温煅烧两步法制备了高活性可见光光催化剂TiO2/g-C3N4。利用X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis diffuse reflectance spectra ）等手段对其进行了表征。结果表明：TiO2镶嵌在石墨相的g-C3N4中,并与g-C3N4构成TiO2/g-C3N4复合材料。由于TiO2与g-C3N4的协同作用,扩大了TiO2/g-C3N4的可见光吸收范围和强度,因而其具有很好的可见光光催化性能。     

Influence of TiCl4 treatment on performance of dye-sensitized solar cell assembled with nano-TiO2 coating deposited by vacuum cold spraying

Titanium tetrachloride (TiCl4) treatment was employed to TiO2 coating deposited on fluoride-doped tin oxide (FTO) conducting glass and indium oxide doped tin oxide (ITO) conducting glass, respectively. The nano-crystalline TiO2coating was deposited using a composite powder composed of polyethylene glycol (PEG) and 25 nm TiO2 particles by vacuum cold spraying (VCS) process. A commercial N-719 dye was used to adsorb on the surface of TiO2 coating to prepare TiO2 electrode, which was applied to assemble dye-sensitized solar cell (DSC).The cell performance was measured under simulated solar light at an intensity of 100 mW·cm-2.Results show that with an FTO substrate the DSC composed of a VCS TiO2 electrode untreated by TiCl4 gives a short-circuit current density of 13.1 mA·cm-2 and an open circuit voltage of 0.60 V corresponding to an overall conversion efficiency of 4.4%. It is found that after TiCl4 treatment to the VCSTiO2 electrode with an FTO substrate, the short circuit current density of the cell increases by 31%, the open-circuit voltage increases by 60 mV and a higher conversion yield of 6.5% was obtained. However, when an ITOsubstrate is used to deposit TiO2 coating by VCS, after TiCl4 treatment, the conversion efficiency of the assembled cell reduces slightly due to corrosionof the conducting layer on the ITO glass by TiCl4.     

WO3-TiO2复合空心球的制备及其光催化性能

以钛酸四正丁酯和偏钨酸铵为原料,采用水热-模板法制备复合WO3-TiO2光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)等手段对催化剂的结构和光学性能进行表征。结果表明:WO3-TiO2复合半导体中的TiO2为锐钛矿晶型,焙烧后的WO3-TiO2呈中空球形结构,粒径在320 nm左右,且粒径分布均匀,其比表面积和平均孔径分别为40.95 m2/g和16.91 nm,WO3-TiO2复合半导体的紫外-可见吸收边带较TiO2的红移约50 nm,并在400~500 nm处有吸收。光降解甲基橙(MO)实验显示:经过80 min光照后,WO3-TiO2复合半导体在紫外和可见光下对甲基橙的降解率分别为99.2%和81%,而TiO2的仅为64%和25%,且在紫外和可见光下WO3-TiO2复合半导体的表观速率常数分别是TiO2的3.2和4.9倍左右。