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。     

TiO2纳米复合薄膜制备及光催化性能研究

用浸渍提拉法在玻璃基片上制备TiO2纳米薄膜和TiO2／ZnFe2O4纳米复合薄膜，利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)以及紫外．可见分光光度计等分析测试方法对制备薄膜的相结构及光吸收性能进行了分析和表征。结果表明，在500℃热处理下薄膜为锐钛矿型，粒度在20nm～30nm；复合后薄膜的光吸收边发生了红移，不同的复合方式影响亚甲基蓝染料的光催化降解效率。     

Pd^2＋离子对TiO2光催化薄膜化学稳定性的影响

采用Sol—Gel工艺在普通玻璃表面制备出均匀、透明的添加0．3％～0．5％贵金属Pd^2 的TiO2-SiO2复合薄膜。通过对薄膜的XRD，SEM表征及薄膜耐酸、碱化学稳定性的检测，结果表明，在TiO2—SiO2薄膜中添加Pd^2 ，增强了TiO2薄膜的光催化活性，由于Pd^2 所起到阻滞剂的作用，使晶粒尺寸减小，表面呈多孔合理结构，改善了TiO2薄膜的显微结构，使薄膜的化学稳定性得到明显的提高。     

TiO2双掺Cr,Sb的光催化性能研究

采用共沉淀法制备了金属离子双掺杂的TiO2光催化剂,通过XRD,TEM,BET(表面积测定)和DRS(紫外-可见漫反射)测试手段对样品进行分析,以甲基橙为目标污染物对其进行光催化降解.研究结果表明:光催化活性是多种因素协同作用的结果,煅烧温度、掺杂以及样品的光吸收对光催化性能都产生影响.金属离子双掺杂可使光催化剂在可见光区具有光响应,在荧光汞灯激发下,其催化活性优于未掺杂的样品.     

Ag改性TiO2／SnO2纳米薄膜及光催化降解甲基橙的性能

以光还原沉积法对TiO2/SnO2薄膜进行Ag改性,制备Ag-TiO2/SnO2纳米薄膜,讨论紫外光照时间、光照强度、AgNjO3浓度等工艺条件埘光催化活性的影响.用XRD和SEM对薄膜的结构、表面形貌和化学组成进行表征,以甲基橙为模拟污染物对光催化性能进行测定.结果表明:在最佳条件下制备的Ag-TiO2/SnO2薄膜,Ag担载量为0.51%(摩尔分数),Ag簇直径在30～90 nm之间:薄膜具有较高的光催化活性,对甲基橙的降解率是修饰前TiO2/SnO2薄膜的2.02倍,是相同质量TiO2/ITO薄膜的3.30倍;催化活性的提高,源于反应机理的改变:薄膜中Ag-TiO2异质结的引入,一方面进一步促使光生电荷的分离,另一方面加速了氧气与激发电子的还原反应.     

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.     

Fe^3＋／Ce^3＋掺杂纳米TiO2的制备及光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的纯纳米TiO2和掺杂Fe^3＋和Ce^3＋的纳米TiO2。样品的X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）表征说明：在相同的制备条件下，掺杂可以减小粒子粒径，掺Fe^3＋和Ce^3＋可以抑制晶相转变。光催化降解NO2的结果表明，在相同的制备方法和掺杂量的条件下合成的光催化剂对亚硝酸盐的降解率由高到低的顺序为：掺铁TiO2〉掺铈TiO2〉TiO2。     

聚乙二醇对TiO2-SiO2粒子的生成及光催化性能影响

以TiCl4为原料,采用自组装技术制备TiO2-SiO2复合粒子,加入聚乙二醇2000（PEG 2000）,探讨聚乙二醇对TiO2-SiO2粒子生成及光催化降解甲基橙的影响。研究发现：随组装次数的增多,复合粒子表面TiO2 的含量增多;随PEG2000的加入,TiO2颗粒间呈现一定的孔隙,使TiO2层粒子的表面积增加;样品经550 ℃煅烧,得到均为锐钛矿与金红石的混合相,且随着PEG2000含量的增加,锐钛矿的相对含量随之增加;光催化实验表明,PEG2000的掺杂使TiO2-SiO2的光催化性能得以提高。     

表面修饰TiO2光催化薄膜的表征

利用射频磁控溅射技术，以Ar和O2气混合气体为溅射气体在载玻片上制备了锐钛相TiO2薄膜。为了提高Ti02薄膜的光催化活性，在TiO2薄膜表面进行了钽修饰。利用X射线衍射(XRD)，原子力显微镜(AFM)和UV-VIS-NIR分光光度计等技术对薄膜进行了表征。结果表明：对TiO2薄膜的表面进行适量的Ta元素修饰可以提高其光催化活性。     

掺杂锌提高TiO2光催化薄膜的杀菌功能

采用溶胶-凝胶法,利用旋涂技术,以钠钙硅酸盐玻璃为基片制备了掺杂锌的TiO2薄膜,并研究了醋酸锌含量及热处理温度对二氧化钛薄膜光催化性和杀菌性能的影响.掺杂锌提高了甲基橙在紫外线照射下的光催化降解效率,也改进了对大肠杆菌的杀菌能力.利用AFM观察了掺杂锌TiO2薄膜的形貌和粗糙度.掺杂锌量为4%,在550℃下热处理的4层TiO2薄膜具有较高的性能.     

TiO2可见光光催化的研究进展

综述近年来有关以TiO2在可见光照射下对污染物进行光催化降解作用的研究进展，讨论了TiO2制备方法、制备过程和结构表征，阐述了TiO2在紫外光和可见光下的光催化机制，指出了TiO2研究进程中存在的主要问题、发展前景及今后的研究方向。     

提高二氧化钛可见光吸收的研究进展

随着社会工业化的发展,环境污染问题日益严重,控制与治理环境污染已经成为人类社会亟待解决的重大科学问题。在众多治理方法中,半导体光催化材料以其独特的性能成为一种理想的环境污染治理清洁材料,主要应用于降解有毒物质、光催化分解水和光电转化等方面。二氧化钛(TiO_2)作为一种应用广泛的宽带隙半导体光催化材料,因其催化活性高、化学稳定性好、对人体无毒害、成本低廉等优点,被认为是最重要的光催化剂之一。然而,TiO_2的禁带宽度较宽(3.2 e V),对光的利用率较低,只能吸收波长较短的紫外光,直接制约着TiO_2的应用。围绕如何拓宽TiO_2的光谱吸收范围,从化学和物理两个方面对近年来实现TiO_2可见光光催化的途径和方法进行了简要总结。化学方面主要对表面光敏化、元素掺杂进行总结,物理方面主要对慢光效应、米氏散射效应及表面等离子体共振进行综述。此外,还在深入理解现有TiO_2可见光体系的光催化机理,发现更高效的体相掺杂剂和表面敏化剂,设计和控制掺杂剂和表面敏化剂存在形态,进一步提高TiO_2光催化效率等方面做了展望。     

纳米Ti02对农药的降解

利用过氧络合物热分解法制备了锐钛矿型纳米TiO2微粉。研究了锐钛矿纳米TiO2对农药的光催化降解。结果显示对于顺反氯氰菊酯乳液以及多阱悬浮剂药物降解效果较好，但对于复杂的酸类杀菌剂则难以彻底降解。利用纳米TiO2材料对农药进行光催化降解，为防治农药对环境的污染以及消除农药残留提供了一个新途径。     

Characterization and photocatalytic activity for methylene blue degradation of iron-deposited TiO2 photocatalyst

Iron-deposited TiO2 was prepared by photo-reducing ferric ions. The photocatalytic activity of methylene blue degradation was enhanced after TiO2 was deposited with iron, and the optimum n(Fe)/n(Ti) is 0. 25%. TiO2 and iron-deposited TiO2 are anatase and rutile, and anatase is the dominant crystalline phase. In all samples, theXRD patterns indicate that there are no characteristic peaks of iron to be detected. XPS confirms that Fe^3 and Fe^2 are present on the surface of 0.5% iron-deposited TiO2, however they are not susceptible to XRD detection. The thermodynamics analysis shows that the alternative possibility of reduction from the Fe^3 /Fe^2 couple seems plausible, but Fe^2 can not be reduced to Fe. The fluorescence intensity weakens after iron is deposited on TiO2, because iron deposited traps photo-generated electrons and holes. The fluorescence intensity order of TiO2 and iron-deposited TiO2, from strong to weak, is in good agreement with that of photocatalytic reactiveness TiO2 and iron-deposited TiO2, from low to high.     

氮掺杂二氧化钛薄膜的制备与光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了氮掺杂改性的TiO2薄膜,用表面形貌仪、扫描电镜和光电子能谱仪等分析薄膜的厚度、表面形貌和成分,研究了薄膜对亚甲基蓝的光催化降解速率.结果表明,通过加入尿素实现了氮离子在TiO2晶格间的间隙掺杂和替位掺杂.薄膜厚度在50～200 nm之间,表面平整.氮离子掺杂使TiO2薄膜的光催化活性大大提高,当氮掺杂TiO2薄膜中N/Ti原子比为0.015时,单层氮掺杂TiO2薄膜降解亚甲基蓝一半所需要的时间为2.5 h.     

纳米TiO2催化超声降解酸性品红溶液的性能研究

采用处理过的市售的锐钛型和金红石型纳米TiO2作为催化剂，研究了各种因素对酸性品红超声降解反应的影响。结果表明在锐钛型纳米TiO2作用下超声降解酸性品红的效果明显优于金红石型纳米TiO2。超声波频率25kHz，输出功率50w，催化剂用量500mg／L，pH为3．0，酸性品红水溶液初始浓度10mg／L，的条件下，60min左右降解率即可达到80％以上，180min酸性品红基本可全部降解，COD的去除率也可达到了99．0％。因此，锐钛型纳米TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景。     

RuO_2/TiO_2负载型复合光催化剂制备及其降解氯氰菊酯研究

采用Sol-gel-浸渍法制备RuO2/TiO2/FP(漂珠)负载型复合光催化剂,通过SEM、XRD、FT-IR对其结构进行表征.以高效氯氰菊酯(BEC)杀虫剂的光催化降解为模型反应,研究RuO2/TiO2/FP的光催化性能,探讨了影响光催化剂活性的各种因素.结果表明,0.3%RuO2/TiO2/FP复合光催化剂,500℃煅烧120 min.具有良好的催化活性.在催化剂用量500 mg/L、BEC初始浓度45 mg/L、初始pH 6.5、通气量200 mL/min条件下,反应60 min,BEC降解率分别为88.1%(125W高压汞灯,主波长365 nm)、82.8%(8W紫外灯,主波长256 nm)和75.1%(8W日光灯).BEC的降解反应遵从L-H动力学模型,测得反应速率常数为17.5 mg·(L·min)-1,吸附常数为3.48×10-3L·mg-1.     

Photocatalysis Performance of Nb-doped TiO2 Film in Situ Growth Prepared by a Micro Plasma Method

采用微等离子体氧化法,在H2SO4溶液为电解液中以钛合金为基体制备原位生长的TiO2薄膜,并以罗丹明B溶液为目标污染物测试其光催化性能。为提高所得TiO2薄膜的光催化性能,向电解液中添加了不同浓度的草酸铌,制备了原位Nb掺杂TiO2薄膜。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对Nb掺杂前后的TiO2薄膜表面形貌、元素组成和晶体结构进行了分析。结果表明,Nb掺杂能使介孔TiO2晶粒细化,比表面积增大,Nb对TiO2晶相组成影响不大,但对晶胞参数有所影响,Nb掺杂可有效提高TiO2的光催化活性,其中当草酸铌为1.2g/L时,对初始浓度为10 mg/L罗丹明B溶液90min的降解率可达到85%,表现出最强的光降解能力。     

N掺杂TiO2薄膜光催化性能的研究

采用溶胶-凝胶法，以Ti（OC4H9）4和氨水等为原料制备纯二氧化钛、N掺杂以及N，Zn^2＋共掺杂的二氧化钛光催化薄膜。用X射线衍射和X光电子能谱等对薄膜进行了表征，紫外光和可见光下催化剂降解甲基橙溶液的实验结果表明，掺杂TiO2薄膜比无掺杂TiO2薄膜的光催化效率明显提高，并且可见光下对甲基橙溶液有一定的光催化活性，但Zn^2＋的存在对掺杂薄膜的光催化效率没有显著改善。分析原因可能是N掺杂在价带和导带之间形成了缺陷能级，减小了TiO2的禁带能隙，从而使TiO2的吸收带发生红移，实现可见光响应。     

Effects of Nonmetal Doping on Electronic Structures and Optical Property of Anatase TiO2 from First-Principles Calculations

采用基于密度泛函理论超软赝势平面波方法的第一性原理计算了纯锐钛相TiO2和非金属(B, C, N, F, P, S, Cl)掺杂体系的晶体结构、电子结构和光学性质。计算结果表明,非金属掺杂后由于晶格常数、键长、原子电荷分布的变化导致TiO2的八面体偶极矩增大,这对光生电子-空穴对的分离是十分有利的。由掺杂物的p电子态与O的2p电子态、Ti的3d电子杂化而形成的杂质能级的存在使大多数掺杂体系的带隙减小,从而使TiO2的基本吸收带边红移到可见光区。根据理论结果,系统分析和比较了非金属对锐钛矿相TiO2电子结构和光学性质的掺杂效应,同时非金属掺杂对TiO2光催化材料在可见光激发下的作用也得到了分析。计算结果解释了部分非金属掺杂可以使锐钛矿相TiO2在可见光激发下具有较高光催化活性的原因。