碳纳米管负载TiO_2光催化剂制备与活性研究

采用表面溶胶-凝胶法制备碳纳米管负载TiO2光催化剂,通过改变负载次数制备不同TiO2负载量的光催化剂.采用XRD,SEM,BET以及TG-DSC对该催化剂进行了表征.采用结晶紫光催化降解,研究碳纳米管负载二氧化钛的光催化活性.光催化测试结果表明,该碳纳米管负载TiO2光催化剂在紫外光照射下具有比TiO2(P25)光催化剂更优越的光催化降解结晶紫的活性.     

二氧化钛基光催化剂的开发与应用

笔者综述了TiO2基光催化剂的合成和制备技术的新进展,主要涉及纳米TiO2的液相和气相制备方法、TiO2的表面贵金属沉积、TiO2固载时载体类别的影响和负载后的光催化性能比较、金属元素及非金属元素的掺杂和表面修饰等方面,所有制备技术的主要目的在于提高其催化反应性能和光利用率;概述了TiO2基光催化剂在光催化有机合成、光催化废水处理和环境保护等方面一些新的应用研究进展,最后简要评述了TiO2基光催化剂的生产和其在光催化工业中的发展前景和方向.     

负载TiO_2光催化剂的制备表征及其降解效果

为解决传统纳米光催化剂不易分离和一般载体的比表面积较小、悬浮性差的问题,将纳米TiO2负载在不耐高温的聚丙烯多面球上,用偶联剂法制备了负载型TiO2光催化剂,并与溶胶-凝胶法制备的负载型TiO2光催化剂降解酸性红B染料溶液的效果进行比较,利用XRD和N2吸附法表征了催化剂表面结构性质.结果表明,偶联剂法制备的TiO2薄膜晶相单一,均为纳米锐钛矿,其晶粒度较小,比溶胶凝胶法制备的TiO2薄膜光催化活性高,降解效果优于溶胶-凝胶法.试验钛酸酯偶联剂用乙醇溶剂按体积比1∶1进行稀释,最佳TiO2投加质量比为2.5%~5%,且随着光照强度的增加,光催化反应速率提高.发现光催化氧化法处理酸性红B溶液的效果优于直接光解法;在连续使用7次以后,负载TiO2光催化剂的活性基本不变,可重复使用.     

负载型TiO2光催化剂的制备及光催化活性研究

目的 研究TiO2的光催化活性,制备可悬浮的负载型TiO2光催化剂,并以活性艳红X-3B有机染料为降解对象来检验光催化剂的光催化活性.方法 以钛酸正四丁酯为前躯体、无水乙醇为溶剂、以粒径2～3 mm粗孔硅胶微球为载体,用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂.以20 W(λ=253.7 nm)紫外线杀菌灯为光源,采用自制反应器进行光催化氧化试验.通过试验研究分析如负载型TiO2光催化剂无水乙醇和硝酸的投加量、镀膜次数、煅烧温度等因素对光催化降解效果的影响.结果 镀膜5次、煅烧温度为450℃制成的催化剂对活性艳红X-3B染料废水有较好的去除效果,当废水初始浓度50 mg/L,调节pH为3左右,催化剂的投加量为10 g/L,反应2 h,脱色率96%以上.结论 用溶胶一凝胶法制备负载型TiO2光催化剂具有较好的光催化活性,且克服了粉末状TiO2难回收、易流失的缺点.     

负载型TiO2光催化剂的制备及光催化活性研究

目的 研究负载型TiO2光催化剂对有机染料的处理效果,确定其去除活性艳红X-3B废水的工艺条件.方法 以钛酸正四丁酯为前躯体,无水乙醇为溶剂、以粒径2～3 mm粗孔硅胶微球为载体,用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂.以20W(λ=253.7 nm)紫外线杀菌灯为光源,采用自制反应器进行光催化氧化试验.通过试验研究分析了负载型TiO2光催化剂无水乙醇和硝酸的投加量、镀膜次数、煅烧温度等因素对光催化降解效果的影响.结果 镀膜5次、煅烧温度为450℃制成的催化剂对活性艳红X-3B染料废水有较好的去除效果.当废水初始质量浓度为50 mg/L,调节pH为3左右,催化剂的投加量为10g/L,反应2 h,脱色率96%以上.结论 用溶胶-凝胶法制备负载型TiO2光催化剂具有较好的光催化活性且克服了粉末状TiO2难回收、易流失的缺点.     

反相微乳液法制备负载型TiO_2光催化剂

以TiCl4为原料、粉煤灰微珠为载体,采用反相微乳液法制备了负载型TiO2光催化剂,讨论了负载对TiO2光催化剂的性能的影响。用热分析仪（DSC-TGA）测定了前躯体的热解行为,通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）对催化剂的物相、形貌及特征官能团进行表征,并用可见分光光度计测定甲基橙的降解率。结果表明：焙烧温度为550℃时,负载型TiO2光催化剂为锐钛矿与金红石混合型,且微珠表面形成一层连续、均匀的薄膜。甲基橙催化降解实验表明：负载型TiO2催化剂对甲基橙的降解率在90min内达到49%,明显高于未负载型光催化剂。     

活性炭负载TiO2光催化降解甲醛

研究了活性炭负载TiO2所制得的光催化剂(TiO2/AC)对空气中甲醛光催化降解效果,考察了光照时间、TiO2负载量、空气流量对甲醛光催化降解效率的影响,讨论了TiO2/AC对甲醛的吸附性能以及吸附一定量甲醛后对其光催化效果的影响.结果表明:在活性炭表面负载TiO2后,对甲醛仍具有很强的吸附能力;光催化剂在空气中对甲醛的光催化降解效率可达94.06%;吸附甲醛后,稳定状态下甲醛光催化降解效率和新制备催化剂基本相同;在保证每次镀膜(TiO2)厚度达到300 nm的条件下,一次镀膜光催化效率高于多次镀膜;随着空气流量的增加,甲醛光催化降解效率有所提高.     

紫外光原位还原法制备Pt/TiO_2及其光催化性能研究

以TiO2纳米粒子为载体,采用紫外光原位还原法制备了Pt/TiO2纳米光催化剂,并用TEM和EDS对其进行了表征。结果表明:纳米Pt负载到TiO2纳米粒子表面;Pt/TiO2的光催化活性是未处理纳米TiO2光催化活性的3~4倍。     

紫外光原位还原法制备Pt／TiO2及其光催化性能研究

以TiO2纳米粒子为载体,采用紫外光原位还原法制备了Pt／TiO2纳米光催化剂,并用TEM和EDS对其进行了表征。结果表明：纳米Pt负载到TiO2纳米粒子表面;Pt／TiO2的光催化活性是未处理纳米TiO2光催化活性的3～4倍。     

吸附相反应技术制备沸石负载TiO2光催化剂

以钛酸丁酯为钛源,天然沸石为载体,采用吸附相反应技术,以沸石表面吸附的水层为"纳米反应器",制备了沸石/TiO2光催化剂。运用红外光谱分析和X-射线光电子能谱分析对沸石/TiO2光催化剂进行了表征。结果表明,在沸石表面成功地负载了纳米TiO2。以250W紫外线高压汞灯为光源,以有机颜料甲基橙为目标降解物,研究了沸石/TiO2光催化剂的光催化性能,并探讨了沸石中TiO2负载量、沸石/TiO2用量与催化剂催化活性之间的关系。结果表明,当沸石与钛酸丁酯质量比为1∶3时,沸石/TiO2光催化剂具有较好的光催化活性。提高沸石/TiO2光催化剂的用量能提高其对甲基橙溶液的光催化降解效率。     

Eu掺杂TiO_2纳米晶光致发光影响因素

为了寻找Ti O2∶Eu3+纳米晶的最佳制备工艺条件,采用溶胶-凝胶法制备了Ti O2∶Eu3+纳米晶,研究了Eu3+掺杂浓度、退火温度、Al3+的掺入等工艺参数对Ti O2∶Eu3+纳米晶发射光谱的影响.利用PL、PLE对样品进行了表征.结果表明用468 nm激发光源激发Ti O2∶Eu3+纳米晶时,样品显示出强红光发射,对应于Eu3+粒子的5D0→7F2超灵敏跃迁;且荧光强度随着Eu3+掺杂浓度和退火温度的升高先增强后减弱;700℃退火的样品红光发射强度达到最强,Eu3+的最佳掺杂浓度为0.8%mol;Al3+的掺入可以提高Eu3+的红光发射强度,采用钛酸正四丁脂∶异丙醇∶冰乙酸∶水=1∶4∶4∶2制备出的Ti O2:Eu3+纳米晶的红光发射光谱最强.     

Preparation and densification of BaTiO3 nanopowder by sol—gel autoigniting synthesis

Autoigniting synthesis of gel from Ba(NO3)2,TiO(NO3)2 and C6H8O7.H2O aqueous solution was investigated at an initial temperature of 600℃ and tetragonal BaTiO3 nanopowder with particle size of 80nm was prepared.It is indicated that the specific surface area of the combustion product before and after calcination is 14.74m^2/g and 12.49m^2/g,respectively.The combustion wave is composed of solid phase reaction zone and gaseous phase flame reaction zone.The combustion flame temperature is 1123K derived from thermo couple measurement.The characteristics and densification behavior of the sol-gel autoigniting synthesized BaTiO3 nanopowder were in vestigated.     

钐掺杂二氧化钛粉体的制备及其光催化降解性能研究

采用微波水热法,以钛酸丁酯和氯化钐为原料,在冰醋酸催化作用下,制备出钐掺杂二氧化钛粉体.用XRD对所制备的粉体进行了表征,并以甲基橙染料为目标降解物,考察了钐掺杂量对粉体光催化降解性能的影响.结果表明,微波水热法最佳制备工艺是：1%wt钐掺杂,170℃下微波水热30 min后于80℃干燥24 h.钐掺杂二氧化钛的光催化降解能力显著高于纯TiO2,且随掺杂量的增加而增长,当钐掺杂量达1%时,光催化降解能力趋于稳定.     

二氧化钛干凝胶水热法制备纳米管及其机理研究

以溶胶凝胶法自制的干凝胶为原料,通过水热法和离子交换成功制备出长为50～300nm,直径为5～10nm的纳米管。采用TEM、XRD分析手段,对在不同工艺条件下获得产物的形态和结构进行表征。结果表明,水热后生成的纳米粉体为纳米片,经H+交换后,纳米片成功的卷曲成纳米管,且合成纳米管的成分为H2Ti5O11.3H2O,结晶度相对纳米颗粒而言有所降低。     

钛表面原位自组装TiO2空心球及生物活性研究

以单分散聚苯乙烯（PS）球为模板,聚苯乙烯磺酸钠（PSS）为表面活性剂,硫酸氧钛为前驱液,通过水解 溶胶法在低温条件下实现了自组装TiO2微球在钛基体表面的沉积,然后将其煅烧去除PS球,得到空心TiO2球,将此基体浸入模拟体液（SBF）中来观察表面磷灰石的生长情况.通过XRD和SEM对表面物相组成和微观形貌分析可知：TiO2球平均粒径为1.2 μm,分散性较好,与基体有良好的结合力,且该基体表面TiO2在1天内就能够诱导羟基磷灰石的生长,说明其具有良好的生物活性.此外,纳米结构TiO2的组成、形貌和结构可以通过调整组装温度和PS质量浓度来实现可控.     

柔性染料敏化太阳能电池TiO_2涂层电极的制备及性能研究

分别选用4种常用试剂(乙醇、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙酯以及去离子水)与水热TiO2物料混合制备了具有一定黏结性的印刷浆料,并利用丝网印刷法在柔性ITO/PET导电基板上制备TiO2印刷涂层,经过低温热处理后得到TiO2多孔涂层电极。利用X射线衍射仪、金相显微镜、傅里叶红外光谱仪以及SS50ABA型太阳能模拟器配合CHI600C型电化学工作站,着重研究了印刷浆料的物相组成、4种涂层电极的表面形貌、有机物残余量以及光电性能。结果表明,在n(TiO2)∶n(乙醇)=1∶6条件下,乙醇浆料在柔性ITO/PET导电基板上制备的涂层电极具有较好的光电性能,其开路电压为0.745 V,电流密度为1.897 mA/cm2,光电转化效率为1.48%。     

离子液体辅助TiO_2/蒙脱石材料的制备与性能研究

在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Bmim]BF4离子液体中合成了TiO2,经负载蒙脱石后,制备成TiO2/蒙脱石纳米复合材料.利用X射线衍射(XRD),差热分析法(TG-DSC)和红外光谱(FTIR)等分析手段对复合材料进行结构表征。结果表明,离子液体合成的TiO2粒径小,负载后的TiO2/蒙脱石复合材料耐热性较好,更加稳定;钛土比为1.5mmol/g,煅烧温度为400℃时,复合材料性能最佳,光照时间达到150min,催化剂对甲基橙的降解率为100%;将复合催化材料用于蓝藻水溶液的处理,效果较纯TiO2显著,显示出良好的应用前景.     

累托石/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为钛源,用溶胶-凝胶法制备了改性累托石/TiO2光催化剂,运用X射线衍射和扫描电镜对其进行了表征.结果表明,累托石结构中负载了纳米TiO2.以300 W紫外灯为光源,以亚甲基蓝为目标降解物,得到制备交联钠化累托石/TiO2复合材料的最佳条件是盐酸浓度为0.2 mol/L,TiO2与累托石添加比例为5 mmol/g,复合材料的煅烧温度为500℃.研究了累托石/TiO2光催化剂的光催化性能,当用紫外灯光照20m in,反应温度为30℃,溶液pH为6时,亚甲基蓝的去除率达到90%以上.     

TiO_2/ZnO超细粉体对PET纤维抗紫外性能及力学性能的影响

采用硅改性法对TiO2/ZnO复合粉体进行表面改性。通过在聚酯中添加改性TiO2/ZnO复合粉体形成共混体系,对TiO2/ZnO复合粉体的抗紫外性及其与聚酯共混纺丝后改性涤纶纤维的力学性能进行了研究。研究表明,经过表面改性后的改性剂最佳质量分数为0.1%,TiO2和ZnO粉体的添加量为1∶1时抗紫外线的效果最好,且粉体添加量越大,纤维的力学性能下降越多。     

PVDF/TiO_2复合平板超滤膜的制备与性能研究

采用自制纳米TiO2溶胶、商品化纳米TiO2粒子溶胶表面涂覆PVDF膜制得PVDF/TiO2复合膜.通过纯水通量、截留率、接触角以及抗污染性能等实验,考察了不同粒径、浓度的纳米TiO2溶胶对PVDF膜性能的影响,并利用FT-IR和SEM表征了该复合膜的微观构造.结果表明:复合膜的分离性能得到提高,且自制纳米TiO2溶胶改性的PVDF膜综合性能较优异,其接触角由改性前的85.0°降至46.0°,并且去离子水清洗50min后,通量恢复率稳定在95%以上;FT-IR分析显示,复合膜表面羟基数有所增加;SEM观察表明,在PVDF膜表面镶嵌和吸附有一定量纳米TiO2粒子使复合膜呈现出良好的抗污染性能.