混晶结构纳米TiO2粉体的制备与性能表征

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了具有混晶结构的二氧化钛纳米粉体材料.研究了煅烧温度、pH值对二氧化钛晶型的影响,并用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、分光光度计等对其进行测试表征.光催化降解性能测试表明:同一pH值下,随着温度的升高,金红石型TiO2的含量增加,锐钛矿型TiO2的含量减少.随着溶胶pH值的减小,TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变温度也随之降低.光催化降解亚甲基兰实验表明,锐钛矿含量为76.12%、金红石含量为23.88%时1h内光降解率达98%.     

低温下水热法合成锐钛矿型二氧化钛微米球

以硫酸钛的水溶液为原料,加尿素作添加剂(尿素与Ti4+摩尔比1:5),较低温度下用水热法在玻璃基板上制备了TiO2微米球,结果显示生成的TiO2晶体为锐钛矿型.并讨论了形成微米球的机理.     

硫酸溶液中钛水解物晶型的控制

对硫酸溶液中低钛浓度下钛水解产物晶型与水解条件的关系进行了研究.结果表明,通过调节硫酸钛溶液的加入速度和硫酸浓度,可控制水解物晶型.在100℃的2.5%(ω)硫酸溶液中,当硫酸钛溶液加入速度不高于2mL/h,主要生成金红石型TiO2;而当加入速度增至8mL/h或硫酸浓度增至不低于10%(ω)时,则主要形成锐钛矿型TiO2.水解速度较快的均相成核阶段较易生成锐钛型TiO2,而在晶核长大阶段,缓慢水解有助于形成酸性溶液中热力学上更稳定的金红石型TiO2.     

纳米TiO_2的低温制备及晶相控制研究

以钛酸丁酯为前躯体,在低温(40℃)下制备TiO2薄膜,并评价其光催化活性。结果表明,制备的TiO2薄膜不需经过高温处理,就有较好的光催化活性;XRD分析表明,未经过热处理的样品,随着反应温度的提高,得到的TiO2粒径变大,经450℃处理2 h的样品,金红石含量随反应温度提高而减少。醋酸的加入不仅能抑制板钛矿相的生成,而且提高了锐钛矿相向金红石相转变的温度。     

掺Fe~(3+) A-TiO_2粉末的制备及其光催化活性研究

在3种晶型的TiO2纳米材料中锐钛矿型的TiO2拥有最好的光催化活性。在一定条件下用水热法制备了掺Fe3+纳米锐钛矿型TiO2(A-TiO2)粉末。研究了以Fe3+A-TiO2为光催化剂对罗丹明B溶液进行可见光降解,最佳条件:在6 mg/L的酸性(pH=2)罗丹明B溶液中,加入0.153 3 g掺5%Fe3+的A-TiO2粉末,可见光照射下,室温下磁力快速搅拌反应4 h,降解率达到81.69%。     

纳米TiO2光催化降解含油污水中HPAM的研究

用溶胶-凝胶法制备了锐钛矿型纳米TiO2,研究了合成催化剂反应条件对光催化降解含油废水中聚丙烯酰胺(HPAM)的影响。确定了最佳反应条件分别为:煅烧温度在500℃时,光催化活性达到最高,随着煅烧温度的升高,催化剂晶型从锐钛矿向金红石型转化,转型温度为600℃,有金红石型晶体出现时催化活性降低;最佳老化时间约为1 d;随着醇用量的增加,制备出来的TiO2其光催化活性也逐渐升高,当V(钛酸丁酯)∶V(醇)=10:80时,催化剂活性最高,继续增加,催化活性降低;随着水量的增加催化活性增强,当V(钛酸丁酯)∶V(水)=100:40时,制备出的TiO2催化活性最大,继续增加催化活性下降。     

纳米TiO_2的制备及其在处理含DNBA废水中的应用研究

在室温条件下,以钛酸四丁酯水解制备了无定形Ti(OH)4胶体,然后在酸性条件下,加入分散剂,搅拌、老化16h,加入甲苯,用油水分离器除去水和大部分甲苯,60℃真空干燥,得到纳米TiO2粉末。在400℃煅烧3h即得到锐钛矿晶型TiO2;500℃煅烧3h即有部分锐钛矿晶型TiO2转化为金红石晶型TiO2;700℃煅烧3h主要以金红石晶型存在;在800℃煅烧3h完全转化为金红石晶型,粒径20～50nm。室温条件下,金红石晶型的纳米TiO2粒子,能够使3,5 二硝基苯甲酸(DNBA)发生光催化降解反应,DNBA经光催化反应160min后,其浓度由原来的2×10-4mol/L降为9 7×10-6mol/L。表明金红石晶型的纳米TiO2粒子对DNBA具有很高的光催化活性。H2O2能显著提高DNBA的光催化降解速率。     

纳米TiO2薄膜中锐钛矿晶型的稳定性研究

采用溶胶—凝胶法制备钛溶液 ,将钛溶胶涂敷在玻璃和陶瓷基片上 ,干燥后进行煅烧 ,形成具有亲水 亲油作用、抗菌自清洁作用和防雾作用的纳米TiO2 薄膜。实验展示了与文献所述不同的结果。涂敷 1层— 7层的薄膜 ,其亲水性随层数增加而增大 ,未发现最大值 ;热处理温度为 65 0 -670℃ ,反复涂层反复煅烧保温条件下 ,仍未发现显著的金红石量生成。研究认为涂敷层数的增加不应降低光催化效率 ,影响纳米TiO2 薄膜光催化性质的主要因素是纳米粒子的表面密度和晶粒尺寸 ;纳米尺度下锐钛矿向金红石的转变温度并非固定 ,条件适宜时 ,可在较高温度下保持纳米锐钛矿的晶型稳定 ;影响纳米薄膜中TiO2 锐钛矿向金红石转变的因素主要与工艺条件、基材性质及基材与薄膜在高温下的相互作用方式有关     

基于光催化降解甲醛溶液性能的Cu-Ce/TiO2制备方案的响应面法优化

采用溶胶-凝胶法,以过渡金属Cu离子和稀土金属Ce离子改性TiO2制备Cu-Ce/TiO2,基于响应面和数值模拟方法研究Cu-Ce负载量(Cu-Ce含量)、Cu/Ce摩尔比及烧结温度对Cu-Ce/TiO2光催化降解甲醛溶液性能的影响,对Cu-Ce/TiO2制备方案进行优化,并对最佳条件下制备的Cu-Ce/TiO2进行表征. 结果表明,三个因素均对Cu-Ce/TiO2的光催化性能有影响,其影响显著性为：烧结温度>Cu-Ce负载量>Cu/Ce摩尔比. 优化的制备条件为：Cu-Ce负载量2.88%(mol), Cu/Ce摩尔比1.6364,烧结温度544℃. Cu-Ce共同改性TiO2能有效避免掺杂TiO2晶格内部表层和近表层产生较多的位错,抑制晶格畸变增大,诱导TiO2中锐钛矿型晶体向金红石型晶体转变的能力增强,提高粒径均匀性和分散性能.     

海泡石液相原位负载金红石型TiO2研究

以四氯化钛为原料,天然矿物海泡石为载体,沸腾回流分别制备了TiO2及TiO2/海泡石复合材料.X射线衍射分析发现:相同工艺制备的TiO2为金红石与锐钛矿型的混晶,而复合TiO2为金红石型.在扫描电子显微镜下观察到复合粉体中TiO2球主要生长在海泡石的纤维端口.透射电镜观察发现TiO2颗粒呈均匀的短轴型.用电子自旋共振对样品产生羟基自由基(·OH)的能力进行了表征,通过样品对甲基橙溶液的降解评价了样品的催化性能.结果发现:自然光照射下TiO2/海泡石复合材料可产生较强的·OH自由基信号,且具有比TiO2更高的光催化活性.