光还原法制备增强光催化性能的Bi-TiO_2纳米管

采用阳极氧化法及简易光沉积法制备了一种Bi-TiO_2纳米管(Bi-TNAs)光催化剂,并对其形貌、晶相以及光吸收性能进行表征。结果显示,薄片状的金属相Bi微米片成功沉积在TiO_2纳米管阵列表面。光催化降解罗丹明B实验显示,Bi-TNAs的光催化降解性能比TNAs显著增强。单质Bi微米片作为电子陷阱可捕获TiO_2的光生电子,延长载流子寿命,降低电子-空穴复合速率,增强TNAs光催化降解罗丹明B的活性。     

纳米TiO_2/硅藻土复合材料制备与表征

以提纯硅藻土为原料,钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶一凝胶法制备TiO_2/硅藻土光催化复合材料。采用XRD、SEM、FT-IR等方法对复合材料进行表征分析,以罗丹明B溶液为降解对象检测其光催化性能。结果表明:随着H_2O/HNO_3比增加,复合材料的光催化性能先升高后降低。H_2O/HNO_3=4时光催化性能最好,纳米TiO_2均匀负载硅藻土表面,锐钛矿型比例为85.9%,TiO_2晶粒尺寸为14.2 nm,光照3h对罗丹明B溶液降解率可以达到100%。     

RuO_2负载TiO_2纳米管的制备及其光催化性能

结合阳极氧化法、电解法和浸渍法制备了RuO_2/TiO_2纳米管阵列光催化剂。对纳米管的微观形貌、结构以及表面化学态进行了分析;通过紫外-可见吸收光谱仪分析了浸渍液中钌离子电解前后的变化情况,检测了RuO_2/TiO_2纳米管阵列在可见光下对亚甲基蓝溶液的光催化性能。结果表明:当电解电压为0.85 V时,浸渍液中Ru离子以+2价形式存在;只有当浸渍液中的Ru3+还原为Ru2+后,才能负载到TiO_2纳米管表面,且煅烧后以RuO_2形式均匀分散在TiO_2纳米管表面;RuO_2/TiO_2纳米管仍保持未负载TiO_2纳米管的结构特征,且其晶型结构并没有因RuO_2的负载而变化,也未增加TiO_2纳米管表面羟基数量。最佳浸渍Ru Cl3溶液浓度为3.0 mmol/L,最佳电解电压为0.85 V,在此条件下浸渍得到的RuO_2/TiO_2纳米管阵列的可见光催化活性最佳,光催化降解亚甲基蓝2 h的降解率由未负载TiO_2纳米管的37.50%提高到66.67%。     

金属改性的TiO2纳米管对光催化性能的影响

对TiO_2纳米管进行改性可进一步提高光催化性能,TiO_2纳米管的改性方式主要有三种:非金属离子掺杂、金属改性和半导体复合。本文主要介绍金属改性TiO_2纳米管的制备方法和光催化性能,金属改性分为金属离子掺杂和贵金属负载,金属离子掺杂主要介绍Fe和Zr,贵金属负载介绍Ag、Au、Pt。改性后的TiO_2纳米管有效地抑制了光生载流子的复合,因此具有比纯TiO_2纳米管更好光催化性能,降解有机污染物的效率更高。     

三维Ag/TiO_2纳米网的制备及其光催化性能研究

采用阳极氧化法在钛网上制备了TiO_2纳米管阵列,并利用循环伏安法在纳米管表面沉积Ag,制备出Ag/TiO_2纳米复合材料。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、紫外-可见漫反射光谱等方法对复合材料的形貌、结构、光电性能进行了表征,并以2,4-二硝基苯酚为模型化合物考察了沉积Ag对复合材料光催化性能的影响。结果表明,沉积5圈Ag的Ag/TiO_2复合纳米材料光催化性能最佳,在模拟太阳光照射120 min后,2,4-二硝基苯酚可被完全降解。     

阳极氧化法制备TiO_2纳米管微观形貌调控进展

简要介绍了TiO_2纳米管的制备方法,以及采用阳极氧化法制备TiO_2纳米管的原理。综述了近年来国内外在阳极氧化法制备TiO_2纳米管方面的研究进展,并系统阐述了不同制备条件对TiO_2纳米管物理特性的影响,包括阳极氧化时间、氧化温度、氧化电压、电解液中的F-浓度、电解液的p H值、极性有机溶剂种类、煅烧温度等因素对TiO_2纳米管物理形貌及光催化特性影响。对TiO2纳米管在环境治理及新能源开发方面的应用前景进行了展望,认为通过调控阳极氧化工艺参数,制备出具有适宜结构的TiO_2纳米管是提高其光催化效果的关键,可进一步拓展TiO_2半导体材料在光催化领域内的应用。     

硫化镉复合二氧化钛纳米管阵列光电化学研究

采用阳极氧化法在钛片表面制备出了内径约70 nm,管壁厚度约30 nm的整齐有序的TiO_2纳米管列阵,而后通过浸渍法得到Cd S复合的TiO_2纳米管阵列。XRD和SEM分析样品晶型以及形貌特征的结果表明,随着浸渍次数的增加,TiO_2纳米管阵列上复合的CdS的量也随之增加。利用电化学工作站测定样品光电转化性能,结果表明,在TiO_2纳米管阵列上适量地复合CdS可以有效提高其光电转化效率,并且在浸渍次数为2次时,复合TiO_2纳米管阵列具有最佳光电化学性能,与纯二氧化钛纳米管的光电流为0.26 m A/cm~2,太阳光转化率为0.95%相比较,其光电流可达到0.58 m A/cm~2,太阳光转化率可达到4.02%,分别高于纯二氧化钛纳米管的2倍和4倍。     

PbS量子点敏化TiO_2纳米管太阳能电池的合成与表征（英文）

为了降低TiO_2纳米管的带隙能,并将其吸收范围拓宽至可见光区,采用一步合成法将PbS量子点沉积在TiO_2纳米管表面,并系统研究了敏化时间对所合成光阳极光电性能的影响。结果表明:所合成的PbS量子点为立方结构;PbS量子点敏化TiO_2纳米管的光响应范围在325~650 nm;与未敏化的TiO_2纳米管相比,PbS量子点敏化后TiO_2纳米管的光电转换效率提升至0.58%。     

氧化时间对二氧化钛纳米管阵列的影响

采用阳极氧化法,以氟化铵、乙二醇溶液作为电解液,在50V的电压、不同的氧化时间条件下制备TiO_2纳米管阵列。运用场发射电子扫描电镜(FESEM)、紫外-可见分光光度计(UVVis)对TiO_2纳米管阵列的形貌和光学性能进行表征。结果表明,氧化时间越长纳米管的长度越长,氧化时间为2h时,纳米管的管长约为10.1μm,氧化时间为1.5h时制备的TiO_2纳米管阵列具有最佳的光催化活性。     

Fe_3O_4/TiO_2复合物的制备及其光催化性能研究

高温预处理钛铁矿并用浓硫酸浸取后得到TiOSO_4,利用液相法得到高纯度的TiO_2。用共沉淀法制备纳米Fe_3O_4,将制得的TiO_2包覆于纳米Fe_3O_4上得到Fe_3O_4/TiO_2复合物。采用XRD、FT-IR、SEM、EDX等技术对复合物的结构、组成和性能进行表征分析,并通过罗丹明(Rh B)水溶液的降解实验研究复合物的光催化性能。结果表明,在365 nm紫外灯的照射下表观速率常数k1=0.27567 h~(-1),而于太阳光照射下,表观速率常数为k2=0.18595 h~(-1),所以在紫外光照射下Fe_3O_4/TiO_2光催化材料的催化效率较高。     

改性TiO2纳米管的制备及其对盐酸多西环素的降解

利用商业TiO_2粉末,采用水热法制备出不同摩尔分数的Co~(2+)掺杂改性TiO_2纳米管,以盐酸多西环素为降解目标,研究了样品的光催化性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、投射电子显微镜(TEM)、比表面积仪(BET)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度法(UV/Vis)等技术对样品进行了表征。结果表明,TiO_2纳米管管径均一、管壁多层,具有两端开口的中空孔径结构;Co~(2+)掺杂不会对纳米管的形貌产生影响,但能够增大纳米管的比表面积;Co~(2+)以离子形式存在于TiO_2纳米管的晶格内部;随着Co~(2+)掺杂量的增加,掺杂样品的吸收边出现了持续的红移。盐酸多西环素的光催化降解实验表明,相比TiO_2粉末, TiO_2纳米管具有较好的光催化活性,并且Co~(2+)掺杂改性提高了材料的光催化活性。其中,摩尔分数为1%的Co~(2+)掺杂改性的样品对盐酸多西环素的光催化降解效果最好,在氙灯照射下反应120 min,降解率为81.1%。     

AgBr/TiO_2/硅藻土复合材料对罗丹明B光催化降解的研究

以硅藻土为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法和沉淀-沉积法,制备了异质结结构的Ag Br/TiO_2/硅藻土复合材料,对罗丹明B(Rh B)污染物光催化降解。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对复合材料晶型结构、形貌、元素化合价态和吸光性能表征分析。考察了不同摩尔比Ag Br/TiO_2对复合材料光催化性能的影响,并探究了复合材料的稳定性。结果表明,纳米TiO_2为锐钛矿晶型,Ag Br和TiO_2之间的异质结提高了复合材料的光催化活性;Ag Br和TiO_2摩尔比为0.20时,复合材料光催化活性最好。经过8次循环使用后,对Rh B的降解率仍保持在85%以上。     

硼、钌的改性方式对TiO_2纳米管光催化性能的影响

采用阳极氧化法制得TiO_2纳米管(TNTs)、B改性TiO_2纳米管(B/TNTs),再结合湿浸渍法制得Ru改性TiO_2纳米管(Ru/TNTs)和B、Ru共改性TiO_2纳米管(Ru/B/TNTs)。采用扫描电镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)以及X射线光电子能谱(XPS)对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为目标反应评价其光催化活性。结果表明:B/TNTs及Ru/B/TNTs样品中的B掺入到TiO_2晶格中形成B-O-Ti键;Ru/TNTs样品中的Ru以RuO_2形式负载于TiO_2纳米管表面;Ru/B/TNTs样品中的Ru负载于纳米管表面,大部分以金属Ru0形式存在,少量以RuO_2形式存在;在B/TNTs和Ru/TNTs纳米管中,B的掺杂或RuO_2的负载使纳米管的光学带隙能减小、光吸收阈值红移,因而光催化活性大幅提高;Ru/B/TNTs纳米管的带隙能亦减小,但表面大量金属Ru0的存在,使TiO_2表面形成了新的电子-空穴复合中心,因而光催化活性低于Ru/TNTs或B/TNTs,仅与纯纳米管相当。     

AgBr/TiO_2/硅藻土复合材料对罗丹明B光催化降解的研究

以硅藻土为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法和沉淀-沉积法,制备了异质结结构的Ag Br/TiO_2/硅藻土复合材料,对罗丹明B(Rh B)污染物光催化降解。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对复合材料晶型结构、形貌、元素化合价态和吸光性能表征分析。考察了不同摩尔比Ag Br/TiO_2对复合材料光催化性能的影响,并探究了复合材料的稳定性。结果表明,纳米TiO_2为锐钛矿晶型,Ag Br和TiO_2之间的异质结提高了复合材料的光催化活性;Ag Br和TiO_2摩尔比为0.20时,复合材料光催化活性最好。经过8次循环使用后,对Rh B的降解率仍保持在85%以上。     

钴离子置换钛酸盐纳米管的制备和光催化活性

以掺杂钴的金红石相TiO2纳米粉体为前驱体,采用水热法合成了一系列钴离子置换的钛酸盐纳米管,并用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、粉末X射线衍射（XRD）、能谱（EDS）等手段对产物进行表征和分析.研究了钛酸盐纳米管对染料罗丹明B的降解的影响.结果表明：钛酸盐纳米管的管径在35nm左右,管长约在200～800 nm之间,经钴离子置换后,钛酸盐纳米管对罗丹明B的光催化降解有不同程度的提高,钴离子的掺杂量和纳米管在体系中加入量均存在一个最佳值,光催化性能随着罗丹明B溶液初始浓度的提高而下降.     

α-TPMPc/TiO_2复合材料的制备及光催化性能研究

采用原位化学合成的方法合成了均匀掺杂的1,8,15,22-四苯氧基酞菁钴/二氧化钛(简称α-TP Co(Ⅱ)Pc/TiO_2)和1,8,15,22-四苯氧基酞菁铜/二氧化钛(简称α-TPCu(Ⅱ)Pc/TiO_2)复合材料。通过UV-Vis、XRD、TG进行了表征,并通过对罗丹明B的降解来考察材料的光催化性能。结果表明,α-TPMPc/TiO_2对罗丹明B降解具有较好的光催化活性,α-TPMPc敏化能有效地提高TiO_2的可见光光催化活性,且α-TPCo(Ⅱ)Pc/TiO_2的催化活性明显优于α-TPCu(Ⅱ)Pc/TiO_2。     

TiO_2纳米管的制备及其光电性能研究

二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列具有大的比表面积和高的吸附能力,表现出优异的光催化性能和光电转化效率。本文采用阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列。通过改变阳极氧化的时间、电压以及NH4F的浓度,得到了不同形貌的TiO_2纳米管阵列,并对所得到的样品进行了一系列的光电流测试,当外加电压50 V,NH4F浓度为0.25wt%,反应时间为4 h时得到的样品的光电流最大,约为46μA/cm2。     

煤基石墨烯/TiO_2复合材料的制备及光催化性能

以资源丰富的褐煤为原料,经高温石墨化处理后,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再以四氯化钛(TiCl_4)为钛源,通过水热合成法制备煤基石墨烯/TiO_2(CRGO/TiO_2)复合材料。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、低温氮气物理吸附仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)对复合材料的微观结构进行系统表征,并重点研究不同GO添加量下所制CRGO/TiO_2复合材料对液相中罗丹明B的光催化降解性能。结果表明:以褐煤为碳质前体,TiCl_4为钛源,采用水热合成法可合成具有介孔特征的煤基石墨烯/TiO_2复合材料,其比表面积可达88.53~169.64m~2/g,孔径主要分布在2~12nm,且随着GO添加量的增加,复合材料的孔径分布逐渐变窄。复合材料中的TiO_2纳米颗粒主要以锐钛矿晶型均匀分散于层状石墨烯表面。GO添加量是影响复合材料光催化降解性能的重要因素。当GO添加量为8%时,CRGO/TiO_2复合材料在可见光下对罗丹明B的降解率可达98.9%。     

CuS纳米材料的水热法制备及其光催化性质研究

以氯化铜和硫代乙酰胺为原料,聚乙二醇400(PEG400)为表面活性剂,采用水热法在160℃下反应10h成功制备了CuS纳米管和CuS纳米颗粒。用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸脱附和荧光光谱仪(PL)多种手段对产品进行表征。以罗丹明B、甲基橙为目标降解物,考察了CuS纳米管和纳米颗粒的光催化活性。结果表明:所制备的产品为六方相CuS;PEG400对产品的形貌有很大影响;CuS纳米管在紫外光照射140min后对罗丹明B和甲基橙的降解率达到81.5%和87.9%,CuS纳米颗粒对罗丹明B和甲基橙的降解率约为63.5%和66.6%。CuS纳米管的光催化活性明显优于CuS纳米颗粒。     

暴露晶面Fe3O4/{001}TiO2纳米材料的构建与光催化性能的提高

暴露{001}晶面的TiO_2的化学性质稳定,无毒,表面活性位点多,已被证明是一种很有前景的光催化材料。本研究以钛酸四丁酯为钛源,以氢氟酸为覆盖剂,采用水热法制得{001}TiO_2,并通过共沉淀法成功得到Fe_3O_4/{001}TiO_2纳米复合材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、振动样品磁强计(VSM)和紫外-可见漫反射光谱分析(UV-Vis DRS),对产物的形貌、结构、磁性能和光吸收特性进行了测试表征,并以罗丹明B染料(Rh B)为目标降解物,研究了Fe_3O_4/{001}TiO_2的光催化降解活性。结果表明,制备的{001}TiO_2是长度约为50nm、厚度约为10nm的锐钛矿纳米片,Fe_3O_4是直径为5nm的磁性颗粒,Fe_3O_4/{001}TiO_2具有超顺磁性能,其饱和磁强度为16 emu·g~(-1),利用磁场可以将其分离回收。当Fe_3O_4与{001}TiO_2的配比量为20wt%时,Fe_3O_4/{001}TiO_2催化剂在可见光下对罗丹明B染料(Rh B)的降解率为83.8%。