低温制备混晶TiO2纳米粒子及其光催化性能研究

通过低温液相合成混合晶型纳米TiO2颗粒,研究纳米TiO2颗粒的光催化活性与颗粒晶相组成之间关系.用XRD对其进行表征,并在紫外光下,以甲基橙光催化降解为模型反应,研究了不同晶相样品的光催化活性.结果表明:混合晶相中锐钛矿质量分数占69.8%、金红石质量分数占30.2%,TiO2光催化效用最好可达95.7%.     

纳米金红石型TiO2的低温制备

分别在中性，碱性和酸性环境下对钛酸四丁酯溶液进行水解以制备纳米二氧化钛。在中性和碱性环境下水解产物是非晶态的，当温度低于700℃煅烧只能得到脱钛矿型二氧化钛。在酸性环境下，通过调整酸和水的加入量将溶液在低温下（40－50℃）水解合成了从纯锐钛矿相到不同比例锐钛矿－金红石混晶相，再到纯金红石相的纳米二氧化钛，乙醇的加入促进凝胶的形成以及锐钛相向金红石相的转化。     

纳米TiO2的制备及其光催化活性

用高分子凝胶法制备纳米TiO2,研究了烧结温度对晶粒大小的影响以及粉体的平均粒径和光催化活性的关系.结果表明:高分子凝胶形成的小且均匀的网格限制了TiO2晶粒之间的接触和团聚,因此在较低温度下即可合成分散性好、平均粒径细小、粒径均匀且无团聚具有锐钛矿结构的纳米TiO2.随着煅烧温度的升高,纳米TiO2的平均粒径逐渐增大.纳米TiO2平均粒径的减小可提高其光催化活性以及对次甲基蓝的降解速率.适量的TiO2可以使次甲基蓝的降解率达到70%.     

表面疏水性纳米TiO2颗粒的制备及光催化性能

在70℃水解钛酸四丁酯(TBOT)时加入十二烷基硫酸钠(SDS),无需热处理就能得到准球形锐钛矿结构的纳米TiO2.这种TiO2粉具有强疏水性,漂浮于水溶液的表面,可通过过滤手段与溶液分离.应用透射电子显微镜和X射线衍射仪对TiO2粉进行了形貌观察和晶体结构的测定.研究了反应体系pH值的变化对TiO2粉结构的影响.FT-IR光谱证明在酸性条件下SDS分子吸附于TiO2颗粒的表面.颗粒尺寸增大引起Rama峰、紫外吸收峰的红移,表现出量子尺寸效应.在对罗丹明B的光催化降解反应中,表面吸附SDS的TiO2粉显示出很强的光催化活性,在50 min内催化降解了100%罗丹明B.     

低温制备锐钛矿结构的纳米TiO2

提出一种简单的、低温下制备锐钛矿结构纳米TiO2的方法,将钛酸四丁酯在70℃水中快速水解,然后在70℃下陈化48小时,直接得到锐钛矿结构的纳米TiO2粉.探讨了反应条件的变化对TiO2粉结构的影响.表面活性剂的加入有助于提高其分散性,并对TiO2粉的形貌产生影响.在油酸作用下,得到了纺锤形TiO2颗粒;在AOT的作用下得到高度分散的球形TiO2颗粒.在对罗丹明B水溶液的光催化降解反应中,TiO2粉显示较好的光催化活性,球形TiO2粉在1小时内对罗丹明B的催化降解接近100%.     

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。     

反应条件对纳米TiO_2结构和形貌的影响

以TiCl_4为原料,采用低温陈化的方法制备了金红石型和混合晶型纳米TiO_2粉体。研究了反应温度、反应物浓度、体系酸度等反应条件对产物结构、形貌以及粒径的影响。结果表明,当反应温度低于60℃时,产物为金红石型聚集体;当反应温度为100℃时,产物为混合晶型纳米球。随着反应物浓度的增大,球形颗粒的粒径逐渐增大。     

TiO2薄膜光催化用于空气灭菌净化

用抛光铝合金作衬底在平行孪生靶的磁控溅射设备中制备出二氧化钛薄膜。薄膜厚度为500nm,XRD测量表明二氧化钛薄膜为锐钛矿型(anatase)。该薄膜在紫外光源照射下,对甲苯、苯、二氧化硫及香烟气体有良好的降解作用;对大肠杆菌、金黄色葡萄糖菌有良好的去除作用。     

介孔SO42-/TiO2的一步法制备及其光催化性能

通过对TiOSO4溶液热水解用一步法制备出大比表面积、高活性的介孔SO42-/TiO2光催化剂.用低温氮吸附-脱附等温线、XRD、Hammett指示剂、艾氏卡等方法对SO42-/TiO2催化剂进行了表征,以亚甲基蓝的光催化氧化降解反应考察了催化剂的光催化性能.结果表明,在焙烧过程中硫酸根和偏钛酸孔壁上的自由羟基键合,不仅有效地抑制了TiO2晶粒的长大和晶相转变,而且起到了孔结构形成的导向及支撑作用,使TiO2保持了介孔结构、较高的比表面积和锐钛矿相,同时S=O键的强电子诱导效应还使邻近的Ti成为超强酸中心,促进了TiO2光生电子-空穴对的分离,延长了电子-空穴对的寿命,从而有效地提高了TiO2的光催化活性.     

TiO2微球级次结构的制备及其光催化降解甲基橙活性

在正辛醇体系中,通过溶剂热反应制备出表面具有超细纳米棒的TiO2微米球,通过X射线衍射确定了产品的物相和组成为金红石结构的TiO2,通过扫描电镜和透射电镜对样品的外观形貌、大小以及表面结构进行了观察,利用差热-热重分析仪对样品的固含量进行了测量,最后利用所制备的TiO2微米球催化剂降解水溶液中的甲基橙,结果显示其具有较快的光催化速度     

电流密度对复合氧化法制备涂层结构的影响

对TiO2薄膜涂层的结构、形貌、元素组成、硬度进行了观察和测量,研究了电流密度对复合氧化法(即预氧化和微弧氧化复合处理)制备多孔TiO2涂层的结构和性能的影响.结果表明:电流密度对多孔TiO2涂层的结构和性能有很大影响.随着电流密度的增加,涂层的锐钛矿型TiO2含量减少,金红石型TiO2含量增加,涂层表面微孔孔径增加,凹凸起伏变得明显,显微硬度增加,钙磷原子比也发生了变化.当电流密度为20,40,60,80和100 mA/cm2时,涂层的钙磷摩尔比为1.22,1.60,1.89,2.01,2.12.在40 mA/cm2电流密度下可得到结构和性能较理想的多孔TiO2梯度涂层.     

Visible-light-responsive nano-TiO(2) with mixed crystal lattice and its photocatalytic activity

Ultraviolet-?and visible-light-responsive titania-based photocatalysts were synthesized and employed in the photocatalytic oxidation of NO(x). Sol-gel processes using tetrabutyl orthotitanate and ethanol under acid catalyzed condition and controlled calcination were performed to synthesize titanium dioxide with a mixed crystal lattice of anatase, brookite and rutile phases. The TiO(2) prepared under calcination at 200?°C exhibited high photocatalytic activity for degradation of NO(x) under both ultraviolet (UV) and visible-light illumination. The experimental results showed that up to 70% removal of NO(x) could be obtained in a continuous flow type reaction system under irradiation with visible light. The calcination temperature has an important influence on the particle size and lattice structure of TiO(2). It is also found that the peculiar mixed-phase structure of TiO(2), evidenced from Raman, x-ray diffractometry (XRD), and UV-vis spectroscopy, was inferred to be an important factor for visible-light absorption and NO(x) removal activity under a wide range of visible-light illumination.     

铁离子掺杂TiO2的制备及其光催化性能

将Bola型两亲性短肽KI₃E在水溶液中组装成稳定的纤维状结构,以其自组装体作为有机模板并使用氨丙基三乙氧基硅烷为结构导向剂,利用其对TiO₂前驱体-二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛的水解催化作用以及肽模板与铁离子之间的分子识别作用在TiO₂矿化沉积的同时引入铁离子,在温和的水溶液中制备出铁离子掺杂TiO₂纳米材料。使用TEM、BET、UV-vis DRS、XPS、XRD等手段对其结构和性能进行了表征。结果表明,铁元素以Fe²⁺/Fe³⁺的形式存在于TiO₂晶格中,抑制了晶体生长并使晶粒尺寸变小。同时,铁离子的掺杂减小了TiO₂的禁带宽度,提高了对可见光的响应和催化性质。铁离子掺杂量为0.5%TiO₂,其光催化性能最好。     

含钛高炉渣催化剂的光催化活性

以攀钢含钛高炉废渣为原料,在不同温度下煅烧合成了钙钛矿型硫酸掺杂的含钛高炉渣催化剂(sulfuric acid-modified titanium-bearing blast furnace slag,STBBFS),研究了混晶结构和硫掺杂对含钛高炉渣光催化活性的影响,结果表明,含钛高炉渣催化剂具有钙钛矿/锐钛矿混晶结构,粉体的颗粒形状不规则,煅烧后粒径变大;在紫外区域具有很强的光吸收能力,STBBFS催化剂的光催化活性由Cr(Ⅵ)的还原率评价.煅烧温度为400℃时,STBBFS催化剂的表面存在含量较高的SO2-4和较高的CaTiO3/TiO2晶相比,具有较高的光催化活性,用500 W中压汞灯照射10 h,可将浓度为20 mg·L-1的六价铬废水完全降解.     

掺铁TiO2纳米晶的制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯溶液为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的Fe^3 -TiO2干凝胶，在空气气氛中于400℃焙烧2h，得到锐钛矿相的纳米晶，用TG-DTA，XRD，DRS，FS等手段对其进行了表征，研究结果表明，掺杂铁离子使二氧化钛纳米晶的粒径变小，吸收带边发生红移，荧光峰明显增强，分别以汞灯和氙灯为光源，通过对染料罗丹明B的光催化降解研究，发现掺入0.01?^3 -TiO2与纯TiO2相比具有更好的催化活性，掺杂量增大后，光催化降解率反而下降。     

功能材料二氧化钛光催化反应活性的研究

TiO2是一种高效节能的光催化功能材料,本文分析了TiO2光催化技术研究现状,探讨了光催化反应机制,并详细讨论了影响TiO2光催化反应活性的主要因素:(1)一般而言,锐钛矿型TiO2的光催化活性高于金红石型TiO2;(2)晶粒尺寸小,光生电子和空穴从TiO2体内扩散到表面的时间短,它们在TiO2体内的复合几率减小,光催化活性高;(3)金属离子掺入TiO2晶格中可能引起晶格位置缺陷或改变结晶度,抑制电子与空穴的复合,延长载流子的寿命,从而使光催化性能得以改善;(4)贵金属沉积可提高催化剂表面光生载流子的分离效率,有利于生成更多的·OH;(5)半导体耦合可提高系统的电荷分离效果,扩展对光谱吸收范围.     

纳米TiO2/聚氨酯复合涂层的光催化活性研究

用纳米二氧化钛浓缩浆制成了纳米TiO2／聚氨酯复合涂料。纳米TiO2／聚氨酯复合涂层的TEM观察和光催化实验表明,这种复合涂层中的纳米粒子分散均匀,无团聚体,并且具有良好的光催化活性。随着颜基比的增大,复合涂层的反应速率常数增大,光催化活性提高。在二氧化钛粒径不大于250nm时,复合涂层的反应速率常数和光催化活性在二氧化钛粒径为100nm处有一最大值。