锌掺杂多孔SiO_2/TiO_2薄膜制备及光催化性能研究

锌掺杂多孔SiO2/TiO2(多孔Zn-SiO2/TiO2)复合薄膜自清洁玻璃以含聚乙二醇的钛醇盐和硅醇盐的复合溶胶前驱体通过浸渍提拉法制备。结果表明,在TiO2薄膜中添加SiO2可抑制TiO2晶粒长大,并提高TiO2薄膜的亲水性;随着聚乙二醇添加量的增加,锌掺杂多孔SiO2/TiO2薄膜的孔隙增多,表面积增大;经500℃煅烧的多孔Zn-SiO2/TiO2复合薄膜中,TiO2主要为催化效率高的锐钛矿相;多孔Zn-SiO2/TiO2复合薄膜表观光催化降解速率明显高于未掺锌多孔SiO2/TiO2薄膜。     

TiO_2/SiO_2复合气凝胶的制备分析

以酞酸丁酯和正硅酸乙酯为原料,在酸性条件下,溶胶-凝胶法制备Ti O_2/Si O_2复合气凝胶。采用SEM照片分析Ti O_2/Si O_2复合气凝胶为松散的颗粒状,粒径为100~200 nm;通过XRD分析确定煅烧前后Ti O_2/Si O_2复合气凝胶的晶型转变,确证Ti O_2/Si O_2复合气凝胶的成功制备;通过光催化降解分析表明:Ti O_2/Si O_2复合气凝胶对罗丹明B具有较好的吸附作用,且在150 min时罗丹明B基本降解完全。     

玻璃负载纳米TiO_2/SiO_2膜的制备和光催化性能

制备了玻璃负载纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜,以甲基橙溶液作为模拟废水研究了其光催化性能,分别考察了光催化膜中m(Ti O_2)∶m(Si O_2)、膜厚度、使用次数和中试扩大以及再生方式对甲基橙模拟废水降解率的影响。试验结果表明,在太阳光下照射4 h,厚度为200~400 nm的光催化膜对10 mg/L的甲基橙模拟废水降解率为84%,失活的光催化膜可用模拟风、光、酸雨和人工清洗方式再生。纳米Ti O_2/Si O_2光催化膜可应用于光催化水处理设备、建筑易清洁玻璃和太阳电池玻璃。     

TiO_2/氧化石墨烯复合催化剂的制备及其光催化性能研究

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,在此基础上以该GO为载体,通过浸渍-沉淀法在其表面合成TiO2纳米粒子,再通过450℃的焙烧形成TiO2/GO二元复合光催化剂,研究复合光催化剂在紫外光下降解甲基橙的动力学及活性变化规律。使用透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和紫外可见漫反射光谱等分析了复合光催化剂的形貌、TiO2粒子的结晶状态以及催化剂的光吸收。结合光催化降解甲基橙实验,探索了复合光催化剂中TiO2含量对其光催化活性的影响。研究结果表明,在TiO2质量分数低于20%时,复合光催化剂中TiO2均匀分散于GO表面;质量分数超过20%复合催化剂中将会有少量TiO2团聚体出现。由于氧化石墨烯的协同效应,紫外光下TiO2/GO复合催化剂的光催化活性要远高于TiO2光催化剂。     

多孔TiO_2/SiO_2复合薄膜的制备及其超亲水性机理

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为前驱体,利用乙酰丙酮和二乙醇胺为络合剂,制备多孔TiO2/SiO2复合薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、接触角测试仪(WCA)等对薄膜的结构和性能进行了表征。结果表明,TiO2/SiO2复合薄膜表面相对孤立或连通的孔结构是由缩聚反应诱导的相分离以及溶胶-凝胶转化过程同步作用产生的。多孔复合薄膜具有优异的超亲水性能,自然条件下与水接触角仅为2.5°,而普通致密TiO2薄膜在相同条件下接触角为19.3°。复合薄膜的超亲水性是由多孔结构和SiO2复合的共同作用产生,受到表面微观形貌和表面化学组成(羟基含量)的共同影响。     

CoPc/TiO_2催化剂的制备及其光催化还原CO_2的研究

以钴酞菁(CoPc)为活性组分,TiO2为载体,采用浸渍法进行负载,制备CoPc/TiO2催化剂。用正交实验得到的最佳催化剂制备条件为:CoPc负载量为TiO2的1.0%,焙烧温度600℃,浸渍时间12 h,溶剂为甲苯。将此催化剂用于CO2还原,在可见光照下,即可将CO2还原为HCOOH、CO、CH4等,其中HCOOH为主产物,产量最高可达450.64μmol/g。另外,实验中还发现了光照下产生电子转移,CoPc变为CoPc.+,而CO2在TiO2表面获得电子被还原。     

TiO_2/ZnO纳米多孔复合膜制备及光催化性能研究

分别采用水热处理和添加有机物的方法制备了TiO2/ZnO纳米多孔复合膜,利用XRD、SEM、TEM和EDS对薄膜进行了分析表征,通过甲基橙降解研究了多孔膜的光催化性能。结果表明:采用这两种方法都可获得具有孔洞特征的多孔复合膜,对添加有机物法制备的多孔膜进行的光催化降解实验表明该多孔膜光催化性能明显优于致密复合膜。     

C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。     

C/TiO_2纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

无机纳米金属氧化物TiO_2由于其独特的理化性质在各方面的应用得到了广泛的研究。但是由于其禁带宽度较大仅能利用太阳光中较少的紫外光部分,量子效率低,阻碍了其光催化技术的应用,为了提高光催化效率,往往将TiO_2进行复合、掺杂改性和构建新型窄禁带化合物。本文采用水热合成的方法制备C/TiO_2纳米复合材料,通过X射线衍射、透射电子显微镜、X光电子能谱、拉曼等现代分析测试技术,对所做材料的微观结构进行分析表征。结果表明,通过水热合成法制备的C/TiO_2纳米复合材料,可以提高TiO_2光催化活性,抑制高温下TiO_2晶型的转变,具有高的比表面积和吸附能力等,且在光催化微生物灭菌方面应用效果明显。     

溶胶凝胶法制备CeO_2/TiO_2光催化材料及其性能研究

以钛酸四丁酯为钛源、硝酸铈为铈源,通过溶胶凝胶法制备CeO_2/TiO_2复合光催化材料。利用X射线衍射仪和紫外可见分析仪表征样品的组成和光吸收特性。以亚甲基蓝水溶液为模拟污染物,在模拟太阳光下考察样品的光催化性能。结果表明:当焙烧温度为500℃,CeO_2含量为30%时,CeO_2/TiO_2复合物具有最高光催化活性。     

二氧化钛/氧化铁复合光催化剂的制备及性能研究

TiO_2是研究最为广泛的光催化剂之一,优点众多,却也存在一些缺陷。通常采用掺杂、光敏化或半导体复合等方法对TiO_2进行改性。将二氧化钛与氧化铁复合,能解决TiO_2光吸收范围窄、光生电子与空穴易结合等缺陷,有效提高其对太阳能的利用率及催化效率。二氧化钛与氧化铁复合的方法有多种,影响制得的二氧化钛/氧化铁复合光催化剂性能的因素也有多个。本文综述了二氧化钛/氧化铁复合光催化剂的合成方法,分析了影响其光催化性能的因素。     

Ag/AgBr/TiO2/AC复合光催化剂的制备及其性能研究

针对TiO2光催化剂目前在实际应用中所面临的可见光利用率低及悬浮体系中光催化剂易失活、难回收的问题,我们将TiO2的改性与固定结合,首先利用溶胶-凝胶方法将TiO2光催化剂负载在多孔性载体活性炭上,然后再通过沉积-沉淀法将AgBr沉积于TiO2表面,得到最终产物Ag/AgBr/TiO2复合物光催化剂,同时利用溶胶-凝胶法在相同条件下合成纯TiO2。通过XRD、SEM和光催化降解次甲基蓝溶液来对比两者的性能。结果显示Ag/AgBr/TiO2/AC具有较好的可见光催化活性,三小时内次甲基蓝溶液的降解率达81.63%,而纯TiO2三小时内只降解了15.74%。     

Fe/TiO2/MCM-41复合光催化材料的制备及表征

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂与负载相结合的光催化剂Fe/TiO2/MCM-41,通过考察掺杂金属种类和掺杂量,探讨了制备条件对复合材料性能的影响,并用XRD、BET、TEM和XPS对其进行表征。结果表明,Fe3+掺杂量为0.05%时,光降解初始浓度为25 mg/L的甲基橙溶液30 min后脱色率达到95%以上。Fe/TiO2/MCM-41是一种比表面积达349.77 m2/g的介孔材料,具有锐钛矿和金红石相的混晶结构;光催化剂中铁以+3价形式存在,表面羟基氧所占比例为37%,掺杂铁抑制了TiO2粒子的生长。将Fe/TiO2/MCM-41用于光催化氧化水中的对硝基苯甲酸,当催化剂投加量为0.5 g/L、对硝基苯甲酸初始pH为5、浓度为2×10-4mol/L时,紫外光照30 min后,对硝基苯甲酸降解率达到58%以上。     

CdS/TiO_2复合光催化剂的制备与光催化性能研究

采用原位水浴法在Ti O2纤维上制备Cd S/Ti O2复合光催化剂材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、漫反射、紫外可见光谱仪(UV-Vis)等技术手段对复合材料进行表征分析,紫外—可见光谱结果表明生成的Cd S/Ti O2复合光催化剂的吸收峰有两个分别对应Cd S和Ti O2的吸收峰。并研究了不同质量比Cd S/Ti O2复合光催化剂材料在紫外光下对目标污染物罗丹明B(Rh B)的光催化降解活性。结果显示Ti O2与Cd S质量比达到3∶1时,此时在紫外光下复合光催化剂在25 min即可将罗丹明B的催化分解达到99%,具有高效的催化性能。有效的电荷转移是Cd S/Ti O2复合光催化剂光催化活性提高的主要原因。     

Ag-TiO_2/CNTs复合材料的制备与表征

采用溶胶—凝胶法,并后续在氮气保护下进行高温煅烧制备了负载银的TiO2/CNTs复合材料（记为Ag-TiO2/CNTs）;采用XRD、DRS对所得样品的晶体结构、光谱吸收性质进行了表征,以苯酚为模型污染物,评价了样品紫外光光催化降解苯酚的活性。结果表明：银的负载促进了锐钛矿TiO2结晶度的提高,银及碳纳米管能增强TiO2光催化剂在可见光区的吸收能力,并提高了其光催化活性。     

纳米TiO2/HPMC-PMMA-PBMA复合粒子的制备及表征

先用非离子型高聚物羟丙基甲基纤维素(HPMC)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对纳米TiO2进行表面处理，得到表面吸附有HPMC-SDS的纳米TiO2粒子，然后在其上接枝了甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙稀酸丁酯(BMA)。通过正交实验，得出了吸附和接枝的最佳条件。采用透射电子显微镜(TEM)和红外光谱仪(FTIR)对复合粒子的性质进行了表征，利用热重分析仪对复合粒子的耐热性能进行了研究。     

氧化锌氧化钛复合光催化剂的制备及活性研究

二氧化钛光催化氧化技术是目前比较有效的环境治理新技术,而开发高效二氧化钛光催化材料是该技术得以推广应用的前提。采用一种简单的浸渍法成功制备出氧化锌/氧化钛复合纳米光催化剂,并进行了XRD、XPS和SEM等测试表征。从测试结果发现,pH值对样品的光催化活性有重要影响。经对比样品对亚甲基蓝的降解率随着pH值的上升而增加,当pH值为12时,样品的光催化活性达到最高。根据我们对机理的深入分析,发现氧化锌和二氧化钛之间的协同作用是导致该复合催化剂具有如此高的催化活性的根本原因。     

纳米SiO2/TiO2复合粉体的制备及表征

以Na2SiO3为原料,采用非均匀成核法在纳米TiO2基体上制备了SiO2表面保护膜层,通过红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电镜、粒径测量、BET比表面积测量分析,证实纳米TiO2颗粒表面包覆了一层均匀致密的SiO2纳米膜,而且两者是以化学键合方式结合在一起。分散性能测试表明:纳米SiO2/TiO2复合粉体的分散性能明显提高。     

磁载光催化剂TiO2/SiO2/Fe3O4的制备及其性能

以微米级Fe3O4作为载体,用一种改进的溶胶一凝胶法制得TiO2／SiO2／Fe3O4包覆型光催化剂。采用振动样品磁强计（VSM）、X射线衍射仪（XRD）和透射电镜（TEM）分别对该催化剂的磁性能、晶体结构和微观形貌进行了表征,并通过对Cr^6＋水溶液的光催化还原对其催化活性进行了测试。结果表明,TiO2／SiO2／Fe3O4是由中间层SiO2和外壳TiO2组成的双层包覆粒子,通过与未包覆SiO2粒子TiO2／Fe3O4的比较,可知采用此种溶胶一凝胶过程制得的TiO2／SiO2／Fe3O4具有较好的磁性能和较高的光催化还原活性。     

HZSM-5分子筛负载Fe掺杂TiO_2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法合成Fe-Ti O_2和分子筛负载型Fe-Ti O_2/HZSM-5光催化剂。采用扫描电镜、X-射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析了光催化剂的表面形貌、晶相结构及化学键的变化。光催化实验结果表明,通过掺杂Fe提高了Ti O_2和Ti O_2/HZSM-5的光催化活性,Fe-Ti O_2和Fe-Ti O_2/HZSM-5中Fe/Ti的最佳掺杂比分别为0.000 5和0.000 7。Fe的引入不足以改变Ti O_2的表面形貌,铁离子的掺入并未影响Ti O_2的晶型结构,但是可以提高Ti O_2的晶型转变温度。掺杂Fe后Ti O_2与HZSM-5也没有发生明显的化学键合作用。