纳米TiO2稀土元素掺杂改性与光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米材料,以钛酸丁酯为前驱体,冰醋酸为螯合剂,通过水解缩聚作用制备纳米TiO2,掺杂稀土元素Ce对纳米TiO2进行改性,运用热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和光吸收等手段,研究了不同掺杂量对TiO2相变和光催化活性的影响,确定了最佳的掺杂量和热处理温度。     

Zn掺杂改性TiO2的制备及其光催化性能研究

利用溶胶-凝胶法制备了Zn掺杂改性TiO_2催化剂。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对制备的光催化剂进行表征,考察了该催化剂对亚甲基蓝废水的光催化降解性能。结果表明,Zn成功掺入TiO_2中,Zn掺杂改性TiO_2和纯TiO_2均属于锐钛矿TiO_2晶型。在催化剂投入量为1.5g/L、亚甲基蓝质量浓度为10mg/L、降解时间为0～2h条件下,Zn掺杂改性TiO_2催化剂对亚甲基蓝溶液的降解率超过60%,明显高于纯TiO_2的降解率。     

Er-Ce共掺杂TiO2纳米粉体的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Er-Ce共掺杂的TiO2纳米粉体，并以亚甲基蓝溶液为目标降解物研究了掺杂纳米TiO2粉体在紫外光作用下的光吸收和光催化性能。采用TG-DTA、XRD和TEM等测试技术对样品的晶型、形貌和粒径尺寸进行了表征。结果表明，Er-Ce共掺杂的TiO2粉体最佳热处理温度为550℃，结晶完整、主晶相为锐钛矿型，平均粒径约为20nm；掺杂可使TiO2吸收带发生红移，光催化性能增强；共掺杂体系的最佳量为n（Er）：n（TiO2）=0．1％，n（Ce）：n（TiO2）=0．05％。此掺杂量的TiO2粉体对亚甲基蓝有良好的降解效果，反应2h降解效果达到92．37％，优于同等条件下制备的未掺杂的纯TiO2粉体。掺杂复合光催化剂对亚甲基蓝的降解遵循一级动力学方程。     

铁掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Fe3 的纳米TiO2微粒,采用X光衍射仪对粉体进行了表征.以甲基橙为目标降解物,研究了Fe3 掺杂纳米TiO2光催化性能.结果表明,掺杂适量Fe3 能够提高TiO2的光催化活性,当Fe3 的掺入量为摩尔比0.41%时催化活性最高.以紫外灯为光源,降解初始浓度为20mg·L-1的250mL甲基橙溶液,催化剂0.41%(摩尔分数)Fe3 -TiO2投加量为0.5g时,甲基橙的光催化降解效果最好.     

纳米TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在玻璃衬底上制备了纳米TiO2薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见一光谱(UV/vis)和原子力显微镜(AFM)对纳米TiO2进行表征.结果表明,经300～700℃退火得到的TiO2粉体呈锐钛矿相,经800℃退火得到了锐钛矿相与金红石相的混合晶相,经900℃退火完全转化为金红石相.薄膜表面粒子分布均匀,表面平均粗糙度为1.54nm,该薄膜具有较高的光催化活性,可直接用于光催化降解有机物等领域,具有广阔的应用前景.     

SiO2改性纳米TiO2及可见光催化性能研究

以四氯化钛等为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,制品为锐钛矿相和金红石相的混合物,随着热处理温度的升高,其中的锐钛矿相的比例逐渐降低,金红石相比例逐渐上升;又以Na2SiO3为原料,对TiO2进行表面改性,制得TiO2／SiO2复合材料。研究发现,原位改性后的TiO2在可见光下光催化甲醛可以发生聚合反应。     

纳米TiO2稀土元素掺杂改性光催化还原CO2制甲醇研究

讨论采用改良的溶胶-凝胶法，以钛酸丁酯为前驱体，以冰醋酸为鳌合剂，通过水解缩聚作用制备纳米TiO2，掺杂稀土金属进行改性，进行CO2光催化还原制甲醇研究；利用X射线衍射（XRD）、高分辨透射电镜（HRTEM）、BET比表面积、光致发光光谱（PL）技术来分析制得的光催化材料结构、吸光性能、化学吸附等特性，期待能弄清楚纳米TiO2结构与催化效果之间的关系，从而确定主导CO2光催化还原反应效率的因素。     

纳米TiO2光催化剂的结构调控及其光催化活性研究

以酞酸丁酯和冰醋酸分别为前驱物和酸催化剂,采用溶胶 凝胶法制备了纳米 TiO2 粉体, 并且通过改变水体溶液中酞酸丁酯,醋酸和水的摩尔比来调控纳米TiO2 粉体的大小以及光催化活性;探讨在溶胶 凝胶法制备过程中在水溶液中添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 ( DBS ) 和共溶剂无水乙醇(CH3CH2OH)来调控TiO2 粉体以及光催化活性。用X射线衍射和透射电子显微镜等手段对不同条件制备的纳米粉体的微观结构进行了表征,并且以甲基橙染料的降解为模型反应,考察了不同制备条件下的催化剂的光催化活性,而且对纳米粉体结构和光催化性能之间的关系进行了讨论。     

纳米TiO2光催化降解双酚A的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2.以纳米TiO2为光催化剂,研究了在氧气存在条件下对典型内分泌干扰物质双酚A的光催化降解反应.分别讨论了分子氧、不同晶型、不同晶粒尺寸的纳米TiO2以及光照时间对双酚A降解反应的影响.结果表明,以0.2L/min的通氧速度进行光化学反应5h,锐钛矿型TiO2晶粒尺寸在10～20nm时对双酚A的光催化降解效率最好.     

掺Ag复合改性的纳米TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了掺Ag复合改性的纳米TiO2复合材料,以提高纳米TiO2在日光下的催化活性。采用差热-热重分析法、X射线衍射、透射电子显微镜、分光光度计等测试技术分析和研究了Ag-TiO2复合材料的微观结构、组织和性能,并探讨了影响Ag-TiO2复合材料光催化性能的各种因素。研究结果表明,利用溶胶-凝胶法可以获得纳米级二氧化钛,单晶尺寸10～30nm。Ag的掺杂会降低锐钛矿相向金红石相的转变温度,掺杂最佳值为Ag/Ti(摩尔比)=0.03;在550℃下热处理1h的Ag-TiO2的光催化性能最高,日光下光照3h对甲基橙的分解率可达97%。     

Preparation of fine,uniform nitrogen- and sulfur-modified TiO2 nanoparticles from titania nanotubes

TiO₂ nanoparticles modified with nitrogen and sulfur were prepared from titania nanotubes by a facile wet chemistry method. The samples synthesized with different thiourea/TiO₂ ratios showed a uniform nanoparticle size distribution centred at approximately 10 nm with a developed specific surface area of 246 m² g^-1. These modified nanosized photocatalysts exhibited higher photocatalytic activity for the degradation of gaseous isopropanol than unmodified titania nanotubes under visible illumination. This could be attributed to the synergistic effects of a large specific surface area, strong absorption in the visible region, a redshift in the adsorption edge, and surface adsorption modification induced by nitrogen and sulfur compounds.     

Preparation of fine,uniform nitrogen- and sulfur-modified TiO2 nanoparticles from titania nanotubes

Abstract

TiO₂ nanoparticles modified with nitrogen and sulfur were prepared from titania nanotubes by a facile wet chemistry method. The samples synthesized with different thiourea/TiO₂ ratios showed a uniform nanoparticle size distribution centred at approximately 10 nm with a developed specific surface area of 246 m² g^-1. These modified nanosized photocatalysts exhibited higher photocatalytic activity for the degradation of gaseous isopropanol than unmodified titania nanotubes under visible illumination. This could be attributed to the synergistic effects of a large specific surface area, strong absorption in the visible region, a redshift in the adsorption edge, and surface adsorption modification induced by nitrogen and sulfur compounds.     

核壳结构TiO2光催化剂的制备和性能

统一尺寸、结构上有序包覆的核壳型复合材料,具有高折射率以及独特的电磁、光学和机械性质.结构上的独特性可能导致其在近红外和可见光区有完整的带隙,利用核与壳之间的相互作用,以及核对降解物的吸附等作用,可提高复合体的光催化性能.本文着重介绍核壳型TiO2的几种类型、特点及其性能,并提出其今后的发展方向.     

合成温度对二氧化钛纳米管的影响

以P25纳米粉体和NaOH为原料,采用水热合成法,在不同的合成温度下制备TiO2纳米管.用XRD、TEM、BET、TG-DSC、Uv-vis等方法对TiO2纳米管的形貌、成分和性能进行了表征.结果表明,合成温度对产物有显著影响:随着反应温度的升高,纳米管的比表面积逐渐增大,长度逐渐增长,而管径基本不变,纳米管的产率也有增加的趋势.150℃反应制得粉体的比表面积为641.855m2/g,管外径为8nm.160℃反应制得的粉体经560℃处理后降解亚甲基蓝的能力要远优于市售的P25纳米粉体.鉴于以前水热处理温度对纳米管形成方面的影响研究报道较少,系统的研究了温度对纳米管形成的影响.     

纳米二氧化钛薄膜的制备及光致发光研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛(TiO2)薄膜,扫描电镜观察薄膜比较均匀,成膜性好,通过X射线电子能谱(EDS)分析了薄膜成分.X射线衍射(XRD)分析表明纳米TiO2薄膜呈现锐钛矿和金红石晶型.光致发光(PL)谱结果表明,荧光峰对应着不同的发光中心,且相对体相TiO2的理论值有明显的蓝移,有很好的荧光特性.     

Preparation and sintering behaviour of nanostructured alumina/titania composite powders modified with nano-dopants

Nanostructured alumina/titania composite powders were prepared by doping with small amounts of nanosized zirconia and ceria. The nanosized raw materials powders were reconstituted into nanostructured particles by ball milling, spray drying and heat treating. Then, the nanostructured reconstituted powders were cool-isostatic pressed and pressureless-sintered into bulk ceramics. The phase composition and microstructures of reconstituted powders and as-prepared ceramic composites were characterized by using X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscope (SEM) and energy-dispersive spectrometer (EDS). The sintering behaviour of the nanostructured ceramic composite powders and the effects of nano-dopants and sintering temperatures on the microstructures of the ceramic composites were investigated and discussed. It was found that nano-dopants could lower the sintering temperature and accelerate densification of ceramic composites.     

硬脂酸法制备纳米TiO_2及微结构控制

采用硬脂酸法制备了不同掺杂量的ＴｉＯ２纳米晶．通过ＦＴＩＲ、ＸＲＤ和ＴＥＭ等实验手段对所得纳米ＴｉＯ２进行分析和表征,并对反应历程进行了初步探讨．实验结果表明,利用硬脂酸法,金红石型ＴｉＯ２能在５００℃获得,掺杂Ｎａ＋和Ｋ＋后则得到锐钛矿型ＴｉＯ２,且随着掺杂量的增加,ＴｉＯ２的粒径减小．