铜掺杂TiO_2纳米管阵列的制备与光催化还原性能

以阳极氧化法制得的TiO2纳米管阵列为前驱体,用浸渍法制备了不同铜掺杂量的TiO2纳米管阵列。采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、荧光光谱(PL)对样品进行表征。以Cr6+水溶液为目标污染物,对比不同铜掺杂量TiO2纳米管阵列的光电催化还原效果。结果表明,掺杂前后TiO2纳米管阵列在形貌上没有明显变化;掺杂的铜是以Cu2+的形态存在;掺铜后TiO2纳米管阵列还原效果优于掺铜前;低剂量铜掺杂的TiO2纳米管阵列的还原效果优于高剂量铜掺杂的TiO2纳米管阵列。     

V掺杂TiO2纳米管阵列的制备及光催化研究

以钒钛合金为原料,应用阳极氧化法制备出高度致密、有序的V掺杂TiO2纳米管阵列。应用扫描电镜(SEM)和粉末X光衍射仪(XRD)表征分析纳米管阵列的形貌和结构,结果表明在浓度不同的HF电解液下制备出径向不同的纳米管阵列,电解液浓度(0.5%～1.5%(质量分数)),管径变化(39.7～72.7nm)。在室温、可见光照射条件下,以10mg/L的亚甲基蓝溶液为模拟污染物进行光催化降解试验,研究了其光催化性能。结果显示V掺杂TiO2纳米管阵列光催化性能优于纯TiO2纳米管,且在HF电解液浓度为1.0%(质量分数)时制备出来的TiO2纳米管光催化降解有机毒物性能最佳。     

TiO2纳米管阵列催化降解甲基橙的性能研究

采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管阵列电极,以甲基橙为目标降解物研究了TiO2纳米管阵列电极的光催化和光电催化性能.此外,还进行了超声辐射替代紫外光照探索性研究.结果表明,阳极氧化时间和热处理温度对TiO2纳米管阵列电极的光催化性能具有显著影响;在光催化过程中,施加一定外加电压可有效提高电极的光催化活性.尽管与紫外光照相比,超声辐射在TiO2纳米管阵列电极的催化氧化甲基橙分子过程中的促进作用具有一定的差距,但仍显示出替代紫外光照的可行性.     

TiO2纳米管阵列的制备工艺对其光催化性能的影响

采用阳极氧化法,在醇(丙三醇、乙二醇)-水-NH4F电解液体系中制备高度有序的TiO2纳米管阵列。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对TiO2纳米管阵列的形貌和晶型结构进行表征,讨论了阳极氧化法制备工艺(阳极氧化电压、氧化时间、电解液)对TiO2纳米管的形貌、结构及其甲基橙光催化降解性能的影响;分析了退火温度对TiO2阵列的物相及其光催化性能的影响。研究结果表明,采用高电压、增加氧化时间有利于TiO2纳米管阵列光催化的提高,在其它参数相同的情况下,采用丙三醇作为电解液制备获得的TiO2纳米管阵列较乙二醇体系具有更加优异的光催化性能。     

阳极氧化 TiO2纳米管阵列的研究进展

以应用需求为导向,评述了近年来TiO2纳米管阵列体系的研究现状和发展趋势,主要包括TiO2纳米管阵列的阳极氧化法制备过程和发展趋势及其在光催化降解有机污染物、太阳能电池、氢气敏传感器以及光解水制氢等方面所取的进展.并展望了TiO2纳米管阵列的研究方向.     

碳掺杂TiO2纳米管列阵的制备及其光催化性能的研究

采用电化学阳极氧化法制备TiO2纳米管列阵,并在CO气氛中对TiO2纳米管样品进行焙烧.XPS研究表明,在CO中焙烧的样品产生了Ti-C峰,说明有C的掺杂.SEM及XRD衍射实验表明,随着焙烧温度的升高,C的掺杂加速了TiO2纳米管的晶型结构向金红石相的转变,管壁明显增厚.以亚甲基蓝为光催化实验降解对象,研究了C掺杂对TiO2纳米管的光催化性能的影响,发现在550℃下焙烧后的TiO2纳米管具有较好的光催化活性,C的掺杂能明显提高TiO2纳米管的光催化性能.     

Ag/TiO_2复合纳米催化剂的制备和表征及其光催化性能研究

以TiCl4,AgNO3为原料,采用水热法制备了Ag/TiO2复合纳米催化剂。采用X-射线衍射仪、透射电镜等对其进行结构表征,得到金红石型均匀掺杂的Ag/TiO2复合纳米颗粒。为了评估Ag/TiO2光催化材料的催化活性,在中性条件下以Ag/TiO2作为光催化剂,进行了在自然光下催化降解甲基橙的实验,实验结果表明:Ag/TiO2复合纳米催化剂对甲基橙的光催化降解具有较好的催化作用。     

掺杂TiO2纳米管的研究进展

作为一种具有新型结构的纳米材料,TiO2纳米管展现出良好的应用前景。元素掺杂TiO2纳米管可有效拓展其光谱响应范围,提高光催化活性的量子效率。简要介绍了掺杂机理,详细综述了近几年非金属掺杂、金属掺杂和共掺杂改性TiO2纳米管的研究进展,指出了当前TiO2纳米管研究中存在的问题并给出建议。     

(Ag,Nd)/TiO2纳米材料光催化活性及其表面能带结构分析

以硝酸钕、硝酸银作为掺杂的前驱物,纳米TiO2为载体,采用表面浸渍法制备了Ag、Nd复合掺杂纳米TiO2和钕掺杂纳米TiO2.用ESR、UV-vis、STM/STS对(Ag, Nd)/TiO2纳米材料进行了表征.结果表明:复合掺杂纳米TiO2经355nm波长光激发后产生了高强度的能引起物质发生氧化反应的活性物种·OH;在200～250nm波段内出现两强吸收峰值,且紫外区内吸光度远低于纳米TiO2;相较于纳米TiO2,其表面Eg大大拓宽,从而使得其在紫外光区具有良好的光催化活性.     

基于TiO2的光阳极材料应用于光催化燃料电池的研究进展

光催化燃料电池利用太阳能在高效去除水中污染物的同时将其中的化学能转化为电能,达到回收能源的目的且不会产生二次污染.目前,光催化燃料电池在水环境处理及绿色能源开发中的应用十分广泛,但光阳极材料的选择与制备仍是制约其大规模应用的关键难题.TiO2作为目前最热门的n型半导体材料,因其光催化活性高、成本低、热稳定性好等优点受到了广泛关注.TiO2纳米管阵列、TiO2薄膜材料比表面积大,活性位点多,容易与其他单质和化合物复合,在光催化燃料电池中有广阔的应用前景.国内外学者已经研究了许多有效的策略来提高TiO2的光催化性能,如贵金属沉积、金属与非金属元素掺杂等.本文介绍了TiO2纳米管阵列、TiO2薄膜光阳极材料的制备及改性,简述了其降解污染物的效率和产电性能,总结了结构、组成等因素对光催化燃料电池性能的影响,以期为制备性能良好的光催化燃料电池提供参考.