CdS、Ag^+掺杂改性纳米TiO_2光催化降解有机物研究

在理论分析的基础上对纳米Ti02分别进行掺CdS和掺银改性实验研究。采用XRD和粒度分析技术对改性后的样品进行表征,并以掺杂CdS、Ag^＋纳米Ti02进行光催化降解甲基橙模拟实验。结果表明,掺杂CdS、Ag^＋纳米Ti02在可见光范围内降解有机物的效率有较大提高。     

镍掺杂TiO2光催化剂的制备及光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备镍掺杂纳米TiO2光催化剂。通过XRD、XPS、FT-IR、UV-Vis、PL等对Ni-TiO2样品进行表征和分析,并以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察经不同热处理温度及不同掺镍量Ni-TiO2样品对MB的降解效果。结果表明所制备的Ni-TiO2样品的晶型为锐钛矿相与金红石相的混晶相,镍掺杂抑制了晶粒的生长和晶型的转变,样品的吸收阈值波长向可见光红移约55nm,提高了TiO2的光催化活性。在普通日光灯下,经500℃热处理、掺镍量与TiO2摩尔比为1∶100条件下制备的催化剂其光催化活性明显高于Degussa P25。     

Co2+、C共掺杂纳米TiO2光催化降解苯酚的研究

以钛酸丁酯、硝酸钴和葡萄糖为原料,采用溶胶凝胶法制备钴、碳共掺杂的纳米Co-C/TiO_2催化剂,通过X射线衍射(XRD)和紫外可见漫反射光谱(UV-vis)表征分析,鉴定样品的晶型,估算晶粒大小以及测定样品的光学性能,并计算带隙能。结果表明,Co-C/TiO_2催化剂仍然以锐钛矿型存在,晶粒尺寸约为12.08nm;催化剂的带隙能降低,吸收带边发生红移。在紫外光照下,考察光照时间、催化剂用量、苯酚初始浓度和pH值等因素对Co-C/TiO_2光催化降解苯酚的影响。利用响应面优化设计及降解模型拟合,得到降解苯酚的最佳条件为:加入0.05g催化剂,初始浓度为17.44μg/mL,pH=5.68,此时苯酚降解量最大可达15.67mg/g。     

Bi掺杂纳米TiO2光催化甘油水溶液制氢性能研究

采用溶胶–凝胶法制备了TiO2和Bi掺杂的TiO2纳米颗粒,用N2吸附-脱附、SEM、XRD、FT-Raman、UV-VisDRS对光催化材料的孔结构、表面构造、能带结构、吸光特性进行了表征,并考查了其光催化甘油水溶液制氢反应的活性.结果表明:Bi掺杂后的TiO2为介孔结构的锐钛矿晶型纳米颗粒,其分散度明显增加,晶粒变小,比表面积增大;Bi掺杂使得TiO2禁带内形成杂质能级,降低了禁带能量,增加了光生电子和空穴的分离效率,有利于将TiO2的吸光带边界扩展至可见光区;Bi掺杂的TiO2样品表现出了远高于纯TiO2的光催化甘油水溶液制氢性能,2mol%Bi掺杂的样品在紫外光和模拟太阳光辐射下表现出了最高产氢活性,其速率分别为3534.8μmol/(h.gcat)和455.7μmol/(h.gcat).     

S掺杂纳米TiO2对电子结构及光催化活性影响的研究

以钛酸丁酯为前驱体,硫脲为掺杂离子给体,通过溶胶-凝胶法制备了硫掺杂纳米TiO2粉体,并进行了XRD、BET、TG、UV-vis表征和分析,结果表明:硫脲掺杂出现了锐钛矿型TiO2,随着硫脲添加量的增加,锐钛矿相微晶强度降低,晶粒尺寸、晶胞体积增大,比表面积降低。光催化降解双酚A结果表明,当硫脲与钛酸丁酯物质的量比n(S)/n(Ti)为2时,经500℃热处理的催化剂的光催化活性最佳,当n(S)/n(Ti)为0.1时,样品光催化活性最好。     

La3+-Pr3+共掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能

以钛酸四丁酯(TBT)为原料, 采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO₂和La³⁺-Pr³⁺共掺杂复合粉体(La³⁺-Pr³⁺/TiO₂), 采用XRD、 UV-Vis和TEM等测试手段分析了在紫外光照射下, 以降解甲基橙为探针反应研究其可见光催化性能。结果显示: 所有样品均为锐钛矿相纳米TiO₂, 稀土元素镧和镨掺杂后TiO₂特征衍射峰宽化, 强度降低; 与纯TiO₂、 镧掺杂TiO₂与镨掺杂TiO₂相比, 光催化剂La³⁺-Pr³⁺共掺杂TiO₂颗粒的粒径更小, 比表面积更大, 光吸收边红移程度更显著; 与未掺杂和单一掺杂的TiO₂相比较, 共掺杂的TiO₂具有更高的可见光催化性能。当La³⁺与TiO₂和Pr³⁺与TiO₂的摩尔比分别为1.0%和0.2%时, 可见光催化性能最好。可见光催化性能的提高归因于镧和镨的协同作用。     

Fe3+掺杂TiO2纳米粉体的制备及性能

为了研究Fe3+掺杂TiO2纳米粉体的制备工艺及性能,选取Fe3+掺杂量、浓硝酸、冰醋酸、煅烧温度等因素设计正交实验,利用溶胶-凝胶法制备Fe3+掺杂TiO2纳米粉体,通过拉曼光谱、X射线衍射、透射电镜等检测技术对粉体性能进行表征。结果表明,与溶胶-凝胶法制备的纯TiO2纳米粉体相对比,Fe3+掺杂TiO2纳米粉体的X射线衍射峰强度降低,晶粒细化,拉曼光谱谱峰宽化、蓝移;对甲基橙溶液的降解实验表明Fe3+掺杂TiO2纳米粉体光催化活性明显提高。     

稀土离子掺杂改性TiO2光催化剂

TiO2较宽的禁带宽度和低的量子转换效率限制了其实际的应用,对TiO2进行改性以克服上述两方面问题一直是光催化领域研究的重点。稀土元素因其独有的电子结构和光学性质,在离子掺杂改性TiO2研究中受到重点关注。主要介绍了稀土离子掺杂改性TiO2所形成杂质能级的位置对改善其光催化性能的作用机理;综述了稀土离子掺杂对TiO2的晶型、晶粒尺寸和光谱吸收的影响;最后提出了目前研究存在的问题及发展趋势。     

TiO2光催化剂的掺杂改性作用机理研究

综述了掺杂改性对TiO2光催化性能影响的作用机理.针对光催化研究目前的现状和存在的问题,就TiO2的掺杂改性研究进展进行总结.纵观近几年发表的掺杂改性的研究论文,这种掺杂改性提高纳米TiO2光催化活性的实质为提高TiO2光致电子与空穴的分离效率以及扩展TiO2的可利用波长范围,具体表现为表面电子状态的改变,自由电子或空穴捕获体的形成,晶体氧缺陷的增加,高活性电子或空穴的产生,晶型转变的抑制以及吸收波长范围的扩展等.     

Ag掺杂APS改性的TiO2颗粒的制备及其光催化降解作用

为提高Ag/TiO2纳米颗粒的光催化降解作用,采用聚合凝胶工艺路线,以钛酸四丁酯为前驱体,硝酸银为银源,通过向反应体系引入鳌合剂醋酸、表面改性剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)以及还原剂甲醛等添加剂,制备出TiO2粉体及Ag/TiO2纳米复合粉体。利用FT-IR、XRD、TG-DTA、TEM和UV-Vis-NIR等手段对样品进行表征。结果表明,经γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的TiO2颗粒掺Ag后分散性得到改善,粒径约1 nm的Ag颗粒较均匀地分布在10～15 nm TiO2颗粒上;可见光的利用和锐钛矿热稳定性都得到提高;Ag/TiO2纳米颗粒在光照下对甲基橙具有良好的光催化降解效果。     

载银纳米TiO2表面改性对抗菌涂料性能的影响

以硅烷偶联剂(KH-570)对纳米TiO2/Ag+进行表面处理,对处理后的纳米TiO2/Ag+进行表征后证实,硅烷偶联剂以化学键的形式键合在纳米TiO2的表面。采用原位乳液聚合方法制得载银纳米TiO2/苯乙烯-丙烯酸酯复合乳液,TEM测试表明纳米TiO2被均匀地包覆在乳液中。采用该复合乳液为基料与各助剂等原料按一定比例配制成涂料,经性能测试后表明,与普通共混制得的涂料相比,该涂料的抗菌性能得到明显的提高,并且有很强的紫外光吸收性能。     

N掺杂TiO2材料可见光光催化性能研究进展

概括了最近报道的N掺杂TiO2可见光光催化材料的研究成果，其中包括样品制备的进展、掺杂机理的研究和可见光响应理论的研究。在制样方法方面，分析了不同方法制备的样品在性能上的特点和差异；在掺杂机理研究方面，归纳了目前研究中对N掺杂TiO2机理的不同观点，包括N在TiO2晶格中的位置以及N掺入后对TiO2半导体能级结构的影响；最后详细介绍了几种N掺杂TiO2可见光响应理论。     

非金属离子掺杂TiO2的可见光光催化性能研究

具有廉价、环保的可见光响应光催化剂的研究开发是走向工业化的关键。非金属掺杂TiO2是近几年发展起来的一种新型光催化剂，它可以使复合禁带宽度小于纯TiO2的禁带宽度，使TiO2的吸收边红移至可见光区。对可见光响应的非金属掺杂TiO2光催化剂的研究进行了综述。     

纳米TiO_2/环境矿物复合材料的制备及应用研究

系统论述了国内外纳米TiO_2/环境矿物复合材料的研究和应用现状,重点介绍了纳米TiO_2负载的环境矿物种类、制备方法及其在环保方面的应用。纳米TiO_2负载环境矿物的制备方法主要有溶胶-凝胶法、粉体烧结法、掺杂法、浸渍法、气相沉积和液相沉淀法等。纳米TiO_2/环境矿物复合材料主要应用于废水处理降解有机污染物、分解环境中有害气体和有害微生物。最后提出了纳米TiO_2/环境矿物复合材料还需深入研究的问题,并展望了其发展前景。     

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。     

纳米TiO2薄膜的制备及其性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶工艺制备了TiO2溶胶,并用浸渍提拉法在陶瓷基体上负载了TiO2薄膜.探讨了前躯体浓度和热处理方式对TiO2薄膜性能的影响.此外,通过XRD表征,检测了TiO2的晶体结构.结果表明:500℃下煅烧的TiO2薄膜为锐钛型结构;随着前驱体浓度的增大,薄膜的亲水性能变化不大,光降解性能逐渐提高;陶瓷片每负载一层TiO2薄膜后煅烧一次,薄膜的附着力提高.     

纳米TiO2改性内墙涂料研究

主要研究了纳米TiO2的加入对内墙涂料性能的影响。结果表明,加入2%纳米TiO2能极大地提高涂料降解甲醛的能力,但加入4%纳米TiO2反而使涂料的性能变差。涂料的常规性能研究也表明,加入少于2%的纳米TiO2对涂料的常规性能会有极大的提高。     

纳米二氧化钛的制备及其在环氧树脂改性中的应用

Nano-TiO2粒子具有许多独特的物理和化学性质,在橡胶、塑料和胶粘剂等领域有非常好的应用前景,因而受到广泛关注。综述了近几年nano-TiO2制备方法的研究进展,分析对比了溶胶-凝胶法、沉淀法、水解法、水热法和微乳液法等方法的优缺点;介绍了nano-TiO2在环氧树脂(EP)改性中的应用,并展望了其应用前景。     

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。     

超支化聚(胺-酯)接枝改性纳米TiO_2的研究

提出了一种对纳米TiO2表面进行化学改性的新方法,即利用硅烷偶联剂KH550进行表面预处理,得到接枝有KH550的纳米TiO2,在此基础上以改性纳米TiO2为中心核,通过与AB2型单体进行缩聚反应,在纳米TiO2的表面原位接枝超支化聚(胺-酯)(HBP)。红外光谱、热失重和透射电镜的测试结果表明纳米TiO2表面接枝上了超支化聚合物,接枝率约为15%。研究结果表明,纳米TiO2经超支化聚(胺-酯)接枝改性后,在乙醇和氯仿中的分散性和稳定性得到提高。