纳米TiO2／Al2O3复合薄膜光催化特性研究

以电化学方法合成的Al2O3多孔膜为基体，采用交流电沉积的方法在膜孔中沉积纳米TiO2，制备出纳米TiO2／Al2O3复合薄膜。对TiO2／Al2O3复合薄膜的形貌、结构和组成进行了表征；对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化甲基橙溶液进行了研究。结果表明Al2O3／TiO2复合薄膜呈现出较好的光催化活性，电沉积TiO2的时间、热处理温度、选择不同光源照射均对TiO2／Al2O3复合薄膜光催化活性有一定的影响。     

Al2O3/TiO2复合光催化薄膜的制备、表征及性能研究

近年来,二氧化钛光催化技术正成为光化学、能源、环境以及材料等领域的研究热点。作为一种新型的环境净化材料,TiO_2光催化剂可广泛应用于污水处理、空气净化、抗菌除臭、表面防污、自清洁等方面,目前,TiO_2光催化剂的固定化及其光催化活性的改善是 TiO_2光催化材料设计、开发和应用中急需解决的问题。本文利用阳极氧化和电沉积技术,在铝合金表面成功地制备出具有较好光催化活性的 Al_2O_3/TiO_2复合薄膜。系统研究了复合薄膜的制备工艺;表征了复合薄膜的形貌、结构、成分以及光谱特性;详细分析了复合薄膜的光催化性能,并对这种特殊的复合薄膜形成机理进行了探讨。研究结果表明:电沉积液温度在薄膜制备过程中是最重要的影响因素,合理地控制沉积过程中的工艺参数可得到具有最佳表面质量和光催化性能的 Al_2O_3/TiO_2复合薄膜,H_2SO_4-Al_2O_3/TiO_2复合薄膜经热处理,表面有锐钛矿结构 TiO_2生成,TiO_2的晶粒尺寸在纳米量级;TiO_2在加热过程中主要发生表面吸附水和吸附有机物的脱附、结晶水的失去及非晶相的晶化三种变化,且 TiO_2由无定形结构向锐钛矿晶体结构转变的温度为425℃左右;三种类型 Al_2O_3/TiO_2复合薄膜的表面形貌存在较大差异,这主要归因于三种铝阳极氧化膜的膜厚及表面微孔结构的不同;三种类型的复合薄膜均具有紫外光光催化活性;通过 Fe 离子掺杂改性以及萘酚蓝黑染料敏化处理后,复合薄膜的光催化性能可得到明显地改善;由薄膜形成机理的分析可知,TiO_2主要通过交流电沉积过程中的阴极反应沉积于铝阳极氧化膜微孔处和表面上。     

泡沫镍负载TiO2和TiO2/Al2O3薄膜的光催化性能研究

以泡沫镍为载体，Al2O3作为过渡中间层，用溶胶-凝胶法在泡沫镍上负载锐钛矿相的TiO2薄膜，制成泡沫金属基的TiO2和TiO2／Al2O3光催化剂，利用XRD和FE-SEM等测试手段对其性质进行表征，用乙醛气体的光催化降解测试其活性．研究表明：泡沫镍负载的TiO2和TiO2／Al2O3薄膜具有良好的光催化活性，特别是TiO2／Al2O3薄膜具有更高的催化活性．这是由于负载的Al2O3过渡中间层增大了载体的比表面积，具有吸附浓缩作用，同时也增加了负载光催化剂的活性位数量．实验表明：TiO2／Al2O3薄膜的光催化活性和稳定性较单一的TiO2薄膜有非常显著的提高．     

纳米La2O3／TiO2复合薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法在陶瓷基体上制备了纳米La2O3／TiO2复合薄膜。利用XRD研究了La2O3不同复合量对纳米TiO2晶型转化的影响，利用SEM研究了Al2O3底膜对La2O3／TiO2复合薄膜形貌的影响，利用亚甲基兰溶液紫外光降解实验研究了La2O3／TiO2复合薄膜的光催化性能．结果表明：复合0．5％（物质的量）La2O3的TiO2干凝胶经850℃煅烧后仍为锐钛矿（64％（质量分数））占主导的混晶结构，平均粒径在10nm左右；当Al2O3底膜和La2O3／TiO2复合薄膜的厚度分别为4层和3层时，经850℃煅烧后，复合薄膜致密且无微裂纹出现，而且具有佳的光催化性能．     

磁性纳米TiO2/SiO2/Fe3O4光催化剂的制备及表征

以纳米Fe3O4磁粉为核心，采用溶胶一凝胶法制备了TiO2／SiO2／Fe3O4复合光催化剂．用XRD、TEM及元素分析对其结构和表面形貌进行了表征．以具有偶氮染料结构的甲基橙水溶液为目标反应物，评价其光催化活性．结果表明，所制TiO2／SiO2／FeaO4样品为双层包覆型结构，SiO2为中间层，最外层是锐钛矿型的TiO2,该复合光催化剂对甲基橙溶液有较高的光催化活性，并具有可利用其磁性回收重用的特点，应用前景广泛。     

离子溅射沉积法制备Pt-TiO2／Ti催化剂及其性能研究

为了提高TiO2催化剂的光催化活性，拟对其进行改性研究，以阳极氧化法制备的TiO2用催化剂为基体，用离子溅射法将贵金属Pt沉积到TiO2用催化剂，利用SEM、EDS、XRD等测试技术对样品的形貌、元素组成、晶型等进行表征，以腐殖酸作为目标物质，对其光催化活性进行研究。研究结果表明，离子溅射法制备的Pt-TiO2用催化剂膜表面的Pt微粒呈现均匀单分散状态，与膜的附着力强，物相组成以锐钛矿TiO2为主，含少量金红石TiO2，光催化活性优于TiO2／Ti催化剂。     

TiO2-SiO2双组分膜结构与光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同Si／Ti比的TiO2-SiO2双组分膜．用紫外光照射亚甲基蓝的分解实验比较薄膜的光催化性能．通过XRD、FTIR、HRTEM、FE—SEM、AFM以及UV—VS—NIR分光光度计等分析手段对薄膜的结构和光学性能进行了表征．结果表明：适量SiO2的引入，显著提高了TiO2薄膜的光催化活性，Si／Ti比为0．2时薄膜的光催化活性为最佳．SiO2引入TiO2薄膜后，生成了Ti—O—Si玻璃相和无定形SiO2，这两种物相聚集在TiO2晶界周围，有效地阻止了TiO2的晶粒长大，提高了锐钛矿相向金红石相的转变温度，使复合薄膜经过500℃热处理后，只有锐钛矿相存在，有利于薄膜的光催化活性的提高．     

铝基体上氧化铝／二氧化钛复合膜的形貌和结构研究

二氧化钛是一类具有高光催化活性的功能性材料，在能源、环保、卫生保健等领域有着重要的应用价值．利用阳极氧化和电沉积的方法在铝基体上制备了氧化铝／二氧化钛复合膜，通过XRD、TG／DSC、SEM、EDS、XPS等分析手段对复合膜的形貌和结构进行了表征，并对复合膜的形成过程予以阐述．结果表明，电沉积得到的TiO2为非晶态，随热处理温度的升高，TiO2向晶态转变。热分析结果确定TiO2由无定型结构向锐钛矿结构转变的温度约为425℃。TiO2分布于氧化铝膜的表面及微孔内部，随电沉积时间的增加，TiO2的含量增大，复合膜表面趋于出现裂纹缺陷。复合膜表面主要由Ti、O两种元素构成，同时存在较少量的Al、S、K等元素，其中Ti元素全部以TiO2的形式存在．铝阳极氧化膜表面的TiO2是通过交流电沉积过程中的阴极反应生成并沉积于氧化铝的表面及微孔内部，随沉积时间的延长，放电通道和氧化铝膜的溶解作用加剧，复合膜表面将呈现网状裂纹形貌。     

溶胶-凝胶法制备TiO_2-Al_2O_3复合光催化剂及其表征

以钛酸四正丁酯为钛源,异丙醇铝为铝源,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合光催化剂,考察其对甲基橙的吸附性能和在紫外光照射下的光催化活性。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附等对催化剂的晶相结构、化学组成及BET比表面积和孔径分布等进行了表征。结果表明TiO2-Al2O3复合光催化剂由TiO2和Al2O3组成,其中TiO2为单一的锐钛矿晶相,Al2O3为非晶态,Al2O3的存在可抑制TiO2晶粒的生长。在n(Ti)/n(Al)=12,500℃煅烧3h制得的TiO2-Al2O3复合光催化剂比表面积达99.21m2/g,平均孔径为22.39nm,累计孔容积为0.4493cm3/g。在500℃煅烧制得的复合光催化剂具有最佳的光催化活性和吸附性能。与纯TiO2相比,相同条件下TiO2-Al2O3复合光催化剂的光催化活性和吸附性能都有较大提高。     

铝合金表面制备二氧化钛薄膜及其光催化活性研究

分别以阳极氧化处理的6061铝合金和纯铝为载体,用液相沉积的方法在载体上制备了二氧化钛薄膜.结果表明,在6061铝合金上的TiO2纳米薄膜呈现带有孔洞的竹节状结构,而纯铝基片上的TiO2纳米薄膜具有良好的一维贯通结构.这主要是在AAO模板制备过程中,由于铝合金中的合金元素Mg被氧化,其产生的氧化物体积比Al2O3的体积小所致.在铝合金表面的TiO2薄膜光催化性能优于纯铝表面的TiO2薄膜.铝合金表面制备的TiO2薄膜因其特殊的带孔洞的竹节状结构,使其比表面积比纯铝上的TiO2薄膜大,因此其光降解甲基蓝效果更好.TiO2对甲基蓝的光催化降解符合一级反应动力学公式,在0.1 mol/L的氟钛酸铵溶液中沉积得到的TiO2薄膜光催化性能最好,表观反应速率为k=0.00444/min.     

载银微弧氧化TiO2膜光催化杀菌研究

以磷酸钠为电解液,采用微弧氧化技术在钛网上直接制备TiO2膜,利用硝酸银光沉积法对该膜表面进行修饰,考察TiO2膜光催化杀灭空气中细菌的能力.利用XRD,SEM,EDX对微弧氧化膜晶型、表面形貌和成分进行观察分析.研究结果表明:微弧氧化TiO2膜主要由锐钛矿TiO2组成,随电解时间增长,锐钛矿TiO2增多,TiO2膜光催化杀菌效果明显好于单独紫外光的杀菌效果;光沉积银修饰可以改变微弧氧化TiO2膜的表面成分,改善膜的光催化性能.光沉积银微弧氧化TiO2膜和微弧氧化TiO2膜以及单独紫外光30 min的杀菌效率分别为95.2%,68.5%和36.1%.     

Pt/Fe_2O_3/TiO_2的制备、表征及其光催化活性研究

报道了担载不同贵金属或过渡金属氧化物的TiO2 催化剂对空气中微量甲醛的光催化氧化的研究结果。实验发现 ,TiO2 上担载Fe2 O3 或Pt时对甲醛均有较高的光催化氧化活性。同时担载双组分的光催化剂Pt Fe2 O3 TiO2 ,由于 2种组分的协同作用 ,具有更高的光催化活性。研究了催化剂制备因素、催化剂的结构及表面特性对催化活性的影响     

Pt/Fe2O3/TiO2的制备、表征及其光催化活性研究

报道了担载不同贵金属或过渡金属氧化物的TiO2催化剂对空气中微量甲醛的光催化氧化的研究结果.实验发现,TiO2上担载Fe2O3或Pt时对甲醛均有较高的光催化氧化活性.同时担载双组分的光催化剂Pt/Fe2O3/TiO2,由于2种组分的协同作用,具有更高的光催化活性.研究了催化剂制备因素、催化剂的结构及表面特性对催化活性的影响.     

复合半导体光催化材料ZnFe2O4-TiO2/SiO2结构与光响应性能研究

采用溶胶．凝胶法制备了负载型复合半导体光催化材料ZnFe2O4-TiO2／SiO2，并通过DTA-TG、XRD、XPS、Raman、TPR及UV-Vis DRS等实验技术对复合材料的晶体结构、表面组成及光响应性能进行了表征和评价．结果表明：ZnFe2O4晶相以高分散状态存在于光催化材料的表面；ZnFe2O4与TiO2复合可使部分Fe^3＋进入体相TiO2的晶格中，促进其由锐钛矿向金红石的相转变，同时表面剩余的少量Zn计聚集形成ZnO物相；TiO2的相变由体相开始，随着ZnFe2O4含量的增加逐渐向表面扩展；SiO2的加入使活性组分更加分散，TiO2平均粒径〈10nm；ZnFe2O4的加入明显拓宽了TiO2的吸光域，并增强了对可见光的吸收．     

Pt／Fe2O3／TiO2的制备、表征及其光催化活性研究

报道了担载不同贵金属或过渡金属氧化物的TiO2催化剂对空气中微量甲醛的光催化氧化的研究结果,实验发现,TiO2上担载Fe2O3或Pt时对甲醛均有较高的光催化氧化活性,同时担载双组分的光催化剂Pt/Fe2O3/TiO2,由于2种组分的协同作用,上仍更高的光催化活性,研究了催化剂制备因素,催化剂的结构及表面特性对催化活性的影响。     

中频交流反应溅射TiO2薄膜制备及光催化性能研究

利用中频交流反应磁控溅射技术制备TiO2薄膜，利用AES、XRD和SEM分析了制得的TiO2薄膜的成分、结构和表面形貌，并利用多种降解对象研究了TiO2薄膜的光催化降解性能．结果发现：利用Ar／O2混合气体反应溅射纯Ti靶制备的TiO2薄膜符合化学计量比，呈现柱状生长．TiO2薄膜均为锐钛矿相，晶粒随薄膜厚度增加逐渐长大．制得的TiO2薄膜对亚甲基蓝、甲基橙和敌敌畏都具有确实的光催化降解效果，同时具有很好的光催化性能稳定性。     

TiO2/SnO2复合薄膜的低温制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法合成了TiO2溶胶和SnO2溶胶，使用浸渍提拉法在低温下制备出底层为金红石型SnO2，表层为锐钛矿型TiO2的复合膜．考察了不同SnO2薄膜层数对TiO2／SnO2复合膜光催化活性的影响，并对其光催化活性提高的机理进行了探讨．结果表明，SnO2层的加入能有效提高TiO2薄膜的光催化活性，随着SnO2薄膜层数的增加，光催化活性先增大后减小，但始终高于单一的TiO2薄膜．这是由于SnO2的导带电位低于TiO2的导带电位，SnO2的价带电位高于TiO2的价带电位，紫外光照下，TiO2中产生的光生电子注入到SnO2层，SnO2中空穴注入到TiO2层，有效抑制了薄膜内电子-空穴对的复合，增加了复合薄膜表面空穴的浓度，因而光催化活性得到了显著的提高．     

TiO2/SnO2复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2／SnO2复合薄膜，通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角、光催化降解甲基橙等的分析，研究了SnO2与TiO2配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率及光催化活性的影响。结果表明：复合膜的亲水性和光催化活性均优于单纯TiO2，当SnO2与TiO2的摩尔比为1％-5％时，所制备的薄膜具有超亲水特性；热处理温度为450℃时薄膜亲水性最好，膜厚度的增加有利于亲水性的改善。     

有机分子控制下TiO2纳米材料的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶技术，利用表面活性剂AOT控制TiO2的生长，在不同温度下进行热处理．制备出晶粒度为10～35m的TiO2粉。研究了AOT在制备高光催化活性纳米TiO2粉中的作用。在对甲基红／乙醇溶液的降解反应过程中，纳米TiO2粉光催化活性受其晶粒大小、结构和结晶程度的影响。晶粒越小，结晶程度越高，光催化能力越强；锐钛矿相的TiO2粉具有最高的光催化活性；同时含有锐钛矿相和金红石相的TiO2粉的光催化活性与二相比率有关。本TiO2粉循环使用性较好。     

微等离子体氧化法制备TiO2薄膜的性能研究

选用TA1钛合金,运用微等离子体氧化技术在其表面原位生长TiO2薄膜.在(Na3PO4-Na2B4O7)电解液体系中,采用XRD、SEM对钛合金表面成膜的微观结构进行测试研究,结果表明:当配比为4:1,成膜时间60min,电流密度10A/dm2条件下制得的薄膜,该膜层中TiO2主要为锐钛矿晶型,膜层均匀,表面粗糙多孔,孔洞大小适中;同时,在电解液中掺杂一定浓度的Fe3 、Si4 离子,当掺杂量分别为0.1～0.2g/L、0.5～1.0g/L条件下制备的薄膜,用于光催化氧化降解水中的罗丹明B,可以提高其光催化活性.