低温燃烧合成掺杂纳米TiO2的光吸收和光催化性能

以TiCl4为前驱体,采用低温燃烧合成工艺制备了同时掺杂Zn2+、Fe3+、Ce4+的纳米TiO2粉体,用紫外-可见光漫反射光谱表征粉体的光吸收特性,以亚甲基蓝为目标污染物研究了粉体在可见光辐射下的光催化活性;详细研究了Fe/Ce(mol)、(Fe+Ce)/Ti(mol)、柠檬酸/Ti(mol)、煅烧温度、煅烧时间等对产物光吸收带隙的影响.结果表明,通过改变合成条件可实现对掺杂二氧化钛粉体光吸收带隙的有效调制,最大红移使光吸收波长拓展至494 nm;光吸收带隙与光催化活性并没有直接的对应关系,只有适当的带隙宽度和带隙结构才具有较好的光催化活性.     

低温燃烧合成掺杂纳米TiO2的光吸收和光催化性能

以TiCl4为前驱体,采用低温燃烧合成工艺制备了同时掺杂Zn2+、Fe3+、Ce4+的纳米TiO2粉体,用紫外-可见光漫反射光谱表征粉体的光吸收特性,以亚甲基蓝为目标污染物研究了粉体在可见光辐射下的光催化活性;详细研究了Fe/Ce(mol)、(Fe+Ce)/Ti(mol)、柠檬酸/Ti(mol)、煅烧温度、煅烧时间等对产物光吸收带隙的影响.结果表明,通过改变合成条件可实现对掺杂二氧化钛粉体光吸收带隙的有效调制,最大红移使光吸收波长拓展至494 nm;光吸收带隙与光催化活性并没有直接的对应关系,只有适当的带隙宽度和带隙结构才具有较好的光催化活性.     

磁性纳米光催化剂的制备及其光催化性能

以Fe3O4为载体,制备了易于固液分离回收的磁性复合纳米光催化剂,采用SEM,元素分析,XRD等方法表征催化剂的表面形貌,晶体结构,结果表明,二氧化钛包裹在Fe3O4的表面,其包裹量越大,粒径越大,锐钛矿峰越强,利用光催化降解甲基橙的效果来考察磁性复合光催化剂的活性,直接包裹在Fe2O4表面的TiO2活性低于纯TiO2的,而在Fe3O4与TiO2之间包裹SiO2,可以有效地提高其光催化活性,其活性与纯TiO2接近。     

电化学氧化生长纳米晶TiO2光催化薄膜结构与性能表征

用电化学阳极氧化方法在Ti上制备纳米晶TiO2薄膜。结果表明，将工业纯钛片暴露于电介质溶液并加一定电压，Ti表面将氧化生长TiO2薄膜。适当控制氧化电压、溶液温度，可以得到非晶氧化膜，再进行控制条件下的晶化处理，得到锐钛矿相纳米晶TiO2薄膜，其晶粒度约在10－30nm。研究了电化学氧化过程氧化膜生长动力学，发现在0－80V电压范围内，氧化膜随电压增加而增厚，在一定电压下氧化膜有一恒定的厚度，氧化膜厚度和氧化电流随时间而逐步降低呈对数规律，氧化膜生长过程受电场作用下离子通过膜的迁移所控制。用TEM、X－衍射表征TiO2薄膜的晶体形貌与相结构。用光谱仪测定了薄膜对入射光的吸收特征，表明电化学氧化制备的纳米晶TiO2薄膜对近紫外入射光产生强烈的吸收，显示纳米结构的量子效应。     

掺杂TiO2的光催化性能研究

在TiO2中掺入杂质离子是改善TiO2光催化活性的重要方法，不同方式的掺杂能不同程度地提高TiO2的光催化性能，使TiO2光催化剂在优化降解大气和水中的污染物等方面具有十分广阔的应用前景。本文对近年来利用金属离子、非金属离子、多离子等掺杂方式提高TiO2的光催化性能研究现状进行综述。     

纳米二氧化钛光催化性能与应用

传统的催化科学为人类做出了极为重要的贡献．在面向对世纪的过程中，光催化可能是处理各类废水最有希望的新技术之一．光催化降解技术的优点是工艺简单、成本低廉，在常温常压下就可氧化分解结构稳定的有机物，利用太阳光作为光源，无二次污染．尤其是80年代末同世的纳米TiO2，粒径介于1nm～100nm之间的光催化剂具有无毒、无味、无刺激性，耐热性好、不分解、不挥发、来源容易等特点，是最理想的光催化剂之一，有着诱人的应用前景．1纳米TiO2的光催化氢化理论基础”[1，2]光催化氧化法是以N型半导体的能带理论为基础，以N型半导体作敏化…     

金属离子掺杂TiO2薄膜的光催化性能研究

在TiO2薄膜中掺入杂质离子是改善TiO2薄膜光催化活性的重要方法，不同金属离子的掺杂能不同程度的提高TiO2薄膜的光催化性能，使TiO2薄膜光催化剂在优化降解大气和水中的污染物等方面具有十分广阔的应用前景。本研究对近年来利用各种金属离子掺杂方式提高TiO2薄膜光催化性能的研究现状进行了综述。     

合成氟锌共掺杂纳米TiO2及其光催化活性

以CF3COOH和Zn(NO3)2为掺杂剂,采用溶胶凝胶法合成了纳米F/Zn2 /TiO2粉体,以次甲基蓝的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性,并利用XRD、FT-IR、EDS、BET、TEM等手段对样品进行测试和表征.测试表明F和Zn2 已经掺杂在纳米Ti02中,设计掺n(F)/n(Ti)-2%、n(Zn)/n(Ti)-3%的样品催化活性最高,可以将未掺杂TiO2光催化次甲基蓝1 h的降解率由73.2%提高到86.2%.     

钛上阳极氧化生成TiO2光催化薄膜的结构与性能

研究了电化学阳极氧化在钛上制备的纳米晶多孔TiO2光催化薄膜的结构与光催化特性。将工业纯钛片或钛箔暴露于电介质溶液并加一定电压，钛表面将氧化生长多孔TiO2薄膜。适当控制氧化电压、溶液温度，得到非晶氧化膜，再进行晶化处理，得到锐钛矿相纳米晶TiO2薄膜。其晶粒尺寸约在10nm～30nm。用SEM，TEM，XRD表征TiO2薄膜的形貌与相结构。用光谱仪测定了薄膜对入射光的吸收特性，表明电化学氧化制备的纳米晶二氧化钛薄膜对近紫外入射光产生强烈的吸收，显示纳米结构的量子效应。测定了薄膜对酸性红溶液的光催化降解效率，结果表明反应30min后薄膜对酸性红的光催化降解率可达95％以上。     

可见光波段高光催化活性纳米TiO2制备及性能

在乙醇-丙酮-吡啶混合溶剂中,以钛酸丁酯为反应前驱物,用有机溶剂水热法合成了高分散的纳米TiO2粉体.可见光激发下,所合成粉体对甲基橙具有高的光催化降解率.通过XRD,TEM和DTA-TG等手段分析了物相结构、颗粒尺寸和吸附特性,并与溶胶-凝胶法样品以及商品P25粉体对比.结果表明3种粉体在表面吸附物方面差异明显.水热法样品的表面吸附物量最多,并且发现该样品在265℃热处理过程中,可见光波段的光催化活性随DTA曲线268℃放热峰对应的表面吸附物减少而提高.分析表明,在乙醇-丙酮-吡啶混合溶剂中制备的纳米TiO2粉体的高光催化活性与表面吸附物有关.     

纳米TiO_2的热分析及晶化动力学

通过TiCl4 水解法制得了纳米级TiO2 粉末 ,用TG DTA、XRD研究了材料的晶化过程。结果表明 ,纳米尺寸使无定型至锐钛矿的晶化温度降低 ,表观晶化活化能为 83 .6 0± 1.2kJ/mol,晶化反应动力学符合简化的Johnson Mehl Avrami模型 ,实验关联了 45 0℃时晶化反应动力学的Avrami指数和速率常数     

Preparation of nitrogen-doped titania and its photocatalytic activity

Yellowish nitrogen-doped titania was produced through sol-gel method in mild condition, with the elemental ni- trogen derived from aqua ammonia. The titania catalysts were characterized using XRD, BET, TEM, XPS, and UV-Vis diffuse reflectance spectrophotometer, and their photocatalytic activities were evaluated under UV and visible light, respec- tively. The XRD results showed that all titania catalysts were anatase. More significantly, the crystallite size of nitro- gen-doped titania increased with an increase in N/Ti proportion, and the doping of nitrogen could extend the absorption shoulder into the visible-light region, thus it possessed a higher visible-light activity illustrated by decolorization of methyl orange (65.3%) under the irradiation of visible light, whereas pure titania showed little of such kind of visible light activity. The UV-light activity of nitrogen-doped titania catalysts was worse than that of pure titania and Degussa P25. In the range of N/Ti proportion of 4-10 mol%, the activity of nitrogen-doped titania weakened appreciably in the visible-light region as the N/Ti proportion increased, whereas a reverse relationship existed under the irradiation of UV light.     

Fe3+,Ce3+共掺杂纳米TiO2的相变及其降解水中CHCl3的催化性能

制备一系列Fe3 ,Ce3 共掺杂的纳米TiO2,并用X射线衍射仪进行表征。与单一金属离子掺杂相比,当x(Fe3 )=0.020和x(Ce3 )≈0.010时,Fe3 ,Ce3 共掺杂不仅显著抑制纳米晶TiO2的相转化,而且大大提高了其热稳定性。在紫外灯辐照下,用Fe3 ,Ce3 共掺杂的纳米晶TiO2可降解水中的三氯甲烷,表现出强的催化活性。随着掺杂Fe3 的摩尔分数增大,x(Fe3 )=0.020时,CHCl3的降解率存在一个最佳值,而随着掺杂Ce3 的摩尔分数增大,CHCl3的降解率先是急剧上升,而x(Ce3 )>0.020时,其增势趋缓。     

氮气催化燃烧合成纳米碳化硅粉体

以硅粉和炭黑为原料,在N2气氛中通过燃烧合成制备出纳米SiC粉体。利用XRD、SEM等手段研究了N2压力、球料比、研磨时间等因素对燃烧合成反应的影响。结果表明,球料比和研磨时间对物料的反应程度影响显著。在球料比≥12.5∶1、球磨时间≥4 h的条件下,原料粉体可实现完全燃烧,生成产物主要为β-SiC,平均颗粒尺寸小于100 nm。在实验基础上,结合热力学分析,研究指出SiC是在N2催化作用下通过Si-C燃烧合成得到的,反应历程为:Si粉首先与N2反应生成Si3N4,同时放出大量的热,随着反应温度的升高,先生成的Si3N4发生分解,释放出的游离Si与C反应生成SiC。     

单分散纳米TiO2光催化剂的水解-溶胶制备法

以Ti(SO4)2为原料，在一定温度下直接水解、胶溶、加入晶种、熟化，制备出单分散性、热稳定性良好、平均粒径在22nm左右、比表面积在80m^2／g以上的TiO2纳米微粒。研究了Ti(SO4)2浓度、水解时间及晶种对纳米微粒粒径的影响。对样品进行了TG-DTA，XRD和SEM分析。结果表明：样品经真空冷冻干燥后，TiO2粉体主要为锐钛矿型，且随焙烧时间增加和温度升高，其金红石型含量显著增多，粉体粒径也有一定增大，但在不同的温度区间粒径增长速率有较大的区别。     

Facile synthesis of tin oxide nanocrystals and their photocatalytic activity

Tin oxide nanocrystals with diameters smaller than 10 nm were synthesized using Na₂SnO₃ and CO₂ as reactants and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as stabilizer under mild conditions. As a mild acidic gas, CO₂ is favorable for the accurate adjustment of pH value of Na₂SnO₃ solution. Stannate salt is stable, cheap and easy in operation. The effects of Na₂SnO₃ concentration, CTAB concentration, aging temperature, and aging time on the nanocrystals were studied. It was found that, with the increasing Na₂SnO₃ concentration, aging temperature and aging time, SnO₂ nanocrystals size decreases. The formation of SnO₂ nanocrystals can be interpreted by electrostatic-interaction mechanism. SnO₂ nanocrystals show high photocatalytic activities in the degradation of Rhodamine B solution. The catalytic activity of small nanocrystals is higher than that of large ones.     

Regularity control of porous anodic alumina and photodegradation activity of highly ordered titania nanostructures

A two-step anodizing process was used to prepare wide-range highly ordered porous anodic alumina membrane （PAA） in the electrolyte of oxalic acid. The effects of anodic voltage, anodizing time, size of aluminium foil and additives on the regularity of PAA membrane were also studied in the process of two-step anodization. The template method was combined with the sol-electrophoresis deposition and sol-gel method respectively to prepare highly ordered titania nanostructures. The diameter and length of the obtained nanostructures were determined by the pore size and depth of the PAA template. Scanning electron microscopy （SEM） and X-ray diffraction （XRD） were, used to characterize the morphology and phase structure of the PAA template and the titania nanostructures. The results show that the anodizing time and the additive of ethanol have a great effect on the regularity of PAA template. This can be explained from the self-organized process and the current density theory. A theoretical model based on the self-organized process was established to discuss the formation mechanism of PAA template from the chemical perspective. The titania nanostructures prepared with this method has a high specific surface area. Furthermore, the photocatalytic activity of titania nanostructures on methyl orange were studied. Compared with ordinary titania membranes, the titania nanostructures synthesized with this method have higher photodegradation activity.     

硅胶负载掺钕TiO2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法将掺钕二氧化钛负载在二氧化硅上制备复合光催化剂（Nd/TiO2-SiO2）,利用XRD、SEM、FT-IR和DRS对Nd/TiO2-SiO2进行表征,并通过甲基橙溶液的光催化降解评价其光催化性能。结果表明：Nd/TiO2-SiO2在可见光区388-619nm范围内的光吸收性能随着钕掺杂量的增大而增强,钕掺杂有利于降低电子-空穴的复合率,钕和二氧化硅提高TiO2的光催化活性。在600℃煅烧的0.1%Nd/TiO2-SiO2的光催化活性最高,1h后甲基橙降解率为82.9%。     

氧化铋/二氧化钛复合颗粒的制备及其光催化降解4-氯苯酚的性能

在低温条件下制备在太阳光照射下具有高光催化活性的氧化铋/二氧化钛复合颗粒。并利用XRD、SEM、BET、XPS和DRS对其进行表征。结果表明：将二氧化钛纳米颗粒沉积在氧化铋表面可形成微-纳结构,使该复合材料表现出多孔性,并提高表面羟基的含量。因此,在太阳光的激发下,氧化铋/二氧化钛复合颗粒对4-氯苯酚的催化降解能力高于纯二氧化钛和P25。     

复合模板合成介孔二氧化钛分子筛及其脱模

以工业TiOSO4液为钛源,通过CTAB和P-123超分子复合模板诱导钛热水解自组装合成介孔分子筛前驱体,研究臭氧氧化、萃取、煅烧及综合脱模等对介孔TiO2结构的影响。采用化学分析、XRD、FT-IR、TG、SEM和BET等测试技术对样品进行表征。结果表明：水热处理的前驱体为锐钛相介孔TiO2;经臭氧氧化、分步萃取及多步煅烧脱模的综合脱模路线所得产物TiO2含量高达92.1%（质量分数）,比表面积为133 m2/g,平均孔径为4.65 nm。