TiO2纳米纤维的制备及其对染料的光催化降解性能

采用溶胶-凝胶与静电纺丝技术相结合的方法,将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和钛酸四正丁酯混合制得前驱体溶液,纺丝得PVP/TiO2复合纳米纤维,然后经500℃高温煅烧制备了TiO2纳米纤维光催化剂,通过其对阳离子艳红5GN、弱酸性黄GN、雷马素蓝RR等染料的降解研究了TiO2纳米纤维的光催化性能。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了PVP/TiO2和TiO2纳米纤维的形貌结构;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实了TiO2纳米纤维的形成;通过X射线衍射仪(XRD)对TiO2纳米纤维的晶型及晶粒大小进行了分析。结果表明制备出的TiO2纳米纤维形貌稳定,具有锐钛矿型TiO2结晶形态并对染料具有很好的光催化降解效果。     

尖晶石型铁氧体CaxZn1-xFe2O4的制备及其光催化性能研究

采用改进的溶胶-凝胶法制备CaxZn1-xFe2O4粉体。用X射线粉末衍射仪(XRD)对样品进行结构表征,随着Ca2+掺杂量的增加,样品出现CaFe2O4的衍射峰。使用扫描电子显微镜(SEM)对样品进行形貌表征,结果表明样品的形貌呈不规则的颗粒状,且颗粒大小为2μm,并显现出片层堆叠情况。通过对甲基橙进行光催化降解实验,对CaxZn1-xFe2O4粉体的光催化活性进行了研究。结果表明,经过Ca2+掺杂的CaxZn1-xFe2O4样品,光催化活性明显提高。     

强吸附性负载TiO2光催化剂的制备及性能研究

以粉煤灰微珠为载体,基于溶胶-凝胶法制备了强吸附性TiO2负载膜光催化剂,通过XRD、SEM技术对粉煤灰微珠负载TiO2光催化剂的晶型结构和形貌进行了表征,以偶氮染料甲基橙为降解对象,负载层数以及负载量对TiO2光催化活性的影响.结果表明改良溶胶-凝胶法负载的TiO2薄膜催化剂的催化活性最高,同时负载的薄膜催化剂的催化活性明显高于TiO2粉末催化剂.     

Bi20 TiO32/蒙脱石复合材料光催化降解甲基橙研究

通过溶胶-凝胶法制备了Bi20 TiO32/蒙脱石复合材料(Bi20 TiO32/MMT),采用多种手段对其结构、形貌、化学成分和吸光特性进行了表征,研究了在不同条件下对甲基橙的光催化降解,并通过自由基掩蔽试验提出了相应的光催化机制.结果 表明:Bi20 TiO32/MMT中Bi20 TiO32结晶性良好,禁带宽度为2...     

纳米TiO2/聚酯织物的制备及光催化性能

基于聚合物溶剂诱导结晶(SINC)原理,制得了纳米TiO2/聚酯光催化织物。利用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)和扫描电镜(SEM)对表面成分和形貌进行了表征,通过甲基橙的降解脱色试验考察了纳米TiO2/聚酯织物的光催化性能,研究了浸渍时间、悬浮液中TiO2含量对光催化性能的影响。结果表明,聚酯织物利用溶剂诱导结晶负载纳米TiO2比直接浸渍负载纳米TiO2的分散性好、活性高,且重复使用性好。溶解时间5s、悬浮液中TiO2浓度0.035 g/mL为最佳实验条件,制得的光催化织物对甲基橙的8h降解率可达95.1%。     

TiO_2和活性炭纤维复合物光催化降解亚甲基蓝

以粘胶基活性炭纤维(VACF)为基体,钛酸丁酯为前驱体,通过溶胶-凝胶浸渍涂覆法将二氧化钛(TiO2)负载于粘胶基活性炭纤维上,制备活性炭纤维负载的TiO2光催化复合物,通过控制活性炭纤维在溶胶中的浸泡时间,制得不同TiO2负载量的复合物。采用扫描电子显微镜(SEM)表征了制备材料的形态结构,以质量浓度为20mg/L的亚甲基蓝溶液为目标降解物,测试了材料在紫外线光照下的催化性能。结果表明:紫外光直接照射对亚甲基蓝基本无降解作用,对活性炭纤维原样有一定作用;随着TiO2负载量的增加,复合物的吸附性能得到提高,对亚甲基蓝的降解作用也得到增强。     

大颗粒纳米晶TiO2催化剂的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备出了大颗粒易分离的粉末二氧化钛催化剂,运用TG-DTA、XRD、SEM等方法表征它的物质性质,并以典型的偶氮染料甲基橙为目标污染物,研究了焙烧温度以及使用次数等对大颗粒二氧化钛光催化剂活性的影响.将自制的大颗粒TiO2催化剂与P25和工业钛白粉进行了对比催化活性实验研究.结果表明纳米晶粒径为17nm,TiO2颗粒的粒径分布于1～10μm之间.自制大颗粒TiO2催化剂催化活性优于P25和工业钛白粉,容易分离回收,而且具有较好的重复使用性能.     

Ag/TiO2纳米粒子的制备及其光催化降解苯酚的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子,采用涂覆法制备了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品。使用XRD、SEM和拉曼光谱等手段,对TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子进行了晶格结构和表面形貌研究;通过UV-Vis,研究了TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子光催化剂基板样品在光催化反应器中对苯酚的光催化降解性能。结果表明,制备的TiO₂和Ag/TiO₂纳米粒子均为纯净的金红石相,二者表面形貌并没有明显区别,Ag单质粒子成功负载在TiO₂纳米材料上;Ag单质粒子的负载,明显增强了TiO₂纳米粒子对可见光的吸收,且Ag/TiO₂纳米粒子薄膜对苯酚的光催化降解性能明显优于TiO₂纳米粒子薄膜;在光催化降解1 h后,TiO₂纳米粒子薄膜仅催化降解了溶液中30%(质量分数)的苯酚,且光催化降解出现了饱和趋势,而Ag/TiO₂纳米粒子薄膜可催化降解溶液中50%(质量分数)的苯酚,且在光催化降解3 h后,仍未出现饱和趋势。     

镧和氧化石墨烯掺杂对TiO2光催化性能的影响

采用一步溶胶-凝胶法将镧、氧化石墨烯(GO)和TiO₂三种物质复合,制备出一种高效的具有可见光响应的光催化材料。借助X射线衍射仪、X射线光电子能谱分析仪、扫描电镜等手段对该催化剂的晶体结构和形貌进行了表征,并以酸性红B作为目标污染物,研究了该复合材料在模拟日光辐照下的光降解性能。实验结果表明,镧和GO的掺杂显著提高了TiO₂的光催化活性,当镧掺杂量为0.5%(wt,质量分数,下同),GO掺杂量为0.2%时,对酸性红B的光降解率为95.6%。     

纳米La-TiO2光催化降解甲基橙废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和La掺杂TiO2复合纳米粉体,通过XRD,UV-Vis等测试手段分析了在紫外光照射下,以降解甲基橙为探针反应研究其可见光催化性能。结果显示样品均为锐钛矿相纳米TiO2,稀土元素镧掺杂后纳米TiO2特征衍射峰宽化,强度降低;掺入的La主要以La2O3的形式存在,同时有一部分形成Ti-O-La键;La掺杂可减小TiO2晶粒尺寸及增大催化剂比表面积;与未掺杂的二氧化钛相比较,适当含量的镧掺杂可有效促进TiO2表面光生载流子的分离,从而显著提高其光催化活性。当La/Ti的摩尔比为0.010时,可见光催化性能最好。     

稀土Dy掺杂对纳米TiO2相变及光催化性能的影响

采用溶胶-微波法制备了稀土元素Dy掺杂的纳米TiO_2复合粉体,采用XRD、拉曼、XPS等手段对样品进行了表征和分析,并以甲基橙的光催化降解为探针反应,探讨稀土Dy掺杂对纳米TiO_2的相变及光催化活性的影响。研究结果表明:稀土掺量为1.3%、经550℃煅烧后制备的样品光催化活性显著提高,对甲基橙的降解率为92%。与未掺杂纳米TiO_2相比,稀土Dy掺杂可以阻碍纳米TiO_2晶粒的生长,增大了比表面积;提高其热稳定性,抑制TiO_2锐钛矿相向金红石相转变;并使TiO_2产生晶格缺陷从而增加纳米TiO_2粉体表面羟基含量和表面氧空位,抑制了光生电子和空穴的复合,增强纳米TiO_2的光催化活性。     

静电纺制备TiO2米纤维及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、钛酸四正丁酯(TBT)和乙醇溶剂为主要原料,采用静电纺丝法制备TBT与PVP质量比为9:1的TBT/PVP复合纳米纤维,经过不同温度煅烧得到TiO2米纤维。分别通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)等测试手段对该材料进行形貌、结构等表征。最后,以亚甲基蓝为目标污染物,在模拟紫外线照射的条件下,研究其光催化活性。结果表明:经600℃煅烧后得到的TiO2米纤维具有最好的光催化活性,降解6h后光催化效率为95.5%。     

N掺杂TiO2陶瓷膜的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备N掺杂TiO2溶胶,用浸渍-提拉方法将溶胶涂敷在陶瓷膜表面,制备具有抗污染性能的光催化陶瓷膜。光催化与膜分离技术相结合,处理含盐直接耐酸大红4BS染料废水,考察了料液pH值、初始浓度、跨膜压差、膜面流速等因素对含盐染料废水处理效果的影响。结果表明,该复合陶瓷膜对4BS染料的截留率在99%以上,对无机盐的截留率低于1%,光催化膜分离耦合的膜通量较单一膜分离的通量提高90%。     

Cu掺杂金红石型TiO2的制备及其光催化性能

用溶胶-凝胶法在650℃条件下,制备了Cu掺杂金红石型TiO₂光催化剂,使用XRD、SEM、TEM、XPS、BET、PL和DRS等手段对其晶体结构、表面形貌、元素组成与价态、比表面积和光学性质进行了表征。结果表明,纯TiO₂是少量锐钛矿与大量金红石组成的混晶,Cu掺杂有利于锐钛矿向金红石的转变,Cu掺杂TiO₂全部为金红石。Cu元素以+1价和+2价共存的形式存在于样品中。以罗丹明B为目标污染物、以氙灯为紫外可见光光源考察这种光催化剂的活性时发现,Cu掺杂降低了光催化活性,Cu掺杂能抑制光生电子与空穴的复合但是使光催化剂在紫外部分的吸收降低,即降低了材料的光催化活性。     

钢渣负载TiO2光催化降解苯酚研究

以钢渣为载体,工业钛液为原料,采用溶胶-凝胶法制备钢渣负载TiO2光催化剂,通过SEM对该催化剂进行表征,以苯酚为目标物考察了钢渣负载TiO2光催化剂的催化性能。实验结果表明,该催化剂在紫外光照射下光催化性能较优,向100mL浓度为40mg/L的苯酚溶液中加入10g/L催化剂,苯酚的降解率可达78.3%。适当增加负载次数有助于提高光催化性能,当负载次数为3次时,苯酚的光催化降解率可达86.7%。     

Au/TiO_2复合纤维的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纤维和Au/TiO2复合纤维,利用XRD、SEM、TEM等手段对纤维样品的结晶性能及其表面形貌进行了表征,并以光催化降解甲基橙为模型反应考察了样品的光催化活性。结果表明,热处理后的TiO2呈锐钛矿结构,Au的颗粒尺寸范围为7～15nm,纤维直径范围为5～20μm,长度为5～50cm。Au的掺入可以显著地提高TiO2的光催化活性,且其光催化活性随着Au掺入量的增加而变大。     

水热法制备仿生TiO2及其光催化性能研究

利用芋头茎作为生物模板,通过水热法制备得到具有特殊形态的纳米二氧化钛。通过考察钛酸四丁酯的浓度、油浴时间、油浴温度、煅烧温度、煅烧时间,以二氧化钛催化剂在664nm波长下,对亚甲基蓝的降解率作为指标。结果表明：钛酸四丁酯的最佳浓度0.33mol/L、油浴时间5h、油浴温度为150℃、煅烧温度400℃和煅烧时间5h条件下制备的仿生二氧化钛催化剂的催化性能较好,90min内降解率高达98.91%。     

微波干燥法制备纳米TiO2光催化剂及其催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱物,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐为模板剂,采用溶胶-凝胶法及微波干燥法制备了纳米TiO2光催化剂。通过XRD、SEM及BET对光催化剂进行结构表征,以甲基橙溶液为模拟污染物,太阳光为光源,评价了其光催化活性,考察了模板剂及微波干燥条件对纳米TiO2光催化剂活性的影响。结果表明,采用离子液体作为模板剂,微波干燥条件下制备的TiO2光催化剂活性明显高于普通溶胶-凝胶法制备的TiO2光催化剂,光照3h甲基橙溶液降解率可达到95%。     

钌掺杂TiO2纳米粉体的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ru掺杂TiO_2纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)等测试手段对其进行了表征,以亚甲基蓝为模拟污染物,评价了不同热处理条件下的粉体在可见光下的光催化活性。结果表明:Ru掺杂对TiO_2纳米粉体的微观形貌没有明显影响,但抑制了TiO_2锐钛矿相向金红石相的转变,也抑制了晶粒的长大;Ru掺杂能轻微促进TiO_2表面活性基团TiOH的生成;Ru掺杂未改变TiO_2的吸收边带,但可大大提高TiO_2对可见光的吸收能力;Ru掺杂降低了TiO_2纳米粉体的可见光催化性能。     

Ce掺杂TiO2光降解催化剂的制备及光催化性能

以钛酸丁酯为前驱体,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了不同Ce掺杂量的纳米TiO_2光催化剂xCe/TiO_2(x=0.3%,0.5%,1%,2%)。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、N2吸附-脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)对产物进行了表征。在紫外光照射下,以罗丹明B(RhB)和亚甲基蓝(MB)为降解物,研究了不同Ce含量样品的光催化性能,结果表明,Ce的引入抑制了锐钛矿晶粒的生长,比表面积由掺杂前的72.3m2·g~(-1)增大到掺杂后的120.2m2·g~(-1),掺杂后TiO_2的光催化活性大大提高,且当Ce掺杂的摩尔分数为0.5%时,对RhB和MB的光降解催化活性最佳,经过180min紫外光光催化,RhB和MB的降解率分别达到93.7%和86.4%。