TiO_2/改性膨润土复合光催化材料的制备及其性能

本文采用无机和有机两种改性方法对钠基膨润土进行改性,在超声辅助下采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/改性膨润土复合光催化材料。用X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)等测试技术对复合材料进行了表征,以TNT的吸附和降解为模型反应,考察了膨润土的改性对复合材料的吸附和光催化性能的影响。实验结果表明:无机改性的膨润土层间距减小,而有机改性膨润土的层间距增大;膨润土的改性提高了其对水中有机物的吸附性能,且能有效地抑制复合材料中TiO2晶粒尺寸,提高复合材料的光催化性能。     

纳米晶TiO2的制备及其表面光电性能研究

采用均匀沉淀法制备了锐钛矿型和金红石型TiO2纳米晶.对其进行了透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、场诱导表面光电压谱表征(FISPS).通过实验发现,不同晶型纳米TiO2的FISPS截然不同,这说明二者的表面性质有明显的差异.     

聚苯胺/TiO2复合纳米膜电极的制备及其光电性能

采用原位化学氧化法,在酸性TiO2溶胶中未加分散剂制备了聚苯胺修饰的TiO2稳定溶胶,并以涂刮法在柔性导电塑料薄膜上成膜。利用FT-IR、XRD、TEM、选区电子衍射、紫外-可见光谱、光电流-电压曲线对所制备的复合溶胶及复合膜进行了表征。结果表明TiO2与聚苯胺之间实现了结构上的复合,聚苯胺的引入改善了TiO2膜对太阳光的利用率,提高了TiO2膜的光电响应性能。这种用复合溶胶制备聚苯胺/TiO2复合膜的方式扩大了成膜基底的范围。     

醋酸纤维素/TiO_2复合膜的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,以纳米TiO2作为无机相添加剂,以醋酸纤维素(CA)作为成膜剂,乙酸甲酯为溶剂,使用流延法制备醋酸纤维素/TiO2复合膜。运用FT-IR、UV-Vis等方法对复合膜进行表征。结果表明,复合膜的热稳定性、耐碱性以及对紫外线的吸收均有所提高。在光照下,对E.coli的抗菌性有所提高。     

基于双层TiO2复合ZnO薄膜电池的制备及光电性能的研究

采用二氧化钛(P25)、粘接剂和溶剂经研磨制备致密二氧化钛薄膜,并结合水热法在致密薄膜上制备多孔二氧化钛薄膜,然后再将其浸渍在醋酸锌溶液中制备成TiO2/ZnO复合薄膜,将所制得的复合薄膜分别作为光阳极制备成染料敏化太阳能电池.通过对光电性能的比较研究,底层致密外层多孔二氧化钛薄膜远远优于致密二氧化钛薄膜,而在醋酸锌中浸泡80 min时所得TiO2/ZnO复合薄膜的光电性能最好,光电转换效率高达4.36％.     

TiO_2/硅藻土复合光催化材料研究进展

综述了TiO_2/硅藻土复合光催化材料的制备工艺及其在环境污染治理方面的应用研究进展,并从硅藻土及TiO_2改性的方面对TiO_2/硅藻土复合光催化材料的研究进行了详细论述,提出了存在的问题及研究发展方向。     

高性能可见光Pt/TiO_2光催化材料的制备与性能研究

以钛酸四丁酯为钛源,H2Pt Cl6·6H2O为Pt源,采用溶胶-凝胶法制备了高性能可见光Pt/Ti O2光催化材料。采用XRD和UV-Vis对制备样品进行了表征。XRD结果表明,制备Ti O2为锐钛矿相结构,Pt的加入未改变Ti O2的晶相结构,且未发现Pt的相关衍射峰。UV-Vis测试结果表明,0.6%Pt/Ti O2样品表现出较好的可见光吸收性能。在可见光条件下,以亚甲基蓝溶液为模拟污染物对Pt/Ti O2的光催化性能进行考察。实验结果表明,随Pt掺杂量增加,亚甲基蓝降解速率常数先增大后趋于平缓,0.6%Pt/Ti O2的光催化效率最高。采用XPS对Pt/Ti O2样品产生可见光催化活性的机理进行了分析。     

纳米Ag2S/TiO2异质复合薄膜的制备和光电性能

以异丙醇钛(C12H28O4Ti)为主要原料合成氧化钛(TiO2)前驱体溶胶,并结合230℃水热处理得到TiO2溶胶,利用电流体动力学(EHD)技术在掺氟氧化锡导电(FTO)玻璃基片上镀膜,450℃高温煅烧制备具有多级结构锐钛矿TiO2纳米薄膜.以硝酸银(AgNO3)及硫化钠(Na2S)分别为银源和硫源,采用化学浴沉积...     

玻璃基底TiO2纳米管阵列的制备及其光电性能研究

提高二氧化钛纳米管阵列电极的机械稳定性,改善电极的透光性能,有助于提高其光电催化性能,拓展电极的应用范围.通过室温射频溅射方法在玻璃基底上溅射一层金属钛膜,然后在含0.5%HF的电解液,10V阳极氧化电压下进行阳极氧化,得到玻璃基TiO2纳米管阵列电极.扫描电子显微镜和X射线衍射分析表明,玻璃基表面形成了孔径为20～30nm,管长约130nm排列有序的锐钛矿型TiO2纳米管阵列.光电性能测试表明,玻璃基TiO2纳米管阵列与金属钛基TiO2纳米管阵列表现出相似的光电催化性能,明显优于磁控溅射制备的TiO2薄膜.     

纳米Ag@SiO_2/TiO_2复合光催化剂的制备及性能研究

利用改进的Stber法在银核表面包覆一层SiO2,制备核-壳结构Ag@SiO2,然后以钛酸丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备出Ag@SiO2/TiO2复合光催化剂。应用XRD、TEM,UV-Vis和荧光光谱仪对样品进行表征。以亚甲基蓝作为降解模型化合物,研究所制备Ag@SiO2/TiO2复合材料的光催化性能。结果表明,由于贵金属Ag的存在,大大提高了TiO2的光催化效率;而Ag@SiO2结构,使得Ag的等离子共振峰明显向长波方向移动,与TiO2复合后,拓宽了TiO2的光谱响应范围,从而提高对可见光的利用率。     

微乳液模板法制备多孔二氧化钛光催化薄膜

通过在钛溶胶中掺入阳离子型微乳液,并控制掺入量和pH值,使混合溶胶稳定,涂膜后经过适当热处理得到了TiO2纳米多孔薄膜.借助XRD、FT-IR、DTA、AFM、BET等测试手段,分析讨论了微乳液模板的加入对多孔二氧化钛薄膜的结晶行为、表面形貌和孔结构的影响.光催化结果表明,适当的表面形貌和孔结构可以显著提高TiO2薄膜的光催化能力.     

TiO2膜/硅胶复合微球的制备及光催化性能

采用硅胶微球为载体,以TiO2溶胶为涂膜液,制备TiO2膜/硅胶复合微球,用XRD,FT-IR和显微镜等对催化剂的物相、形貌行了表征,并考察其对甲基橙溶液的光催化降解性能.结果表明:TiO2膜和硅胶微球之间存在化学键合作用,涂膜5层微球粒径为0.5～3mm,呈白色,水溶液中透明,是理想的光催化材料.其光催化性能随涂膜层数和催化剂用量的增加而增大,涂膜的5层微球甲基橙降解率可达85%.     

Nanostructured TiO 2 photocatalyst and pump-probe spectroscopic study

Titanium dioxide (TiO₂), with its large band gap, has attracted much attention due to its excellent photocatalytic activity. TiO₂ ball-shaped nano-particles were deposited on silicon substrates by a thermal oxidation approach. With an increase in the annealing temperature the surface morphology and the structure of TiO₂ remained stable, exhibiting good heat stability; meanwhile, the hydrogen production rate also increased. The femtosecond pump-probe spectroscopic study showed that the lifetime of carriers of the samples as- deposited and post-annealed at different temperatures were longer than 20 ps.     

MnO_2/TiO_2复合物电极的制备及超级电容性能

采用水热法在阳极氧化的TiO_2纳米管阵列上修饰MnO_2,制备MnO_2/TiO_2复合物电极,并组装为对称超级电容器。利用FESEM、TEM、XPS和电化学工作站对样品的表面形貌、元素价态和电化学性能进行表征。结果表明:MnO_2以纳米颗粒形态均匀分布在TiO_2纳米管阵列管口和内部,充放电电流密度在1A/g下时,比电容为429.3F/g,经5 000次循环后的电容保持率为82.4%。MnO_2/TiO_2对称超级电容器在电流密度5A/g下充放电比电容为39.9F/g,经5 000次循环后的电容保持率为91.5%;功率密度400 W/kg下,能量密度为18.98 Wh/kg。阳极氧化的TiO_2纳米管阵列既可做MnO_2的载体,基底Ti又可做集流体,减轻了超级电容器的质量,为制备超级电容器提供了一种思路。     

TiO2光催化剂失活与再生的研究

以甲基橙的降解为实例研究了TiO2光催化剂的使用活性、失活及再生等问题.在本实验条件下,新制光催化剂对甲基橙的降解率η为61%;5、6、10、12次使用后,η分别降至58%、48%、27%、13%.结果表明,光催化剂5次使用内,活性基本不变,12次使用后,活性基本丧失.对于失活光催化剂,采用3种方法对其活性进行再生:蒸馏水中超声20min,并辅以紫外光照;0.1mol/L H2O2水溶液中超声20min,并辅以紫外光照;450℃高温下焙烧30min.对于6次使用光催化剂,上述3种方法可使η分别恢复至60%、61%、56%;10次使用光催化剂,上述3种方法可使η分别恢复至30%、63%、61%;12次使用光催化剂,上述3种方法可使η分别恢复至19%、29%、60%.     

TiO2/Bi2WO6复合光催化剂的制备及光催化性能研究

TiO₂/Bi₂WO₆异质结是当前最具潜力的一种可见光响应半导体光催化剂。以富含缺陷的TiO2纳米带为基体,采用水热法,诱导Bi2WO6在基体缺陷位点进行异质生长,从而合成具有异质结构的TiO₂/Bi₂WO₆复合材料。利用XRD、SEM、UV-Vis等技术,分析了基体表面缺陷、Bi2WO6负载量对TiO₂/Bi₂WO₆复合材料微观结构和性能的影响。结果表明,在基体表面引入缺陷,可以使TiO₂/Bi₂WO₆复合材料在可见光下对有机污染物Rh B的降解速率提高约50%。Bi2WO6负载量为0.12时的TiO₂/Bi₂WO₆复合材料,在可见光下,辐照6 min后对Rh B的降解率达99.3%,辐照30 min后对MB的降解率达99.7%,辐照15 min后对TC-HCl的降解率达87.7%。     

碳掺杂TiO_2光催化剂的制备与性能研究

以葡萄糖和钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了C-TiO2光催化剂粉体。利用XRD、XPS、Raman、PL、UV-Vis等对样品进行表征分析,研究了不同制备条件对样品性能的影响,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,研究了其光催化性能。结果表明,碳掺入到TiO2晶格中,促进了样品由锐钛矿相向金红石相的转变,拓展了TiO2在可见光区的光谱响应范围,降低了光生电子和空穴的复合几率。当n(C)∶n(Ti)=0.30,400℃条件下焙烧4h制备的样品催化性能最好,在普通日光灯下3h内对MB的降解率达90.17%,显著高于同等实验条件下的Degussa P25(49.71%)。     

Cu-Ti合金与H_2O_2直接氧化法制备Cu掺杂TiO_2薄膜EI北大核心CSCD

以Cu-Ti合金为基体,采用含H_2O_2溶液直接氧化法制备Cu掺杂TiO_2薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对薄膜形貌、化学成分和相组成进行分析。结果表明:所制薄膜通过溶解-沉积机理形成,合金表面先沉积Cu掺杂的非晶态TiO_2薄膜,经空气中450℃热处理1h获得Cu掺杂的锐钛矿型晶态TiO_2薄膜。含H_2O_2溶液中需加入一定量聚碳酸酯或聚乙烯乙酸酯,以促进非晶态TiO_2在合金表面的沉积。所制薄膜对罗丹明B具有优异的光催化降解作用,在12W紫外光下照射4h后,Cu_(30)Ti_(70)合金表面形成的薄膜对罗丹明B溶液(20mg/L)的降解率达到31.7%。     

复合电沉积制备SnO2/TiO2薄膜及其光电催化性能

为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明:该薄膜由0.3~1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高.     

Composite of Carboxyl-Modified Multi-walled Carbon Nanotubes and TiO2 Nanoparticles: Preparation and Photocatalytic Activity

The composite of carboxyl-modified multi-walled carbon nanotubes (MWNT-COOHs) and TiO₂ nanoparticles was prepared by improved solvothermal process. X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscope (TEM) and UV-Vis spectra were used to characterize the products. The results show that MWNT-COOHs were “welded” by the TiO₂ nanoparticles attached to the open ends of MWNT-COOHs. Compared with pure TiO₂ nanoparticles, the composite displays higher photocatalytic activity with 99.9% of degradation ratio of copper sulfophthalocyanine after 3 h irradiation.