TiO_2-SiO_2复合气凝胶涂层的制备和光催化性能

利用TiCl4和工业水玻璃为原料,通过溶胶凝胶法制备TiO2-SiO2复合凝胶,用三甲基氯硅烷(TMCS)/乙醇(EtOH)/正己烷(Hexane)混合溶液对湿凝胶进行改性,常压干燥制备了TiO2-SiO2气凝胶,经150℃干燥所得的气凝胶具有多孔结构,获得的气凝胶比表面积达到646～816m2/g,孔体积达到1.52～2.19cm3/g。用乙醇作为分散剂,将气凝胶块体研磨成具有一定黏度的浆料,采用丝网印刷法制成TiO2-SiO2复合气凝胶涂层。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和孔径及比表面积分析仪(BET)对复合气凝胶的结构、形貌和孔性质进行了研究,通过分光光度计法分析了TiO2-SiO2复合气凝胶涂层光催化降解罗丹明B的性能,在可见光下照射4h后降解率达到77%。     

离子液体中TiO_2-SiO_2复合气凝胶的制备

采用溶胶-凝胶法,正硅酸乙酯(TEOS)和钛酸丁酯(TBT)为硅源和钛源,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([HMIM]Br)为模板剂,常压干燥制备了块状TiO2-SiO2复合气凝胶。通过SEM、TEM、XRD、FT-IR及N2吸附-脱附法对复合气凝胶的结构进行了表征,并对其光催化性能进行相关研究。制备的n(Ti)∶n(Si)∶n(ILs)=2∶1∶0.5的TiO2-SiO2复合气凝胶具有多孔结构,其孔径为3.216nm,孔体积为0.418cm3/g,比表面积为519.4m2/g,且对罗丹明B的光降解性能明显高于P25。     

CdTe/TiO_2多孔材料的制备及其光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,冰醋酸为螯合剂,通过溶胶-凝胶法合成TiO2。以聚乙二醇为造孔剂,用相同的方法合成了多孔TiO2(P-TiO2)。在超声作用下,水相CdTe量子点在多孔TiO2表面复合,制备得CdTe/TiO2多孔材料(CdTe/TiO2)。对制备的样品进行X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)、透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附脱附等表征,以RhB为目标降解物,考察了样品的光催化性能。结果表明,溶胶-凝胶法制备的TiO2、多孔TiO2为锐钛矿结构,TiO2比表面积为38.01m2/g,多孔TiO2比表面积为98.63 m2/g,孔径约4.5nm,CdTe/TiO2多孔材料在可见光区的吸收较多孔TiO2、TiO2有明显提升。多孔TiO2,CdTe/TiO2的光催化性能较TiO2有明显提高,多孔TiO2降解率可达63%,CdTe/TiO2多孔材料降解率可达78%。     

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.     

Eu3+掺杂纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Eu3+掺杂的纳米TiO2粉体。以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体的光催化性能,并讨论了掺杂TiO2粉体的加入量、亚甲基蓝溶液的初始浓度、pH值以及稀土元素掺杂量和烧成温度等对样品光催化性能的影响。结果表明:在样品加入量为0.15 g/50 mL,亚甲基蓝溶液的初始浓度为10 mg/L,pH=7时样品的光催化性能最佳。稀土元素的最佳掺杂量(摩尔比)为n(Eu3+)∶n(TiO2)=0.5%,样品的热处理温度在500～550℃时,样品表现出较好的光催化活性。掺杂TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果,反应4 h降解率达到88.16%,优于同等条件下制备的纯TiO2粉体。     

Ce~(3+)掺杂TiO_2气凝胶的制备及其光催化活性

以钛酸丁酯(TBT)为钛源,离子液体1-正己基-3-甲基咪唑溴盐([HMim]Br)为模板剂和老化液,采用溶胶-凝胶法,在低温常压下制备了Ce~(3+)掺杂锐钛矿相TiO_2气凝胶。采用X射线衍射(XRD)、静态氮吸附(BET)、紫外漫反射光谱(DRS)、透射电镜(TEM)等方法对样品结构进行表征,并对活性艳蓝KN-R染料的模拟废水进行了光催化性能测试。结果表明,此方法制备的Ce~(3+)掺杂TiO_2气凝胶具备锐钛矿晶型,晶粒平均尺寸为7.5nm,比表面积为235.170m2/g,最可几孔径为3.719nm,对活性艳蓝KN-R废水具有明显的光催化降解能力。     

TiO2/SiO2复合气凝胶的制备与传热特性

针对SiO2气凝胶红外遮光性能差的问题,以纳米二氧化钛作为掺杂剂,以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶工艺和非超临界干燥方法制备了不同TiO2掺杂量的纳米孔改性SiO2气凝胶复合材料,研究了pH值和乙醇含量对凝胶时间的影响,并采用SEM、TEM和BET方法分别对凝胶的表面形貌和孔结构进行了分析表征.结果表明,当pH为6时,乙醇/TEOS为8∶1(摩尔比)时,可得到掺杂均匀、完整的TiO2/SiO2凝胶;热处理后的复合气凝胶具有网状纳米孔结构;当掺杂量小于5％时,干凝胶平均孔径为20～50 nm,比表面积均大于1 000 m2/g.通过红外透过率及消光性能比较,TiO2掺杂SiO2干凝胶复合材料的红外光屏蔽功能较纯SiO2气凝胶提高了50％.     

锌掺杂纳米TiO2光催化去除水中腐殖酸研究

采用溶胶—凝胶法制备掺锌纳米TiO2光催化剂,用XRD、SEM等方法表征了催化剂的晶体结构及表面形貌,并实验研究了光催化去除水中腐殖酸的能力。结果表明:Zn2+掺杂能够提高纳米TiO2的光催化活性,当掺锌量为2%时,焙烧温度为500℃,制备的催化剂活性较好。当腐殖酸浓度为10 mg/L,溶液pH=6.5,催化剂投加量为2 g/L时,在紫外灯光照射3 h下,掺锌量为2%的纳米TiO2对水中腐殖酸的降解率可达94.19%。     

钕掺杂纳米二氧化钛光催化活性研究

用溶胶-凝胶法制备了掺杂Nd3+的纳米TiO2,用XRD和DRS测定了其晶型和光吸收能力,并以活性黄(KE-4RN)为液相有机污染物研究了样品的光催化活性,发现Nd3+掺杂抑制了TiO2晶相的转变和粒径的增长,增强了光吸收能力.活性试验结果表明,Nd3+掺杂可提高TiO2的光催化活性,并且当掺杂量为1.5%时,光催化活性最好.     

锌掺杂纳米TiO_2光催化去除水中腐殖酸研究

采用溶胶—凝胶法制备掺锌纳米TiO2光催化剂,用XRD、SEM等方法表征了催化剂的晶体结构及表面形貌,并实验研究了光催化去除水中腐殖酸的能力。结果表明:Zn2+掺杂能够提高纳米TiO2的光催化活性,当掺锌量为2%时,焙烧温度为500℃,制备的催化剂活性较好。当腐殖酸浓度为10 mg/L,溶液pH=6.5,催化剂投加量为2 g/L时,在紫外灯光照射3 h下,掺锌量为2%的纳米TiO2对水中腐殖酸的降解率可达94.19%。     

Removal of Volatile Organic Compounds by Adsorption and Photocatalytic Oxydation

Based on the study of equilibrium adsorption on viscose rayon-based activated carbon fiber （ACF） by gravimetric method, mounting of TiO2 on PAN-based activated carbon cloth （ACC） and their photocatalytic activity as well as adsorption performance for benzene were investigated. The crystallinity of TiO2 and pore structure were characterized by XRD and N2 adsorption. The results show that crystallinity of TiO2 and pore structure could be postulated by heat treatment condition. Both crystallinity of TiO2 and pore structure of hybrid have effects on photocatalytic performance of TiO2-mounted ACC. It would be more attractive and prospective for the combination of TiO2 photocatalytic activity and adsorption ability of porous materials.     

光催化分解水制氢用含钛氧化物催化剂的研究

研究了负载0.1%NiO后，不同晶型TiO催化剂及其比表面积对光催化分解水放出氢气活性的影响，结果表明锐钛矿型二氧化钛的催化活性高于金红石型。锐钛矿型二氧化钛有一较为适宜的比表面积，其对应的催化活性较高。研究了几种负载NiO的钛酸盐催化剂的光催化活性及NiO负载量对CaTiO3催化活性的影响，结果表明，负载了NiO的SrTiO3、LaTiO3、CaTiO3在紫外光的照射下均可使水分解放出氢气，存在一使CaTiO3活性最高的NiO最佳负载量。     

Preparation and photocatalytic activity of Cu^2＋-doped TiO2/SiO2

Cu2+-doped nanostructured TiO2-coated SiO2. (TiO2./SiO2) particles were prepared by the layer-by-layer assembly technique and their photocatalytic property was studied. TiO2 colloids were synthesized by the sol-gel method using TiOSO4 as a precursor. The experimental results showed that TiO2 nanopowders on the surface of SiO2 particles were well distributed and compact. The amount of TiO2 increased with the increase in coating layers. The shell structure appeared to be composed of anatase titania nanocrystals at 550℃. The 2-layer coated TiO2 particles on the surface showed a higher degradation rate compared with all the dif-ferent-layer samples. The photocatalytic activity of Cu2+-doped TiO2/SiO2 was higher than that of undoped TiO2/SiO2. The optimum dopant content was about 0.10wt%.     

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。     

工业钛液制备介孔TiO2及其催化性能研究

以工业钛液为钛源,通过CTAB/P123复合模板剂形成的超分子自组装结构诱导钛的水解、缩聚得介孔TiO2前驱体,经臭氧氧化、多次萃取、分步焙烧脱模后得介孔TiO2。采用XRD、粒度分布、等温N2吸附及FT-IR等对样品进行表征。前驱体、脱模中间物及产物均为比表面积大、六方排列的锐钛型介孔结构。随着模板剂的脱除,样品的总钛含量增大,结晶度提高,产物介孔TiO2的孔径分布窄,平均孔径为3.23nm,SBET为281.5m2/g。比表面积的提高,锐钛晶型的改善及表面吸附键合的少量硫酸根等强化了介孔TiO2的催化性能,其对亚甲基蓝光催化氧化降解及乙酸乙酯酯化反应均表现出高的活性。     

空气中微量苯的光催化降解研究

选取硫酸钛沸腾回流水解法制备二氧化钛粉体并用于光催化降解空气中的微量苯。通过试验确定出二氧化钛的最佳制备条件;考察了二氧化钛载体对其光催化活性的影响.结果表明以吸附性强的载体(如活性炭)负载二氧化钛的光催化剂的催化降解效果较好.     

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.