酸性铬蓝K染料敏化纳米TiO_2的实验研究

为了提高二氧化钛(TiO2)在可见光下的催化性能,本文中采用酸性铬蓝K对纳米TiO2的敏化。然后通过TEM观察敏化后的TiO2的形貌,并在可见光下对甲基橙进行降解实验。实验结果表明,酸性铬蓝K可吸附在TiO2的表面,TiO2敏化后拓宽了的吸收光谱,在可见光范围有较大的吸收,并且发生了明显的红移现象。用不同的酸性铬蓝K时,20mg/L敏化的TiO2对甲基橙的降解效果最好。     

Fe3+-TiO2薄膜经不同温度退火后的可见光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Fe3+的TiO2薄膜,并在不同温度热处理.用SEM、XPS、UV-vis等分析方法进行结构表征和性能测试,通过降解亚甲基蓝溶液测试其可见光光催化活性.结果表明,723K时掺杂Fe3+的TiO2薄膜已经结晶,粒径为40～50nm.掺杂元素以Fe3+并口Fd2+形式存在于TiO2晶格并取代Ti4+形成Ti-O-Fe键,改变了TiO2的表面态,使TiO2带隙变窄,促进了对可见光的吸收.降解实验结果表明,823K热处理后掺杂铁的TiO2薄膜其光催化活性最好,在25W白炽灯模拟可见光下照射3.0h后,亚甲基蓝溶液的降解率接近30%.     

曙红,叶绿素铜三钠共敏化TiO_2纳米颗粒的光催化性能

采用曙红与叶绿素铜三钠对TiO2纳米颗粒进行了光敏化,研究了TiO2纳米颗粒在节能灯光源下的光催化活性。通过XRD、TEM和UV-Vis等手段对TiO2纳米颗粒的物相、粒径、形貌及光学性能进行了表征分析。结果表明:光敏化可以保持TiO2原来的锐钛矿相,对其形貌亦影响甚少;光敏化后的TiO2纳米颗粒在可见光区吸光程度有较大提高,两种光敏剂以协同作用使光谱响应波长向可见光方向移动,拓展了TiO2光谱响应范围。光催化降解实验表明:光敏剂共敏化TiO2纳米颗粒有很好的光催化性能,且敏化温度30℃,敏化时间8h,曙红质量浓度30mg/L及叶绿素铜三钠质量浓度20mg/L时,光敏化的TiO2纳米颗粒光催化效果最好,节能灯光源下对甲基橙的降解率为61.33%。     

硅掺杂介孔TiO2材料的制备及可见光下降解甲基橙研究

采用溶胶-凝胶法合成了硅掺杂的介孔TiO2材料,用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、和N2吸附脱附等分析手段对产物结构和光学性能进行了表征.分别在紫外和可见光下对甲基橙进行了降解实验,结果表明:Si/TiO2介孔材料在紫外光和可见光下均有较高的催化活性,3%Si/TiO2为催化剂,初始pH=3,催化剂用量为2g/L的条件下,分别以紫外光和可见光为激发光源降解甲基橙,甲基橙在1.5h和4h内被完全降解.     

罗丹明B敏化锐钛矿型TiO2的低温制备及性能

采用溶胶-凝胶法在低温(60～80℃)下制备得到罗丹明B染料敏化的锐钛矿型TiO2粉体.利用X射线衍射、红外光谱、荧光光谱、紫外-可见光吸收光谱、漫反射光谱对光催化剂的晶相结构、吸收光谱特征进行了表征,结果表明:罗丹明B与TiO2发生了相互作用,罗丹明B敏化的TiO2在可见光区域的吸收增强.光催化氧化实验表明,经罗丹明B敏化的锐钛矿型TiO2粉体,在普通日光灯下对甲基橙具有良好的光催化活性.     

锐钛矿型纳米TiO2溶胶的性能研究

采用溶胶法,以水为溶剂,在60℃下合成了TiO2溶胶.采用X射线衍射、差热分析、Zeta电位分析对其性能进行了表征,结果表明,所合成溶胶中的TiO2为纯锐钛矿型,平均粒径分布为2.3nm,Zeta电位为34mV.对甲基橙的降解实验表明,催化剂用量为5ml时,溶胶对甲基橙的降解率最高;在紫外光下,与P25粉体相比,溶胶降解速率更快,20min后对甲基橙的降解率即可达到93%.在可见光及荧光灯下溶胶也具有较好的降解效率.     

FePc敏化锐钛矿型TiO2的低温制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法在低温(50～80℃)下制备得到铁酞菁(FePc)染料敏化的TiO2粉体.利用X射线衍射、红外光谱、光电子能谱、紫外-可见光漫反射光谱对光催化剂的晶相结构、吸收光谱特征进行了表征,结果表明,所制备的复合粉体中TiO2为锐钛矿型,且晶粒细小;FePc敏化的TiO2在可见光区域的吸收有所增强.光催化氧化实验表明,经FePc敏化的锐钛矿型TiO2粉体,在普通日光灯下对甲基橙具有良好的光催化活性.     

N掺杂TiO2光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备锐钛矿型N掺杂TiO2粉体,通过X射线衍射光谱(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外/可见光漫反射吸收光谱(UV-vis)对粉体的性能进行表征.结果表明,N掺杂使TiO2粉体的晶粒细化,禁带宽度减小,光谱吸收阈值波长向可见光区红移至550nm左右.光催化降解甲基橙的实验表明,N-TiO2粉体在普通日光灯下对甲基橙的降解率明显优于纯TiO2粉体.     

TiO_2作为光催化剂的制备与表征研究

研究具有可见光催化活性的TiO2光催化剂的制备及表征,以探索具有可降解甲基橙的光催化剂为研究目标,利用溶胶-凝胶法合成了不同晶型的TiO2粉末,利用X-Ray衍射(XRD)实验确定其晶体结构,利用其对甲基橙的催化降解能力分析其光催化降解污染物性能。     

简单有效氮掺杂TiO2纳米微晶的制备、表征及其可见光活性

以尿素为氮源,采用简单的酸催化溶胶-凝胶法制备了氮掺杂TiO2纳米光催化剂,以甲基橙在可见光照射下的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性。运用XRD、XPS和UV-Vis DRS光谱表征技术考察了氮掺杂TiO2样品的微晶尺寸、晶相结构、表面组成及其吸光特性。结果表明氮掺杂减小了TiO2的带能隙,氮掺杂TiO2纳米微晶对400～530nm的可见光有较强的吸收,在降解甲基橙的实验中表现出良好的可见光催化活性。其中,400℃焙烧制得的具有单一锐钛矿相型,晶粒尺寸为14.94nm的TiO1.9904N0.0096样品的可见光催化活性最佳。     

一步水热法制备N,S（F）共掺杂TiO2纳米管及其可见光催化性能

以尿素、硫脲和氟化铵为掺杂物,采用一步水热法制备可见光响应的不同非金属共掺杂TiO2纳米管(TiO2NT)。通过SEM、TEM、XRD、BET、FT-IR、UV-Vis DRS等对样品进行了表征,考察其吸附性能及在模拟太阳光下对甲基橙的降解活性。结果表明,在碱性条件下一步水热法制备的不同非金属共掺杂TiO2NT具有较大的比表面积(193.93 m2/g)和较小的带隙能(2.76eV),非金属共掺杂明显提高了可见光利用率。在可见光辐照下,硫脲掺杂TiO2纳米管(N,S-TiO2NT)复合材料的光催化性能最好,反应100min后甲基橙降解率可达87.4%,降解过程符合一级动力学方程。     

铁掺杂二氧化钛光催化剂的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了铁掺杂二氧化钛粉体(Fe-TiO2),采用XRD、UV-Vis、PL、纳米粒度分析仪等方法对其进行表征和分析。结果表明,Fe掺杂降低了TiO2的相转变温度,拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验表明,Fe-TiO2粉体在普通日光灯下对亚甲基蓝的降解率达90.36%,明显优于德国Degussa公司生产的P25纯TiO2光催化剂对亚甲基蓝的降解率43.58%。     

玻璃纤维布负载TiO2光催化剂及其催化性能

用SEM分析了采用浸渍法制备的玻璃纤维布负载TiO2光催化剂的负载情况,又以紫外线高压汞灯为光源,研究了TiO2光催化剂对甲基橙的光降解作用,同时分析了负载次数与pH值对甲基橙降解的影响。结果表明,在试验条件下采用浸渍法制备玻璃纤维布负载TiO2光催化剂的最佳涂覆次数为6次,在酸性条件下降解效果较好。     

TiO_2-Al_2O_3负载型催化剂的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯和氢氧化钠为反应物,采用两步水热法制备TiO2纳米线,并将其原位负载于Al2O3载体上,研究它们对甲基橙的光催化降解性能。结果表明,锐钛矿相TiO2主要呈纳米线和八面体状负载在Al2O3载体上,当TiO2负载质量分数为30%,焙烧温度为400℃,催化剂用量为1.332 0 g/L时,TiO2-Al2O3负载型催化剂光催化降解甲基橙的性能最佳,光照5 h后,甲基橙在紫外和太阳光下的降解率分别达到58.9%和55.6%。相同实验条件下,TiO2-Al2O3负载型催化剂对甲基橙的降解率比单纯TiO2提高了35.1%。     

锌卟啉敏化TiO2光催化剂的原位法制备及其光催化性能研究

以锌卟啉为敏化剂,采用溶剂热法原位合成了锌卟啉敏化TiO2复合光催化剂。利用XRD、SEM、UV-Vis DRS和TG-DTA对所得锌卟啉-TiO2复合光催化剂进行了表征和分析。分析结果表明,采用原位合成法能使锌卟啉原位负载于TiO2表面,且未改变TiO2的晶型和形貌;锌卟啉的存在使TiO2在可见光区域出现吸收峰,采用原位合成法制备的金属卟啉敏化TiO2光催化剂相对于溶剂回流法制备金属卟啉敏化TiO2光催化剂有更好的热稳定性和更好的催化降解亚甲基蓝性能。     

四苯并卟啉锌及其衍生物敏化的TiO_2光催化降解曙红B的研究

为提高TiO2纳米晶在光催化过程中对可见光的利用效率,采用化学吸附的方法分别制备了四苯并卟啉锌、中位-四(酰氯基亚甲基)苯并卟啉锌和中位-四(羧基亚甲基)苯并卟啉锌修饰的TiO2纳米晶,并将其用于氙灯辐照下曙红B的降解。由于卟啉吸收可见光后,激发态电子能转移到TiO2的导带,敏化后TiO2的光降解效率均有所提高,其中中位-四(羧基亚甲基)苯并卟啉锌因其与TiO2有效地结合,降解效率最高。     

锌掺杂TiO_2光催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备了锌掺杂TiO2粉体(Zn-TiO2),采用XRD、TEM、UV-Vis、PL等方法对其进行表征和分析。结果表明,Zn掺杂降低了TiO2的相转变温度,拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验表明,n(Zn)∶n(Ti)=0.045,400℃烧结的Zn-TiO2粉体具有最佳光催化性能,在普通日光灯下对亚甲基蓝的降解率达95.77%,明显优于德国Degussa公司生产的P25纯TiO2光催化剂对亚甲基蓝的降解率44.95%。     

Co掺杂TiO_2光催化剂的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Co掺杂TiO2粉体(Co-TiO2),采用XRD、FT-Raman、UV-Vis、PL等方法对其进行表征和分析。结果表明,Co掺杂降低了TiO2的相转变温度,拓展了TiO2对可见光的吸收范围,有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。光催化降解亚甲基蓝(MB)的实验表明,n(Co)∶n(Ti)=0.002,400℃烧结的Co-TiO2粉体具有最佳光催化性能,在普通日光灯下对亚甲基蓝的降解率达90.56%,明显优于德国Degussa公司生产的P25纯TiO2光催化剂对亚甲基蓝的降解率44.95%。     

CuTSPc／TiO2纳米杂化材料的超临界制备及太阳光光催化

采用超临界处理方法，制备纳米四磺化酞菁铜（Copper（Ⅱ）Tetrasulfophthalocyanine，缩写CuTSPc）／TiO2杂化材料，采用XRD、UV-vis、IR对光催化剂进行了表征，以光稳定性较强的甲基橙水溶液为降解目标物，研究了CuTSPc敏化的TiO2光催化剂在太阳光光照射下的光催化活性。在合成的过程中，通过Sol-gel工艺使水溶性CuTSPc均匀分散在TiO2的基质中，经超临界处理后，在TiO2晶粒表面形成与CuTSPc键合，当可见光激发后，从CuTSPc光激发产生的光生电荷向TiO2转移，同时，通过能量转移，提高TiO2自身的光催化效率，以实现CuTSPc与TiO2协同可见光光催化，其中，掺杂比例0．17％（摩尔分数）的CuTSPc／TiO2太阳光降解率最高（0．0653min^-1）。     

具有可见光活性的纳米掺氮TiO2制备和表征

用硫酸钛与氨水反应得到TiO2前体,煅烧后制得掺氮TiO2粉体,研究不同反应条件和不同温度下掺氮TiO2的吸光特性和形态结构,结果表明掺氮TiO2在400℃：下加热1h,所得粉体是锐钛矿相结构,粒径约15nm,与未掺杂TiO2相比,吸收边红移22nm,对400-510nm的可见光有一定的吸收率,可见光下对甲基橙的降解表明具有可见光活性。