微波辐照掺硫改性有序多孔TiO_2制备与光催化性能研究

采用晶胶模板法制备了有序多孔TiO2材料,在微波辐照条件下对其掺硫改性,利用SEM、XRD、XPS分析等方法对掺硫TiO2材料进行表征,并研究掺硫前后TiO2材料光催化性能。实验结果显示,通过晶胶模板法制备的有序多孔TiO2材料整体比较致密,但局部有孔洞的塌陷。微波辐照前后有序多孔TiO2材料的晶型没有改变,仍为锐钛型。XPS分析发现微波辐照制备掺硫有序多孔TiO2材料是可行的,且有序多孔TiO2材料中含有硫元素约为1.44%。掺硫有序多孔TiO2材料的光催化性能好于未掺硫TiO2光催化性能。     

微波掺氮有序多孔TiO2材料的制备与性能

采用晶胶模板法制备了有序多孔TiO<,2>材料,在微波辐照条件下对其掺氮改性,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)方法对掺氮TiO<,2>材料进行表征,并研究掺氮前后TiO<,2>材料光催化性能.实验结果显示,通过晶胶模板法所制备的有序多孔TiO<,2>材料的整体比较致密,但局部有孔洞的塌...     

微波辅助法制备掺铁TiO_2及其光催化性能

采用微波辅助法在不同掺铁量、不同焙烧温度和不同焙烧时间下制得不同掺铁TiO2光催化材料。运用X射线衍射、紫外可见光漫反射及电感耦合离子体发射光谱仪等多种方法进行表征。结果表明:采用该法铁掺入到了TiO2中,且该法掺铁能够拓宽光谱吸收范围。在获得相同产品的条件下,微波也表现出了更省时的优势。对Fe-TiO2的结构及光催化性能研究表明,掺杂铁离子会抑制金红石型TiO2的生成,能使样品的吸收边带红移,且掺铁量为0.5%的TiO2光催化效果最好。     

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%。     

微波辅助法制备TiO2及其光催化性能

以四氯化钛为主要原料,采用微波辅助法制得TiO2光催化材料。运用X射线衍射线、紫外可见光漫反射、拉曼光谱及扫描电子显微镜等多种方法进行表征和分析。结果表明,采用微波辅助法能够获得纳米TiO2,且微波法能够制备出和常规加热法同样的产品,但微波加热快捷省时。焙烧温度对TiO2结构和光催化活性有重要的影响。微波焙烧较适宜的温度为400~600℃。     

TiO2@SiO2微球的制备及其光催化性能研究

采用模板法以钛酸丁酯为钛源,SiO2为模板球,制备出了TiO2包覆SiO2微球。利用SEM、TEM、XRD、EDS对样品形貌、结构和成分进行了表征分析,并测试了样品的光催化性能。结果表明TiO2@SiO2微球的光催化性能优于用相同方法制得的TiO2的光催化性能,当使用TiO2@SiO2微球为光催化剂时,在光照180min后甲基橙的降解率达到82%,而相同方法制得的TiO2为56%,较后者提高了26%,具有良好的光催化活性。     

聚乙烯亚胺改性TiO2及光催化性能研究

纳米TiO2经3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性后,再通过聚乙烯亚胺(PEI)单体在APTES-TiO2表面进行原位化学氧化接枝聚合,制备了基于共价键结合的PEI/APTES-TiO2纳米复合光催化材料。以甲基橙(MO)为目标降解物,研究了所制备复合材料在紫外光下和太阳光作用下的光催化性能。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等对所制备的复合材料进行了表征。结果表明,TiO2经过有机改性后复合材料在紫外光和太阳光下都出现了较强的吸收,光能的利用率和光生载流子的分离效率得到提高,复合材料表现出较高的光催化活性。     

模板法制备TiO2的研究进展

作为近些年来倍受关注的过渡族金属氧化物,TiO2被广泛应用于诸如光催化、染料敏化太阳能电池、气体传感器等多个领域。与合成TiO2的传统方法相比,模板法有着反应条件温和、产物形貌尺寸易控、操作简单等优点。将模板分为非生物模板与生物模板两大类,分别综述了以这两大类模板制备TiO2的最新进展,并且介绍了其在各个领域的应用,最后展望了模板法制备TiO2未来的发展方向,以期为今后模板法制备TiO2的工作提供参考与指导。     

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.     

TiO2微球的制备及其光催化性能研究

采用水解沉淀法制备了TiO2微球,并研究了钛酸丁酯与添加剂(PEG400)的摩尔比对生成的TiO2微球的形貌及粒径分布的影响。采用XRD、SEM和FT-IR对合成TiO2微球结构及形貌等进行表征,并以甲基橙溶液为目标降解物,对其光催化性能进行测定。结果表明,添加剂的浓度没有改变TiO2的晶型结构;当PEG400浓度在0.05～0.10mol/L范围时,TiO2呈双粒径分布,随着添加剂浓度增加,大粒径微球数量减少,小微球数量增加;当添加剂浓度增加到0.15～0.20mol/L时,小微球保存下来,大微球消失,其催化性能最强,对甲基橙溶液脱色率最高能达到98.29%,且稳定性好,能重复使用。     

溶胶-凝胶模板法制备有序大孔TiO_2微球

以无皂乳液聚合方法自制的单分散聚苯乙烯(PS)微球乳液为原料,利用PS自组装制备了有序胶体晶体模板("蛋白石"),采用溶胶-凝胶模板法制备了有序大孔TiO2微球("反蛋白石"),其孔呈六边形,孔径分布均一,约为200nm。运用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对其形貌特征及晶型进行了表征,结果表明,采用表面含有羧基的单分散聚苯乙烯微球及高的硅油黏度制得的模板有序度高;通过控制煅烧温度可以改变有序大孔TiO2微球的晶型,当煅烧温度为500℃时,其晶型为锐钛型,当煅烧温度为700℃时,其晶型则为金红石型。     

微波加热法制备Ag/TiO_2及光催化降解气相甲苯

以钛酸四丁酯为钛源,分别使用微波加热法和水热法制备Ag改性的TiO2,采用X射线衍射(XRD)、X射线荧光探针(XRF)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)和扫描电镜(SEM)对其进行表征.以气相甲苯为降解对象,分别在紫外和可见光辐照下,对样品进行光催化活性试验.结果表明:与水热法比较,微波加热法更有利于Ag对TiO2微观结构的改性,所制备的Ag改性TiO2包含了锐钛矿、金红石和板钛矿三种晶相,其粒径更小(16.4nm)、孔道结构更丰富、团聚体更小(80~200nm)、带隙能更低(2.87eV),表现出对气相甲苯更有效的紫外光和可见光降解能力.     

氮掺杂TiO2光催化杀菌性能的研究

以廉价的TiOSO4为原料,通过水解法制备正钛酸前驱体,然后向正钛酸前驱体中加入尿素作为氮源,经煅烧制备氮掺杂纳米TiO2,采用X射线衍射、紫外-可见吸收光谱和扫描电镜等方法对制备的样品进行了表征,研究了不同N/Ti配比、煅烧温度、TiO2浓度、细菌浓度对光催化杀菌的影响.结果表明,制备的样品均为锐钛晶型,氮掺杂使TiO2在可见光区的光吸收明显增强;煅烧温度和N/Ti配比对光催化杀菌效果影响显著;当TiO2的质量浓度为1.5g/L时杀菌效果最好;当细菌浓度低于106细胞/mL时,氮掺杂TiO2的杀菌率可达90%以上.     

氮掺杂改性TiO_2多孔薄膜光催化降解4-硝基苯酚

本文采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂TiO_2光催化剂,并对N掺杂TiO_2进行了改性,分别以P25、N掺杂TiO_2、改性的N掺杂TiO_2为原料,通过逐步研磨、旋转涂膜以及高温煅烧制得三种多孔薄膜,并对其进行了表征。场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察结果显示,煅烧后薄膜呈现显著的多孔结构。以4-硝基苯酚(4-NP)溶液为目标污染物,研究紫外光下TiO_2多孔薄膜的光催化性能,确定最佳降解条件,并研究了薄膜耐用性以及三种薄膜对4-NP的光催化性能的比较。结果表明,三种多孔薄膜中,改性N掺杂TiO_2多孔薄膜光催化性能最佳,10mg/L的4-NP溶液吸附30min,在pH=2条件下180min,降解率达到了90%以上,改性N掺杂TiO_2多孔薄膜单次降解180min,循环使用4次的降解率仍接近80%,显示了薄膜具有较好的可耐用性。     

液相合成超小TiO2纳米簇及其光催化性质

稳定原子团簇是高效催化剂在物质结构上的发展方向。研究将正钛酸四丁酯的水解产物在80℃下水中胶溶得到了粒径2 nm左右的超小TiO₂纳米簇。XRD和HRTEM分析结果显示: 这种超小TiO₂纳米簇为锐钛矿型晶体结构; 采用XPS测定其仅含Ti⁴⁺, 无氧空位缺陷; 采用BET测试其比表面积为269.28 m²/g; 通过紫外-可见透射光谱, 计算光学带隙为3.57 eV, 表现出小尺寸化量子效应。这种超小TiO₂纳米簇在235~340 nm波长范围有强吸收带, 使得其在太阳光照射下可将Cr⁶⁺彻底还原成Cr³⁺。在重铬酸钾溶液中紫外光照下Cr⁶⁺的光催化还原实验发现, 超小TiO₂纳米簇对Cr⁶⁺还原效率比普通TiO₂纳米晶提高了4倍以上。     

氮掺杂TiO_2的制备及其在不同光源下的光催化性能

本文以钛酸四正丁酯为前驱体,以氨水为氮源,通过温和的溶胶-凝胶法制备了N掺杂TiO2光催化剂,采用FT-IR、TG、粒度、UV-Vis/DRS、XRD、TEM和XPS对其进行了表征。XRD、TEM测试显示N-TiO2光催化剂颗粒分布均匀、晶粒尺寸20nm左右。XPS测试表明N掺杂TiO2形成取代态O-Ti-N结构和间隙态Ti-O-N结构。以亚甲蓝为目标污染物,探讨N/Ti摩尔比、煅烧温度、煅烧时间对催化剂催化性能的影响,评价催化剂在自然光、紫外光以及可见光下的催化活性。结果表明,在紫外或可见光下,不同比例的N-TiO2催化性能相近;自然光下,当N/Ti摩尔比为0.15和0.20时,其催化活性最佳;其反应速率符合一阶动力学原理。在三种光源下,煅烧温度越高,催化剂的催化性能越好,但煅烧时间对催化剂的催化性能影响较小。本研究结果显示N-TiO2催化剂在自然光、紫外光及可见光下均具有良好的光催化性能,具有广泛的实用性。     

TiO2光催化中价电子的转移过程及其作用

简要分析了二氧化钛光催化中价电子转移过程,即价电子跃迁和电子空穴复合过程,指出价电子转移过程的变化必然引起TiO2光催化效率的变化,重点说明了改变电子受体的种类、半导体表面改性、重金属表面改性、阴离子掺杂和金属离子掺杂等方法的具体原理,进一步探讨了价电子转移过程同光催化效率之间的关系.     

SiO2@Ag@SiO2@TiO2核壳结构的制备及其光催化降解性能

光催化是一种绿色且高效的降解染料污染物的方式, 在水污染治理中应用广泛。本研究以SiO₂为核层, 依次采用氧化还原法、改进的Stöber法及水热法合成SiO₂@Ag@SiO₂@TiO₂多层核壳结构作为光催化剂用于染料污染物降解, 并探讨了硝酸银(AgNO₃)、正硅酸乙酯(TEOS)、钛酸四丁酯(TBOT)等用量对包覆效果的影响。采用不同表征手段对样品的微观形貌、物相结构、孔结构参数和光电性能进行分析表征。结果表明, 当AgNO₃、TEOS、TBOT与SiO₂的质量比为5 : 2.4 : 6 : 1, 多层核壳结构每层均达到最优包覆效果。与SiO₂@TiO₂和SiO₂@Ag@TiO₂催化剂相比较, SiO₂@Ag@SiO₂@TiO₂核壳结构的光催化剂具有更佳的光催化活性, 光照45 min可降解93%的MB溶液, 经4次循环后其光催化效率为90%。     

细菌纤维素负载稀土掺杂二氧化钛复合膜的制备和光催化性能

以细菌纤维素(BC)为载体,用溶胶-凝胶法原位生成稀土镧和铈元素(La,Ce)掺杂的二氧化钛复合膜,以甲基橙为目标降解物,考察了复合膜的光催化活性。结果表明:稀土元素已引入TiO_2/BC复合膜中;掺杂TiO_2的晶型为锐钛矿型;掺杂稀土的TiO_2/BC复合膜的光催化活性比未掺杂的有较大提高;铈掺杂的TiO_2/BC复合膜的光催化性能优于镧掺杂的;Ce~(4+)掺杂的最适浓度为2 mmol/L,而La~(3+)掺杂的最适浓度为5 mmol/L;稀土掺杂的TiO_2/BC复合膜对甲基橙溶液重复降解5次的降解率仍高于70%。