影响TiO2催化降解有机物废水效率的主要因素

介绍了近年来国内外有机物废水光催化降解的研究现状，及不同催化剂体系对各种有机物的降解效果。通过对以TiO2为主的光催化剂在不同催化剂结构和不同反应因素等条件下降解效果的比较，论述了TiO2光催化剂的优越性、不足和影响机制。并指出了光催化降解有机物废水技术需要进一步解决的问题。     

热喷涂制备 TiO2 光催化涂层研究进展

TiO2光催化剂因其利用可持续的太阳光进行光催化反应,在环境保护、医疗卫生等领域具有潜在的应用价值,近年来引起了研究者的广泛关注。目前,颗粒状TiO2催化剂获得了一定的实际应用,但在液相中使用后需要回收,不仅增加了工艺的复杂性,而且提高了设备等成本的投入。负载型催化剂和涂层技术是将TiO2固定在载体上,可有效避免颗粒状催化剂难回收的问题。在众多涂层制备技术中,热喷涂技术可快速高效大面积地制备TiO2光催化涂层,且涂层机械性能优异,喷涂成本低廉,因而使TiO2的工业化制备和应用更具前景。综述了近年来国内外制备TiO2涂层常用的传统热喷涂技术、改进后的液相热喷涂技术和冷喷涂技术,并论述了影响TiO2光催化性能的材料相组分、涂层结构和元素掺杂等因素,总结了相应的性能改进措施,指出了目前TiO2光催化涂层的应用研究存在的问题和研究方向。     

芳烃污染空气光催化净化材料研究进展与展望

芳烃化合物是一类难降解的有毒挥发性有机物,排放到大气对生态环境有极大的危害。光催化技术作为一种高级氧化技术是未来环境净化技术的发展方向之一。然而,经典的TiO2材料对芳烃的光催化氧化,不仅活性低而且极易失活,这在很大程度上制约了光催化技术在空气净化领域的实际应用。在综述国内外研究进展的基础上,简要总结了最近几年我们在芳烃污染空气的光催化净化材料开发和性能研究方面的一些进展。研究结果显示,有众多宽带隙半导体材料对芳烃表现出比TiO2更加优异的光催化活性和活性稳定性;有些材料甚至在可见光诱导下可表现出非常高的光催化活性。此外,在反应气氛中添加少量氢气可以大幅度提高贵金属修饰TiO2对苯的光催化降解效率。这些进展充分显示出光催化技术在工业三苯废气处理和空气净化等方面的广阔应用前景。     

蓄能光催化材料对大肠杆菌的抗菌性能研究

将长余辉发光材料与TiO2薄膜相复合制备了蓄能光催化材料，研究了此材料对大肠杆菌的抗菌性能。TiO2在光照下具有高的光催化活性，能够将细菌完全分解，而在黑暗中却没有光催化性能。蓄能发光材料能够为TiO2提供光源，这样即使在关闭光源的黑暗中，蓄能光催化材料也具有抗菌作用。这种蓄能光催化材料可以采用间歇照明的方式实现全天候抗菌功能。     

电泳法制备二氧化钛光催化薄膜

研究了TiO2粉末在不同溶剂中的分散性,在几种常见溶剂中正丁醇悬浮液稳定性最好.使用正丁醇作为电泳的有机溶剂进行电泳成膜,分别改变电压、时间、浓度和添加PEG(聚乙二醇)以考察这些因素对膜沉积量的影响,测定膜沉积量对光催化性能的影响.实验结果表明,在基体上的沉积量与外加电压和时间近似成线性关系,随着悬浮液浓度的提高而增大.在添加粘结剂PEG的情况下,可以增加TiO2薄膜的沉积量.在光催化的过程中,随着TiO2薄膜的质量增大,对甲基橙的降解率先是增大的,但当薄膜的质量达到一定值时,随着薄膜质量的增加,甲基橙的降解率反而下降.     

后处理工艺对TiO2双掺Cr,Sb光催化活性的影响

利用共沉淀法制备了Cr,Sb共掺TiO2的光催化剂,采用不同的后处理工艺对光催化剂进行处理从而提高其光催化性能.研究结果表明比表面、结晶度和Cl-的存在影响光催化剂的光催化活性.Cl-的存在使得光催化剂粉体团聚,降低了比表面,但光催化效率较高,这表明Cl-的存在降低了光生电子和空穴的复合速率,提高了光催化效率.采用有机溶剂处理可提高光催化剂的比表面,从而提高了光催化活性.     

Ce-TiO2/硅藻土的制备、表征及其光催化活性

以硅藻土（KL）为载体,用溶胶-凝胶法将铈掺杂二氧化钛包覆在硅藻土上（Ce-TiO2/KL）。采用XRD、DRS、SEM对其进行表征,以250 W高压汞灯作光源,甲醛作为反应底物表征其光催化活性。结果表明：Ce-TiO2包覆在硅藻土颗粒上,并能在较高的煅烧温度（500℃）范围内保持锐钛矿晶体结构;随着铈掺杂含量的提高,J2Ce-TiO2/KL对可见光的吸收明显增强,有利于充分利用太阳光。由此可见,TiO2固定在硅藻土上时,铈掺杂不仅提高了其活性,还导致其激发波长红移,还有利于回收利用。     

电场对TiO2光催化降解亚甲蓝的影响研究

主要研究了电场对纳米TiO2光催化降解亚甲蓝的影响,在透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)等方法测定纳米TiO2结构的基础上,结合不同结构纳米TiO2在不同电场强度下催化降解亚甲蓝的性能测试,探讨了电场影响纳米TiO2催化降解亚甲蓝反应机理。结果表明:N及F掺杂溶剂热合成法制备的纳米TiO2颗粒尺寸小且粒径均匀,电场的引入降低了纳米TiO2的光催化性能,而且下降程度与电场强度的变化成反比,反应动力学拟合表明,电场下不同结构的纳米TiO2催化降解亚甲蓝反应均为一级反应。     

Ag-TiO2/SnO2纳米薄膜的制备及其光催化降解罗丹明B的性能

以光还原法沉积Ag修饰TiO2/SnO2,制各Ag-TiO2/SnO2纳米薄膜,讨论紫外光照时间、光照强度、AgNO3浓度等工艺条件对光催化活性的影响.用XRD和SEM对薄膜的结构、表面形貌和化学组成进行表征,以罗丹明B为模拟污染物对光催化性能进行测定.结果表明,最佳条件下制备的Ag-TiO2/SnO2薄膜,Ag担载量为0.51%(at%),Ag簇直径在30～90 nm之间.薄膜具有较高的光催化活性,对罗丹明B的降解率是修饰前TiO2/SnO2薄膜的1.92倍,是相同质量TiO2/ITO薄膜的2.54倍.催化活性的提高,源于反应机制的改变.薄膜中Ag-TiO2异质结的引入,一方面进一步促使光生电荷分离,另一方面加速了氧气与激发电子的还原反应.     

悬浮液等离子喷涂高效制备TiO2涂层及其光催化性能

目的 解决TiO2粉末催化剂在污水净化过程中易沉降和难回收问题,同时提高TiO2在可见光条件下降解有机污染物的速率。方法 采用悬浮液等离子喷涂(SPS)技术,以H2为辅助气体制备TiO2涂层,借助H2将高温等离子体焰流中熔融态TiO2中的Ti⁴⁺还原成Ti³⁺。通过场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱光谱仪、紫外-可见光谱仪等对TiO2粉末以及所制备涂层的结构形貌、物相组成、元素价态、光学特性进行分析。以亚甲基蓝为目标污染物,使用光化学反应仪测试粉末和涂层的光催化性能。结果 TiO2涂层表面呈现由熔融和半熔融颗粒组成的“喀斯特”微观形貌,表面粗糙度为2.94 µm,孔隙率为10.2%。TiO2粉末物相为纯锐钛矿,涂层物相由锐钛矿、金红石相及TiO2－x相组成。TiO2涂层中Ti³⁺的存在使其带间隙减小0.6 eV。在紫外光条件下,TiO2粉末的催化速率为0.003 48,而涂层的催化速率为0.003 45。在可见光条件下,粉末的催化速率与亚甲基蓝的光解速率相近,涂层的催化速率是0.003 07。结论 通过SPS技术成功制备了TiO2光催化涂层,其在可见光条件下的催化性能较粉末有显著提升。     

医用PVC表面TiO2-ZnO膜的制备及光催化抗菌性能研究

目的提高医用PVC表面的抗菌性能。方法采用sol-gel法制备ZnO溶胶,以P25(商品TiO_2)悬浮液为掺杂组分,制备了不同TiO_2质量分数(20%、40%、60%、80%)的TiO_2-ZnO复合悬浮液,通过提拉法将ZnO、TiO_2-ZnO、TiO_2悬浮液均匀地涂覆在医用PVC材料表面。采用XRD、SEM等技术考察了复合膜的结构和性能。采用平板菌落计数法测定了不同膜材料对大肠杆菌的光催化杀菌性能和抗细菌粘附性能。结果当TiO_2质量分数为20%时,TiO_2-ZnO薄膜的光催化活性高于ZnO;当TiO_2质量分数为40%、60%、80%时,样品的光催化活性相差不大且都低于ZnO。对ZnO膜和TiO_2-ZnO复合膜的细菌抗粘附性和光催化杀菌性的测试结果表明,ZnO膜和不同TiO_2质量分数的TiO_2-ZnO复合膜都具有一定的抗粘附性和光催化灭菌性。在抗粘附方面,TiO_2质量分数为20%的TiO_2-ZnO复合膜的性能最好,对大肠杆菌的粘附率仅为2.6%,优于ZnO膜和TiO_2膜。在光催化灭菌性方面,在波长为365 nm的紫外光照下,样品对大肠杆菌杀灭能力高低顺序为TiO_2≈20%TiO_2-ZnO80%TiO_2-ZnOZnO。结论涂覆ZnO溶胶和TiO_2悬浮液混合溶胶可以明显提高医用PVC表面的抗细菌粘附性能和光催化灭菌活性,而且当TiO_2质量分数为20%时,TiO_2-ZnO具备最好的抗菌性能。     

光催化二氧化钛薄膜的制备工艺研究进展

评述了制备二氧化钛薄膜的液相法、气相法和电化学法3大类方法的优缺点，以及3大类方法所包含的溶胶-凝胶、微乳液、磁控溅射、物理气相沉积、化学气相沉积、阳极氧化和微弧氧化等方法制备二氧化钛薄膜的工艺步骤、特点及研究进展。文章最后指出，液相法由于自身存在的优点，仍将是今后二氧化钛薄膜制备和研究的重点；而光催化性能更好的掺杂二氧化钛，其研究重点是探讨掺杂方式、制备方法和优化配比等。     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO2及其光催化活性研究

采用正交设计方法，试验研究了4种因素对溶胶-凝胶法制备纳米TiO2光催化活性的影响，确定了各因素所对应的最佳水平，得到了溶胶-凝胶法制备高光催化活性纳米TiO2的最佳工艺条件；且对最佳工艺条件制备的TiO2和商业粉P-25进行了XRD和UV-Vis吸收光谱分析。结果表明，自制的TiO2由纯锐钛矿组成，其平均晶粒尺寸为18．2nm，比混晶型的P-25TiO2晶粒尺寸（24．7nm）要小。自制TiO2粉在330～370nm的紫外光区的吸收增强，在可见光区的吸收也较P-25有所增强。两者都有利于光催化活性的提高，使得光催化降解甲基橙的活性与P-25相当。     

Photocatalytic degradation characteristic of amorphous TiO2-W thin films deposited by magnetron sputtering

TiO2-W films were deposited on the slides by reactive magnetron sputtering. Properties of the films were analyzed via AFM, XRD, XPS, STS, UV-Vis and ellipse polarization apparatus. The results show that TiO2-W films are amorphous. The AFM map reveals that the surface of the film is tough and porous. The experiments of decomposing methylene blue indicate that the thickness threshold on these films is 141 nm, at which the rate ofphotodegradation is 90% in 2 h. And when the thickness is over 141 ran, the rate of photodegradation does not increase any more. This result is completely different from that of crystalloid TiO2 thin film.     

Photocatalytic degradation of phenol in aqueous solution using TiO_2/Ti thin film photocatalyst

1　INTRODUCTIONHeterogeneousphotocatalysishasbeenwidelyin vestigatedasanalternativemethodfordegradationoforganicpollutantsinrecent 2 0 years .TiO2 isthemostinvestigatedphotocatalystuptodatebecauseitisoftenusedinthetreatmentofpollutantchemicals ,basedonitsremarkableactivity ,chemicalstability ,andalsoonitsnon toxicproperties.Phenolor phenoliccompoundsexistwidelyindailylifeandinindustrialwastewateroriginatingfromcokeovens ,petroleummanufactureorpaintstrippingoperations ,andhavebecomecommonp…     

通电加热氧化金属钛制备TiO2薄膜及其光催化活性

应用在空气中电加热氧化的方法在金属钛表面制备了TiO2薄膜并通过XRD, SEM 以及UV方法分别研究了其晶相结构、表面形貌及光催化活性。控制流过金属钛的电流密度,可以在表面形成TiO2薄膜。SEM和XRD测试表明形成的TiO2为线条状的金红石晶型的均一薄膜。光催化测试表明,电氧化TiO2薄膜具有良好的光催化活性,分解亚甲基蓝的速率常数为(4.2~5.8)×10-3 min-1。     

纳米颗粒TiO2化学复合镀层的功能特性

本文研究了化学镀Ni-P-TiO2(纳米颗粒)复合镀层的磁学性能和光催化性能。实验结果显示,纳米颗粒化学复合镀层是较好的高耐磨软磁材料;其光催化性能和粉体纳米TiO2不相上下。这些优越的性能展示了纳米颗粒复合镀层具有良好的应用前景。     

Preparation, Characterization and Photocatalytic Activity of Pt-SiO2/TiO2 with Core-Shell Structure

以直径300 nm左右的SiO2微球为核,采用溶胶-凝胶法制备了SiO2/TiO2核壳结构光催化剂,并以化学还原法对其进行Pt沉积。采用XRD、XPS、TEM、DRS、PL对制备样品进行表征。结果表明,Pt主要以Pt(0)形式存在,不均匀地分布在SiO2/TiO2表面。Pt的沉积使得光催化剂在可见光区域的光吸收增强,电子与空穴分离效率明显提高。测定了罗丹明B在不同光催化剂上的吸附常数。结果表明,核壳结构有利于罗丹明B在光催化剂表面的吸附,沉积Pt可显著提高光催化降解反应的动力学常数。Pt的最优沉积量为0.5%