仿生制备TiO2/ZnO复合材料及其光催化性能研究

利用结构仿生学的思想,以新鲜番薯叶为模板,利用浸渍-煅烧两步法成功制备出一系列叶片状的TiO₂/ZnO复合材料。利用SEM、XPS、XRD、BET等对复合材料进行表征。结果表明,复合材料由锐钛矿相TiO₂和纤锌矿相ZnO组成,保持了番薯叶片的多级复杂结构,具有介孔结构。光催化实验表明,TiO₂·6 h ZnO表现出最优的光催化性能。在室温下光照90 min, TiO₂·6 h ZnO对胭脂红水溶液的降解率可达到92.65%;动力学分析表明,TiO₂·x h ZnO复合材料对胭脂红溶液的降解反应均符合一级动力学模型。     

BiOCl/TiO2复合材料的制备与光催化性能

基于半导体异质结原理,设计并制备了新型氯氧铋/二氧化钛复合光催化材料,以甲基橙为目标污染物,研究了氯氧铋制备条件和复合比例对复合材料的光催化特性的影响,随后利用XRD、UV-Vis DRS、TEM、EPR等方法对催化材料进行表征,从表面形貌、自由基等角度,分析其光催化原理。结果表明,新型复合光催化材料相对氯氧铋、二氧化钛的单体,具有更强的紫外催化能力,对传统有色染料均具有良好的去除效果。这是由于氯氧铋和二氧化钛可以形成半导体异质结,光生电子传递降低了载流子负荷率,羟基自由基生成量增加,因此光催化性能大幅提升。     

TiO2光催化薄膜的制备及其性能

在稀硫酸溶液中的阳极氧化钛箔,采用混合增长模型技术控制氧化膜的生长,制备了TiO2光催化薄膜.TiO2薄膜通过苯酚的光催化降解实验检验,具有较高的催化活性及很好的催化稳定性.实验结果表明阳极氧化法固定TiO2薄膜切实可行,不仅解决了TiO2微粒光催化过程催化剂微粒与水难分离的问题,而且阳极氧化制膜所需时间短(几秒到几分)、工艺简单,十分有利于工业化制备.     

微乳液法制备纳米SiO2/TiO2及其光催化性能

以无机物聚合硅酸为硅源、硫酸钛为钛源,采用微乳液法制备了SiO2/TiO2复合光催化剂,考察了制备条件对SiO2/TiO2光催化活性的影响,并利用SEM、FTIR、XRD和BET等技术手段对光催化剂进行了表征。结果证明,SiO2和TiO2颗粒之间存在着强的相互作用,形成了Ti-O-Si键,从而抑制了TiO2粒径的增大,延缓了TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变。对甲基橙等染料的光催化降解实验结果表明,SiO2/TiO2的光催化活性并非随着TiO2的含量增加而提高,当硅与钛物质的量比为1∶1并在160℃的温度下水热合成2.5 h时,SiO2/TiO2光催化剂在紫外光照15 min后对甲基橙的脱色率为85.5%,与同等条件下制备的TiO2相比具有更好的光催化活性和更大的比表面积。     

石墨烯/TiO2复合材料的制备及其光催化性能的研究

本实验以细鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备氧化石墨,经超声波振荡得到氧化石墨烯,加入水合肼回流制得石墨烯材料。采用溶胶-凝胶法制备锐钛矿型TiO2及石墨烯/TiO2复合材料。在紫外光照射下,分别以石墨烯/TiO2复合材料及锐钛矿型TiO2为催化剂,在甲基橙溶液中进行光催化降解,结果显示,石墨烯/TiO2光催化性能明显高于相同条件下的锐钛矿型TiO2。     

SiW12/聚苯胺/TiO2复合材料的光催化性能

以SiW12/PANI/TiO2为光催化剂。在紫外灯辐射下,研究了模拟染料废水甲基紫溶液的光催化降解的反应,考察了催化剂投加量、染料浓度、溶液的pH值对甲基紫降解率的影响。结果表明,甲基紫溶液光催化降解的最佳条件为:pH=5,SiW12/PANI/TiO2催化剂投加量为0.0125 g,浓度为5 mg/L,经30 W紫外灯照射90 min后,其降解率为90.69%。     

TiO2/AC复合材料的制备及其对孔雀石绿的光催化降解

以活性炭为载体,用溶胶-凝胶法制备了不同TiO2负载量的TiO2/AC复合光催化剂,运用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱仪(FT-IR)对该催化剂进行表征.探讨了TiO2的负载量、光催化剂质量浓度、溶液的初始质量浓度等因素对孔雀石绿降解效率的影响,并对催化剂进行了回收再生实验.结果表明,TiO2负载量为30％时的复合催化剂为锐钛矿相,对孔雀石绿的降解具有良好的光催化活性,且回收7次重复使用降解效果仍在95％以上.     

纳米TiO2粉体的制备及其光催化性能研究

以四氯化钛为原料,采用水解法制备了纳米TiO2粉体。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对制备的粉体进行了表征,并研究了其对甲基橙的光催化降解性能。结果表明:产物为纯锐钛矿相纳米TiO2,一次粒度在100 nm以内;对甲基橙具有一定的催化降解作用,热处理温度为500℃时,产物的光催化活性较高。     

漂珠负载Fe3+改性TiO2复合光催化剂的制备及光催化活性研究

利用溶胶-凝胶法实现了Fe3+掺杂的二氧化钛(TiO2)膜层在漂珠表面的负载,成功制备出Fe-TiO2/漂珠复合光催化剂。以亚甲基蓝为降解对象,研究其在可见光下的光催化效果,并结合SEM,XRD,UV-vis,FTIR等表征手段较为系统的研究了复合光催化剂的表面形态,晶型结构,光响应范围以及各种微观变化等。实验结果表明:Fe-TiO2/漂珠的光催化降解效率优于TiO2/漂珠。煅烧温度为450℃,Fe/Ti摩尔比为0.01%条件下制备的复合光催化剂降解性能最好。     

PVDF/TiO2@MoS2纤维复合膜的制备及光催化性能

含大量有机染料的废水对环境的污染日益严重,光催化分离膜的研究备受关注。本研究先通过静电纺丝法制备了PVDF/PEMA膜,后进行酸处理制备出富羧基PVDF纤维复合膜,最后通过水热反应在膜表面原位沉积TiO₂@MoS₂微纳米颗粒,制备出在太阳光下具有较高催化活性的PVDF/TiO₂@MoS₂纤维复合膜。结果表明MoS₂的加入可以有效降低纤维复合膜禁带带隙能量,从而提高纤维复合膜的光催化活性;在光照4 h后对RhB的降解率达到97.1%;连续5次吸附-降解实验,纤维复合膜对RhB的降解率仍达到95%以上,表明该纤维复合膜具有优异的可重复使用性。因此,该膜在染料降解方面具有潜在的应用前景。     

Ag@AgCl/TiO2/GO催化剂制备及其光催化性能

以AgNO₃、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、钛酸四正丁酯、石墨烯等为原料,利用溶剂热法合成AgCl/TiO₂/GO复合光催化剂,经紫外光照还原得到Ag@AgCl/TiO₂/GO,并将其应用于罗丹明B的太阳光催化降解反应中。结果表明,该催化剂具有较高的光催化活性和稳定性。在100 mL 3 mg·L^-1罗丹明B溶液中,投加0.5 g·L^-1的Ag@AgCl/TiO₂/GO催化剂,光照75 min后,罗丹明B降解率高达98%以上。     

Pt掺杂TiO_2/粉煤灰漂珠的制备及光催化降解特性

以粉煤灰漂珠为载体、钛酸四丁酯为钛源、氯铂酸为铂源,采用溶胶凝胶法制备了Pt掺杂TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料。采用XRD、UV-Vis、XPS、SEM、EDS等对其进行表征,以亚甲基蓝为目标降解物对其光催化活性进行了研究。结果表明,负载在漂珠表面的TiO_2是锐钛矿型;Pt的掺杂能够促使TiO_2的吸收边红移,产生可见光响应,但是,掺杂过量的Pt会导致光催化活性下降;Pt元素在TiO_2中是以Pt4+和Pt单质的形式存在;Pt的最佳掺杂量为1.5%,在加入量为0.5 g时,暗反应30 min、光催化180 min后对浓度20 mg/L、pH=11.8的亚甲基蓝溶液的降解率达94.1%;无机阴离子的加入有利于光催化反应速率的提高,但是过多的阴离子反而会对光催化反应速率产生抑制作用。     

Pt掺杂TiO_2/粉煤灰漂珠的制备及光催化降解特性

以粉煤灰漂珠为载体、钛酸四丁酯为钛源、氯铂酸为铂源,采用溶胶凝胶法制备了Pt掺杂TiO_2/粉煤灰漂珠复合材料。采用XRD、UV-Vis、XPS、SEM、EDS等对其进行表征,以亚甲基蓝为目标降解物对其光催化活性进行了研究。结果表明,负载在漂珠表面的TiO_2是锐钛矿型;Pt的掺杂能够促使TiO_2的吸收边红移,产生可见光响应,但是,掺杂过量的Pt会导致光催化活性下降;Pt元素在TiO_2中是以Pt4+和Pt单质的形式存在;Pt的最佳掺杂量为1.5%,在加入量为0.5 g时,暗反应30 min、光催化180 min后对浓度20 mg/L、pH=11.8的亚甲基蓝溶液的降解率达94.1%;无机阴离子的加入有利于光催化反应速率的提高,但是过多的阴离子反而会对光催化反应速率产生抑制作用。     

Ag改性PVA/SrTiO3/TiO2光催化材料的制备及性能

采用溶胶-凝胶法和化学沉淀法成功合成具有高光催化性能的可回收聚乙烯醇/钛酸锶/二氧化钛/银(PVA/SrTiO₃/TiO₂/Ag)复合材料。所合成样品通过XRD、SEM、TEM、EDX、XPS、UV-Vis DRS、荧光分光光度计和EPR进行表征。结构表征结果显示其具有均匀的、分层的多孔网络结构。UV-Vis DRS测试结果表明由于Ag原子的掺杂,复合材料在紫外-可见光区域具有强烈的光吸收能力,并且产生表面等离子共振效应。荧光分光光度计测试结果证实该复合材料有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。对样品进行光催化活性测试,结果证明,在紫外光下PVA/SrTiO₃/TiO₂/Ag复合材料对亚甲基蓝(MB)的降解具有优异的光催化性能,且光催化性能与初始MB浓度和pH密切相关。重复性研究表明,该复合材料在3个循环后,仍保持初始光催化降解活性的近90%,展现出极好的稳定性和重复使用性。     

水热法制备TiO2及其光催化活性研究

文章利用钛酸四丁酯为钛源,通过低温水热法制备出高催化活性的TiO2粉末。XRD,TEM,BET和UV-Vis等技术表征结果显示水热法制备的TiO2具有良好的锐钛矿晶型,与传统溶胶-凝胶法制备的TiO2相比较,它具有较大的比表面结构,较强的紫外吸收能力以及较少的团聚现象。从光催化降解DMP的活性评估可以看出,优化条件(180℃下水热10 h)下的TiO2具有较强光催化活性,DMP降解率为溶胶-凝胶法制备TiO2的2.5倍。     

炭吸附La2O3/TiO2复合粉体的制备及其光催化性能研究

采用炭吸附共沉淀法制备了La₂O₃/Ti O₂催化剂,利用TG-DTG、XRD、TEM、UV-Vis等对催化剂进行表征,并考察了不同条件制备的La₂O₃/Ti O₂对可见光催化甲基橙降解效果的影响。结果表明,炭黑的加入可有效阻止粉体在制备、干燥及焙烧过程中的团聚和烧结;在600℃煅烧后得到的粉体结晶度高、颗粒分散均匀、颗粒粒径小。在可见光照射1 h后,炭吸附沉淀法制备的La2O3/Ti O₂对甲基橙的降解率高达92.25%,是普通沉淀法制得的La₂O₃/Ti O₂的3倍,光催化活性显著提高。     

玄武岩纤维-Ag+/TiO2光催化剂的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯为钛源、硝酸银为银源、玄武岩纤维为载体,采用溶胶-凝胶法成功制备了玄武岩纤维-Ag⁺/TiO₂光催化剂。XRD测试结果表明,TiO₂以锐钛矿型成功负载到玄武岩纤维表面。催化剂性能评价表明,在钛酸四丁酯加入量为5 mL、硝酸银加入量为0.01 g的条件下制备的催化剂加入量为90 mg,反应时间为90min的反应条件下,催化剂对罗丹明B废水可以达到最高99%的降解率,并且催化剂在经过4次重复使用后仍可达84%的降解率。研究结果表明,玄武岩纤维-Ag+/TiO₂光催化剂可以作为一种潜在的低成本绿色光催化剂。     

过氧改性纳米TiO2溶胶的制备及其光催化性能

以硫酸氧钛为钛源,过氧化氢为络合剂,采用低温水热法制备了过氧改性纳米TiO2溶胶,并对制备过程中的影响因素进行了研究,同时,通过甲醛废水模型体系考察了溶胶的光催化活性。采用X射线衍射、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱等测试手段对TiO2进行了表征。结果表明,当水解反应pH值为8.0,硫酸氧钛浓度为0.10 mol/L,陈化时间为24 h,Ti4+/H2O2物质的量比为1∶4,水热反应温度和时间分别为100℃和6～8 h时,可制得直径20nm、长30 nm,结晶良好的锐钛矿过氧改性纳米TiO2和分散均匀的溶胶。经紫外光和太阳光光照180 min后,过氧改性纳米TiO2溶胶对甲醛的降解率分别为95.3%和31.8%,优于相同条件下P25的光催化性能(69.7%和21.1%)。     

蒙脱石/TiO2复合材料制备及其光催化性能研究

以蒙脱土和钛酸丁酯为原料,采用溶胶凝胶法制备出蒙脱石/TiO2复合材料,利用XRD、SEM、光催化亚甲基蓝溶液对其物相组成、晶体结构、微观结构和光催化性能进行了研究.结果表明:TiO2以锐钛矿相分布于蒙脱石的层间域和表面,并使蒙脱石d001有不同程度的增大.蒙脱石/TiO2复合材料的加入量和Ti/蒙脱石比值、亚甲基蓝溶液的初始质量浓度对蒙脱石/TiO2复合材料的吸附和光催化效率均有影响.     

S掺杂TiO_2/粉煤灰复合材料的制备及光催化性能的研究

以钛酸四丁酯为前驱体,粉煤灰为载体,采用溶胶凝胶法制备了掺杂不同质量分数S的TiO2/粉煤灰复合纳米材料。用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等测试手段对其进行了表征,以甲基橙的降解为模型反应,评价了试样光催化活性。结果表明,掺杂TiO2/粉煤灰具备较高可见光催化活性,原因是掺杂的硫取代TiO2中的晶格氧形成Ti—S键,使TiO2的带隙能窄化引起对可见光的响应,增强催化剂对可见光的吸收,与未掺杂的TiO2/粉煤灰相比较,掺杂负载型二氧化钛催化剂能够获得更高的光催化活性。