高温水解溶剂热法合成纳米TiO_2及其光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱体，在丙酮、吡啶和乙醇的混合溶剂中，采用高温水解溶剂热法合成了纳米TiO2粉体。XRD和TEM分析结果表明，纳米TiO2的平均晶粒尺寸约为llnm，分散性好，是纯单相锐钛矿型。经不同温度煅烧处理后可知，当煅烧温度低于等于800℃时，该纳米Ti02都能保持单一的锐钛矿相，具有高的热稳定性；当煅烧温度低于等...     

石墨烯/纳米TiO2复合材料的制备及其光催化性能

以氧化石墨烯（GO）和钛酸四丁酯（Ti（OBu）₄）作为初始反应物,采用乙醇溶剂热法合成了石墨烯/纳米TiO₂复合材料,并利用XRD、FE-SEM、TEM、RAMAN和XPS等手段对石墨烯/纳米TiO₂复合材料的晶体结构、形貌及元素形态等性质进行了表征,同时将复合材料应用于光催化降解甲基橙溶液,进行光催化性能评价。结果表明：Ti（OBu）₄在乙醇溶剂中通过化学静电引力吸附到GO表面,经过溶剂热反应,GO被还原成石墨烯的同时,石墨烯的表面负载生长锐钛矿TiO₂颗粒。随着溶剂热反应时间的延长,GO表面的活性基团减少,还原更加彻底,同时TiO₂晶粒有一定的增大趋势;与纯TiO₂相比,石墨烯/纳米TiO₂复合材料光催化活性明显提高,石墨烯含量对复合材料的光催化活性有直接的影响。     

TiO2/石墨烯纳米复合材料的合成及其光催化应用研究进展

以石墨烯材料修饰TiO2半导体光催化材料能够促进电子-空穴的有效分离,增大半导体表面的氧化物种富集程度,提高光催化活性。因而石墨烯-TiO2复合材料在光催化领域中被广泛研究。综述了TiO2负载在石墨烯膜/片上结构、TiO2-石墨烯异质结结构、TiO2-石墨烯核-壳式结构、TiO2-石墨烯及其他掺杂物纳米复合材料的制备,及其在光催化应用中的最新研究进展。     

溶剂热法一步合成Ag/TiO_2核壳纳米材料及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯(TBT)和AgNO3为原料,采用溶剂热法一步合成了Ag/TiO2核壳结构纳米纤维和纳米颗粒,并利用SEM、TEM、XRD等详细表征了样品的结构和组成。AgNO3添加量、水热反应温度、分散剂聚丙烯酸(PAA)等对产物的形貌、结构和晶型有较大影响,并进一步研究了形貌、结构和组成对光催化性能的影响,分析了造成影响的机制。     

TiO2纳米带制备、表征及光催化性能

采用简单的水热反应以及后续的热处理,制备了大量的TiO2纳米带。通过XRD、SEM、TEM以及UV-Vis对产物进行表征和分析,并以甲基橙作为目标降解物,对退火后的产物进行了光催化性能测试。结果表明,所制备的样品在600℃热处理3h后,样品为锐钛矿相与TiO2(B)相的混晶相。退火以后,带的形态保持较好,带宽约60nm。室温下,所制备的混晶TiO2对甲基橙具有良好的紫外光降解能力,60min后降解度达96%。     

纳米TiO2/碳化植物纤维复合材料的制备与光催化性能

以碳化植物纤维(CPF)为载体,将纳米TiO₂附着于纤维表面,通过浸渍煅烧法和溶剂热法合成纳米TiO₂/CPF复合光催化剂,并对其光催化性能进行了研究。通过SEM、HRTEM、XRD、EDS分析了纳米TiO₂/CPF复合光催化剂的微观结构和化学组成;以光催化降解亚甲基蓝为模型反应,考察复合材料中不同纤维种类和TiO₂负载量对光催化活性的影响。结果表明,在一定范围内随TiO₂负载量的增加,纳米TiO₂/CPF复合材料光催化性能先增强后减弱。纳米TiO₂/CPF复合材料的光催化性能明显提高是由于在TiO₂和碳纤维界面的良好电荷分离能力。降解染料的活性物种有超氧负离子和羟基自由基,但羟基自由基是主要物种。此外,浸渍煅烧法和溶剂热法生成的纳米TiO₂在纤维表面的存在形式不同,浸渍煅烧法生成纳米TiO₂薄膜,包裹纤维;而溶剂热法生成的TiO₂结晶成纳米颗粒,附着于纤维表面。      

纳米TiO2-ZnO复合材料的制备及其光催化性能

本文以TiO2纳米管阵列作为模板,利用溶胶-凝胶法制备ZnO@TiO2纳米复合材料,通过SEM等测试手段对其结构进行了表征,并进一步研究了该复合材料在紫外光下对亚甲基蓝溶液的光催化效率。发现ZnO@TiO2复合材料的光催化效率与模板孔深孔径有关,并且由于TiO2与ZnO间的电荷转移作用,使得纳米复合材料的光催化效率高于TiO2模板和ZnO@AAO光催化效率的线性加合。     

纳米TiO2建筑材料光催化净化室内甲醛研究进展

纳米TiO2建筑材料应用于现代家庭室内装饰装修,可以净化室内空气,尤其是甲醛。探讨了TiO2光催化降解室内甲醛气体的机理,重点对玻璃、陶瓷、涂料、板材这四种建筑材料在光催化净化室内甲醛气体的应用做了介绍;详细讨论了纳米TiO2建筑材料光催化活性的主要影响因素是光照强度、相对湿度、气体流速、初始浓度等,并提出金属离子掺杂、阴离子掺杂、共掺杂、贵金属沉积和半导体复合的方法来提高TiO2光催化活性;最后对在实际应用中提高TiO2的可见光利用率以及TiO2与建筑材料之间的相互作用机理研究方面进行了展望。     

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。     

γ-Bi2O3/TiO2复合纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术与溶剂热法相结合制备了γ-Bi2O3/TiO2复合纤维光催化材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外–可见吸收光谱(UV-Vis)等分析测试手段对材料进行了表征,并以罗丹明B(RB)的脱色降解为模式反应,考察了材料的可见光催化性能.结果表明:γ-Bi2O3纳米片均匀地生长在TiO2纤维上,形成了具有异质结构的γ-Bi2O3/TiO2复合纤维光催化材料,其光谱响应范围拓宽至可见光区,有利于TiO2光生电子和空穴的分离,增强了体系的量子效率.与纯TiO2纤维相比可见光催化活性明显提高,对RB的脱色率达87.8%.     

TiO_2纳米粉体的溶胶-凝胶工艺制备和光催化活性表征

通过溶胶 -凝胶工艺制备了锐钛矿型TiO2 纳米粉体 ,TiO2 粉体由 40～ 80nm的球形颗粒组成。XPS研究表明 :TiO2 纳米粉体中主要含有Ti和O元素 ,未发现其它杂质元素 ,O/Ti的原子比为 2 .14,其中含有一定量的羟基 (-OH)。甲基橙水溶液的光催化降解实验表明 :溶胶 -凝胶工艺制备的锐钛矿型TiO2 纳米粉体的光催化活性明显高于普通TiO2 粉体。     

TiO_2纳米粉体的溶胶-凝胶工艺制备和光催化活性表征

通过溶胶 -凝胶工艺制备了锐钛矿型TiO2 纳米粉体 ,TiO2 粉体由 40～ 80nm的球形颗粒组成。XPS研究表明 :TiO2 纳米粉体中主要含有Ti和O元素 ,未发现其它杂质元素 ,O/Ti的原子比为 2 .14,其中含有一定量的羟基 (-OH)。甲基橙水溶液的光催化降解实验表明 :溶胶 -凝胶工艺制备的锐钛矿型TiO2 纳米粉体的光催化活性明显高于普通TiO2 粉体。     

溶胶-凝胶法制备TiO2粉体及其光催化性能研究

以钛酸丁酯为前驱物,无水乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2粉体,并采用紫外分光光度计、XRD等表征手段对TiO2的粒度、晶型结构进行了表征,分析了煅烧温度、TiO2晶型比例、溶液初始pH值等因素对TiO2结构性能及光催化活性的影响.结果表明:TiO2的锐钛矿晶型与金红石晶型的转相温度为700 ℃左右;采用溶胶-凝胶法制备TiO2时,控制溶液的pH值为4,煅烧温度为600 ℃,所得产物晶型全部为锐钛矿;当无水乙醇与钛酸丁酯的体积比为10:1时,产物的粒径为617 nm;且当配制溶液pH值为4,煅烧温度为600℃条件下,煅烧时间为40~60 min时,所制备TiO2的光催化效果较好,降解率较高;当光催化体系的pH值为9、以质量浓度为10 mg/L的亚甲基兰溶液浸泡2 h,TiO2的用量为0.25 g/L时,产物的降解率高达95.3%.     

溶剂热法制备TiO_2-CuO复合颗粒及其光催化性能

采用溶剂热法制备TiO2-CuO复合颗粒,表征了复合颗粒的形貌、结构并研究其模拟太阳光下光催化还原CO2生成甲醇的性能,探讨了TiO2-CuO光催化还原CO2的机理。结果表明:TiO2-CuO复合颗粒为平均粒径约为4.5μm的空心球形颗粒,硫酸铜在复合颗粒的制备过程中具有模板剂和金属源的作用。CuO质量分数为8%的TiO2-CuO复合颗粒具有较高的光催化还原效率,在异丙醇作用下,甲醇产量达127.8μmol/g;CuO复合及异丙醇的添加能够促进电子和空穴的分离,提高光催化还原CO2效率。     

聚苯胺改性纳米TiO2的制备及其光催化性能

通过矿化接枝技术将溶胶-凝胶法制备的纳米TiO2负载在聚苯乙烯微珠裁体上,制成负载型纳米TiO2光催化剂.利用导电聚苯胺对负载型纳米TiO2光催化剂进行可见光改性,通过XRD、SEM等方法对改性纳米TiO2先催化剂进行表征,并用改性催化剂在太阳光照射下对3种工业含氰废水进行降解处理.结果表明,导电聚苯胺对负载型纳米TiO2光催化剂的涂膜改性,显著改善了负载型纳米TiO2光催化剂在可见光条件下的光催化性能,可有效降解废水中的大部分有毒氰根(CN-),使其含量远低于国家排放标准.     

不同晶型纳米TiO2的溶剂热合成及其光催化活性研究

采用不同的醇溶剂,以六亚甲基四胺为沉淀剂,以TICl3为前驱体,通过溶剂热的方法控制合成出纳米级的锐钛矿型、金红石型和板钛矿型的二氧化钛.通过XRD、TEM、UV-Vis光谱和XPS能谱对其进行了表征,研究了醇的种类、六亚甲基四胺的量对二氧化钛相组成及光催化性能的影响.结果发现,以甲醇为溶剂,酸性条件有利于生成锐钛矿相,碱性条件有利于生成金红石相和板钛矿相.溶剂热条件下可以得到氮掺杂的TiO2-xNx.光催化降解甲基橙活性结果表明锐钛矿和板钛矿混晶具有最好的光催化活性.     

超声-醇盐水解法制备TiO_2及其光催化性能研究

以四异丙醇钛为前驱体,通过超声-醇盐水解法一步合成锐钛矿相TiO2,利用傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电镜测试对样品性能进行表征。结果表明,在醇盐水解过程中加入超声辅助作用,能得到光催化活性高且粒径均匀的锐钛矿相TiO2;当紫外光照180 min后,经超声处理制备的TiO2对甲基橙的降解率能达到90%以上,锐钛矿相的TiO2在紫外光照下具有很好的光催化活性。     

掺锆纳米TiO2制备表征及其对光催化活性的影响

本文采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛和掺锆二氧化钛粉末.TGA表征分析发现掺锆后二氧化钛吸附水量增加.SEM和BET表征显示掺锆粒子半径减小,比表面积增加.XRD分析发现掺锆后的衍射峰宽化,晶粒变小,与SEM和BET结果吻合,还发现掺锆抑制了二氧化钛晶相转变.光催化降解亚甲基蓝结果表明,当锆掺杂浓度在5%,焙烧温度530℃时,掺锆二氧化钛催化活性最高.     

ZnS微球的水热/溶剂热法合成及其光催化性能研究

采用水热/溶剂热法, 以Zn(Ac)₂·2H₂O和 CH₄N₂S为反应物合成ZnS微球。对ZnS微球进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及紫外可见漫反射光谱等表征。结果表明, 合成的ZnS微球为立方闪锌矿型晶体结构, 由ZnS纳米粒子自组装而成。在降解苯酚水溶液的光催化研究中, 以乙二醇-水为溶剂合成的ZnS光催化活性明显优于其他溶剂体系合成的ZnS, 循环使用3次仍保持较高的活性。ZnS微球光催化性能的提高可归结为以下三方面的协同作用: 较小的禁带宽度(3.39 eV)有利于吸收光子, 较完整的晶体结构使催化剂活性分子数增多和较大的比表面积(19.4 m²/g)有利于反应液与催化剂的充分接触。ZnS微球降解苯酚的中间产物为乙二酸、顺丁烯二酸和极少量的对苯二酚。     

钠离子对TiO_2薄膜结构及其光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法在不同玻璃基板上制备TiO2薄膜,并通过降解浸渍在薄膜表面的甲基蓝来评价其光催化活性。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱等研究了晶型、表面元素分析和光吸收性能。并采用平行电极法测定TiO2薄膜的光电流,研究了薄膜表面载流子的复合情况。结果表明,薄膜的催化性能主要与基板热扩散到薄膜中的Na+和晶相相关。Na+抑制锐钛矿相TiO2的形成,并且在一定条件下促进由锐钛矿向金红石相的转变。Na+的扩散对TiO2晶粒尺寸影响不大。重要的是,扩散至薄膜的Na+不仅影响TiO2薄膜的晶相转变,而且成为光生电子与空穴的复合中心,同时影响其光催化活性。