铁掺杂二氧化钛的结构及其可见或紫外光下对有机物催化降解的行为分析

采用水热法制备了铁掺杂二氧化钛晶体粉末,以FT-IR和XRD对产物进行了结构表征,研究了以自制的二氧化钛粉末为光催化剂在可见光或紫外光照射下对甲基紫溶液的催化降解行为。FT-IR分析表明,水热法制得的二氧化钛结构中含有大量羟基(对应于1636和3400cm-1的吸收),说明它有较好的光催化活性,其中1126,1050 cm-1的吸收为Ti-O-C弯曲振动所致,520 cm-1吸收则对应Ti-O-Ti弯曲振动;XRD测试结果表明,制得的二氧化钛粉末的晶型属于锐钛矿型;光催化结果表明:相同条件下,紫外光催化甲基紫的效率好于可见光;在优化条件下(在4 mg·L-1的甲基紫溶液中,加0.1800 g自制的掺铁二氧化钛晶体粉末,室温下用40 W的白炽灯或λ=365 nm紫外光照下反应2 h),掺铁量为2%(摩尔分数)二氧化钛晶体粉末对甲基紫的降解率最大分别为59.36%和95.03%,掺铁量为0%的二氧化钛的光催化降解率分别为26.41%和40.28%,掺铁量为8%的二氧化钛的光催化降解率分别达到37.34%和48.44%。     

银掺杂二氧化钛及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备银掺杂二氧化钛光催化剂,通过XRD、SEM、FT-IR、TG-DSC 和UV-Vis等技术对其进行表征.以甲基橙为模拟污染物,考察催化剂的光催化活性,探讨煅烧温度和银掺杂量对光催化效率的影响.实验结果表明：银掺杂二氧化钛提高了二氧化钛在紫外光和可见光下的光催化活性;当Ag掺杂量为1.00%、煅烧温度为450℃、催化剂用量为0.05 g时,银掺杂二氧化钛光催化剂在可见光条件下降解4 h 后,降解率达到92.57%,是纯二氧化钛的4.51倍;紫外光条件下降解2 h达到84.54%,是纯二氧化钛的2.27倍.     

石墨烯/TiO2复合材料的制备及其对甲基蓝的降解

光催化降解已成为污水处理领域发展最快的方法。为改善TiO₂的光催化性能,采用溶胶-凝胶法制备石墨烯(GN)/TiO₂复合材料,利用XRD、SEM对样品的微观结构进行表征,研究制备过程中煅烧温度、煅烧时间以及石墨烯含量对GN/TiO₂复合材料光催化性能的影响。结果表明：所制备TiO₂为球状形貌,粒径为70～200 nm,分布在石墨烯的片层和边缘。当煅烧温度为500℃,煅烧时间为20 min,石墨烯含量为5%时对甲基蓝(MB)的光催化降解率最高,为87.21%。此外,研究了GN/TiO₂复合材料对甲基蓝光催化降解的重复利用率,并探讨了光催化机理,结果表明重复使用5次后,对甲基蓝的降解率降低了17.64个百分点。     

纳米二氧化钛/石墨烯复合材料制备及其光催化性能研究

采用水热法制备纳米TiO_2/石墨烯复合材料,并研究了纳米TiO_2/石墨烯复合材料光催化性能的影响因素。通过XRD、UV-Vis、SEM和EDS等手段对样品进行了表征与分析,以亚甲基蓝(MB)为目标降解物,评价了纳米TiO_2/石墨烯复合材料的光催化效果。研究表明复合材料结晶良好,带隙小,在可见光下具有较好的光催化性能。水热时间、水热温度和氧化石墨烯含量对复合材料的光催化性能均产生影响。样品的光催化活性随着水热时间和氧化石墨烯含量的增加而增高;随水热温度的升高先增高后降低然后又增高。在水热时间为10 h,水热温度120℃,石墨烯含量为5%的条件下制备出的纳米TiO2/石墨烯复合材料光催化性能最好,复合材料粉末在5 h内对亚甲基蓝的降解率高达86.99%。     

工业钛液水热制备多孔二氧化钛光催化剂

以工业硫酸钛液为前驱体,采用水热法制备多孔二氧化钛,考察了煅烧时间对多孔二氧化钛结构和性能的影响.采用XRD、SEM、XPS、FT-IR和BET对样品进行表征,并以亚甲基蓝光催化降解体系评价其光催化活性.随着煅烧时间的延长多孔二氧化钛的光催化活性先增加后降低,其中以500℃煅烧lh所得样品活性最佳,1h对亚甲基蓝的降解...     

水解沉淀法制备纳米ZnO及其光催化性能研究

论述了以ZnSO4为主盐NH4HCO3为沉淀剂采用水解沉淀法制备纳米ZnO粉末，用X射线衍射和分光光度法研究了粉料的特征及光催化性能。结果表明：反应温度为80℃，反应时间为2h，煅烧温度为600℃可制备纳米级的ZnO粉末，平均粒径为32nm；水溶液中甲基橙在ZnO光照催化下，能迅速分解，在降解120min时，甲基橙的降解率达到88．1％。     

Ag^＋掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能研究

以钛酸四丁酯为原料,利用溶胶凝胶法制备Ag 掺杂TiO2纳米粉体,采用正交实验考察了掺杂量、浓硝酸、冰醋酸、煅烧温度等因素对其制备的影响,从而确定制备工艺最佳条件.通过XRD、TEM、TG-DSC等测试技术对掺杂纳米TiO2粉体进行表征.最佳工艺条件为:掺Ag 量0.5 %(摩尔分数),冰醋酸1mL,浓硝酸0.2mL,煅烧温度450℃,制得颗粒粒径为12.16nm.以甲基橙为降解物,通过自制光催化反应装置,研究了光催化剂的活性,结果表明:Ag 掺杂制备的TiO2纳米粉体具有较高的光催化活性,试验条件下Ag 掺杂TiO2纳米粉体最高降解率为79.38%.     

TiO2柱撑石墨烯复合材料的制备及光催化性能

通过水热反应合成了TiO₂柱撑石墨烯复合材料, 研究了TiO₂纳米颗粒及TiO₂柱撑石墨烯复合材料的制备以及光催化降解亚甲基蓝性能, 探讨了制备过程中水热反应时间、水热反应步骤对TiO₂纳米颗粒的影响, 并在紫外光下考察了上述两种材料对光催化性能的影响。结果表明, 利用两步水热法且反应时间为10 h时为制备复合材料的最佳条件, 在紫外光的照射下, TiO₂柱撑石墨烯复合材料在降解亚甲基蓝过程中显示出更高的光催化效率, 这项工作开辟了一条新的制备石墨烯–半导体复合材料的途径。     

W,N共掺杂TiO_2/SiO_2/Fe_3O_4磁性光催化剂研究

以Fe3O4纳米颗粒为内核,SiO2惰性层为隔离层和钛酸四正丁酯为前驱体,钨酸铵、硝酸铵为掺杂源,采用低温溶胶法制备磁负载型的钨、氮共掺杂二氧化钛磁性光催化剂;通过XRD、SEM、DRS和IR等表征手段,对低温溶胶制备磁负载型的钨、氮共掺杂的二氧化钛磁性光催化剂的性质进行研究。结果表明:催化剂为锐钛矿晶型,球形纳米颗粒,禁带宽度降低了0.66eV。以氙灯模拟太阳光降解甲基橙,光照1h,催化剂降解率均达到90%以上。     

金属Ag表面修饰Bi掺杂TiO_2光催化剂的制备与性能研究

以钛酸四丁酯和五水合硝酸铋为原料,采用溶胶-水热法制备了Bi掺杂TiO2颗粒;以硝酸银为银源,通过表面沉积法实现了金属Ag对Bi掺杂TiO2的表面修饰。应用X射线粉末衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对产品进行了表征。以甲基橙为目标降解物,考察了所制Ag/Bi-TiO2样品的降解效果,并详细探讨了Bi掺杂量与Ag沉积量对光催化性能的影响;实验结果表明,3%Ag/10%Bi-TiO2的光催化活性最高,100 min内甲基橙的降解率可达75.6%。     

水热法制备氮、铁共掺杂TiO_2研究

以钛酸正丁酯为前躯体,硝酸铵和九水硝酸铁为氮、铁掺杂源,利用水热法制备了氮、铁共掺杂TiO2粉体。采用XRD、FE-SEM、EDS、BET、FT-IR等手段对所制备粉体进行了表征。结果显示:共掺杂TiO2粉体为锐钛矿型,呈球状,粒径为9.2 nm,较高的比表面积201 m2/g。对甲基橙溶液的光降解实验结果表明,在350W氙灯(模拟自然光)条件下,共掺杂的TiO2对于甲基橙的降解率为96.4%,光催化活性高于P25。在太阳光下,光照4 h,对甲基橙的降解率达到84.5%。     

水热晶化制备多孔二氧化钛

以工业偏钛酸为原料,利用水热晶化制备多孔二氧化钛光催化剂,考察了不同水热晶化时间对多孔二氧化钛结构和性能的影响。采用XRD、SEM、FT-IR、N2低温吸附-脱附对样品进行表征,并以亚甲基蓝光催化降解体系评价其光催化活性。随着晶化时间的延长,多孔二氧化钛的光催化活性呈现先增大、后减小的趋势。140℃水热晶化2 h所得多孔二氧化钛的光催化活性最佳,反应1 h后对亚甲基蓝的降解率达81.18%,其比表面积SBET=99.59m2/g,孔体积VP=0.271 cc/g,平均孔径DBJH=3.809 nm,晶粒尺寸17.79 nm。     

溶胶凝胶法制备花生状TiO2及光催化性能

二氧化钛(TiO_2)作为环境友好型催化剂,在光催化中发挥着很重要的作用,是一种重要的光催化材料。以钛酸丁酯(TBT)为钛源,采用溶胶凝胶法在非搅拌状态下制得二氧化钛粉体。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及紫外-可见(UV-Vis)光谱对样品的晶体结构、形貌以及吸光度进行分析测定。试验结果表明,随着煅烧温度的升高,样品由锐钛矿相变为金红石相,形貌也发生了变化;在400℃下煅烧后的样品呈类似花生的形貌,500℃出现了不规则的形状,600℃开始出现金红石相,700℃全部为金红石相和不规则的形貌;以甲基橙为模拟污水,考察样品紫外光照射下降解甲基橙的能力,其中400℃煅烧的样品在光照80 min后甲基橙的降解率达到了91%,光催化性能最好。     

工业硫酸氧钛溶液制备高比表面积二氧化钛及其性能研究

以工业硫酸氧钛溶液为钛源，利用水热法制备高比表面积二氧化钛，考察了水热反应时间、煅烧温度对比表面积影响。采用BET、XRD、XPS、SEM、TEM、紫外可见漫反射等对样品进行表征，并以罗丹明B对二氧化钛可见光催化性能进行评价。研究表明，恰当的水热反应时间和较低的煅烧温度有利于制备出高比表面积二氧化钛。水热反应3 h、煅烧温度300℃所得二氧化钛具有最高的比表面积，达214.3 m²/g，其在可见光降解罗丹明B时表现出明显优于商品二氧化钛P25的活性，2 h降解率达90.3%，这是因为所制二氧化钛具有更高的比表面积和较优的可见光吸收。     

溶胶-凝胶法制备TiO2/硅藻土复合材料及其光催化性能

采用焙烧、酸洗等工艺预处理硅藻土，以改性硅藻土和钛酸丁酯为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备TiO₂/硅藻土复合材料，采用XRD、SEM、FT-IR、TG等手段对其进行分析表征，以甲基橙为降解对象考察其光催化性能。结果表明：硅藻土表面均匀负载着锐钛矿型的二氧化钛，晶粒尺寸为35.76 nm。负载比2∶1、pH为>2～3、焙烧温度500℃制备的TiO₂/硅藻土复合材料的光催化性能最好，热稳定性良好。当TiO₂/硅藻土复合材料投入量为1 g/L,对60 mL(10 mg/L)的甲基橙溶液60 min内的降解率达到92%。     

TiO_2/Mg(OH)_2复合材料对有机污水中甲基橙的光催化降解动力学的研究

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2,并以TiO2和镁盐溶液为前驱物用氨气鼓泡法制得了TiO2/Mg(OH)2复合材料.利用氢氧化镁在水溶液中较强的吸附能力和TiO2对有机物的催化降解作用,研究TiO2/Mg(OH)2复合材料对有机污水中的甲基橙暗反应吸附规律和光反应催化降解性能.结果表明:当TiO2/Mg(OH)2加入量为1 g·L-1时,在可见光下照射180 min后,对有机污水中含20 mg·L-1的甲基橙的降解率达到98.00%,同时在同等条件下选用国家标准(30 mg·L-1亚甲基蓝溶液)作为参照时,降解率可达99.20%.TiO2/Mg(OH)2复合材料对污水中甲基橙的催化降解反应较好地符合Langmuir动力学模型,可用一级反应动力学方程进行描述.     

还原石墨烯改性二氧化钛/壳聚糖多孔复合材料的光催化性能

采用冷冻浇注法制备TiO_2/壳聚糖多孔复合材料,研究二氧化钛含量对该复合材料的微观结构、抗压强度及光催化性能的影响。结果表明:TiO_2/壳聚糖多孔复合材料具有明显的长程有序结构,片层状排列的平行度良好。随TiO_2含量(质量分数,下同)从66.7%增加到88.8%,片层中的孔间距从50~45μm逐渐减小到5~10μm,片层厚度从2~3μm增加到20~25μm,多孔片层的致密度增大,复合材料的抗压强度也从0.05 MPa提高到0.12 MPa。当壳聚糖含量为13.3%、二氧化钛含量为85.7%、还原石墨烯含量为1%时,通过添加还原石墨烯对二氧化钛进行改性,所得的TiO_2/壳聚糖多孔复合材料在300 min时对甲基橙的光降解率由92.4%提高到97.0%。     

纳米氧化钨的制备及光降解染料研究

以仲钨酸铵为钨源,碳纳米管(CNTs)经600℃空气气氛和氮气气氛煅烧分别得到氧化钨(WO_3)(无CNTs)和WO_3/CNTs。在其他制备参数相同条件下,无模板制备了钨酸(H_2WO_4),经600℃空气气氛煅烧得到WO_3(空白)。分别以亚甲基蓝、甲基橙、酸性橙为染料,在500 W汞灯照射下,考察各样品对0.02 g/L染料的光催化降解能力,摸索了不同样品对染料光催化性能的影响规律。结果表明:经90 min光照,双氧水协助样品对亚甲基蓝溶液的降解率(99.9%)比未加双氧水(65.17%)亚甲基蓝溶液的降解率更高,且高于甲基橙溶液(35.1%)和酸性橙溶液(4.23%);WO_3/CNTs对3种染料的光催化效果明显优于WO_3(无CNTs)和WO_3(空白)。     

不同钛酸四丁酯含量对GO?TiO2复合材料组织结构和性能的影响

以氧化石墨烯和钛酸四丁酯为原料,采用一步水热法制备氧化石墨烯/二氧化钛（GO?TiO₂）复合材料,研究不同钛酸四丁酯含量对GO?TiO₂复合材料组织和性能的影响规律。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、拉曼光谱（RS）、紫外?可见分光光度计（UV?vis）、热重分析仪（TGA）等对复合材料的微观形貌、物相组成、结构、吸光性和热稳定性进行表征。研究结果表明,随着钛酸四丁酯含量的增加,有利于GO?TiO₂复合材料的均匀分散,提高了GO?TiO₂复合材料的吸光性和热稳定性,但钛酸四丁酯含量过高会使GO?TiO₂复合材料分散性、吸光性和热稳定性下降。当氧化石墨烯质量为320 mg、钛酸四丁酯含量为100 mL时,反应生成的复合材料表面TiO₂分散均匀,缺陷少,D峰与G峰的峰强比（I_D/I_G）值为0.91,氧化石墨烯和二氧化钛复合程度高,复合材料中的TiO₂吸收边缘红移至可见光范围内,并且在440~800 nm可见光范围内的吸收峰明显增强,防腐防污能力增强,复合材料在800 ℃热稳定性相比于氧化石墨烯提高了84.89%。      

光催化二氧化钛功能材料的制备与表征

采用溶胶－凝胶法制备具有光催化性能的锐钛型二氧化钛粉末,并测定其物理化学性质。结果表明,干凝胶在大气中400℃下煅烧30min,所得产物为锐钛型二氧化钛,当煅烧时间超过30min后,煅烧时间越长,金红石型二氧化钛含量越高,且制得的二氧化钛粉末粒径越大。在室温下,利用化学平衡迁移法在瓷砖表面制备二氧化钛薄膜,经扫描电子显微镜和能谱分析表明,二氧化钛薄膜与陶瓷基体结合致密,而且,在靠近陶瓷表面处,钛离子在陶瓷基体内部沿垂直于表面方面的浓度分布具有梯度特征。