TiO_2/ZnO纳米管的制备及其光催化性能

采用电化学阳极氧化法制备了高度有序的TiO2纳米管阵列,并利用纳米管的光致超亲水特性,采用斜面毛细组装技术在无定形TiO2表面自组装ZnO溶胶后退火制备了TiO2/ZnO复合纳米管.探讨了阳极氧化各参数对纳米管形貌的影响.利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等方法对样品的结构和形貌进行了表征.以有机磷农药氯胺磷为光催化降解对象,研究了焙烧温度、管径、管长和TiO2/ZnO复合比例等因素对降解效果的影响.结果表明,焙烧温度、管径以及ZnO复合比例对光催化降解率影响较大.对于管径97 nm、管长315.8nm的TiO2/ZnO纳米管,ZnO最佳复合比例为4.2%(质量分数),5 h后降解率达到78%.     

热还原法制备氧化石墨烯/TiO_2复合材料及其光催化性能研究

采用Hummers法制得氧化石墨烯,以钛酸丁酯为钛源,采用原位溶胶-凝胶技术制备了氧化石墨烯/TiO2复合材料,进一步经过加热还原的方法,制备热还原氧化石墨烯/TiO2复合光催化剂,通过FT-IR、XRD、Raman、SEM、TEM和UV-Vis光谱等对产物进行了表征,并测试了该复合光催化剂在可见光下对甲基橙的光催化降解性能。结果表明,制备的复合光催化剂主晶相为锐钛矿型TiO2,热还原氧化石墨烯表面富集的颗粒尺寸15nm左右,颗粒分布均匀。热还原氧化石墨烯/TiO2复合光催化剂在可见光下具有优异的光催化性能。     

两步水热法制备还原氧化石墨烯/纳米TiO_2复合材料及其光催化性能

为研究由还原氧化石墨烯(RGO)和具有高活性晶面的TiO_2组成的复合材料的制备方法及其光催化性能,首先采用两步水热法制备了RGO/纳米TiO_2复合材料:第1步为合成暴露高活性晶面的纳米TiO_2;第2步为将合成的纳米TiO_2与氧化石墨烯(GO)复合,形成RGO/纳米TiO_2复合材料。然后,利用XRD、SEM、X射线光电子能谱仪和紫外-可见漫反射光谱等手段对制备的暴露不同晶面的纳米TiO_2和RGO/纳米TiO_2复合材料进行了表征,评价了其光催化性能。结果表明:在水热法的第1步中,通过调节HF的浓度能可控制备出具有高活性的(001)和(101)晶面的纳米TiO_2,氟原子在纳米TiO_2中以物理吸附态和化学结合态这2种形态存在;在第2步后,GO与纳米TiO_2复合形成RGO/纳米TiO_2复合材料,同时在此过程中GO被转化成RGO。在紫外光照射下,两步水热法合成的RGO/纳米TiO_2复合材料具有很好的光催化性能,明显优于商用TiO_2(P25)和纳米TiO_2的。RGO/纳米TiO_2复合材料的光催化性能有明显的提高,RGO和TiO_2暴露的晶面对光催化活性有影响。     

PbS量子点敏化B/S/TiO_2复合纳米管的制备及其光催化性能

本文首次以自制的B/S/TiO2粉末颗粒为原料采用水热法制备出了B/S/TiO2纳米管,再使用巯基乙酸为双管能链连接B/S/TiO2纳米管(B/S/TNTs),最终制得一种新型PbS量子点复合的B/S/TiO2纳米管(PbS/B/S/TNTs)材料。使用X射线衍射仪、透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计以及X射线光电子能谱仪等对样品晶型、形貌、光谱吸收范围和表面进行了表征。结果表明少量B和S掺杂对TiO2晶型、形貌没有影响,PbS/B/S/TNTs吸收光带边相对于纯TNTs明显红移,提高了样品对太阳光的利用率。在λ420nm的光照下,使用酸性红3R染料对样品光催化特性进行研究,表明PbS/B/S/TNTs光催化性能明显高于PbS/TNTs。     

石墨烯/Ni/TiO_2/CNTs复合物的制备及其光催化性能

首先通过溶剂热法,在石墨烯表面负载掺杂镍的纳米二氧化钛膜,制备石墨烯/Ni/TiO2复合材料;然后以掺杂的镍为催化剂,采用化学气相沉积法,原位生长碳纳米管(CNTs),得到石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合材料。通过XRD、SEM、TEM、拉曼等方法对制备样品的晶型、微观形貌等进行了表征,考察了样品在紫外光及可见光下对甲基橙的光催化降解性能。结果表明:石墨烯和CNTs的加入使得Ni/TiO2、石墨烯/Ni/TiO2、石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合物的光催化活性依次提高,并且石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合物中石墨烯含量越多时,所得复合物的光催化降解性能越好。石墨烯含量最大的石墨烯/Ni/TiO2/CNTs样品,在紫外光下对甲基橙的降解率达到98%,在可见光下的光催化降解效率比掺镍TiO2提高了3.5倍。     

还原氧化石墨烯/TiO_2纳米管复合材料的制备及其光电催化还原CO_2的研究

采用阳极氧化法制备二氧化钛(TiO_2)纳米管,采用改良Hummers氧化法-浓碱法制备还原氧化石墨烯(RGO),采用阳极电化学沉积法制得RGO/TiO_2纳米管复合材料,以复合材料为反应阴极,以铂片(Pt)为反应阳极,光电催化还原二氧化碳(CO_2)为乙醇。并对制得的RGO/TiO_2纳米管复合材料进行了表征。结果证明:采用阳极电化学沉积法施加20V电压反应6h可有效制得RGO/TiO_2纳米管复合材料;以2%(wt.,质量分数)碳酸氢钠(NaHCO_3)水溶液为电解液,在紫外灯照射下施加1.5V电压,反应温度为50℃,反应时间为1h条件下,CO_2被还原为乙醇,产量为185.08nmol/(h·cm~2)。     

TiO_2/改性膨润土复合光催化材料的制备及其性能

本文采用无机和有机两种改性方法对钠基膨润土进行改性,在超声辅助下采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/改性膨润土复合光催化材料。用X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)等测试技术对复合材料进行了表征,以TNT的吸附和降解为模型反应,考察了膨润土的改性对复合材料的吸附和光催化性能的影响。实验结果表明:无机改性的膨润土层间距减小,而有机改性膨润土的层间距增大;膨润土的改性提高了其对水中有机物的吸附性能,且能有效地抑制复合材料中TiO2晶粒尺寸,提高复合材料的光催化性能。     

Au/TiO_2复合纤维的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2纤维和Au/TiO2复合纤维,利用XRD、SEM、TEM等手段对纤维样品的结晶性能及其表面形貌进行了表征,并以光催化降解甲基橙为模型反应考察了样品的光催化活性。结果表明,热处理后的TiO2呈锐钛矿结构,Au的颗粒尺寸范围为7～15nm,纤维直径范围为5～20μm,长度为5～50cm。Au的掺入可以显著地提高TiO2的光催化活性,且其光催化活性随着Au掺入量的增加而变大。     

S掺杂TiO_2/石墨烯复合催化剂制备及光催化分解水制氢

为了提高TiO2光解水制氢的光催化性能,通过水热合成法一步制备了S掺杂TiO2/石墨烯(RGO)复合催化剂。采用XRD、XPS、FT-IR、TEM、UV-Vis等测试方法对其进行了表征,并研究了复合催化剂光催化分解水制氢性能。结果表明,在S-TiO2/RGO复合催化剂中,TiO2以14nm左右的纳米颗粒分散在石墨烯片层上;与同等条件下制备的TiO2相比,复合催化剂在可见光区的吸收明显增强;当m(S)∶m(RGO)∶m(TiO2)为1∶0.1∶25时,所制备的复合催化剂在同等条件下产氢速率最大,为141.7μmol/h。     

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。     

Cu/还原氧化石墨烯光催化复合材料的制备及其光催化性能

以乙酸铜和氧化石墨烯（GO）为原料,抗坏血酸为还原剂,采用液相化学法合成Cu/还原氧化石墨烯（Cu/RGO）复合材料。通过XRD、SEM、TEM、FTIR和Raman对材料结构及形貌进行表征,并考察Cu/RGO复合材料在H₂O₂辅助作用下对亚甲基蓝（MB）的光催化作用。结果表明：Cu颗粒均匀分布在RGO片层上,相比于纯Cu,Cu/RGO复合材料的光催化性能明显提高,Cu/RGO复合材料用量为0.06 g/L时,对MB显示出最佳的催化效果,200 min内脱色率达到了92.5%,经过5次循环后脱色率仍有88.0%以上。     

PBS/氧化石墨烯复合薄膜的制备与性能

目的利用氧化石墨烯(GO)为填料制备聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的增强复合薄膜材料。方法以生物可降解材料PBS为基体,以GO为纳米增强相,首先用双十二烷基二甲基溴化胺(DDAB)对GO进行修饰,进而通过溶液复合法制备PBS/GO复合薄膜,并对其力学性能、结晶熔融行为和热稳定性进行表征。结果力学性能测试表明,在GO质量分数为0.1%时,复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率较纯PBS分别提高了37%和25%,但是随着GO含量的继续增加,其拉伸强度和断裂伸长率都呈现出下降趋势;热行为分析表明,GO的加入使PBS的熔融温度和结晶温度均有所提高,结晶度有所下降,但GO对PBS的热稳定性并无明显影响。结论适量GO的加入有利于改善PBS生物降解材料的力学性能和结晶熔融行为。     

还原氧化石墨烯/SnS_2纳米复合物的制备与可见光光催化性能

以氧化石墨烯(GO)和SnCl_4·5H_2O为前驱体,通过水热法制备了SnS_2/还原氧化石墨烯(RGO)复合材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼光谱和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱表征了所制备的样品。在可见光(λ≥420nm)光照下光催化降解甲基橙水溶液来检测SnS_2/RGO复合物的光催化活性。结果表明:所制备的SnS_2/RGO复合物表现出增强的可见光光催化活性,其中,含1%(wt,质量分数,下同)石墨烯的复合光催化剂活性最好。SnS_2/RGO复合物光催化活性的增强是由于石墨烯是优秀的电子受体和传输体,它减少了光生载流子的复合,从而提高了光催化活性。     

TiO_2/MnTiO_3复合纳米管的光谱学性能研究

采用水热法制备了TiO2/MnTiO3复合纳米管,研究了TiO2纳米管经三元半导体MnTiO3复合后光谱性能的变化。用X射线衍射(XRD)、紫外-可见光谱(UV-Vis DRSs)、拉曼光谱等对制得的样品进行表征。MnTiO3的复合改变了TiO2纳米管的表面缺陷态,增强了TiO2纳米管在可见光区的吸收。     

银负载TiO_2纳米线/石墨烯的制备及光催化应用

采用二步水热法和光照还原法制备了银负载TiO2纳米线/石墨烯(GR/TiO2NW/Ag)复合材料,并对其进行了表征,结果表明:Ag纳米颗粒修饰的TiO2NW分布于石墨烯表面,TiO2NW为锐钛矿晶型,光生电子和空穴复合效率降低。并研究了GR/TiO2NW/Ag复合材料在紫外光下降解双酚A废水的光催化性能,实验结果表明,GR/TiO2NW/Ag对双酚A的降解效果明显优于TiO2。40min内,GR/TiO2NW/Ag在紫外光照下对双酚A降解率达到100%。     

石墨烯/纳米TiO_2复合材料的制备及光催化还原性能

为探索超声辅助下利用紫外光及耦合热还原工艺制备RGO/纳米TiO_2复合材料的方法,并对其在缺氧水体中的光催化还原特性进行研究,首先,以鳞片石墨为原料,采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),进而通过超声/紫外光还原工艺制备了还原氧化石墨烯(RGO);然后,以钛酸丁脂和RGO为前驱物,采用溶胶-凝胶法并在氮气保护下高温加热制备了RGO/纳米TiO_2复合光催化材料;接着,利用FTIR、XRD、BET及紫外-可见光谱等对RGO/纳米TiO_2复合材料进行了结构性能表征;最后,以2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为探针物,研究了RGO/纳米TiO_2在缺氧水体中的光催化特性与2,4-D降解机制。结果表明:采用低温氧化Hummers法制备的GO六碳环上生成的活性基团较少,采用超声/紫外光还原工艺及耦合高温热还原工艺可使环状结构得到良好的修复;所制备的RGO/纳米TiO_2复合材料具有良好的2,4-D降解能力,在缺氧状态下,2,4-D主要发生光催化还原反应,脱除苯环上的氯,产生氯酚、邻苯三酚及间苯三酚等中间产物,部分2,4-D被氧化降解生成CO_2和H_2O。制备的RGO/纳米TiO_2复合材料具有良好的光催化还原性能。     

TiO_2/电气石复合材料的制备及其光催化性能

以电气石为复合载体,钛酸丁酯为原料,采用超声辅助溶胶-凝胶法制备了TiO_2/电气石复合材料。用XRD、FT-IR、UV-Vis DRS、SEM等测试手段对复合材料的微观结构、光吸收性能及元素组成等进行了表征。以TNT作为目标污染物,考察了复合材料的光催化性能。结果表明,TiO_2复合电气石后,晶粒细化,材料吸收光谱产生红移,光催化活性显著提高,且具有良好的稳定性。     

ZnS/还原氧化石墨烯复合材料的制备及光催化性能

水热法一步合成ZnS/还原氧化石墨烯（ZnS/RGO）复合材料,通过XRD、FTIR、Raman、SEM分析溶剂（乙醇、水）对ZnS/RGO复合材料形貌和结构的影响。结果表明,以乙醇为溶剂制备的ZnS颗粒尺寸小、均匀分散在石墨烯片层上,在形成ZnS纳米颗粒的同时将氧化石墨烯（GO）还原成石墨烯。对亚甲基蓝（MB）的光催化结果显示,ZnS/RGO复合材料具有优异的光催化性能,其光催化速率是纯ZnS颗粒的3.7倍,石墨烯作为优良光生电子的传输通道和收集体能够降低光生电子-空穴对的重新结合率,极大提高了ZnS/RGO复合材料的光催化性能。      

镧掺杂TiO_2/活性炭纤维复合光催化材料的制备及性能

采用溶胶-凝胶法,以硝酸镧和钛酸丁酯为原料,以活性炭纤维为载体,制备了镧掺杂TiO2/ACF复合材料,通过紫外灯照射,对甲醛气体进行光催化降解,考察材料的光催化活性。结果表明:镧的掺杂能够提高TiO2/ACF复合材料的光催化活性。当焙烧温度为400℃,镧的掺杂量为2%(摩尔分数)时,材料的光催化活性达到最佳效果。     

PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜制备及光催化性能

通过静电纺丝技术制备聚乙烯醇/聚酰胺/纳米二氧化钛(PVA/PA6/TiO_2)复合纳米纤维,并考察了复合纳米纤维对模拟染料(亚甲基蓝和活性红X-3B)的光催化降解性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDX)、热重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)等表征测试对复合纳米纤维的形貌结构、表面元素分布进行分析。结果表明,用50 mg PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜(其中TiO_2含量是PVA/PA6质量的3%的)光催化降解50 mL浓度为5 mg/L亚甲基蓝溶液和50 mg/L活性红X-3B溶液,反应时间为120 min时,降解率分别为92.8%和87.5%。纳米纤维膜重复使用4次后,其亚甲基蓝降解率为86.6%,活性红X-3B降解率为66.9%,其依然保持良好的光催化性能。说明制备的复合纳米纤维膜具备优异的光催化性能及重复使用性。