原位掺杂Al/Si纳米TiO2粉体的制备及其光催化性能

纳米二氧化钛是一种重要的无机功能材料.以化学沉淀法制备了纳米TiO2以及Al/Si原位掺杂纳米TiO2粉体,利用透射电镜（TEM）、差热式扫描量热仪（DSC）、X射线衍射仪（XRD）以及X光电子能谱仪（XPS）对粉体粒子的形貌、大小、物相和组成进行了分析.采用浸渍提拉法制成均匀致密的膜,以光催化降解亚甲基蓝溶液为模型反应,研究了无机掺杂元素对其光催化性能的影响.研究结果表明,Al/Si掺杂TiO2的分散性得到了提高,并增强了其光催化活性.     

双微乳液法制备掺杂Fe~(3+)的纳米TiO_2及其光催化性能

为了研究双微乳液法在制备纳米级光催化剂的应用,以TiCl4和NH3.H2O为原料,采用十六烷基三甲基溴化铵-正丁醇-环己烷-水微乳体系制备Fe3+掺杂纳米TiO2,对粉末的晶体结构进行X射线衍射表征,并以其对p-甲酚的降解考察其光催化活性。结果表明,在较小的掺杂量时,Fe3+掺杂量的提高可以提高TiO2的光催化活性,进一步提高掺杂量将引起光催化活性的降低;掺杂Fe3+可导致纳米TiO2的粒径减小;Fe3+的半径较小以及Fe2O3的熔点较低均有利于TiO2从锐钛矿向金红石的相变;当Fe3+掺杂摩尔分数为0.06%,煅烧温度为550℃时,纳米TiO2的光催化活性最高,此时形成TiO2的锐钛矿和金红石相的混晶;乳液中含水量也会影响晶相的组成和粒径大小,随着含水量增加产物中出现了一定比例的金红石相。     

掺杂氧化铝对金红石相纳米TiO2微结构和光催化活性的影响

为降低金红石相纳米TiO2的光催化活性，利用氧化铝对其进行高温掺杂处理．利用X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电镜和比表面仪对纳米TiO2进行了表征．结果表明，最佳的煅烧温度是800℃，最佳的氧化铝用量是m（Al2O3）：m（TiO2）=1：5．氧化铝的掺杂抑制了纳米TiO2的粒径和晶粒长大．随着m（Al2O3）：m（TiO2）的增大，纳米TiO2的粒径和晶粒尺寸逐渐减少，比表面积和孔容逐渐增大．从电子结合能和晶胞参数的变化可以推测高温煅烧可使Al^3＋掺杂到纳米TiO2的晶格中．氧化铝的饱和掺杂量约为m（Al2O3）：m（TiO2）=1：20，当m（Al2O3）：m（TiO2）≥1：10时，出现了晶态氧化铝的结构．     

湿法碳氮硫共掺杂TiO2的制备及其光催化活性

以全硫碳酸铵为掺杂剂,采用湿法由硫酸钛出发制得碳氮硫共掺杂TiO2,通过XRD和XPS对掺杂TiO2进行了表征,并对掺杂TiO2的光催化活性进行了考察。结果表明,微波辅助加热制备的掺杂TiO2中,C元素部分替位取代了TiO2晶格中的Ti 4+;N元素以两种掺杂形式存在,即进入TiO2晶格替位取代O2-产生掺杂和通过化学吸附进入晶格间隙产生掺杂;S元素主要提供S 2p形成S6+取代Ti 4+进入晶格进行掺杂;以甲基橙溶液为对象进行光催化降解,当掺杂量α为1.6、500℃焙烧2h时,掺杂TiO2表现出较高的可见光催化活性,光照70min使浓度为20mg/L的甲基橙溶液的降解率达到99.64%,明显提高了纳米TiO2的光催化活性。     

纳米复合材料TiO2/ZnFe2O4的制备及光催化性能

用高分子网络凝胶法制备TiO2/ZnFe2O4纳米复合材料,研究了掺杂ZnFe2O4对TiO2平均粒径、晶型及其光催化性能的影响.结果表明,掺杂的ZnFe2O4纳米晶高度分散、均匀地分布在TiO2表面,促进了TiO2向稳定的金红石相转变,并抑制了晶粒的长大.ZnFe2O4掺杂量为2%的TiO2/ZnFe2O4粉体在500℃煅烧后,在可见光范围内具有最佳的次甲基蓝降解效果,降解率达到100%.ZnFe2O4的掺杂扩展了TiO2的光谱响应范围.     

La3+掺杂TiO2纳米纤维的制备、表征与光催化性能

结合溶胶-凝胶法、静电纺丝技术和高温煅烧制备了La3+掺杂TiO2纳米纤维.采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪、比表面积及孔隙分析仪、X射线衍射仪和紫外分光光度计对纳米纤维的形貌、晶型、表面和孔隙结构以及光催化性能进行了表征和测试.结果表明,La3+掺杂TiO2纳米纤维表面为多孔的纤维状结构.La3+掺杂明显改善了TiO2纳米纤维的表面孔隙结构,对TiO2纳米纤维的粒子生长有一定的抑制作用.光催化降解性能测试结果表明,当La3+掺杂量为0.04%(质量分数)时,TiO2纳米纤维的光催化性能最佳.     

蝴蝶结状TiO2纳米粒子的制备及其光催化性能研究

以四甲基氢氧化铵（TMAOH）为结构导向剂,钛酸四丁酯（Ti（OBu）4）为钛源,低温水浴处理,再经180℃下水热晶化制备纳米TiO2,采用FT-IR、XRD、TEM、UV—Vis等测试手段对其结构和形貌进行表征,并通过苯酚的光催化降解实验测试其光催化性能,结果表明,TiO2为锐钛矿相,结晶度高,所得TiO2粒子为纳米棒,界面清晰,规整度高,经紫外光照6h后,对苯酚的降解率可达62．3％,具有较高的光催化活性。     

掺杂镧和铈的TiO2纳米粒子的结构相变

以钛酸四丁酯,La2O3和Ce(NO3)3@6H2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备了纯的和分别掺杂5mol%镧和铈的TiO2纳米粒子,并利用XRD,TG-DTA,TEM和XPS等测试技术对样品的晶型、尺寸和形貌等进行了表征,主要考察了镧和铈的掺杂对TiO2的晶粒尺寸和锐钛矿→金红石结构相变的影响,并初步的探讨了镧和铈的作用机理.结果表明,600℃焙烧而获得的TiO2纳米粒子具有与P-25型TiO2粒子相类似的组成、结构、形貌和粒子尺寸;掺杂剂镧和铈分别以La2O3和CeO2小团簇形式存在,并比较均匀的弥散在TiO2纳米粒子中,二者的掺杂抑制了锐钛矿晶粒的增长和锐钛矿→金红石的结构相变,使相变温度显著提高,晶格畸变增大,而镧比铈的作用更加显著.镧和铈的作用机理可能主要与掺杂离子的半径和价态以及稀土氧化物的存在和熔点等有关.     

硫掺杂TiO2的制备及其光催化降解次甲基蓝研究

以TiCl4、(NH4)2SO4为原料,采用溶胶-凝胶法制备了硫掺杂纳米TiO2,利用XRD、TEM、FTIR等对样品进行了表征,并将其用于光催化降解次甲基蓝溶液.结果表明:制备的纳米TiO2为锐钛矿晶型,具有超强酸特征,平均粒径分布为10～30nm,S掺杂对TiO2的晶粒长大有抑制作用,经过硫掺杂的纳米TiO2光催化活性明显优于纯TiO2.     

Fe_3O_4/Ce~(3+)-TiO_2复合光催化材料的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯、硝酸铈为主要原料,无水乙醇为溶剂,冰醋酸为抑制剂,浓硝酸为催化剂制得稳定的Ce3+掺杂TiO2溶胶,其凝胶经不同温度煅烧3 h后制得Ce3+掺杂量不同的TiO2粉体。用XRD对TiO2进行了测试对比分析,以紫外光为光源,亚甲基蓝溶液为模拟有机染料废水,研究了TiO2的光催化性能。用化学共沉淀法制备了具有强磁性的纳米Fe3O4水基磁流体,再与Ce3+掺杂TiO2进行复合,制备了Fe3O4负载量不同的磁性Ce3+掺杂TiO2,研究了其对亚甲基蓝的光催化降解效果、磁分离回收率的影响。结果表明,TiO2凝胶热处理温度、Ce3+掺量、TiO2晶型及Fe3O4负载量对亚甲基蓝的光催化活性均有影响。掺Ce3+量为1%,热处理温度650℃的Ce3+掺杂TiO2粉体光催化活性最高。Fe3O4负载量为10%的Fe3O4/Ce3+-TiO2对亚甲基蓝的降解率8 h时达到90.3%,磁分离回收率达96.8%。     

离子掺杂对纳米TiO2薄膜光催化活性的影响研究

研究了Ag 、Cu2 、La3 、Ni2 及W6 5种离子掺杂对釉面瓷砖表面TiO2薄膜光催化活性的影响,并采用XRD和UV-VIS检测技术对所制备的TiO2薄膜材料进行了表征.结果表明,掺杂离子能有效提高TiO2薄膜的光催化活性,且离子的掺杂存在一个最佳浓度.UV-VIS及XRD衍射发现,掺杂后的纳米TiO2薄膜有不同程度的吸收光谱带边蓝移及粒径减小的现象,具有量子尺寸效应.     

Ni掺杂TiO2薄膜的甩胶喷雾热分解法制备和自清洁性能的研究

以钛酸丁脂（Ti（C4H9O）4）为先驱体,硝酸镍（NiNO3）为掺杂物,采用甩胶喷雾热分解方法在玻璃衬底上制备出了镍掺杂TiO2自清洁薄膜,通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见透射光谱（UV-Vis）、光催化和亲水性能测定等手段对样品进行分析,结果表明,500r/min为理想衬底转速,350℃是理想的衬底沉积温度,500℃是理想的样品退火温度。随着镍掺杂量的不断增加,TiO2薄膜的亲水性能也越好,当镍掺杂量达2%-3%时,TiO2薄膜的亲水性能达到最好。     

Fe、S共掺杂纳米TiO2的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法,以硫脲和三氯化铁为掺杂剂,制备了Fe-TiO2、S-TiO2和S-Fe-TiO2纳米光催化剂.通过XRD、SEM等方法对掺杂纳米TiO2进行了表征,以甲基橙为模型化合物对纳米TiO2粉体的光催化活性进行了评价.结果表明;纯TiO2、掺Fe-TiO2粉体全部为锐钛矿相,S-TiO2粉体中金红石相占8.1%,S-Fe-TiO2粉体中金红石相占26.9%.S和Fe、S共掺杂引起金红石相变温度的降低.掺Fe的纳米TiO2粉体粒子团聚少,分散要均匀,掺S和Fe、S共掺的TiO2粉体颗粒团聚现象较严重.S-TiO2和Fe-TiO2光催化荆在紫外光和日光灯下光催化活性都较好,而Fe-S-TiO2光催化活性没有提高.     

纳米TiO_2/SiO_2的制备与表征及其光催化活性的研究

针对二氧化钛(TiO2)纳米颗粒极易团聚、分散性差的问题,以提高TiO2分散稳定性与光催化活性为目的,采用并流中和法,以锐钛矿型纳米TiO2粉体为载体,硅酸钠(Na2SiO3)为包覆剂,使用硫酸(H2SO4)调节pH值,在纳米TiO2表面包覆致密的氧化硅(SiO2)膜。借助Fourier变换红外光谱(FTIR),X射线能量散射谱(EDS)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征样品的键合情况、表面化学成分、分散性,同时借助紫外-可见分光光度计(UV-Vis Spectrophotometer)以亚甲基蓝的光催化降解反应对其光催化活性进行评价。FTIR和EDS结果表明:采用该包覆法后,SiO2以化学键合的方式沉积在纳米TiO2表面,在包覆层和纳米TiO2颗粒之间的界面上形成了Ti—O—Si键。SEM结果表明:TiO2/SiO2纳米复合粒子分散均匀,无严重团聚和大块堆积现象。光催化实验结果表明:以SiO2表面包覆后的TiO2颗粒光催化活性明显高于纯TiO2。     

纳米TiO2改性及其掺杂聚苯乙烯性能的研究

为了增强无机化合物纳米TiO2的亲油性能,采用钛酸酯偶联剂LICA38对纳米TiO2表面进行预处理,并采用原位聚合工艺制备掺杂纳米Ti02的聚苯乙烯（PS）。采用DCA（dynamic contact angle）、XRD、FTIR、XPS、TEM等现代分析手段,对纳米TiO2预处理效果和掺杂材料的性能进行分析。结果表明,钛酸酯偶联剂在纳米TiO2的表面发生化学吸附,粒子的分散性提高,一定含量纳米TiO2的掺杂有助于提高PS的抗拉强度。     

Fe3＋掺杂的纳米TiO2的水热法制备及光催化性能研究

以钛酸丁酯和Fe(NO3)3·9H2O为原料,采用水热法制备了Fe掺杂的纳米TiO2.利用XRD,TEM和UV-Vis对样品进行了表征,并研究了不同催化剂用量和pH值等因素对光催化降解次甲基蓝的影响.结果表明:Fe掺杂的纳米TiO2吸收带红移,吸收强度增大,在碱性条件下具有更好的光催化性能,催化剂最佳用量为1.0g/L.     

纳米TiO2薄膜光催化剂的制备及性能研究

以钛酸四丁酯作为前驱体,用溶胶一凝胶法,在玻璃载体上煅烧制备了纳米TiO2薄膜光催化剂,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等表征技术研究了TiO2薄膜的形貌和特性,其光催化性能用4支20W紫外石英杀菌灯照射TiO2薄膜分解亚甲基兰染料溶液表征,结果表明,该催化剂具有锐钛班红石混合晶相和纳米花状结构,纳米TiO2薄膜的光催化能力随着镀膜层数的增加而增加。     

微波辐射溶胶-凝胶法制备TiO2薄膜及其降解铬黑T的活性

通过微波辐射溶胶一凝胶法（sol-gel）法在导电玻璃（ITO）基体上制备TiO2纳米薄膜光催化剂，考察不同加热方式、微波时间、酸处理、薄膜层数等对TiO2纳米粒子及薄膜的影响。以可见光谱（UV-VIS）、X射线衍射（XRD）对TiO2薄膜进行了表征，并通过薄膜光催化降解铬黑T溶液的性能进行了研究。实验表明，ITO玻璃表面的TiO2纳米薄膜经HNO3和微波处理后，因协同效应使薄膜的光催化活性大大增强。     

纳米TiO2基催化剂在环保功能路面应用的研究进展

TiO2光催化纳米粒子因其具有捕捉和分解空气污染物的能力,作为清洁功能型材料被广泛应用于路面中,且前景可观。在近几年国内外研究的基础上,对纳米TiO2应用于路面降解汽车尾气的研究进行了较全面总结。首先介绍了纳米TiO2光催化降解汽车尾气的作用机理;其次对纳米TiO2的改性理论和改性效果进行了总结和论述;然后介绍了纳米TiO2降解NOx的研究情况以及掺杂纳米TiO2的路面的尾气降解性能和路面使用性能;最后对目前该领域存在问题进行探讨,并展望了将纳米TiO2应用于路面降解汽车尾气的发展趋势。     

PPy/TiO2纳米复合材料的制备及光催化活性

采用原位聚合的方法合成了聚吡咯/二氧化钛(PPy/TiO2)纳米复合材料,研究了吡咯(Py)与TiO2的比例、氧化剂的种类、掺杂酸的浓度等因素对PPy/TiO2纳米复合材料在太阳光下光催化降解甲基橙的影响,采用透射电镜、紫外-可见漫反射吸收光谱等方法对样品进行了表征.结果表明,PPy/TiO2纳米复合粒子在太阳光下的光催化活性明显高于TiO2纳米粒子,当Py与TiO2的比例为1:100,三氯化铁为氧化剂,1.0mol·L-1盐酸溶液为掺杂剂时PPy/TiO2纳米复合粒子在太阳光下的光催化活性最高;TiO2纳米微粒以及PPy/TiO2纳米复合微粒的粒径均为10～20nm,复合微粒的粒径没有明显的增大,但是减轻了纳米粒子之间的团聚;聚吡咯使TiO2纳米粒子的禁带宽度由3.12eV降低到2.84eV,TiO2纳米粒子的吸收波长拓展到可见光区,有利于TiO2纳米粒子在太阳光下光催化活性的提高.