稀土Dy掺杂对纳米TiO2相变及光催化性能的影响

采用溶胶-微波法制备了稀土元素Dy掺杂的纳米TiO_2复合粉体,采用XRD、拉曼、XPS等手段对样品进行了表征和分析,并以甲基橙的光催化降解为探针反应,探讨稀土Dy掺杂对纳米TiO_2的相变及光催化活性的影响。研究结果表明:稀土掺量为1.3%、经550℃煅烧后制备的样品光催化活性显著提高,对甲基橙的降解率为92%。与未掺杂纳米TiO_2相比,稀土Dy掺杂可以阻碍纳米TiO_2晶粒的生长,增大了比表面积;提高其热稳定性,抑制TiO_2锐钛矿相向金红石相转变;并使TiO_2产生晶格缺陷从而增加纳米TiO_2粉体表面羟基含量和表面氧空位,抑制了光生电子和空穴的复合,增强纳米TiO_2的光催化活性。     

模拟太阳光下氮掺杂纳米TiO_2对甲基橙的降解性能

采用溶胶凝胶法制备了氮掺杂的纳米二氧化钛(TiO_2)光催化剂,以甲基橙的光催化降解为探针反应,用氙灯模拟太阳光,评价了其光催化活性,运用XRD、UV-Vis DRS和XPS等技术对制备的TiO_2进行表征,结果表明,氙灯下,500℃焙烧所制备的N掺杂TiO_2(N500)具有最佳的光催化活性,该催化剂为纯锐钛矿型,氮的质量掺杂量为0.7%,对波长400~550nm的可见光有较强的吸收。     

水热法制备TiO_2/ AC复合光催化材料及其性能研究

探究了吸附-光催化协同效应对二氧化钛(TiO_2)-活性炭(AC)复合材料光催化性能的影响。以钛酸四丁酯为原料,活性炭为载体,采用水热法制备出TiO_2/AC二元复合光催化材料。使用XRD、SEM、EDS和FT-IR等检测技术对制备样品进行测试、分析、表征,重点分析了不同水热温度对复合材料晶体结构、形貌、组分含量及表面官能团的变化,并以甲基橙溶液(MO)模拟目标降解物,考察了在紫外光源下TiO_2/AC二元复合材料对甲基橙溶液光催化效率的影响。研究结果显示:负载于AC表面的TiO_2为锐钛矿型;随着水热温度的提高,负载于AC表面上的TiO_2数量增加,粒径增大,分布更加均匀;经紫外光光照180 min后,所有TiO_2/AC复合材料对20 mg/L甲基橙溶液的降解率均达到80%以上,优于纯TiO_2的降解率,表明TiO_2/AC二元协同吸附-光催化效应可明显提高复合材料对甲基橙溶液的降解效率。     

La掺杂改性TiO_2粉体的制备及其光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了La掺杂改性TiO_2。通过X射线衍射、红外光谱和热重对制备的光催化剂进行了表征,用制备的催化剂对甲基橙模拟废水进行了光催化降解实验。结果表明:La成功掺入TiO_2中,La-TiO_2和TiO_2均属于锐钛矿TiO_2晶型,在本实验条件下,La掺杂改性TiO_2对甲基橙的降解率明显高于纯TiO_2。     

纳米TiO_2光催化剂的制备及性能研究

以钛酸正丁酯为钛源,叔丁醇为溶剂,盐酸和冰醋酸为抑制剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛(TiO_2)。利用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收(UV-Vis)光谱、扫描电镜(SEM)等对其结构进行了表征。以500W汞灯为光源,甲基橙溶液为目标降解物,考察了样品的光催化降解活性。结果表明,通过该方法合成的纳米TiO_2为锐钛矿型结构,结构清晰、分散性好、粒径分布均匀,对甲基橙溶液具有良好的光催化性能。     

纳米TiO_2-硅藻土复合材料对染料的光催化降解性能

以TiOSO_4为钛源,氨水为沉淀剂,以水解沉淀法制备纳米TiO_2-硅藻土复合材料;结合XRD、SEM、氮气吸-脱附表征手段,对比研究复合材料、纯TiO_2、纳米级TiO_2(P25)对罗丹明B的光催化性能以及复合材料对罗丹明B、刚果红、甲基橙、亚甲基蓝等染料的吸附及光催化降解性能。结果表明:纳米TiO_2-硅藻土复合材料对罗丹明B的光催化性能明显优于纯TiO_2和P25;复合材料对不同污染物的吸附及光催化性能存在显著差异,对阳离子型的亚甲基蓝的吸附及光催化性能最好,对阴离子型甲基橙的吸附及光催化性能最差。     

细菌纤维素负载稀土掺杂二氧化钛复合膜的制备和光催化性能

以细菌纤维素(BC)为载体,用溶胶-凝胶法原位生成稀土镧和铈元素(La,Ce)掺杂的二氧化钛复合膜,以甲基橙为目标降解物,考察了复合膜的光催化活性。结果表明:稀土元素已引入TiO_2/BC复合膜中;掺杂TiO_2的晶型为锐钛矿型;掺杂稀土的TiO_2/BC复合膜的光催化活性比未掺杂的有较大提高;铈掺杂的TiO_2/BC复合膜的光催化性能优于镧掺杂的;Ce~(4+)掺杂的最适浓度为2 mmol/L,而La~(3+)掺杂的最适浓度为5 mmol/L;稀土掺杂的TiO_2/BC复合膜对甲基橙溶液重复降解5次的降解率仍高于70%。     

可见光响应RGO/TiO_2复合材料制备及性能研究

以内蒙古兴和县天然石墨为前驱体,用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并以硫酸钛[Ti(SO4)2]为钛源,采用水热法制备了系列还原氧化石墨烯(RGO)/二氧化钛(TiO_2)复合材料,采用XRD、SEM、FT-IR及UV-Vis等对样品进行测试,并以甲基橙溶液为目标污染物评价其可见光光催化性能。结果表明:制得的RGO/TiO_2复合材料中TiO_2均以锐钛矿型存在,颗粒尺寸7nm左右,光响应范围扩至可见区,具有较高的可见光光催化活性;当GO掺杂量为0.10g时制得的复合材料,在氙灯照射10min后对甲基橙的降解率可达88.41%,照射30min时的降解率可达到96%以上。     

不同气氛下TiO2纳米晶的光催化性能研究

以甲基橙的光催化降解为探针反应,从表观降解率和TOC去除率两个指标评价了纳米TiO2样品在不同焙烧温度和反应气氛下的光催化活性.结果表明,400℃焙烧的锐钛矿型TiO2纳米粒子的晶粒尺寸为11.69nm,在光催化降解甲基橙的实验中表现出最佳的光催化活性.光催化反应进行20min后对甲基橙的表现降解率达98.99%,反应进行30min后对甲基橙水溶液TOC的去除率为79.36%,TOC的去除效果滞后于色度的去除.不通空气时,样品对甲基橙的降解率最差,降解速率明显滞后于通空气和O2的情况,且通O2的降解效果更好.     

低温制备混晶TiO2纳米粒子及其光催化性能研究

通过低温液相合成混合晶型纳米TiO2颗粒,研究纳米TiO2颗粒的光催化活性与颗粒晶相组成之间关系.用XRD对其进行表征,并在紫外光下,以甲基橙光催化降解为模型反应,研究了不同晶相样品的光催化活性.结果表明:混合晶相中锐钛矿质量分数占69.8%、金红石质量分数占30.2%,TiO2光催化效用最好可达95.7%.     

锐钛矿型纳米TiO_2的制备表征及光催化研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO_2粉体,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对其进行表征分析,以亚甲基蓝为目标污染物,测定了纳米TiO_2的光催化效率。结果表明,制得的纳米TiO_2为单一锐钛矿结构,晶粒尺寸达到纳米级别,颗粒大致呈类球形,超声分散后纳米TiO_2团聚现象明显减轻。光催化实验结果表明,纳米TiO_2在光照条件下对亚甲基蓝有明显的降解作用,2h后降解率达到86.5%。     

纳米TiO2-Pt复合材料的制备及在可见光下的光催化性能研究

采用低温水热法制备纳米棒状锐钛矿相TiO₂溶胶,以氯铂酸为Pt源,通过贵金属沉积制备不同含量Pt的纳米TiO₂-Pt复合材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱、X射线光电子能谱分析对纳米TiO₂-Pt复合材料的表面形貌和光学性质进行了表征,利用氙灯照射模拟可见光光源对亚甲基蓝(MB)水溶液进行光催化反应降解,通过溶液前后吸光度值的变化来准确评价实验材料的光催化活性。结果表明：制备的二氧化钛溶胶尺寸均一,为标准的锐钛矿型;且Pt纳米粒子很好地分散于TiO₂表面,正是由于铂层的存在,有效抑制了光生电子-空穴的复合,延长了光生载流子的工作寿命,提升了量子效能,使TiO₂-Pt的光催化活性远高于普通TiO₂,对亚甲基蓝的光降解效果也达到了88.5%。     

高活性TiO2纳米晶的酸催化Sol-Gel法制备与表征

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备出了纳米TiO2光催化剂，以甲基橙的光催化降解为探针反应，评价了其光催化活性．运用XRD、TEM、FT—IR以及PL光谱技术对纳米TiO2的微晶尺寸、晶体结构、表面组成和性能进行表征．结果表明，400℃焙烧的TiO2纳米粒子的颗粒形貌为近球形，晶粒尺寸为11．69 nm，样品分散性良好的锐钛矿型结构．在光催化降解甲基橙的实验中，400℃焙烧的TiO2纳米粒子表现出最高的光催化活性，这与表征结果一致．此外，550℃和650℃焙烧的具有锐钛矿型和金红石型混晶结构的TiO2纳米粒子，无混晶协同促进效应．     

静电纺丝法制备碳掺杂TiO_2纳米纤维及其光降解性能研究

通过静电纺丝方法,以聚丙烯腈(PAN)为成纤材料、钛酸四丁酯为钛源,制备含钛纳米纤维前驱体,经高温煅烧得到碳掺杂的二氧化钛(TiO_2)纳米纤维。采用电子显微镜、傅里叶红外光谱、热重、X-射线衍射仪等对纳米纤维的表面形态、化学组成、晶相结构等物理化学性能进行研究,并研究其光降解染料甲基橙的催化能力。结果表明在550℃下焙烧1h后,TiO_2主要以锐钛矿晶型结构存在,PAN经高温碳化对TiO_2形成碳掺杂。光降解研究结果表明,100mg碳掺杂TiO_2纳米纤维膜光催化降解甲基橙的效率为0.0336mg/h。     

TiO_2/ACF光催化降解甲基橙废水性能研究

以活性炭纤维(ACF)为载体,采用溶胶-凝胶法制备活性炭纤维负载二氧化钛复合材料(TiO_2/ACF)。以甲基橙为模型化合物,研究TiO_2/ACF对染料废水的光催化降解活性,考察光照时间、溶液初始浓度、pH值、光强、重复使用次数等因素对甲基橙溶液去除率的影响。结果表明,TiO_2/ACF对甲基橙废水具有较好的光催化降解活性和重复利用性,ACF吸附和TiO_2光催化产生了协同作用。     

Ag/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂的制备及性能研究

以阳极氧化法制备的二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列为基底,利用化学还原法制备了不同银(Ag)含量的Ag/TiO_2复合薄膜,并对其进行表征。结果表明,化学还原法有利于Ag纳米颗粒在TiO_2纳米管上的均匀分布,Ag能产生表面等离子体共振吸收,有效增强TiO_2纳米管阵列对可见光的吸收能力,Ag的修饰大幅度提高了TiO_2纳米管阵列对气相苯的光催化降解活性,在光催化反应80min条件下,Ag含量为2%(wt,质量分数)制得的Ag/TiO_2复合薄膜光催化活性最佳,对气相苯的降解率达到97%。     

高活性光催化剂纳米Ag-碳纳米管-混晶TiO_2复合纤维的可控制备

为解决TiO_2对太阳能有效利用率低、光生电子与空穴再复合率高、光催化活性低且难回收等应用难题,利用静电纺丝技术成功地制备了纳米Ag-碳纳米管(CNT)-混晶TiO_2复合纤维,并采用SEM、XRD、EDS及Raman等表征方法详细分析了材料的微观结构与组分,研究了纳米Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维对亚甲基蓝的光催化活性。结果表明:锐钛矿与金红石相TiO_2混晶不仅可降低材料的禁带宽度,还能减缓光生电子与空穴的复合淬灭;纳米Ag颗粒的局域表面等离激元共振可增强Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维的光吸收,CNT能促进光生电子与空穴的有效分离;纳米Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维对亚甲基蓝的首次降解率可达97.5%,且5次催化循环后对亚甲基蓝的降解率仍保持在90.0%以上。所得结论表明静电纺丝制备的新型纳米Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维是一种高活性的光催化剂,且容易回收,具有光降解亚甲基蓝的应用前景。     

活性炭表面含氧官能团对TiO_2/AC的吸附和光催化活性的影响

通过硝酸氧化和热处理获得了表面含氧基团和织构显著变化的活性炭,考察了所得活性炭载纳米TiO_2光催化剂(TiO_2/AC)对亚甲蓝和甲基橙的吸附和光催化降解,研究了活性炭表面含氧基团对TiO_2/AC吸附和光催化活性的影响。结果表明,活性炭表面含氧基团的变化比织构显著,其表面含氧基团尤其是羧酸基团对TiO_2/AC的吸附和光催化活性有决定性的影响;同时,针对降解物的电荷性质不同,活性炭表面含氧基团的影响有差异,对阳离子亚甲蓝的吸附和光催化活性的影响比阴离子甲基橙的显著,250℃下脱除表面羧酸后的催化剂对亚甲蓝的光催化活性明显降低而对甲基橙的则稍有增加。     

TiO_2纳米粒子及纳米棒在活性碳纤维上的生长研究

通过两步水热方法,在活性碳纤维上依次沉积了锐钛矿型TiO_2纳米粒子及金红石型TiO_2纳米棒,SEM及XRD实验结果表明:在纤维表面预沉积锐钛矿型TiO_2纳米粒子有助于后续金红石型TiO_2纳米棒的生长。随着纳米棒的生长,纳米粒子的质量分数下降。与单纯锐钛矿型TiO_2纳米粒子负载的纤维相比,纳米棒生长时间2.5h相应的混晶TiO_2负载的活性碳纤维显示了对亚甲基蓝较高的光催化活性。在对混晶TiO_2负载的纤维用辛基三甲氧基硅烷处理后,纤维毡的表面显示超疏水性,并且水接触角随纳米棒生长时间的延长而增大。     

MWNTs-TiO2和AC-TiO2复合材料制备及其在染料吸附降解中的应用

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为原料,分别以多壁碳纳米管和活性炭为载体,并分别在载体表面上负载纳米TiO2颗粒,制备出碳纳米管-TiO2(MWNTs-TiO2)和活性炭-TiO2(AC-TiO2)两种复合材料。采用X射线粉末衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征,结果显示,经500℃热处理后,TiO2主要以锐钛矿形式存在,纳米TiO2颗粒均匀的负载于载体的表面。吸附降解的实验结果表明,MWNTs-TiO2和AC-TiO2两种复合材料对活性染料甲基橙吸附降解效果均好于纯纳米TiO2颗粒,而MWNTs-TiO2复合材料的吸附降解效果更好,更适合作为纳米TiO2光催化载体。