H2O2在TiO2可见光催化反应中的作用机理

以锐钛矿、金红石及混晶TiO2作光催化剂,研究了H2O2在TiO2可见光催化反应过程中的作用机理.结果表明,H2O2在TiO2表面活性位吸附后可拓宽TiO2的光吸收范围至可见光区;通过对反应体系的荧光光谱分析显示,金红石型TiO2在H2O2存在条件下,经可见光激发可持续稳定产生羟基自由基-OH.光催化实验表明,往反应体系中加入H2O2后,3种光催化剂均能可见光催化降解苯酚,且金红石型TiO2显示出最高的催化活性,反应120 min对苯酚的降解率达80%;在TiO2可见光催化反应过程中,由锐钛矿型TiO2经一系列复杂反应产生H2O2,生成的H2O2虽只是一中间产物,但对污染物的可见光催化降解起决定性作用.     

Fe-C-TiO2的制备与表征

以金红石型TiO2(TIO-R)、葡萄糖及FeC2O4为前驱物,在氩气气氛中煅烧制备Fe-C-TiO2催化剂,以内分泌干扰物阿特拉津作模型污染物,研究Fe-C-TiO2可见光催化H2O2降解阿特拉津的光催化反应特性。结果表明,煅烧温度影响Fe-C-TiO2的组成(碳包覆量和负载Fe的存在形式)及催化活性;673 K煅烧温度下Fe-C-TiO2的碳包覆量约为2.5%,而负载Fe主要以高活性的α-Fe2O3形式存在;Fe-C-TiO2能在可见光下催化H2O2降解阿特拉津,反应45 min后,阿特拉津的降解率达99%,远高于TIO-R的催化活性,负载Fe与TIO-R之间存在明显的协同效应;反应体系的荧光光谱分析显示,阿特拉津的降解涉及较单纯羟基自由基(.OH)更为复杂的反应机理。     

光电化学协同催化降解水中的扑草净

以网状铱钽钛电极为阳极、石墨板为阴极、饱和甘汞电极为参比电极,设计一种在线生成H2O2的电化学反应器,并以锐钛矿、金红石及混晶TiO2(TiO2-P25)为光催化剂,研究TiO2光催化学协同电化学催化降解扑草净的过程。结果表明:电生H2O2能协助TiO2可见光催化降解扑草净,反应300 min后,扑草净降解率达到100%;在扑草净的降解过程中,外层的甲基、硫基及氨基被氧化脱除,降解过程生成多种中间产物,降解终产物为三聚氰酸,总有机碳的去除率为60%~70%。对反应体系的光谱分析显示:扑草净的降解涉及羟基自由基(·OH)及超氧自由基(·O2-)的产生和参与。     

氮掺杂TiO2光催化剂的制备与性能研究

采用水热法结合固相反应法制备了氮掺杂TiO2光催化剂.以苯酚为降解底物,考察了不同煅烧温度下制备的光催化剂在可见光照射下的光催化性能.采用了XRD、UV-Vis/DRS、XPS等手段对制备的掺氮TiO2光催化剂进行了表征.结果表明:当固相反应温度为300℃时所制备的样品为锐钛矿相,当反应温度达800℃时开始由锐钛矿相转变为金红石相;紫外-可见漫反射光谱结果表明所制备掺氮TiO2在可见光区和紫外光区都有较强的吸收,而纯TiO2只对紫外光有较强的吸收;当反应温度为500℃时,可见光活性最大,对苯酚的降解率最大,在4h内对苯酚的降解率达到52.57%.     

氮掺杂TiO2光催化剂的制备与性能研究

采用水热法结合固相反应法制备了氮掺杂TiO2光催化剂。以苯酚为降解底物，考察了不同煅烧温度下制备的光催化剂在可见光照射下的光催化性能。采用了XRD、UV-Vis／DRS、XPS等手段对制备的掺氮TiO2光催化剂进行了表征。结果表明：当固相反应温度为300℃时所制备的样品为锐钛矿相，当反应温度达800℃时开始由锐钛矿相转变为金红石相：紫外一可见漫反射光谱结果表明所制备掺氮TiO2在可见光区和紫外光区都有较强的吸收，而纯TiO2只对紫外光有较强的吸收：当反应温度为500℃时，可见光活性最大，对苯酚的降解率最大，在4h内对苯酚的降解率达到52．57％。     

B/Fe2O3共掺杂纳米TiO2可见光下的催化性能

采用溶胶凝胶法制备B/Fe2O3共掺杂TiO2复合光催化材料,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对粉体进行表征。结果表明:催化剂以锐钛矿存在的纳米颗粒,直观地显示了物质的形貌,掺杂B能极大提高催化剂的可见光响应。以二氯苯酚(DCP)为降解物质,在紫外和可见光下分别研究了复合催化剂的光催化活性。掺杂B能使吸收光谱红移至可见光区,而进一步掺杂Fe2O3大大提高了催化剂的活性。     

纳米TiO_2/Cu_2O复合物的可见光降解活性艳红和分解水制氢的机理

采用溶胶-凝胶法和化学沉积法制备纳米TiO2/Cu2O复合粉体。可见光光催化实验结果表明:TiO2/Cu2O复合粉体具有较高的可见光降解活性和分解水制氢性能。根据TiO2和Cu2O的导带和价带位置以及TiO2、Cu2O和TiO2/Cu2O复合粉体的可见光光催化实验结果,提出TiO2/Cu2O复合粉体的可见光光催化机理:在可见光照射下,Cu2O导带上产生的电子转移到TiO2的导带上,Ti4+捕获这些电子后成为Ti3+,这些被捕获的电子具有很长的寿命,能转移到复合粉体和溶液的界面。在光降解活性艳红的过程中,这些电子与吸附氧结合后可最终形成过氧化物自由基或氢氧自由基,从而氧化有机物;而在分解水制氢过程中,这些电子与H+结合后可形成H2。光照后TiO2/Cu2O复合粉体的XPS表征显示Ti3+的存在,证明机理理论的正确性。     

RF-PCVD法纳米TiO2的制备及光催化研究

采用RF-PCVD法，以TiCl4 O2为反应体系，制备出纳米级的TiO2粉体。经TEM，XRD及粒度分布仪测试表明：粉体呈近球形，为锐钛矿型和金红石型的混晶体，粒径范围为15nm～45nm，团聚后，粒径≤116nm的粉体占90％，并对纳米粉体的形成、分布和晶型进行了初步探讨。苯酚降解实验表明，TiO2粉体具有明显的光催化活性。     

液料等离子热喷法制备Fe3+/TiO2纳米粉末

通过对液料等离子热喷前驱物添加掺杂成分实现了液料等离子热喷TiO2纳米粉末的掺杂改性,并利用TEM,XRD及XPS对其进行表征.结果表明,采用液料等离子热喷法可以制备Fe3 掺杂TiO2纳米粉末,所制备粉末形貌基本呈球形或近球形,粒径分布为10～35 nm,掺杂量小于2.0%时粉末为锐钛矿及金红石相混晶,Fd3 掺杂促进锐钛矿向金红石相的转变,掺杂量为10.0%时析出了Fe2Ti3O9相.Fe3 掺杂不会引起TiO2粒径的大范围波动.粉末中含有O,Ti,Fe和C等元素,Fe元素在TiO2中仍为 3价.     

Mg2+掺杂TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

以钛酸四丁酯和Mg(NO3)2为原料,采用溶胶-凝胶法在较低的热处理温度下制备了Mg2+掺杂的TiO2薄膜,并研究了TiO2薄膜光催化降解甲基橙的情况.采用DTA、XRD、SEM等研究测试手段,发现通过溶胶-凝胶法在TiO2溶胶中加入Mg(NO3)2的方法,可以降低TiO2从无定型到锐钛矿相和锐钛矿相到金红石相的晶型转变温度,并在600C热处理条件下,获得了具有锐钛矿相和金红石相混晶的TiO2薄膜,通过甲基橙水溶液光催化实验表明:其光催化活性高于未掺杂TiO2薄膜的光催化活性.     

Rare earth ion modified TiO2 sols for photocatalysis application under visible light excitation

TiO2 sols modified by rare earth (RE) ions (Ce^4 , Eu^3 , or Nd^3 ) were prepared by coprecipitation-peptizationmethod. The photocatalysis activity was studied by investigating the photodegradation effects of active brilliant red dye X-3B. It is found that TiO2 sols modified by Ce^4 , Eu^3 , or Nd^3 have the anatase crystalline structure, which are prepared at 70℃. All RE^n -TiO2 sol samples have uniform nanoparticles with similar morphology, which are homogenously distributed in aqueous colloidal systems. The particle sizes are 10.8, and 12 nm for Nd^3 -TiO2, Eu^3 -TiO2, and Ce^4 -TiO2, respectively. The character of ultrafine and positive charge sol particles contributes to the good adsorption of X-3B dye molecule on the surface of titania (about 30% X-3B adsorption amount). Experimental results exhibit that RE^n -TiO2 sol photocatalysts have the capability to photodegrade X-3B under visible light irradiation. Nd^3 -TiO2 and Eu^3 -TiO2 show higher photocatalytic activity than Ce^4 -TiO2, which is due to the difference of standard redox potential of RE^n /RE^(n-1) . RE^n -TiO2 sols demon-strate more excellent interfacial adsorption and photodegradation effects to X-3B than P25 TiO2 crystallites. Moreover, the degradation mechanism of X-3B is proposed as dye photosensitization and electron scavenging by rare earth ions.     

掺杂Y^3＋的纳米TiO2微粒的制备及其光催化性能

在Sol-Gel法制备纳米TiO2微粒的最佳制备条件的基础上，制备了掺杂稀土离子钇(Y^3 )的纳米TiO2复合粒子，并对这二者进行了XRD，TEM和DRS表征及光催化活性检验。结果表明，未经掺杂的TiO2与掺杂稀土Y^3 的TiO2均为锐钛和金红石的混合晶型，锐钛和金红石的比例约为3：1；掺杂抑制了TiO2晶粒的生长，使得TiO2粒径明显变小，其颗粒大小为10nm左右。用DRS表征微粒的光吸收能力和光吸收带边移动情况，发现掺杂导致了TiO2光吸收能力增强及吸收带边红移。通过对苯酚的光催化氧化降解研究，发现当Y^3 掺杂量(按质量)为1．5％时，TiO2光催化活性最高，与未掺杂的TiO2相比，其光催化活性提高约20％。     

初始压力对气相爆轰合成纳米二氧化钛纳米颗粒的影响

介绍了利用氢氧混合气体、四氯化钛组成的多元气相系统,爆轰制备纳米二氧化钛粉体的方法。利用XRD分析证明产物为二氧化钛混晶(金红石相和锐钛矿相),晶粒尺度为纳米级。通过XRD、TEM分析可以得出,粒子形状不规则,粒度为20~100nm。研究发现,随着初始压力的增大,金红石相含量增加,纳米颗粒的平均粒度增大,其原因是反应放热的增加和湍流的加强。最后初步探讨了气相爆轰合成纳米二氧化钛粉末的生成机制。     

球磨纳米TiO2的结构转变

采用X射线衍射研究锐钛矿型纳米TiO2在高能球磨过程中及球磨后的纳米TiO2在退火过程中的结构变化。结果表现在室温常压下高能球磨诱发锐钛矿相转变为金红石相和S相。随着退火温度升高，球磨纳米TiO2粉末的晶粒逐渐长大，锐钛矿相逐渐转变为金红石相，而S相并不直接转变为金红石相而是先转变为锐钛矿相，然后由锐钛矿相转变为金红石相。与未球磨的纳米TiO2相比，高能球磨导致的晶粒细化，显微畸变以及晶格缺陷密度的增加而引起的额外储能使球磨后纳米TiO2的锐钛矿相-金红石相转变温度明显降低。     

微等离子体氧化制备TiO2薄膜的结构特性

利用微等离子体氧化方法在纯Ti金属表面生长出一层厚度达20μm的陶瓷氧化膜，并用X射线衍射、扫描电镜初步研究了氧化膜的组织结构和表面形貌。在不同电解质溶液条件下，得到3种不同类型结构组成的氧化膜：单一TiO2的锐钛型结构、TiO2锐钛型 金红石型的混合相结构、单一TiO2金红石结构。TiO2单一的锐钛型结构的氧化膜薄膜比较粗糙，TiO2金红石结构的氧化膜表面比较平滑，而混合相结构陶瓷膜的表面层为疏松的锐钛型结构TiO2，亚表层为金红石结构的TiO2。     

Electrodeposition of photocatalytic TiO2 film on surface of alumina prepared by anodic oxidation

A new electrochemical method to prepare photocatalytic TiO2 thin film was developed, by which the TiO2 was electrodeposited on surface of alumina by AC electrolysis in solution consisting of K2 [TiO(C2O4 )2] and C2H2O4. The deposited TiO2 thin film was primarily characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM) and energy dispersive spectrum (EDS) methods. The photocatalytic properties of this film were also studied by the photocatalytic degradation of methyl orange. The results show that the TiO2 film electrodeposited by this method is mainly in amorphous and with a little crystalline component mixed anatase and rutile. The surface of the alumina prepared by anodic oxidation is porous and the TiO2 electrodeposited on it is scattered and incompact. TiO2 thin film fixed on the surface of alumina shows photocatalytic activity to the degradation of methyl orange.     

TiO_2纳米棒复合材料的制备及生长过程研究

采用乙醇/水混合溶剂热法,制备以粉煤灰空心微球为基底的TiO_2纳米棒复合材料,研究了不同制备条件下纳米棒的形貌特点,分析其生长过程。结果表明:TiO_2纳米棒为金红石相,其形貌和尺寸与乙醇溶剂、钛源浓度、反应时间密切相关,适量的乙醇溶剂,使纳米棒结晶效果变好,四方棒状形貌明显,随着钛源浓度和反应时间的增加,TiO_2纳米棒尺寸增大;TiO_2纳米棒复合材料对罗丹明B具有较好的光催化降解效果。     

Y-TiO2薄膜的超声波—溶胶—凝胶法制备及表征（英文）

提出了一种制备Y掺杂TiO2薄膜的新方法。采用溶胶-凝胶法结合超声技术,以钛酸四丁酯为前驱体制备Y-TiO2溶胶,分别采用XRD、SEM、FT-IR和UV-vis对样品的组成与结构进行了表征。结果表明:Y3+掺杂可较好地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的相变,提高了相变温度,抑制了晶粒生长。Y掺杂TiO2薄膜的晶型结构为锐钛矿相结构,晶型为锐钛矿相,粒度为6~16nm。Y3+掺杂能引起TiO2光学吸收边的"红移",带隙变窄,红移程度随掺杂量增加而增大,随温度升高而减小。薄膜表面平整,厚度约80nm。     

Sn~(2+)掺杂TiO_2凝胶相变过程

采用溶胶-凝胶法制备了Sn~(2+)掺杂TiO_2纳米粉体,利用TG-DTA和XRD分析对凝胶的相变过程进行了表征.研究结果表明,Sn~(2+)掺杂显著抑制了锐钛矿和金红石晶粒的长大,使凝胶-锐钛矿转变和锐钛矿-金红石转变的温度呈现先增加后降低的变化趋势.随着Sn~(2+)掺杂量的增加,对锐钛矿向金红石转变的影响呈现了先促进后抑制的作用,且在20ST试样之后的各个温度都发现了SnO_2的存在.锡离子的价态变化对相变特征起到非常重要的作用.     

氢气流量对大气等离子喷涂TiO2涂层导电性的影响

采用大气等离子喷涂方法制备TiO2涂层,研究氢气流量的变化对TiO2涂层的显微结构、相结构以及导电性的影响.随着氢气流量的增加,TiO2涂层的孔隙率减少,缺氧相增加,涂层的电阻率随之减小.同时在通电升温条件下涂层的电导率随温度的升高而增加.结果表明,大气等离子喷涂TiO2涂层主要由金红石相、锐钛矿相和缺氧相Magneli(TinO2n-1,n=4～10)组成,各相的含量与等离子气中氢气的流量有关.